第六章 FDS 電腦模擬與分析
第二節 FDS 模擬設置與結果
經由實地量測自走式避難梯下降速度以及緩降機結合擔架操作技術之操作時間，將 所測得之數據套入 FDS 電腦模擬軟體，探討其應用於老人福利機構避難疏散之成效及 實用性。
一、模擬設置條件
依據老人福利機構設立標準(行政院衛生署，2007)第七條規定，長期照顧機構或安 養機構收容人數為 50 人以上 200 人以下為限，故以最大收容人數 200 人作為模擬之收 容人數，而長照機構老人多屬臥於病床，養護機構老人大多乘坐輪椅，安養機構老則有 自主行動能力，而目前乘坐輪椅與臥於病床者在垂直避難上有極大困難，又依實驗結果 得知緩降機結合擔架時，病床在擔架操作上比輪椅所花時間要長，因此本研究以收容臥 於病床者作為機構內之收容人員類型。另在老人安養機構防火煙控避難性能改善技術研 究(鄭元良等，2011)中發現事先規畫逃生路線對於人員疏散是可有效的縮短避難之時 間，故研究內皆以事先規劃逃生路徑方式進行模擬。
避難設備設置數量在自走式避難梯以設置 1 座、2 座至 5 座(圖 6-3)，緩降機結合擔 架則設置緩降機 1 組、2 組至 9 組的方式(圖 6-4)，探討其避難方式之疏散效率。為滿足 只以一組緩降機及疏散 200 人之條件，以 2 萬秒為設定疏散時間，探討設備的疏散效率。
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圖 6-3 自走式避難梯設置數量示意圖
（資料來源：本研究整理）
圖 6-4 緩降機設置數量示意圖
（資料來源：本研究整理）
二、FDS 移動速度設置
水平移動部分綜合文獻歸納出健康者、藉輔助工具可自由移動、藉輪椅自由行動及 病床移動之速度，整理如表 6-2 至表 6-5。本研究以臥於病床者作為模擬對象，而病床 移動速度至少需要 0.82m/s，如表 6-5 所示，為 1998 年林慶元、林昕佑在區域性醫療院 所避難逃生設計之研究中所測得之病床移動速度。
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58 Behavior
扶 手 椅 ( 助
59 Behavior
輪椅 1.3 準備時間 10 秒 Behavior
病床移動 1.1 準備時間 13 秒
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垂直移動方式自走式避難梯經由實地量測測得為 0.39m/s，緩降機下降速度為 0.724m/s，依人力狀況可分為人力充足與人力不足兩種情況其情境說明如下：
(1)情境一、自走式避難梯在人力充足時
進入自走式避難梯操作時間極短，協助避難人員僅操作剎車拉環即可，因此不考慮 其準備時間，FDS 垂直速度設置為 0.39m/s。
(2)情境二、擔架結合緩降機在人力充足且擔架充足時
由於人力充足且擔架也充足之關係，在避難開始時，所有協助避難人員將病患推至 緩降機附近且可同時將病患固定於擔架內，而在「擔架抬至窗外」步驟上則是每一組協 助人員必須花費時間，而人力充足狀況下，每組皆應為 3 人操作擔架，實際量測結果 3 人操作時，「擔架抬至窗外」之時間為 37 秒，經由計算後原先下降時間為 15(樓層高 度)/0.724(緩降機下降速度)=20.72 秒，因此 FDS 模擬此情境之下降速度需考慮其擔架抬 至窗外的時間，故設置為 15/(20.72+37)=0.26m/s，而在疏散完畢後，則必須再加上一開 始協助人員操作擔架之時間，其實際量測數據為 3 人操作擔架時為 113.8 秒。
(3)情境三、擔架結合緩降機在人力與擔架皆不足時
此情境因人力不足且擔架也不足，而為使緩降機能達到連續疏散的效用，每組緩降 機必須要有 2 組擔架替換使用，且人力不足的狀況下，在避難的過程中每組協助人員無 法同時將病患固定於擔架上及每組協助人員，故要考慮每組協助人員操作擔架的時間，
且在「擔架抬至窗外」步驟上亦是每組協助人員必須花費的時間，然擔架操作時間加上 擔架抬至窗外時間遠比緩降機下降時間長，而緩降機下降需等待擔架操作結束才能繼續 運行，在結合至 FDS 模擬時，FDS 皆以連續疏散的方式進行計算，因此擔架操作過程 之步驟所需時間應為緩降機下降時間，其計算式如式子 1。實驗結果在 2 人操作擔架時，
擔架操作時間為 184.6 秒，抬至窗外時間為 71 秒；3 人操作擔架時，擔架操作時間為 113.8 秒，抬至窗外時間為 37 秒，則 FDS 在此情境之垂直移動速度，在 2 人操作擔架 時為 0.059m/s，3 人操作擔架時為 0.099m/s。
抬至窗外時間(s) 擔架操作時間(s)
高度(m)
+ ………..……….(1)
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=12573.8 2 6840+113.8
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圖 6-5 不同人力配置及避難器具數量之疏散時間
（資料來源：本研究整理）
