美國防火安全工程技術規範與標準發展現況

第 一 節 美 國 防 火 安 全 工 程 技 術 規 範 與 標 準 發 展 現 況

美國在防火安全工程方面的研究開始較早。1971 年 4 月，美國聯邦總務署

（General Services Administration, GSA）在維吉尼亞召開了高層建築防火安 全國際會議，其議題之一就是建築物防火安全的系統設計方法。此後，美國不同 部門和機構進一步展開了建築物防火安全工程的研究以及相關方法的標準化工 作。1972 年，GSA 在相關研究基礎上開發了事件邏輯圖。經過幾次修改之後，其 研究成果最終形成了以目標為基礎的建築防火安全系統方法，即《附錄 D》。《附 錄 D》是美國建築防火安全設計系統方法的基礎文件。

隨著防火安全工程方法研究的不斷發展，美國的規範組織，如美國消防協會

（ National Fire Protection Association-NFPA ） 和 美 國 國 際 法 規 委 員 會

（International Code Council-ICC），開始在其既有規範中增加性能化的內容 或者制定新的性能化規範。

到 2012 年止，NFPA 在其很多最新版的規範中都加入了性能化的要求。如 NFPA 1 Fire Code 和 NFPA 101 Life Safety Code，都是在規範中增加一個章節，專 門規定採用性能化設計方法時應滿足的規定和要求。ICC 也在國際防火安全工程 研 究 熱 潮 的 推 動 下 ， 於 1996 年 開 始 著 手 起 草 ＂ 建 築 物 及 設 施 性 能 法 規 (Performance Code for Buildings and Facilities)＂，2001 年出版了第一版。

本性能化規範在範圍上與其模式規範一致，但更强調性能。《建築物及設施性能 法規》2012 年版已經出版⁵。

由劉慶男、丁育群⁶研究整理，對於 ICC建築物及設施性能法規、NFPA 生命 安 全 法 規 性 能 式 選 項 及 消 防 工 程 師 協 會 (Society of Fire Protection Engineers)– 性能式建築物消防分析與設計指導書，有關本研究相關資訊摘要 如下。

一、國際法規委員會 (International Code Council)– 建築物及設施性能法規

5邱培芳，郝愛玲，「國外消防安全工程技術標準發展現狀研究」，工程建設標準化，53-56，2014。

6劉慶男、丁育群，「性能式建築防火設計審議機制整合之研究─以防火避難設計審議為例」，

內政部建築研究所研究，2002。

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(Performance Code for Buildings and Facilities,ICCPC) 之概述 國際法規委員會的建築物及設施法規最初是由國際法規委員會消防與建築 物性能法規起草委員會共同發展的。國際法規委員會的建築物及設施法規清楚地 定義其目標在於達到法定程度的使用者安全，財產保護及社區福利。它提供了一 個架構以達成規定之目標，各目標並以可承受之損害程度及設計事件如火災及自 然災害強度的觀點審視。性能法規並讓使用者能夠有系統地達成各種不同的解決 方案。應該注意的是，規格法規被視為可接受之解決方案，並與性能法規相符合。

政府單位採用國際法規委員會所訂定的建築物及設施性能法規，是參照該地 區法律制定的程序來採行認證完成。採認時，政府單位在要求特定條款內加入適 當的資訊，例如施行單位名稱。這些需填充之處於施行條文樣本內以等大的大寫 字母顯示。

基本上，其建議政府單位全數採用本法規，緣於大部分性能設計之可靠性倚 賴建築物及防火系統妥善的維護。國際法規委員會的建築物及設施性能法規是由 法規執行官員、企業代表、設計專業及其他相關人士所提出的更改建議，加以審 議更新。更改建議透過一個公開的法規發展過程以詳細地審視，在此過程中，所 有相關及受到影響人士及機構皆可參予。法規發展更替程序及制定法律的政府單 位亦皆可對本法規內容加以改變。

二、國家消防協會 (National Fire Protection Association)– 生命安全法規 性能式選項 (Life Safety Code, Performance Based Option, LSC - PBO) 之概述

在許多建築法規及技術標準中，「等效」或「替代」字句其實已經存在了很 長的時間，但都是針對單一或數個建築系統，並不同於建築整體分析性能的概念。

國家消防協會所出版的三百多項技術標準中，至少有八項以上已經隱含有性能的 概念，而在西元兩千年全新改版的生命安全法規中，開始將性能式選項做為符合 生命安全法規的方式之一，有完整的章節敘述相關規定，這是在美國所發行的第 一個與消防相關的性能式法規。該法規不僅適用於建築物消防安全，舉凡牽涉生 命安全的議題，例如群眾管理、保全、緊急醫護等層面都可適用。

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生命安全法規的內容分為三大類：

﹝1﹞基礎篇 (第一章到第四章、第六章到第十一章)

﹝2﹞性能式選項篇 (第五章)

﹝3﹞用途篇 (第十二章到第四十二章)

