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消防隊搶救效能模式於建築物火災危險度評估模式之分析

第三章 消防隊搶救效能模式運用於建築物火災危險度評估模式

第一節 消防隊搶救效能模式於建築物火災危險度評估模式之分析

消防隊在整個建築物火災危險度評估中是相當重要的一項,但由於消防隊 的搶救效能會被許多的因子所左右,這其中當然包括了建築物內的各項因子,

73 Casey, “ The Fire Chief’s Handbook,” 3rd ed., 1967.

74 同註 57。

75 Ball and L.M. Pietrzak, “Investigation to Improve the Effectiveness of Water in the Suppression of Compartment Fires”.

76 Pietrzak and G.A. Johanson, “Analysis of Fire Suppression Effectiveness Using a Physically Based Computer Simulation”.

77 Pietrzak, “Recent Research and Future Requirement for Modeling Fire Suppression Effectiveness”.

因此若把消防隊納入建築物的整體評估之中,有相當的困難度與複雜性。分析 第二章第一節中所述及的各項建築物危險度評估方法,除了美國的 FSES 是根 據人命安全法而來,把其評估重點均放在建築物特性及消防安全設備上;及 HAZARD Ⅰ危險度評估軟體偏重於決定性模式之工程計算之外,其他四者均 有將消防隊這項因素給予考量進來。

以瑞士點計畫法為例78,在其特殊設施部份,乃指較標準防護設施性能更 佳(快、有效)之防災設施,其中消防隊之警戒(Alerting)、救助(Rescue)

及作戰能力均為該項之考量因素。雖然本評估法是針對保險分級而定,但由目 前澳洲根據瑞士點計畫法所開發出來的火災危險度評估模式 FRAM(Fire Risk Assessment Model)79來看,其內部仍保留有消防隊的反應(例如全時的、機 動的或是排班的等)、消防隊訓練及消防隊容量等,可得知該因素被納入整體 評估中是可行而重要的。

在日本的方面,則把消防隊視為「人員反應火災行為種類」中的一項來考 量(參考表 2-5),進而從災例中去找尋與其他因素之關係。由圖 2-3 中可看出,

即使在 34 項安全對策項目中並無消防隊一項,不過該評估過程之事件樹分析 中,已把這項因素融入其他各項安全對策考量的因素之中了。另外值得一提得 是,日本在現行研擬的「火災安全設計法」中,特別在單一建築物的火災安全 上,把「消防活動的確保」一項納入,顯見他們也開始重視這個課題!80

英國的評估方式中,把消防隊納入整體層級分析中,第四層─「因素

(Components)」項中 20 個因素的其中一個(圖 2-2),並經由層級分析的過 程得到其權比值為 4。

其中第 20 項因素為「消防隊(Fire Brigade)」,在其定義中提到,所謂的 消防隊是指掌握消防力的地方行政組織(Local Authority)。在本項評估量表 中,評定為 5 點者表示有很好的消防搶救援助;至於評定為 0 者,則表示為直 達整個建築在燒盡前,均得不到任何消防力的協助。本項因素所占的權比值為 4,因此得到評估得點後再乘上權重值,則可知其得點分別為 0、4、8、12、

16 及 20 分。

在考量評估得點的過程中,其考量的主要項目共有七項:

1、 通知消防隊的方式:以各種與消防隊連結的方式進行考量,諸如自動

78 同註 14,第 105 頁。

79 林元祥,「火災危險度評估模式(軟體回顧)」,新知譯粹,中央警察大學,第十四卷第三期,第 23

∼28 頁。

80 田中哮義,「性能式火災安全設計方法之概要」,第十九屆中日工程技術研討會-建築研究組論文集,

警報系統的連動、人員手動警報裝置的連結、電話及其他的方式等。

2、 消防隊到場的時間:共分為五個等級,分別為 5 分鐘以內、5∼10 分 鐘、10∼15 分鐘、15∼20 分鐘及 20 分鐘以上。

3、 消防器具的應用:預先決定派遣到火場的第一梯次器具,包括水箱 車、水庫車、雲梯車及其他的設備器具等。

4、 可供使用的消防人員(在隊率)數量:除了數量之外,還包括隊員的 經驗及對建築物的熟悉程度。

5、 進入建築物內部的情形:本項主要是為要了解消防車可以接近到欲搶 救的建築物達什麼程度。其中包括建築物之 4 面均可、3 面、2 面或 是只有 1 面可以進入建築物之中;建築物四週來訪旁放車輛的情形,