探討人力配置上，需多少人才算是人力充足?為使設備達到連續運作，水平移動時 間則需等於垂直移動時間，自走式避難梯部分，因操作簡單且快速，故可忽略其準備時 間，水平移動時間為最遠距離除以病床移動速度，垂直移動時間則為樓層高度除以垂直 下降速度，計算結果得到水平移動時間為 97.12 秒，垂直移動速度為 38.46 秒，由此可 知，要使得可以連續運作，需要 3 組人員將病患送至窗口以進行緩降機垂直下降，而推 病床至少需要 2 人，3 組人員即為 6 人，而自走式避難梯須有一人控制剎車拉環，因此 自走式避難梯一座共需要 7 人才算是人員充足之情況；緩降機結合擔架部分，水平移動 時間為最遠距離除以病床移動速度後再加上 3 人操作擔架時間 113.8 秒，共 210.92 秒，
垂直移動時間則以最遠移動距離除以緩降機下降速度 0.724m/s 後需再加上擔架抬至窗 外之時間 37 秒，共 57.72 秒，同樣要使得緩降機連續運作，必須隨時要有綁好的擔架 做預備，因此需要 4 組人力，而每組有 3 人操作以及 2 組擔架即每組緩降機需要 12 人 8 組擔架。比較自走式避難梯與緩降機結合擔架操作技術人力充足時之人數，一座自走 式避難梯僅需 7 人，反觀緩降機結合擔架操作技術每一組緩降機則需要 12 人及 8 組擔 架。
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表 6-11 老人福利機構人員比例
項目 日間 夜間
規模 小型 大型 小型 大型
人數 5 49 50 200 5 49 50 200
長期照 顧機構
長期照護型 1：2 1：4 1：4 1：4 1：2 1：6 1：6 1：7 養護型 1：2 1：5 1：5 1：6 1：2 1：9 1：9 1：10 失智照顧型 1：2 1：3 1：3 1：3 1：2 1：7 1：7 1：8 安養機構 1：2 1：9 1：9 1：12 1：2 1：13 1：13 1：20
(資料來源：本研究整理)
根據國內小型安養機構設置自動撒水滅火等設備可行性之研究(陳建忠等人，2010) 中勘查國內 14 家小型老人福利機構之資料，如表 6-12，整理出目前國內小型老人福利 機構之收容情況。從表 6-13 可看出收容 11 人至 20 人有 2 間，平均為 19 人；收容 21 人至 30 人有 4 間，平均為 26 人；收容 31 人至 40 人有 1 間，平均為 40 人；收容 41 人至 50 人有 7 間，平均為 49 人。依統計結果在小型老人福利機構目前收容人數上，可 分為收容 49 人、40 人、26 人及 19 人等情形，故本研究以實際狀況進行 FDS 模擬，探 討緩降機結合擔架操作技術應用於小型老人福利機構之成效。
表 6-12 國內 14 家小型老人福利機構之資料
區域 收容類別/人數 申報樓層 樓地板面積(m2) 北區 養護型/20 人 地上三樓 242.34 北區 養護型/22 人 地上一樓至三樓 合計 295.5 北區 養護型/49 人 地上四樓 508.95 中區 養護型/46 人 地上一樓至四樓 1295 中區 養護型/47 人 地上二樓至四樓 550.03 中區 長期照護型/12 人
養護型/13 人 地上一樓 392.88 南區 養護型/43 人 地上一樓至五樓 合計 719.9 南區 養護型/30 人 地上二樓 302.08 南區 養護型/48 人 地上一樓 267 南區 養護型/17 人 地上四樓 196.29
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南區 長期照護型/7 人
養護型/37 人 地上一樓至四樓 688.68 東區 長期照護型/28 人 地上一樓 461 東區 養護型/40 人 地上一樓 476.46 東區 養護型/49 人 地上一樓 527.06
(資料來源：陳建忠、何三平，國內小型安養機構設置自動撒水滅火等設備可行性之研究，
內政部建築研究所研究報告，2010)
表 6-13 小型老人福利機構收容情況
收容人數 間數 平均人數
1 人至 10 人 0 0 11 人至 20 人 2 19 21 人至 30 人 4 26 31 人至 40 人 1 40 41 人至 50 人 7 47
(資料來源：本研究整理)
將目前整理出小型老人福利機構之收容情況進行 FDS 模擬，模擬疏散 47 人、40 人、26 人及 19 人且人力不充足之情形，並設置 1 組至 9 組緩降機探討其疏散時間，由 圖 6-6 及圖 6-7 顯示出，在每座緩降機 2 人操作時，設置至 6 座緩降機即能達到好的疏 散效率，而在每座緩降機 3 人操作時，只需設置 4 座緩降機就能達到最好的疏散效率。
因此，緩降機結合擔架操作技術應用於小型老人福利機構能有效的進行垂直疏散。
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圖 6-6 疏散小型老人福利機構在 2 人操作時之疏散時間
（資料來源：本研究整理）
圖 6-7 疏散小型老人福利機構在 3 人操作時之疏散時間
（資料來源：本研究整理）
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