建築物避難安全對策有關要素及替代方案之研究：以大型商場為對象

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(1)ARCHITECTURE ＆ BUILDING RESEARCH INSTITUTE MINISTRY OF INTERIOR RESEARCH PROJECT REPORT. The Evacuation Affecting Factors ＆ Strategies of Shopping Center. BY YUH CHYURN DING SHEN WEN CHIEN R. W. FITZGERALD CHIEN JUNG CHEN October 30, 2000.

(2) 摘. 要. 台灣地區已興建、設計中或開發中之大規模商場，多以大型購物中心(Shopping Center)或 Shopping Mall 稱之。在防火避難安全之設計規劃及審勘查取照過程中，已不斷發出應局或全面排除現行建技規則及各種場所標準之適用，而改援引歐、美、澳設計例或準則或以性能法規替代方案方式進行內部空間之防火區劃及避難設施之檢討。現今國際上消防工程界極力推展的功能性法規(performance-based codes)，以其較符合火災科學的原理運用，且同時具有彈性設計與成本效益的優點，因此廣泛地使用在特殊空間的消防安全設計上。採用功能性法規的設計原理來進行購物中心的消防安全設計確實能夠較為真實地依照空間場所的特性而設計出較符合實際情況的消防安全設計，然而，以國內目前功能性法規尚處未成熟的階段，似乎應該以其他方式來建構一個原理原則，以做為現階段購物中心消防安全設計時通用的參考依據。本研究案擬引用美國 WPI (Worcester Polytechnic Institute)消防工程系，費傑羅教授(Prof. Fitzgerald)所創之消防安全評估方法，作為購物中心整體消防安全評估的研究工具。因其具有與功能性設計相類似的運用原則，同時具有結果清晰易懂的優點，經本研究適用性之檢討分析後，建議國內防火工程界可共同建構採用。關鍵詞：大型購物中心、挑高空間、防火避難安全對策、大平面建築、費氏曲線評估法。.

(3) Abstract Fire safely designs and official approvals for shopping center have recently generates some disputes in Taiwan.. The building codes and the. fire codes were suggested to discuss their application on shopping center fire design locally or entirely.. Suggestions were also being made to. substitute foreign codes or performance-based codes for these Taiwan codes on shopping center fire designs.. After analyzing applicability of several evaluation methods, this research adopted and suggested an evaluation method developed by Prof. Fitzgerald, Worcester Polytechnic Institute, as the research tool for future shopping center designs and verifications due to its some advantages such as the similarity to performance-based design approaches and readable report formats etc... Key word：Shopping Center、Atrium Fire、Protection system、Evacuation Strategies、Engineering Method.

(4) 目第一章. 次. 緒論…………………………………………………..1. 第一節研究動機與目的 ………………………………….…..1 第二節研究範圍與方法 ………………………………………3. 第二章. 購物中心之空間與火災特性分析………….……….6. 第一節購物中心之空間特性類別分析 …………….……….6 第二節國外購物中心之防災特性及火勢延燒擴大防止對策基本考量 … … … … … … … … … … … … … … … … 11 第三節購物中心之火災災例分析 ………………………….16 第四節設計火災 (Design Fire)大小之探討 ………………26. 第三章. 購物中心防火安全影響因子及問題分析……...….31. 第一節大型購物中心用途建築物潛在危險因子探討 …..31 第二節大型購物中心用途建築物之危險要因及問題分析 ………………………………………………………36. 第四章. 購物中心防火安全對策(體系)架構分析方法…………………………………………………..45. 第一節防火安全對策架構之建立 ………………………….45.

(5) 第二節防火安全評量表 ………….………………………….47 第三節機率性之量化分析 ………………………………….60. 第五章. 購物中心防火避難安全對策替代性方案…………75. 第一節防火安全對策替代性方案的探討 …………….…..75 第二節購物中心防火避難安全對策替代方案分析架構整理 ………………………………………………………79 第三節防火安全對策之替代性構想 …………………….96. 第六章. 大型購物中心用途建築物之防火安全對策………98. 第一節第對策架構之基本考量 …………………………..98 第二節各種對策之探討 ……………………………………102. 第七章. 結論與建議………………………………………110. 第一節結論 …………………………………………………11 0 第二節建議 .…………………………………………….…..114. 參考文獻…………………………..…………………….…….116.

