第一章 緒論
第三節 研究方法與步驟
由於高層建築物平時內部人數眾多，加上空間寬廣、各類型場所多 夾雜其中，包含危險性較高、火害程度嚴重之場所，因而即使危險性較 低場所身處其中，亦無法儘考量自身場所類別與規模，而是需進行整體 評量。況且一旦發生事故，如需將內部人員進行疏散、及至完畢，於實 務上也是一件高難度之挑戰工作。因此有必要參考國外先進國家之相關 高層建築設計與規範，進行系統化之研究分析，並導入本土，以收他山 之石之功效。
美國自 911 事件後，對於高層建築之消防系統已傾向於主動式防火 設備(Active Fire Safety Equipment)之裝設，包含滅火系統與排煙系 統，而對於人員避難行為的探討，更加重視，主要為認為此二者間具有 一定程度之關聯性，無法獨立分開規劃與設計。因而費時數年以進行了 一系列之探討，所得之結果十分值得國內之參考。例如電力失效後之排 煙系統，啟動程序不正常、功能失效，導致妨礙人員避難行為之正常進 行，終至嚴重之傷亡。
研究報告指出，高層建築火災對人員傷亡主要是火與煙，尤其以後 者為劇。此種建築火場之煙擴散與流動情形，主要受「自然力」與「強 制驅使力」所影響，包含：
在「自然力」部分，「浮力」與「膨脹力」為火場高溫所產生，火 場「煙囪效應」與「自然風力」則受當時氣象條件(外氣溫度與自然風 的大小與方向)所影響。
對於「強制驅使力」部分，則為由建築內部機械設施所產生，包含
空調系統、電梯活塞效應、排煙系統「強制驅使力」等。
如能在對於「自然力」妥善加以考量下，適當規劃以利用建築內部 機械設施之「強制驅使力」，並配合人員避難特性之探討，為最新高層 建築煙控策略擬定之主要理念，而相關消防法規更須與時俱進，配合此 設計理念，例如性能化設計。整理並分析高層建築煙控策略，並與人員 避難行為相結合，提供相關結論供參考，即為本研究動機之一。
於高層建築發生火災時，可利用蓄煙或進行機械或自然排煙，進行 動態式煙控。將煙進行適當之導引(排煙)、阻擋(防煙)、或是短暫停留 (蓄煙)，以控制煙的蔓延方向與速度，爭取人員避難時間與空間，以增 加逃生成功機會，為近來煙控理念之主流。
火場中如能對外界非可控制因素─「自然力」加以適當考量下，利 用建築內部消防安全設施，將可減低人員傷亡。而相關設施則包含既有 的設備，例如排煙風機、風管、風門等，假若能更近一步擬定妥善之運 轉規劃，進行強制煙控與壓力煙控，以對煙的移動範圍、移動速度進行 更加嚴密控制，將能使身陷火場人員獲得無煙的避難逃生環境，增加其 獲救機會。
故本研究首先將收集國外高層建築煙控系統規劃與設計規範，進行 此類建築設計要求之分析，提供未來相關設施規範制訂時重要參考依據
。其次，本研究亦將收集近年來國內高層建築物火災案例之相關資料，
以了解火災對於高層建築所造成的危害。
另外，由於無論是國內外研究報告，均指出高層建築火場濃煙之分 布，且往往造成人員嚴重傷亡，並導致財物損失。分析此種建築火場之 煙擴散與流動情形，可區分為受「自然力」與「強制驅使力」所影響。
本研究亦將利用建築內部對於火災事故發生後處理「濃煙」之消防安全 設施加以適當規劃，並配合此類建築人員避難特性之探討，建立最新高 層建築煙控策略之擬定，據以提出國內高層建築火災煙控防救安全對策
，作為未來研擬相關安全條文時之參考。
因此，經由本年度計畫之執行，相關完成之具體成果如下：
收集與分析美國商業部國家標準與技術局(National Institute of Standards and Technology，以下簡稱 NIST)針對美國世貿中心大樓 (WTC)事故所進行之調查報告。
藉由產險業者與消防單位的協助，收集近年來國內高層建築物火災 案例之相關資料。
分析高層建築物人員避難行為特性，與模擬主動式煙控系統區間加 壓之概念，包含「濃煙局部排洩方式(Smoke Purge)」、「核心式加壓 (Core Pressurization)」、「三明治式加壓(Sandwich Pressurization)
」、「局部區域煙控配合樓梯加壓(Zoned Smoke Control with Stair Pressurization)」等多種方式，加以模擬分析，以建立全方位主動式 煙控系統。
提出國內高層建築物火災的可能性項目，與火災預防的安全對策，
作為未來研擬相關安全規範之參考。
邀請產險公司、高科技業者、政府機關、研究單位等各界代表，共 同參與學者專家的座談會，檢討前述各項研究成果。
故本研究首先將收集最新國外高層建築排煙系統設計理念資料，例 如美國世貿中心大樓(WTC)事故調查報告，以研究高層建築排煙系統設 計趨勢，以進行整理與分析高層建築煙控系統最適化設計。
同時將藉由產險業者與消防單位的協助，收集近年來國內高層建築 物火災案例之相關資料。並分析高層建築物人員避難行為特性，與模擬 主動式煙控系統區間加壓之概念，包含適當之導引(排煙)、阻擋(防煙)
、或是短暫停留(蓄煙)藉以形成有利於逃生的壓力梯度(「濃煙局部排 洩方式」、「核心式加壓」、「三明治式加壓」、「局部區域煙控配合 樓梯加壓」等多種方式)，加以分析，以建立全方位主動式煙控系統。
根據現行工程施工成本與效益分析，各系統之比較如表 1-2 所示。
最後本研究將提出國內高層建築物火災損失的可能項目，與火災預
防的安全對策，作為未來研擬相關安全規範之參考。並邀請產險公司、
高科技業者、政府機關、研究單位等各界代表，共同參與學者專家的座 談會，檢討前述各項研究成果。
承上所述，本計畫主要工作內容及其詳細進行步驟，示如以下之工 作流程，如圖 1-1 所示。
圖 1-1 整體研究計畫流程圖
(資料來源：本研究整理)研究計劃目標、方法與 步驟確認
蒐集有關高層建築物建築煙控 系統之設計方法與資料
整理與分析國內外高層建築物 建築煙控系統規範
高層建築物人員避難特性之分 析與研究
進行高層建築物排煙設計方案 與人員避難的關連性研析 期中階段審查會議的意見
整合
專家、學者座談會議的意 見整合
進行國內高層建築物設計案例 的驗證模擬作業 提出國內高層建築物煙控系統
設計規範之建議 期末階段審查會議的意見
整合 結論與建議
表 1-2 各種排煙系統的成本與效益分析表
濃煙局部 排洩方式 (Smoke Purge)
核心式加壓 (Core Pressurization)
三明治式加壓 (Sandwich Pressurization)
局部區域煙控配 合樓梯加壓 (Zoned Smoke
Control with Stair Pressurization) 工
程 費 用
一般 一般 較高 較高
維 護 管 理 經 費
一般 較高 較高 較高
涵 蓋 效 益
佳 佳 極佳 極佳
(資料來源：本研究整理)