或是其他可能的阻礙物。

6、 水源供應情形:乾式立管、濕式立管、室外消防栓及適當的水源供應 情形。

7、 可入內搶救的消防隊組情形。

基本上,整體消防隊搶救效能的考量是以消防隊到達現場的時間為主要考 量(第 3 項),分為五個等級(如表 3-1 所示),至於評估得點的升、降則取決 於其他相關的特性因子。

消 防 隊 到 達 火 場 的 時 間 大 約 評 估 得 點 等 級 0∼5 分鐘 第 5 級

6∼10 分鐘 第 4 級 11∼15 分鐘 第 3 級 16∼20 分鐘 第 2 級 21∼25 分鐘 第 1 級 26 分鐘以上 第 0 級 表 3- 1、消防隊到達火場時間與評點等級關係表

根據本國學者陳秋蒼氏的論述,若以英國點計畫法為基礎,在國內進行相 關因素的考量時,「消防隊」因素一項需對建築物距離消防隊之遠近、週邊道 路的配置是否適合消防車的進入、佈署及供消防搶救上的必要設備(如連結送 水口、緊急昇降機等)之配置是否適當等進行分析。在其研究結果中,消防隊 之權比值,遠較英國所得之數值來的大,約占總體評估的 12.508%81,由此可

81 同註 18。

FDRM O

FGMD

FDAM

OCRM

SMMD

EVMD

FSPM

ENDM

消防隊部署 和反應時間

O I O I

O I O

I

I

消防隊警 告機率

I I

消防隊介 入機率

火災線索與探 測器動作時間

模式執行每一情境 資料流向

I 出入模式 O 模式輸出

見本國諸多專家均認定在評估建築物火災危險度的同時,這項因素是相當重要 而不可忽略的。

二、 本研究選定「火災搶救效能模式」與「建築物危險度評估模式」之分析 根據上一小節,若以本研究所著眼之加拿大火災危險度評估軟體而言,便 試圖把消防隊搶救效能部份,以消防隊反應模式(FDRM)及消防隊活動模式

(FDAM)兩個方式,整合入建築物危險度評估之中。

圖 3- 1、火災搶救效能與建築物危險度評估有相關之各項模式及其流程

由圖 3-1 可知,「消防隊反應模式(FDRM)」透過統計或工程計算的方式,

配合影響消防隊反應時間之因子,可計算出消防隊之總反應時間。至於如何與

其他模式相互結合,分述如下:

(一) 火災成長模式(FGMD):

依據閃燃、非閃燃以及燻燒三種火災特性配合上門開關與否所構成之六種 模式的設計火災,來預測起火隔間中設計火災的發展情形。模式計算燃燒率、

房間溫度和產生毒氣濃度的時間函數等,並根據這些計算模式決定五個重要的 時間狀態,如圖 3-2 中「時間架構與火警狀態」部份82,這五個狀態分述如下:

1、 火災肇始(fire cue)的時間:狀態Ⅰ--火災線索的時間;定義為可由人 類感官(視覺、嗅覺、聽覺)察知火災的時間,係假設在煙層向下降至 起火空間地板與天花板間高度的 0.95 倍時發生。