(6) 圖. 次. 圖 1.1 研究流程圖 ………………………………………………….4 圖 2.1 日本北海道札幌購物中心外貌 …………………………8 圖 2.2 札幌購物中心中庭 (Atrium) …………...…………………8 圖 2.3 大型購物中心建築空間配置分類 ………..………………9 圖 2.4. A L ’Innovation 平面示意圖 ……………………………16. 圖 2.5. Woolworths 二樓平面圖 …………………..……………19. 圖 2.6. Dusseldorf Airport 剖面示意圖 ………………………22. 圖 2.7 典型熱釋放速率曲線 ………………………...…………..27 圖 4.1 探測器探測火災機率圖 ………………………………….49 圖 4.2 探測器探測機率圖 ……………………………….………50 圖 4.3(a). 連續值網路 …………………………………….……..51. 圖 4.3(b). 單一值網路 ………………………………………..…51. 圖 4.4 居室平面示意圖 …………………………………………..51 圖 4.5(a). L 曲線連續值網路圖 ………………………………...52. 圖 4.5(b). L 曲線連續值網路圖 ………………………………...53. 圖 4.6. I 曲線連續值網路圖 …………………………………….54. 圖 4.7. A 曲線連續值網路圖 ……………………………………55. 圖 4.8. M 曲線連續值網路圖 …………………………………...56. 圖 4.9. L 曲線連續值網路圖 ……………………………………57. 圖 4.10. L 曲線單一值網路圖 …………………………………..57. 圖 4.11(a) 撒水效能單一值網路圖 ……………………………..58 圖 4.11(b) 撒水效能單一值網路圖 ……………………………..59 圖 4.12 撒水頭效能單一值網路圖 ……………………………..60 圖 4.13. L 曲線連續值網路圖 …………………………………..61. 圖 4.14. L 曲線圖 …………………………………………………63. 圖 4.15(a). L 曲線連續值網路圖 ……………………….………64.

(7) 圖 4.15(b). L 曲線圖 ………………………………………..……65. 圖 4.16(a). L 曲線連續值網路圖 ………………………….……66. 圖 4.16(b). L 曲線圖 …………………………………………..…67. 圖 4.17. L 曲線之合成 …………………………………………..68. 圖 4.18(a). L 曲線單一值網路圖 (FIRE SIZE 350Kw)……….70. 圖 4.18(b). L 曲線單一值網路圖 (FIRE SIZE 1000Kw)……...70. 圖 4.18(c). L 曲線單一值網路圖 (FIRE SIZE FRI)…………...71. 圖 4.19 防火安全評量表 …………………………………………73 圖 5.1 有無撒水設備對燒損面積和區劃空間大小之關係 …..76 圖 5.2 居室平面示意圖 …………………………………………..79 圖 5.3. L 曲線連續值網路圖 ……………………………………80. 圖 5.4. L 曲線連續值網路圖 ……………………………………81. 圖 5.5. ST 連續值網路圖 ………………………………………..82. 圖 5.6. A 連續值網路圖 …………………………………………82. 圖 5.7. M 連續值網路圖 …………………………………………83. 圖 5.8(a) 撒水效能單一值網路圖 ………………………………84 圖 5.8(b) 撒水效能單一值網路圖 ………………………………84 圖 5.9(a) 撒水作動單一值網路圖 ………………………………85 圖 5.9(b) 撒水作動單一值網路圖 ………………………………85 圖 5.10 撒水頭效能單一值網路圖 ……………………………….86 圖 5.11 人員滅火可靠度單一值網路圖 ………………………..87 圖 5.12 火勢成長階段人員滅火可靠度單一值網路圖 ……….88 圖 5.13 人員防火安全專業素養單一值網路圖 ……………….89 圖 5.14. Barrier 樹狀圖 ………………………………………….90. 圖 5.15. S 曲線圖 …………………………………………………91. 圖 5.16. S 曲線連續值網路圖 …………………………………..92. 圖 5.17. LS 曲線圖 ……………………………………………….93. 圖 6.1. Zoning 示意圖 ……………………………………………99.

(8) 表. 次. 表 2.1 大型購物中心分類 …………………….……………………6 表 2.2 成長係數 …………………………………………………..28 表 2.3 單位面積熱釋放速率 (KW/m 2 ) ……….…………………28.

