第二章 相關理論與文獻回顧
第二節 避難逃生相關研究
個人步行速度被引用於避難逃生的研究為日本戶川喜九二所提出，他於西元 1955 年分別針對人員自然步行速度及群集步行中心速度作調查，從其研究結果得知人員自然 步行速度為 1~2 m/sec，以性別區分男子平均自由步行速度為 1.4 m/sec，女子平均自 由步行速度則為 1.2m/sec；全日平均步行速度為 1.3m/sec，男與女混合全體的步行中 心速度是 70~80 m/min。步行速度也會隨著不同的建築用途而有所差異。至於群集步行，
他指出勞動群集擁擠的上下班時間其步行中心 80~90 m/min，代表值是 1.4m/sec。並就 群集水平步行做出結論，群集密度 ρ＝6 人/㎡以上，得出速度 V=0.1m/sec；當 ρ＝1 人/㎡，速度則為 V＝1.0m/sec[4]。
美國學者 John J. Fruin 於西元 1971 年在其所著「徒步者計劃與設計」(Pedestrian Planning & Design)一書，對行人流動基礎概念有深入的描述，為後來的研究所參考。
根據其行人流理論，行人流服務水準是依照地點、速度、密度、空間使用性質與流量有 所不同，行人流量是平均速度(m/sec)與平均密度(人/㎡)的乘積[5]。
西元 1983 年日本神忠久也以明治神宮的民眾參拜群集，和馬拉松跑者及觀眾群集 作為實驗對象，研究步行速度與群集密度的關係，和群集流與群密度的關係，來決定何 種群集流適合作為避難群集。其研究結果為步行速度和群集密度關係為 V＝-aρ＋b，群 集流和群密度為 Q＝-cρ2＋dρ。明治神宮夜間群集為 V=1.36-0.45ρ及 Q=1.36ρ-0.45 ρ2，可知群集密度為 0.5 人/㎡，步行速度 1.0m/sec；群集密度為 1.4 人/㎡，群集流 最大值為 1.1 人/m×s 步行速度 1.0m/sec.。明治神宮日間群集為午前 V=1.5-0.59ρ及 Q=1.50ρ-0.59ρ2；午後 V=1.7-0.55ρ及 Q=1.70ρ-0.55ρ2。可知午前群集流量最大 值為 0.95 人/m×s，步行速度 0.82m/sec；午後群集流量最大值為 1.2 人/mxs，步行速度 1.00m/sec。觀眾群集之步行速度為 V=1.14-0.62ρ及 Q=1.14ρ-0.62ρ2。由研究出的 數據神忠久歸納出下列的結論：1.在照明設施的情況下，白天和夜間的步行速度沒有顯 著差異。2.由於避難群集應有老人、小孩或持物者出現，參拜群集的步行速度適合作為 避難群集的速度。3.群集之步行速度為 0.7~1.0 m/sec，單位時間內將有最大流量[6]。
日本奈良松範、大島泰伸及渡部學等學者，在西元 1996 年發表冬季與夏季的下樓 梯速度與傳統的水平、垂直速度的比較結果，並探討群集步行速度與密度二者之間的關 係。其研究結果分別為 1.由樓梯步行速度，測量最大群集密度 3.8 人/㎡，得關係式如 下：水平分量 Vhs=1.03-0.203ρ，垂直分量 Vvs=0.566-0.109ρ。 水平分速冬季為 0.65~0.70m/sec，夏季為 0.55~.062m/sec。 垂直分速冬季為 0.34~0.38m/sec，夏季為 0.28~0.34m/sec。 2.群集流量：由測定樓梯之群集流量而得群集密度隨群集流量增加 而增加，最大值冬季為 3.8 人/㎡，夏季為 2.9 人/㎡，關係式為 Q=0.974ρ-0.130ρ2 和 Q=1.03ρ-0.203ρ2。3.避難弱者之步行特性，若以正常人之步行速度為 100 公尺/
分，老人則為 50 公尺/分，手扶樓梯扶手者為 40 公尺/分，持柺杖者為 30 公尺/分，而 接受別人幫忙者為 10 公尺/分。避難者之樓梯步行速度與季節之間無顯著的差異。4.群 集密度小的場所自由步行速度，由於天氣熱的緣故夏季較冬季快速。群集密度最大值也 因季節而不同，主要原因為不喜歡身體的接觸。避難弱者若有空間可以撐著扶手，不會 影響群集整體的速度[7]。
相較於日本學者多年來從事避難逃生研究，在不同建築類別地點以從事步行速度與 群流密度二者關係的探討，我國自西元 1997 年才開始引用這項理論，藉此建立本土化 的逃生資訊。首先由林慶元主持的區域性醫療所避難逃生設計之研究中，以台北市財團 法人國泰綜合醫院為研究對象，針對三類不同移動能力者的水平移動速度進行調查，發 現第一類步行者(健康步行者)，其平均移動速度為 1.28m/sec；第二類步行者(需藉助他 人或醫療器具或移動工具移動者)，其平均移動速度為 0.33~1.29 m/sec；第三類步行者 (需由他人幫助並藉助醫療器具或移動工具移動者)，其平均移動速度則為 0.82m/sec。
並且將三者的數據推算出醫療院所內各部門的避難時間和實際避難時間，以建立醫療院 所的避難逃生計劃[8]。
在老人安養機構避難逃生安全設計之研究中，蔡秀芬首次以安養院老人為研究對象 來建立國內老人行動特性。其結果指出老人之行動步行速度，水平方向健康者之平均速 度為 1.02m/ sec，藉輔助柺杖者為 0.6m/sec，藉輪椅自行移動者為 0.31m/sec；垂直方 向健康者之平均速度為 0.17m/sec，藉輔助柺杖者 0.07m/sec，藉輪椅自行移動者無法