2、 偵煙式探測器動作時間:狀態Ⅱ--偵煙式探測器作動的時間;定義為起 火區劃空間偵煙式探測器作動的時間,係假設區劃空間溫度增加 20℃時 發生。

3、 熱探測器或撒水頭動作時間:狀態Ⅲ--灑水設備作動的時間;定義為起 火區劃空間之灑水設備作動的時間,係假設區劃空間內溫度達 100℃時 發生動作。此定義僅適用於閃燃和非閃燃有焰火災,而悶燒火災則定義 為消防隊活動模式所計算出的消防隊活動時間。

4、 閃燃時間:狀態Ⅳ--閃燃的時間;定義為起火區劃空間達到閃燃的時間,

係假設當起火區劃空間溫度達 600℃時發生。

5、 火災燒盡時間:狀態Ⅴ--燒盡的時間;定義為火災熄滅的時間,此時不 是因為起火區劃空間所有的火載量燃盡,便是未延燒至其他可燃物。

最後再把這五個火警狀態區分成十個時間架構,以便進行在避難等模式上 的相關運算。其中「閃燃時間」則使用在消防隊活動模式(FDAM)中,計算 火災搶救的有效性和救助的成果。

(二) 消防隊活動模式(FDAM):

由消防隊反應模式計算得總反應時間後,依前三個火警狀態下居民可能報 案的機率,以加權方式可計算得通報之時間,便可得到消防隊真正介入火場的 時間。舉例而言,若經由消防隊反應模式所計算得之總反應時間(派遣+準備 +行進+佈署)為 720 秒,再經由計算得通知時間為 183.64 秒,則消防隊從獲 報火警發生到介入火場的總時間則為 183.64+720=903.64 秒。

再者,透過火災成長模式,可計算得知建築物是否會到達閃燃。若閃燃狀

82 同註 28,第 3-25 頁。

況會發生,則以此為臨界條件83。因為該模式在合理的數據推論下,假設當消 防隊在閃燃後再介入火場,其能「介入的機率值」(probability of fire department intervention)會明顯降低。再綜合考量會影響到消防隊搶救效能中之滅火及救

83 C. R. Dutcher, Henry Hum, D. Yung, George Hadjisophocleous, “ FiRECAMTM Draft Appendices,”

National Fire Laboratory, Institute for Research in Construction, National Research Council of Canada, Sep. 15, 1998, p.F-54∼55.

其中直接察覺火災和接收到消防隊員的警告,是最可靠的兩個訊息,可快 速的確認和解釋為真正發生火災,因此有程度 1─「合理確認」的解釋水準;

第二個可靠訊息的來源是接收到他人的警告或經中央警報系統的廣播,有程度 2─「一般確認」的解釋水準;最後是接收到地區警報或中央警報系統的訊息,

居民較無法直接認定發生火災,所以有程度 3─「較小確認」的解釋水準。

表 3- 3、不同之訊息來源之相對應火警確認程度

訊 息 來 源 確 認

直接察覺火災 程度 1-合理確認性 消防隊員警告 程度 1-合理確認性 其他居民警告 程度 2-一般確認性 中央警報的廣播警告 程度 2-一般確認性 地區警報的警告 程度 3-小的確認性 中央警報的警鈴警告 程度 3-小的確認性

所謂「確認程度」會直接影響避難行動前的時間延遲(Time Delay),居民 在這段過程中,需花費時間去尋找更多訊息來確認接收到的警告之正確性以作 為狀況之評估。在上表中,居民若是由消防隊的通知進而得到火警訊息,其確 認程度高達第 1 個等級,這意味著居民進行 PIA 的過程〔從察覺(Perception)

確認(Interpretation) 做出行動(Action)〕會很短。若為「程度 1」的確 認,則居民的反應為直接開始逃離建築物並進行相關的行動;若為程度 2 或 3 的確認水準,則假設居民在決定逃生之前將尋覓更多訊息或有不同的行動進行

確認(Interpretation) 做出行動(Action)〕會很短。若為「程度 1」的確 認,則居民的反應為直接開始逃離建築物並進行相關的行動;若為程度 2 或 3 的確認水準,則假設居民在決定逃生之前將尋覓更多訊息或有不同的行動進行