(9) 第一章、緒論第一節研究動機與目的一、研究動機台灣近幾年來大型購物中心 (Shopping Center)有如雨後春筍般地規劃、設計與興建，已興建完成者，如：桃園台茂購物中心；有些正在興建中，如：台北京華城購物中心；大部分則在規劃、設計、申請階段。這代表台灣之商業消費行為與商業建築發展已逐步朝歐美等已開發國家之水平邁進。而台灣大型購物中心之設計、規劃大多引進國外之設計、建築理念與經驗，甚至直接聘請國外有設計大型購物中心經驗之建築師或建築事務所參與設計，故經常面臨國外與國內之相關建築與消防法規不同，導致有些設計概念無法將國外之經驗引進台灣等問題，而為國外建築師所詬病。國外有些國家已發展出專門針對大型購物中心特性所訂定之法規（例如英國）【註 1】，有些則針對大型購物中心做一序列之研究與實驗（例如澳洲）【註 2】。台灣目前尚未針對購物中心訂定單獨之建築、消防相關法令，主要仍援用「建築技術規則」與「各類場所消防安全設備設置標準」來規範其建築防火安全性能，因此面臨以下兩個問題： (一 )「建築技術規則」與「各類場所消防安全設備設置標準」是否適用於此型態及機能之建築空間？台灣依據上述二項法令所設計、興建並經政府相關單位審查核可之大型購物中心，是否符合「合理安全，經濟有效」之原則？ (二 )投資者與國外建築師經常引用國外之法規、災例與研究報告，認為大型購物中心在國外被認定為比辦公大樓、集合住宅較安全之建築使用空間，故國外針對大型購物中心之消防與建築法規需求較前二種使用類別寬鬆，也有不同之防火安全對策【註 3】。因此，希望國內相關主管機關能引用類似之規定，以節省建築與維護成本，或增加建築設計之多樣性與活潑性。但政府主管機關與學術單位卻認為國外與台灣之大型購物中心，在建築設計之空間特性與防災對策不盡相同，國外大型購物中心之 1.

(10) 樓層數與建築高度較低，屬低層建築 ;台灣則是樓層數與建築高度較高，屬中高層建築，故國外之放寬規定不一定全部適用於台灣之大型購物中心。上述二個問題，產、官、學三方面多有爭議，眾說紛紜，原因在於沒有一套有效之防火安全評估方法，可用來作為分析與討論之基準。如何建立一套安全、合理、易執行之大型購物中心防火安全評估方法，作為主管機關、學術界與工程實務界間之溝通管道 (Communication Tool)，是台灣目前應積極進行之的課題。. 二、研究目的本研究之目的如下： (一 )針對台灣大型購物中心之空間特性與防災因素及問題點作一深入探討。 (二 )利用美國伍斯特工技學院（ Worcester Polytechnic Institute）費傑羅（ Robert W. Fitzgerald）教授所發展之費氏曲線防火安全評估方法，進行初步之應用研討。 (三 )提供一種可供為工程界、學術界與政府單位間防火安全對策性能評估工作之溝通工具。. 2.

(11) 第二節研究範圍與方法一、研究範圍本研究針對台灣地區既有與興建、設計中之大型購物中心（其定義依照經濟部商業司所公布的「大型購物中心設置辦法」，其中包括區域購物中心與休閒購物中心二種【註 4】），其空間特性、火災可能情境；並進行費氏曲線防火安全評估方法之應用研討，最後提出具高層化、大平面化傾向之購物中心，其防火安全對策之具體內容。. 二、研究限制本研究之限制如下： (一 )台灣之大型購物中心發展較晚，故引用國外（特別是美國）之百貨商場火災災例報告與分析結果。 (二 )台灣目前尚無針對大型購物中心進行有系統之燃燒實驗，故引用國外（主要為澳洲）之燃燒實驗報告。 ( 三 ) 研究過程中，台灣僅有一家大型購物中心開始營運（台茂），數家正在興建當中（如京華城），其餘二、三十家僅在規劃階段，故只針對已興建完成者進行現場調查。. 三、研究方法 (一 )文獻探討法蒐集國內外有關大型購物中心火災災例、建築法規、消防安全設備法規之著作、期刊、實驗報告等，加以整理、分析、比較，歸納出大型購物中心之空間特性與防火對策。並有系統介紹美國伍斯特工技學院之費氏曲線防火安全評估方法之理論架構與建構程序。 (二 )調查研究法針對國內具代表性之案例，進行實地之調查結果及相關訪談內容，抽出購物中心在高層化、大平面化之建築型態傾向下，所伴生之危險要因及其問題點，並據以研提相因應之防火 3.

