發」(1986~90 年度)等,使木造建築技術能適用於現代
建築機能要求之各項技術開發被進行。木材利用於建築的
1982~86 年度綜計開發之「建築物的防火設計法的開發」
亦朝此方向進行國內近年來亦在建研所的帶動下進行一系
i)出火防止、出火頻率之全面抑制
上可實證安全性範圍下之內裝防火設計之方法說明如下。
防火設計
kρc 值愈大之材料,其著火、火焰傳播愈差。木材
2、 新的耐火設計法
以確實的火災性狀與結構體的動向詳細考慮後之防火設計 法為目標之研究,日本於 1968 年由建設省建築研究所率先 將其基本的想法向國際提出。其後有關火災工學的研究成 果之「新防火設計法」作為「建築物的防火設計法的開發」
之一環而在 1982 年到 1986 年為止實施了 5 年。
此新的防火設計法未依據現行之建築防火相關規定,而是 預測建築物實際的火災性狀,依據結構體之熱性能、力學 性能,評估基準進行耐火性能評估而決定耐火規格之方 法。概要如下。
新防火設計法之之順序與概要如圖 4.2-01。首先在建築物 之結構構件在火災時必須保持之機能而提出避難安全確 保、延燒擴大防止、崩塌防止等三項;而各自設定了耐火 性能之目標水準。目標水準為根據建物之用途與建築區域 所要求之防火對策,據以訂定上述各功能之安全係數而設 定。關於避難安全,以在避難模擬所求得之避難時間加上 安全係數,來設定對避難安全防火設計上之火災時間。還 有,對於延燒擴大防止、崩塌防止方面,以在各安全係數 中加上火災荷重,由火災性狀預測中求出各自之設計火災 時間。亦即是防火性能之目標水準係考慮了安全係數之設 計火災時間來設定的。
開始
設計建物
圖 4.2-01 耐火設計之基本架構
火災之進展過程中有種種階段,而防火設計上之對象係火 災為最激烈之閃燃點後的旺盛期火災。區劃內之旺盛期火 災性狀依相關研究成果予以預測。此預測中,從建築物之 設計所定之火災區劃之形狀尺寸與規格、開口處之形狀規 格、設計火災荷重等因素有必要的。設計火災荷重由內裝 等產生之固定火災荷重與由家具與收納物等而產生之積載 火災荷重之和。火災性狀預測之結果,求可火災區劃內之 火災溫度-時間曲線,其曲線上之哪一時間點為止必須確保
耐火性能之設計火災時間乃針對各項機能訂定之。 度-時間曲線與火羽流(fire plume)溫度等與構件之剖面 尺寸與規格來進行之。而分析方式上,乃使用差分法或有
崩塌防止之 3 個機能別上,再訂定架構材料、區劃材料別
火災而被加熱之可能性較少之展望塔等也有被認可部
1、 關於防火區劃之安全設計之考量
的距離範圍設置區劃外之消防活動據點;等而在結構 上及避難安全上認定無障礙時,即使不將挑空空間內 之區劃面積限制於規定範圍內亦可保證其安全性。
(2) 區劃構造基準
現行法規中,要求防火區劃必須有一定時效耐火性能 之牆壁地板或防火門。例如有出火可能性之空間與可 能被延燒之空間之間只有如下圖之開口存在時,依圖 之 L 與 B 之值而要求 A 開口之耐火性能。
而 L 與 B 的值若非常大時,可能開口處不必具備耐火 性能。另一方面,耐火構造之規定乃以直接被火焰接 觸為前提之耐火測試合格者為原則,在設計的空間 中,若某牆壁不被火焰直接接觸,即使溫度與火焰相 比相當低時變更要求之耐火性能之自由度目前法規不 允許。壁材在各種條件下之耐火性能未被確定化之 下,從開口處所承受之熱條件來選擇壁體材料的設計 雖然困難,但若有在延燒防止所介紹之分析方法與材 料之耐火特性之資料的話,則可以在各部位做適切的 耐火設計。
(3) 開口處之關閉功能
如在面積限制的項目中所述者,防火區劃上最重要之
性能為防止火煙的擴大,在火災安全上最好不具開口
之耐火性能的話,即可以以玻璃等作為壁面,將開口 處盡量縮小等也變得容易。
第伍章 參考案例
1979 年日本某大樓在受到特別認定之後陸續增加了許多具有挑空 空間之建築物,且超過法規規定之區劃設計被認可的例子變多了。
例如在挑空空間很大時,並非將挑空空間與周圍各樓的空間以耐火 結構牆壁及甲種防火門來區劃之,以鑲網玻璃等來區劃之設計也被認 可。而將廣大的挑空空間本身以建築上難燃空間來設計,且使用上也限 定火災危險少的用途,而得以超過法令面積限制被認可。當然,在這些 情況下,必須進行火災性狀模擬,在確認安全性之下,才得到特別認可 的。
另一方面,若為火災危險大的建築物時,即使遵守法令規定也無法 確保安全性,也有採取在法令規定以上之的對策而接受防災計畫評定之 例。