垂直避難。老人水平避難逃生平均速度為 0.64m/sec，垂直避難逃生平均速度為 0.12m/sec。此外以老人安養機構避難逃生設計實例來進行分析與檢驗，檢驗標準則以 林慶元所編製之建築物避難時間評估為標準，來計算居室、走廊、及樓層之避難時間，
個別與其容許避難時間比較。於五個研究案例中，只有一家安養院符合其評估標準[9]。
林慶元等就老人居住方式的演變，安養院成為最具有發展潛力及必要性設置的機 構。為確保居住於安養院的高齡者之安全性，分別針對台灣北、南部安養老人機構共十 所，進行機構使用者分類與其行動能力調查，以作為老人福利機構避難計劃之藍圖。其 結果第一類步行者(健康但體力較弱者)為 1.06m/sec，第二類步行者(借助輔助器，可自 由行動者)為 0.68m/sec，第三類步行者(座輪椅，可獨立行動者)為 0.28m/sec[10]。
以「建築物防火避難安全性能驗證技術手冊」（日本平成 12 年建設省告示 1441 號）
進行樓層避難檢証的研究，首見於黃進興的高齡者水平逃生速度之研究。研究對象係以 居住於台北市立木柵自費安養中心、市立浩然敬老院、市立廣慈博愛院等三家市立安養 機構之高齡者，測試其快走 25 公尺和 50 公尺所需的時間，前 10 公尺的步幅數，及調 查高齡者背景資料。結果發現自由行動的高齡者平均速度為 1.12m/sec，柺杖行動的男 性高齡者平均速度為 0.803m/sec，女性則為 0.507m/sec。有關樓層安全檢証法的核算 作標準，選擇建築物經防火梯區劃後最長的逃生距離及最難逃生的區塊，並將研究中所 獲得的高齡者水平逃生速度為依據，來評估上述安養機構的五棟建築物避難的安全性。
結果顯示高齡者在這三家安養機構避難的時間都在安全範圍內[11]。
黃進興於高齡者移動能力應用於避難檢證之研究中，調查高齡者之水平、垂直移動 速度通過不同寬度之居室出入口的群流移動行為及速度，以作為老人安養機構逃生避難 設計及安全性能檢證之依據。結果顯示能自由行動的高齡者水平移動速度平均為 1.12m/
sec，垂直移動速度則分為上、下樓梯兩不同條件，上樓梯平均速度為 0.63m/ sec，而 下樓梯平均速度為 0.69m/ sec。水平移動速度及垂直上下樓梯速度用性別、年齡、退休 年齡、教育程度、退休前職業、每日運動時數、體脂等七項因子的影響檢定是否呈顯著 性差異，結果在自由行動的高齡者方面發現各項因子與所需時間均無顯著性差異；而柺 杖助行的高齡者方面，唯有在性別因子男女二群體產生顯著性差異。另發現各項因子與
高齡者下行速度均無顯著性差異；而上行速度方面，唯有在性別因子男女二群體、年齡 分類及每日運動時數因子產生顯著性差異。至於在高齡者通過不同寬度之居室出入口的 群流移動行為及速度研究方面，調查結果顯示，因高齡者除行動較為遲緩外，身體活動 半徑較大，通過各門寬群流速度值為 0.35m/sec~0.38 m/sec 之間，門前密度最大值為 3.33 人/m2。測試中之群集流量（Q）範圍在 1.00~2.20 人/m×sec 時的結果具代表性，
取之分析建議針對高齡者使用建築物以有效流動係數（Neff）值 30~35 人/分×m，作為性 能法規檢證用參考值[12]。另外，值得注意的一點是，高齡者在上行至第 4 樓與下行至 第 5 樓後速度均有顯著的差異，顯示出了高齡者在上下行直通樓梯時發生疲勞的界限樓 層數。此一上下行界限樓層數可作為後續擬定相關避難對策之參考，例如：中間暫時避 難空間之設置位置、垂直避難動線的防火、防煙之改善必要性。
表 2-1 避難逃生相關研究之彙整比較：
m/sec；ρ＝1 人/㎡，v=1.0 m/sec。
戶川喜久二
1971
1973
Pedestrian
Planning
and Design
Pedestrian System
Planning for
High- Rise
的關係。
人/m×s，步行速度 0.82m/sec；
午後群集流量最大值為 1.2 人/mxs，步
(2)水平分速冬季為 0.65~0.70m/sec，
夏季為 0.55~.062m/sec。
值冬季為 3.8 人/㎡，夏季為 2.9 人/㎡，
關係式為
(1)Q=0.974ρ-0.130ρ2
(2)Q=1.03ρ-0.203ρ2
3.避難弱者之步行特性，若以正常人之步
2.以林慶元所編製之建築物避難時間評估
人/分*m
2007 台北市安養機構高
齡者水平垂直移動
能力調查研究[13]
高齡者的移動速度調
查
1.高齡者水平逃生速度平均為 1.12m/sec
2 垂直速度上樓梯為 0.63 m/sec,下樓梯為
0.69 m/sec
3.自由行動高齡者逃生速度不受個人屬
性影響,拐杖助行則在性別上產生差異
4.各因子與高齡者下行速度無顯著性差
異,上行速度在性別因子男女二群體、年齡
分類及每日運動時數因子產生顯著性差異 黃進興
陳柏宏
許銘顯
林慶元
資料來源：本研究整理
第三節 避難弱者避難計畫之相關研究