(12) 安全對策 (特別是避難安全對策 )。 (三 )專家座談法透過大型購物中心之相關座談會，與國內之專家、學者、業主、建築師與相關技師共同討論大型購物中心關於防火安全之設計規劃及使用管理議題，作為本研究之重要參考依據。. 四、研究流程本研究第一階段從產生研究動機、確立研究目的至研究架構之建立。第二階段為文獻蒐集探討與現地調查二者齊頭並進，而文獻蒐集與探討又分成費氏曲線評估方法、大型購物中心災例報告與分析、大型購物中心防災特性與對策等三部分；現地調查則選定國內數例購物中心作為調查與應用之對象，並得出本土大型購物中心之空間特性。第三階段則是進行費氏曲線評估方法中各種曲線評量表之應用研討，並分析其適用性與發展性，最後得出結論與建議。（如圖 1.1）研究動機. 建立研究架構. 文獻蒐集與探討. 美國費氏曲線防火安全評估方法. 購物中心空間特性與對策. 現地調查. 購物中心火災災例分析探討. 台灣購物中心之空間特性. 選定費氏曲線中之適當曲線作為購物中心防火安全評估方法. 實例調查. 否防火安全評估方法是否合適. 是結論與建議. 圖 1.1 研究流程圖. 4.

(13) 【註1】. 英國規範購物中心之法令為 “Fire Precautions in the Design, Construction and Use of Buildings —Part 10. Code of Practice for Shopping Complexes”, British Standards Institution, 1991。. 【註2】澳洲政府委託 Fire Code Reform Centre ( FCRC ) 進行 Project 6 “Fire Safety Systems for Sprinklered Low-rise Shopping Centres” ，針對購物中心之防火安全做一系列之研究探討。【註3】 Bennetts, I. D., Poh, K. W., Poon, S. L., Thomas, I. R., Lee, A. C., Beever, P. F., Ramsay, G. C., Timms, G. R. and Eaton, C. R., “Fire Safety in Shopping Centres”, Fire Code Reform Centre Project 6, July 1998, p145. 【註4】經濟部商業司，「大型購物中心開發經營管理實務手冊」，中國生產力，民國八十五年，第 109 頁。. 5.

(14) 第二章購物中心之空間與火災特性分析第一節購物中心之空間特性類別分析一、購物中心之起源與分類購物中心是英文 shopping center 一詞的直譯。shopping center 是發達於第二次大戰後之北美郊區化的商業設施形式，早期稱為市郊零售區（ suburban retail district），一般均座落於郊區的公路交通便利之處。私用小汽車是與 shopping center 聯絡的主要（或唯一）的工具，故每一中心均設有廣大的顧客停車場。因為購物中心係隨小汽車普遍使用後所引起的人口郊區化而產生的零售商業形式，所以它可提供居民日常生活所需的任何貨品或勞務。而一般的購物中心多由個人或團體負責計畫、建設及管理。購物中心的分類，傳統上往往以購物中心服務範圍、服務人口數或出租的樓地板面積分為區域性購物中心，社區性購物中心以及鄰里性購物中心。一般而言，歐美地區區域性的購物中心其服務人口在 100,000 人以上，其出租面積約在 40,000m 2 以上（ 12,000 坪），其用地則應在 6 公頃以上，服務往來行車時間約 20 分鐘。而社區性的（ Community）購物中心其服物人口在 40,000 人以上 ;鄰里性的購物中心約 10,000 人左右。其他的相關指標數字也相對遞減。（如表 2.1）表 2.1 大型購物中心分類鄰里購物中社區購物中區域購物中購物休閒中. 類型. 心. 心. 心. 心. 租賃面積美國. 1500. 4000. 6000. 15000. （坪）. 1000~3000. 3000~5000. 5000~10000. 10000 以上. 土地面積美國. 10000. 40000. 60000. 70000. （坪）. 2000. 5000. 10000. 10000 以上. 日本日本. 6.