案例一:超過面積限制之例
(日本東京海濱大飯店
設計:日本設計 建設地點:千葉縣浦安市)
為具有約 4,000 ㎡,10 層樓挑空大廳空間之飯店。大廳之用 途為客廳、休息室,其大空間中有獨立的房屋的餐廳、店舖 等。
客廳、休息室部分的可燃量少,也禁煙火。餐廳、店舖被區 劃,在開口處設置乙種防火門。各樓走廊開口處以經常開放 型甲種防火門的豎穴區劃來構成。藉由煙動作之模擬與幅射 加熱之計算,確認火災時之安全性而接受特別之認定。設置 熱巡查式火災檢測器與放水槍。
大廳休息室
購物商店街
放水槍 挑空
挑空休息室 活動廣場
酒吧 放水槍
中國餐廳 日本餐廳
櫃檯大廳
咖啡廳
挑空中庭
主入口
剖面圖
幅射熱延燒 放水槍
樓上延燒
圖 5.1-01 日本東京海濱大飯店
案例二:鑲網玻璃之挑空中庭區劃
(日本大森地區再開發計畫 A 棟
設計:山下設計 建設地點:東京都大田區)
連接 3 凍棟辦公棟之 40m 挑空中庭。在圍著挑空中庭之低 層部分之 1、2 樓中配置了商業設施、服務設施、飲食設施,
這些與中庭之間區劃了 2 小時耐火之隔間薔與甲種防火 門。
辦公室部分以耐火 1 小時水平條狀外牆與固定式鑲網玻璃 來區劃之。還有,火災荷重小的服務核(core)配置於面 向中庭,可以藉此降低在挑空中庭中間之危險性。大廳被 當作活動廣場來使用,設定單位時間發熱量最大之服裝展 示會而進行模擬。
辦公室 辦公室
圖 5.1-02 日本大森地區再開發計畫 A 棟
案例三:無區劃之大廳
(日本世紀大樓
設計:福斯特機構、大林組 建設地點:東京都)
為 21 層樓高之辦公大樓,以挑空中庭連結 2 棟大樓的造型。
大廳高約 72m,有 19 層;以中間的 10 樓天花板部分之鑲網 玻璃來區劃成上下 2 個區劃。
在各樓之辦公室與挑空空間之間,只有設置可動式防煙垂壁 與消防水幕,沒有防火區劃之牆壁與防火門。從辦公室出火 時,進行排煙室加壓與從非出火樓層經由挑空中庭之送風、
加壓,合併從出火室來的強力排煙而進行煙控制的設計。再 者,每隔 1 樓將地板退縮 2.7m,藉由設置消防水幕來確保 2 層樓單位之樓上延燒防止。
還有,為證實這些劃時代設計之安全性,在種種的模擬之 外,也進行模型實驗與實際實驗。
排煙室
排煙室
挑空中庭
排煙室
排煙室 辦公室
辦公室 排煙風管
排煙風管
排煙風管
排煙風管
排煙室
排煙室
挑空中庭
排煙室
排煙室 辦公室
辦公室 天橋
標準層平面圖 (奇數階) 標準層平面圖 (偶數階)
辦公室
大廳 休息室
運動俱樂部
電梯機道
加壓風車 電梯機道 風管
排煙機
噴水幕
挑空中庭
電梯門 電梯門
切換閘門 切換閘門
排煙室
加壓給氣口 加壓給氣口
排煙室
特別避難樓梯
釋氣閘門
圖 5.1-03 日本世紀大樓
大廳
挑空
大廳
陽台
陽台
健身房 陽台 倉庫 雙重捲門區劃
雙重捲門區劃
案例四:法令規定以上對策之例
(日本新商大葉大樓
設計:長谷工公司 建設地點:千葉縣浦安市)
各樓樓地板面積 16,000 ㎡之大規模賣店。當然,店舖賣場以 面積區劃之防火鐵捲門來區劃,捲門數量多,無法關閉的機 率愈高。像賣店般可燃物量多的建築物中,除了充實自動灑 水消防設備等之外,為防萬一而在建築上採取確實阻止火災 擴大之對策是重要的。因此,在此例中,各樓層都大分為 2 部分,設置雙重防火捲門區劃而追求安全性的提昇。
圖 5.1-04 日本新商大葉大樓
附錄一:會議紀錄
計畫書解說編定,有其必要性,惟如何建議主管機關採用納入修法,
王科長榮進:
1. 本研究對於各種特殊用途建築物之防火避難計畫,所提供之防火避 難對策極具參考價值。
2. 本研究成果可供未來國內推動建築防災計畫制度之參考,其所提出 之相關解說與參考案例,亦可作為未來設計者製作建築防災計畫時 參考依據。
3. 本研究之成果與原來研究計劃內容契合,且成果具實用價值。
附錄二:參考書目
1. 高層建築防災設計準則之研究,顏世錫,內政部建築研究所籌備 處,1990.08.31。
2. 地下建築物防災設計準則之研究,顏世錫,內政部建築研究所籌備 處,1991.08.31。
3. 建築物防災準則之編訂-以挑空中庭建築物為例,林慶元,內政部 建築研究所籌備處,1994.09。
4. 建築物障礙者避難逃生設施設備可行性研究,黃耀榮,內政部建築 研究所,1997.06。
5. 區域性醫療院所避難逃生設計之研究,林慶元,內政部建築研究
5. 區域性醫療院所避難逃生設計之研究,林慶元,內政部建築研究