結構防火安全設計方式

在建築消防安全設計過程的初期階段，其目標應明確界定，且應具備驗收標準。

準此，針對建築物使用者、消防人員及接近該建築物民眾之安全，訂出一個可接受的 火災風險，是結構防火設計最起碼的立法要求。另方面，藉由提高結構防火安全層級，

可保護建築物的內容物、建築上層結構、文物資產、商業活動、住戶或業主企業形象 以及減少環境衝擊。

一般而言，防火規範或條例要求結構應具有足夠的耐火性能。為滿足前述目的，

文獻上有許多不同的結構防火安全設計方式，但可簡單歸納為兩大標準的設計方法，

如下所列：

 處方式設計（或稱條例式設計或指令式設計方法）（Prescriptive design）

 性能化設計（或稱或性能設計）（Performance design）

處方式設計對結構防火設計所使用之材料、結構元素形狀與大小、防火材料厚度 及施工細節等均給予明確規定，是一種基於滿足規範中所有具體要求的設計方法。傳 統上，處方式設計之建議主要是基於相同或相近的標準防火測試經驗。在靜態的情況 下，此概念運作成效良好，但有阻礙建築行業創新與發展之慮。尤其是講究建築與美 學要求的情況下，處方式設計成為非常嚴格的限制。鑑此，條例式設計已漸朝著性能 設計演變。

性能化設計是一種運用工程方法達到既定消防及生命安全目標的設計方法，此法 類似設計結構體承受風荷載與地震作用的過程。性能化設計主要訂定結構元件的功能，

且進行客觀的測試，以評價與防火性能有關的主要功能標準（例如：是否足以承受工

作負荷？是否持續足夠長的時間才崩潰或導致連接到它的結構組件崩潰？）。性能化 設計包括三個基本組成部分的評估，即火場模擬（Fire Modelling）、熱分析（Thermal Analysis）及結構分析（Structural Analysis），如圖 2-1所示。至於整體性能化設計的 複雜性，則取決於對火場行為、傳遞到結構之熱及結構反應的假設與方法，如圖 2-2 所示。

圖 2-1 結構防火安全性能化設計之三個基本組成

（資料來源：本研究整理）

圖 2-2 性能化設計三個基本組成之可行方式

（資料來源：本研究整理）

一個合理的結構防火安全設計應包括下列九個步驟（其流程如圖 2-3所示）：

 確定要求與目標（Determine Requirements and Objectives）

 確定可接受的性能標準（Determine Acceptable Performance Criteria）

 評估基本等級的複雜程度以滿足要求和目標（Assess Basic Level of Complexity to Meet Requirements and Objectives）

 進行定性評估（Carry Out Qualitative Review）

 評估價值與限制（Assess Value and Constraints）

 進行詳細的性能設計（Carry out Detailed Performance-based Fire Engineering Design）

 確認、核查及審查（Validation, Verification and Review）

 比較分析與可接受標準（Compare Analysis and Acceptable Criteria）

 向第三方檢查者簡報（Presentation of Design for Third Party Checking）

圖 2-3 結構防火安全設計流程

（資料來源：本研究整理）