(15) 超級市場、藥百貨公司、折量販店、百貨量販店、百美國大型品雜貨店、家扣商店、量販公司、折扣商貨公司、折庭工具中心主力業種. 美國中型. 扣商店. 郵購中心、咖郵購中心、速超級商店、速超級商店、啡店超級市場、郵. 日本. 店、超級市場店. 購中心、雜貨店. 食店折扣商店、家庭工具中心、百貨公司、雜貨店. 食店. 速食店. 折扣商店、百折扣商店、貨公司、超級百貨公司、市場. 超級市場. 專櫃數. 10~30. 20~40. 40~130. 100 以上. 停車容量. 50~100. 100~400. 500~4000. 2000 以上. 車程時間 10 分以內. 15 分以內. 20 分以內. 25 分以內. 美國. 5000 人以內. 30000 人以內 50000 人以內 100000 人以內. 日本. 20000 人以內 50000 人以內 10000 人以內 200000 人以內. 商圈. 資料來源：吳經國，「大型購物中心建築計畫準則研究」，內政部建築研究所，民國八十一年，第 2-9 頁。. 各屬級的購物中心的內容納數也不相同。貨品的種類或商店的種類都不一樣。在區域型的購物中心至少有一個以上的百貨公司為主力店（ Anchor Shop），並有各種消費精品等商店。鄰里型購物中心則以食品以及日常用品為主要內容，其主力應為一個超級市場，而社區型購物中心則除了一般日常用品外也販賣一些其他的商品（ Durable goods），通常有一個小型百貨公司為主力店。雖然這種以服務範圍或人口的分類方式有其通用性，然而這樣以區域、社區、鄰里性定性的方式並不能完全表達目前購物中心的所有類別。而在國內所正強調的購物中心則更應多參考一些其他的分類方式。經濟部商業司在其公布的大型購物中心設置辦法中定義：大型購物中心係指「集購物、休閒、娛樂、服務等功能於一體之綜合性購物場所」並依服務人口及設施規模分為及設施規模分為二種型態【註 1】： 1. 區域購物中心： 7.

(16) 商圈服務人口為 15 萬 ~30 萬人，總賣場面積 50,000 m 2 以上，其設施至少包含百貨公司超級市場、電影院、專門店，並提供 1,000 個以上之停車位。 2. 休閒購物中心：商圈服務人口達 50 萬人以上，總賣場面積 100,000 m 2 以上，其設施除前述之遊樂設施外，並提供 2,000 個以上之停車位。因此國內目前極思推動之大型購物中心，往定義上而言應該至少是區域型或甚至是超區域型之大型購物中心。若以區域型之大型購物中心而言則郊區型與市區型則在發展上又有所分隔。北美洲地區在地廣人稀的郊區發展中出現的平面低層購物中心，外圈是大片的地面停車場。店鋪間之步道早期是開放式的，後來發展為頂蓋式具室內空調。 (如圖 2.1 與 2.2). 圖 2.1 日本北海道札幌購物中心外貌【註 2】. 8.

(17) 圖 2.2 札幌購物中心中庭 (Atrium)【註 3】. 9.

(18) 在歐洲及日本或香港、新加坡郊區型的大型購物中心往往與新市鎮開發及大眾捷運車站共構，同時建築物之高度也較高。至於市區型大型購物中心，由於所處區為之地價高貴，多往高層發展。歐洲在戰後之市區重建計畫中建立了許多市中心商業區。近年來郊區型購物中心的模式也被利用到市中心區的更新方案中。在做適度的調整後，結合市區環境之特色，也有很成功之案例。. 二、大型購物中心之空間配置若從大型購物中心之建築空間配置之觀點而言，其主要特徵是以幾家大型核心百貨商店為主體，相互間由多個專門商店構成並與人員步行動線貫穿結合，在中心或步行動線交叉結合點部位，設置供人休憩、交流之中庭，以形成整體之空間建築。經由平面配置、行人動線及建築基地分析後，大型購物中心之建築空間配置可歸納為以下六類：. 圖 2.3 大型購物中心建築空間配置分類【註 4】. 三、大型購物中心中庭之空間比例大型購物中心內之中庭（ Atrium）【註 5】之空間比例，對購物中心之防火安全有相當大之影響。此空間可蓄積大量之煙與提供收容人員之安全區域或相對安全區域之避難場所。大型購物中心 10.

