研究目的

近幾年來，由於都市人口快速成長，大都會區迅速發展，使得建築 物邁向構造特殊化、多元化，以及設備複雜化的發展。既有住商複合建 築物亦隨著社會進步、經濟和消費活動日趨頻繁，大幅將建築物用途作 多元化之使用，以致於新建或舊有建築物火災危險性亦相對的增加。

一般住宅不論作何種用途使用，其空間內均會置放大量可燃物，如 化妝品、鞋類、衣物、寢室用床鋪、棉被、書籍、家電設備、玩具……

等，這些可燃物的素材包括纖維製品、塑膠、木材、木質製品、紙類等，

屬有機高分子材料，其中人造纖維及塑膠為合成高分子材料，自然纖 維、木材及紙為自然高分子材料，這些材料在火熱高溫下表現的性能與 常溫下者是相當不同的情況。通常材料受熱後會發生昇溫、熱分解、著 火燃燒、變形破壞及強度變化等現像，圖 1-1 為一般有機材料之燃燒過 程，燃燒過程中高溫、毒性氣體及煙霧、對人員之避難逃生、結構安全、

消防搶救、財產及名譽損失皆造成嚴重之威脅。

圖 1-1 有機材料之燃燒過程

三重市發生火災，因樓梯間機車起火造成煙囪效應，樓梯間煙霧彌

漫，造成住戶在樓間間逃生時被濃煙，因此良好之防火避難空間規劃甚 為重要。而燃燒在沒有外界干擾之情況下，最後可發展成為火災，從燃 燒現象發展成為火災一般可概分為起火期、成長期、全盛期及衰退期等 四個階段。

就一典型防火區劃之居室發生火災時，在無外界干擾下情況，火災 發展境況之初期、成長期、旺盛期及衰退期分述如下：

一、初期

由於自然因素或人為疏忽不慎產生著火源，從局部點燃後，再向四 周擴散，當著火源四周可燃物(第一著火物)的溫度達到燃點時，即著火 而形成燃燒擴大。

從著火物引燃後(成為所謂火苗、火種)持續燃燒至火災確立之初為 止，此時期方可視為起火醞釀階段。燃燒範圍侷限於著火源附近。通常 從著火源之小部位燃燒，逐漸變成無法以簡易手動方式滅火(亦即須使 用滅火器之必要)或火焰已成長至約可觸及天花板高度，此情況所經過 時間約 1 至 10 分鐘。此時平均火燄溫度從室溫逐漸昇高至 100℃左右。

主要影響因素為著火源自身燃燒持續能力、第一著火物之易燃程度。此 時火勢正要成長中，尚可以人為方式控制。

二、成長期

成長期依燃燒的型態、燃料的種類、環境的交互作用及氧的供應程 度，火焰的成長速率可快也可慢；在此時期，一般而言其溫度較低，而 火焰的位置也多半在火源附近的區域，此時期為可逃生避難之時期。

最初的火災已確立形成，倘無任何有效滅火措施，火勢開始由局部 面積燃燒逐漸擴及全部面積燃燒，若燃燒速率由火焰之輻射回饋效應 (radiation feedback)所支配時，此時開始為成長階段。

此時期係指自起火始至閃燃(Flash over)為止，如圖 1-2 所示。燃 燒範圍則從起火點向四面八方延燒，尤其火焰隨著熱氣上昇至天花板。

此時期所持續的時間，從 5 至 20 分鐘之久，時間的長短完全視材料的 耐燃性，包括:著火性、火焰傳播性、燃燒速度、發熱量…等因素;同時 也與當時環境狀況，包括:通風情形、氧濃度、空間大小……等條件有 關。此時期的室內溫度逐步昇高，約從 100℃變化至 650℃以上。影響

與防火避難安全對策之研究

因素—包括:空間的形狀與大小、火源位置與面積、材料的可燃性與數 量、通風情形與環境狀況……等。當火源產生，從局部點燃後，使材料 燃燒產生濃煙而上升，聚集於天花板下面;同時，火焰隨著燃燒量的增 加，也沿著天花板面擴大;此時天花板之燃燒性會影響全面性燃燒的發 生時間。

圖 1-2 火場閃燃進行的過程

雖然天花板之燃燒速度有所不同，但都會導致相同的現象，就是下 方可燃物，受到由上而下的輻射熱會逐漸增加，當此輻射熱造成可燃物 溫度達到燃點時，即會產生全面性猛然的燃燒現象，此謂之閃燃。

三、旺盛期

當建築物室內產生閃燃時，室內各可燃物品在接近的同一時間共同 著火燃燒，所以燃燒速度急速的增加，釋放出大量的熱源，同時迅速增 高室內溫度。閃燃之後，室內表面積該燃的已燃燒中，室內外換氣速率 亦達到某程度平衡狀態，所以整體燃燒速率趨於平穩，室內呈現熊熊火 海及濃煙竄流。

此時期係指自閃燃開始至燃燒呈現衰退之初為止。此時期所持續的 時間，並無定論，完全視材料的燃燒性及數量多寡，同時也視當時的環 境狀況。此時期的室內溫度，一般可高達 800℃至 1200℃之間。影響因 素—包括:開口部大小、空氣供應量多寡、可燃材料數量、室內區劃面 積…等。