基礎篇為強制符合內容，若同一項目在用途篇也有敘述，則依照用途篇之規 定，或採用其中較嚴格者。基礎篇各章標題為：

第一章 行政管理 第二章 法定參考資料 第三章 字詞定義 第四章 一般規定

第六章 用途與危險物分類 第七章 避難方法

第八章 防火特徵

第九章 公用設施與防火設備 第十章 內部裝修

第十一章 特殊結構與高層建築

性能式選項篇說明符合法規主旨目標的不同做法。用途篇則依據各類建築用 途，各以專章說明新建以及既有建築物的規範事項，範圍涵蓋了新建築物與既有 建築物。

性能式法規的目的並非完全取代傳統法規，而是允許設計人員藉以置換傳統 規格式法規的條文規定；性能式的作業程序一方面提供更多設計自由，彌補規格 式法規相對較弱的合理性與彈性，一方面改善性能式設計的審議流程，及因應規 格式法規尚未涵蓋的建築問題。當引用性能式法規時，建築專案關係人與主管機 關在設計發展過程中需互相充分合作，藉助科學方法建構設計及分析安全性，採 用數值量化的審查方式，而最終核可的設計內容即成為建築物的管理依據；設計

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單位與主管機關對於法規的主旨目標、建築物應有的安全水準、可能發生的火災 情境、假設條件及安全因子等議題，必須在進行性能式設計之前事先獲得共識。

生命安全法規性能式選項的內容也說明如何選擇計算方法、必備的輸入資訊，以 及設計文件必備要項等資訊。

三、消防工程師協會 (Society of Fire Protection Engineers)– 性能式建築 物消防分析與設計指導書 (Engineering Guide to Performance Based Fire Protection Analysis and Design of Buildings)之概述

性能式設計強調專業之及早參與，並非常注重設計目標、機能、性能之逐層 界定。SFPE 防火性能法規建築設計程序如下：

1.釐定專案規模﹝Defining Project Scope﹞

2.確認目標﹝Identifying Goals﹞

3.釐定參與人員與設計目標﹝Defining Stakeholder and Design Objectives﹞

4.發展性能基準﹝Developing Performance Criteria﹞

5.發展設計火災場景﹝Developing Design Fire Scenarios﹞

6.發展替代設計﹝Developing Trial Designs﹞

7.評估替代設計﹝Evaluating Trial Designs﹞

8.發展防火工程設計計劃書﹝Developing a Fire Protection Engineering Design Brief﹞

9.施工圖說﹝Documentation and Specifications﹞

 ICCPC 性能法規之審議基準

對評估方法與工具之建置，依照ICC Appendix E Use of Computer Models E102.1 使用與請照規定。

1. 所有電腦作業必須於設計專業之指導下運作。州政府及執法當局雖對電 腦程式(防火、結構、機械、節能)操作人員無須證照，但此人員必須具

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備知識及經驗以確認此程式限制及設計性能基準目標是否符合性能法 規目標。

2. 電腦數據應為執照圖說內涵(包括程式名稱、簡短說明、分析及適用、

輸出入單位及如何支援設計),附屬程式,不確定性、假設、限制、分析 範圍及簡例可包含於內。

3. 背景數據應提交以確內特殊場域之接受與否。

E103.1 責任。電腦僅為高速計算之工具，設計專業應對數據及背景之結合適用 於其所提交之設計文件負責。

 NFPA 生命安全法規性能式設計審議基準

（一） 替代方案之審議基準

替代方案的原始發展目的，是提供美國政府一項方便的管理工具，用以維護 屬於政府的公有建築物的消防安全。此方案可以在生命安全法規與其他不同的設 計之間作出安全性差異的比較。進行評量的過程首先將建築物分成數個區域，以 不同參數代表各類系統或設施對於安全度的效應，逐項予以評分，以總得分數來 評估整體安全水準。是具有較高安全度的系統可以補償安全度較低的系統，但各 項參數的數值並非與安全度成線性關係，數值得大小僅可做為相對安全程度的參 考；此外，該方案的原理也引用了相對風險的概念。

此方案可作為符合生命安全法規主旨目標的替代方案，但不可完全取代法規，

必須與法規合併使用。建築設計人員可依照指引，將實施評量的結果做為申請許 可的送審文件之一。NFPA 提供了一系列的表格與計算方法，適用於不同用途的 建築物。評量作業的實施已發展出輔助電腦軟體，程式與使用手冊皆可在網站自 由下載。

（二）NFPA-LSC-PBO 之審議基準

NFPA 性能式審議以生命安全法規性能式選項之規定內涵包括：

1.一般規定﹝General Requirements﹞

5.1.1 應用

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以性能方式符合生命安全法規，不僅必須遵循法規的性能式選項篇的全部 內容，還必須遵守基礎篇的第一章到第三章，以及第四章的相關內容 (4.1~4.4，4.6.9.2)。

5.1.5 數據來源

送審報告中必須清楚註明所有引用數據的出處及應有的保守度，並提出數 據來源是否恰當之判斷。

2.性能標準﹝Performance Criteria﹞

5.2.1 在每一項設計火災情境、設計假設與設計規格條件下，所有不在起火點現 場的人員，都不應遭受立即或者漸增的火災威脅危險。

3.保留規格式規定﹝Retained Prescriptive Requirements﹞

採用性能式選項進行建築設計，仍須遵守生命安全法規的逃生避難設施規格 式規定的部分內容。

5.3.1 系統與特徵

應符合各項相關的NFPA 技術標準 (包括維護、測試、可靠度維持等)。

5.3.2 逃生避難設施

必須遵循5.2，5.4 ~ 5.8，逃生避難設施的變更程序，以及欄杆、門、梯、

坡道、逃生爬梯、標示、緊急照明等相關的規定。

目前已知的逃生避難數學模式，尚無法量化分析逃生標示及照明對於避難

目前已知的逃生避難數學模式，尚無法量化分析逃生標示及照明對於避難