當閃燃產生時，室內所有可燃材料突然地、全面地、同時地一起著 火燃燒，雖然影響這時期的燃燒因素甚多，但最主要不外可燃物的量及 通風的狀況。

四、衰退期

由於燃燒不完全的可燃物粒子散佈在空氣中達成一定量，再加上燃 燒產生的熱與壓力，在瞬間引燃空氣中的可燃物粒子，有如爆炸現象，

形成一片火海，此即閃燃（Flashover）現象。一般而言，空間內的溫 度高達 500℃至 600℃間，即可能導致閃燃，在消防工程工作上為最危 險的時期需儘量加以避免。

當室內可燃材料因燃燒殆盡，火勢即逐漸轉弱，無法維持最大之燃 燒速率時，此時進入建築物火災的最後階仍足以再次點燃，造成第二次 燃燒，不可不注意。此時期係指自可燃材料之燃燒遠度開始減少起至完 全燒失為止，此時期所持續的時間，並無定論，較前兩時期的時間為久。

此時期的室內溫度，由高溫逐漸下降，不過溫度只要仍高於 200℃至 300

℃，表示衰退期仍然繼續。不過火場若有消防人員搶救滅火行動，則火 災並非自然衰退。此時期室內的溫度，雖然隨時間逐漸下降，但其所儲 蓄的溫度仍高，對結構體而言，仍具有破壞性，同時也可能產生第二次 點燃及再燃燒的破壞力量。

由上述火災成長過程可得知，初期影響因素主要著火源自身燃燒持 續能力、第一著火物之易燃程度。成長期影響因素包括:空間的形狀與 大小、火源位置與面積、材料的可燃性與數量、通風情形與環境狀況……

等。旺盛期影響因素包括:開口部大小、空氣供應量多寡、可燃材料數 量、室內區劃面積…等。

而火場中所產生的有毒物質包含有相當多的刺激性及痲痺的成份，

如果濃度過高或暴露其中的時間過長則容易導致吸入過多而引起昏 迷、休克，嚴重時甚至會導致死亡。此類煙氣太多為有機煙粒及酸性氣 體，如 HCl 氣體之刺激會快速引起眼睛、呼吸道與肺的疼痛，接著造成 呼吸困難等症狀，而在未達閃燃點前所產生的使人痲痺性氣體，其成份 主為一氧化碳與氰化物，如表 1-3 所示為人體暴露在一般有毒性氣體的

與防火避難安全對策之研究

情況。

表 1-3 人體暴露在一般有毒性氣體的情況 5 分鐘 30 分鐘

化學成份

昏厥或無法行動 死亡 昏厥或無法行動 死亡 CO （ ppm ） 6000 12000 1000 2500 HCN（ ppm ） 150 250 90 170 HCl（ ppm ） 500 16000 200 ＜12﹪

火場中除了煙的毒性外，高溫煙流所造成的高溫也會經由對流效應 與輻射效應造成人體的皮膚與呼吸道灼傷，而濃煙微粒也會使避難路線 遭受封阻，當避難人員因視線不良無法辨識避難路線時，往往因避難不 及而造成嚴重傷亡，通常避難人員需有 8~10m 的可視距離才能行經煙 區，此時大多數的火源將產生令人眼睛不舒適且刺激的感覺，但還不至 於造成避難困難的昏厥現象。如果暴露於上述煙層時間小於五分鐘將不 至於吸入過量的痲痺性氣體而昏厥。

如何確保住戶避難之安全性可由各居室避難安全性能及樓層避難 安全檢證兩方面加以驗證；當(避難行動時間)<(煙霧下降時間)時，各 居室之避難安全性能使獲得檢證。而樓層避難安全檢證方面，樓層避難 安全檢證係指各居室起火境況下，該樓層滯留人員從該樓層至其中一座 直通樓梯完成避難所需時間(樓層避難行動時間)，與該樓層煙霧下降至 避難障礙高度所需時間(樓層煙霧下降時間)之比對檢證，若(樓層避難 行動時間)≦(樓層煙霧等下降時間)則人員為安全。各居室與避難安全 檢驗，詳附錄一。

建築法第七十三條規定建築物非經領得使用執照，不准接水、接電 或申請營業登記及使用；非經領得變更使用執照，不得變更其使用。另 依「建築物使用類組及變更使用辦法」第八條規定依建築法第七十三條 第二項所定有建築法第九條建造行為以外主要構造、防火區劃、防火避 難設施、消防設備、停車空間及其他與原核定使用不合之變更者，應申 請變更使用執照，第五條建築物變更使用類組（類別、類組，詳附錄二）， 應以整層為之。但不妨害或破壞其他未變更使用部分之防火避難設施且 符合下列情形之一者，得以該樓層局部範圍變更使用：

一、以具有一小時防火時效之牆壁、防火門窗等防火設備區劃分隔者，

其防火設備並應具有一小時之阻熱性。

二、變更範圍以符合建築技術規則建築設計施工編第九十二條規定之走 廊連接直通樓梯、梯廳或屋外，且開向走廊之開口以具有一小時防 火時效之防火門窗區劃分隔者，其防火門窗並應具有一小時之阻熱 性。

住商複合建築物不同的使用用途將產生不同的空間特性，雖然現行 法令對用途間在安全面上有相對應的管制，但由於過於考慮用途間性質

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