(19) 內之中庭，依其空間大小比例可分成以下三類【註 6】： (一 )立方體型其長、寬與高之比例約為 1，即其空間比例為 H ×H ×H （ H 代表 Atrium 之高度）。一般而言，立體型之空間大小為中等，具適度之煙控能力。 (二 )長方體型 1. 其長寬相對於高之比例大於 1，又可分為 2A（ 2H x H x H）、 2B（ 3H x H x H）、 2C（ 4H x H x H）等三種型態。一般而言，平面型之空間體積相當大，具良好之煙控能力，亦能收容大量之避難人員。 2. 其長寬相對於高之比例小於 1，又可分為. 3A（ 1/2H x 1/2H x. H）、 3B（ 1/3H x 1/3H x H）、 3C（ 1/4H x 1/4H x H）等三種。垂直型之空間體積一般較小，煙控能力差，甚至還有層流效應與煙囪效應，故其防火安全性能水平較低。國內已完成之購物中心皆屬此類型。. 11.

(20) 第二節國外購物中心之防災特性及火勢延燒擴大防止對策基本考量早期國外購物中心之建築為啞鈴式形狀，主力商場位於建築物之兩端，中間以行人動線走廊及以專門店方式來配合，但目前此種造型之購物中心已逐漸式微，新式購物中心之設計，兼具多樣性與活潑性，故多以中庭或人工地盤構成接續型態。而台灣地區因地狹人稠，土地昂貴與取得困難，故朝向垂直開發，因此在防火避難安全設計上較國外大型購物中心複雜與困難。. 一、國外購物中心之防災特性及基本考量： 1. 新式購物中心之建築型態以其平面廣度與垂直高度相比，屬於大型平面式建築，與其他高層建築有不同之空間特性。因其空間與樓層間之互相連結，提供購物者與工作人員（以下統稱收容人員）有效之避難路徑以逃離火災發生與影響之區域。購物中心廣大之平面空間可降低火災對建築物與收容人員之影響。 2. 從美國與少數澳洲之統計資料顯示：購物中心不存在明顯之火災人命危險。在美國之購物中心火災死亡率依消防單位之統計：每千次火災 0.74 人死亡。其中大部分之死亡人數是因收容人員在睡覺狀態或與可燃性液體起火有關。以上資料是在未設置撒水設備之條件下。與住宅火災相比，只有住宅火災死亡人數十分之一。若是在裝設有撒水設備之條件下，其死亡人數可再降為原來之三分之一。 3. 購物中心之大部分火災發生於白天（ AM8:00 到 PM10:00），因為此時間內大規模使用電力設備、瓦斯設備、熱能設備與烹飪等設備。故大部分之火災在火勢延燒至另一空間或防火區劃前，即為收容人員所發現並撲滅。此種火災稱為第一級火災（ C1 Fires）【註 7】，而消防單位有時有接獲通報，有時則無接獲通報。收容人員對此種火災之擴展有主要之影響。 4. 有關購物中心之收容人員行為與移動之研究顯示：緊急避難通道是供『緊急狀況』使用以逃離購物中心。但無論工作人員或購物者卻很少在『火災情況』中利用此緊急避難通道，而目前. 12.

(21) 之法規多鼓勵設置緊急避難通道，因此火災發生時之逃生路徑仍顯不足，較好之設計為利用一般之日常購物路線作為逃生之路徑來設計。 5. 購物中心發生火災時，收容人員會從受火災影響之區域避難至中庭，因此合理的將中庭 (Atrium)設計成『防火安全區域』，在撒水設備可控制火勢發展 (C2 Fires)【註 8】之情境下，中庭具有無限可維生之條件 (Infinite Tenability)。在撒水設備無法控制火勢 (C3 Fires)【註 9】之情境下，中庭內部多數之一般出口通道，包括：垂直通往其他樓層之開放式樓梯、手扶梯與水平通往安全區域 (如戶外停車場與街道 )之出口，可使中庭擁有足夠避難通道與煙控，可避難至任何樓層或戶外，故其可被視為「相對安全區域」之觀點遂被正式提出。 6. 在設計時必須考慮主要賣場之煙控，如同前面所敘述，主要賣場通往中庭之出口可視為一安全出口（即從主要商場逃離至中庭即可視為避難完成），在主要商場中， C3 Fires 之火災情境必須列入設計之考慮。 7. 避難計畫與訓練在整體防火安全中是非常重要的，訓練時之引導人員必須足夠，使在任一避難路徑上皆能加以引導。 8. 購物中心之建築結構不能影響收容人員避難逃生之能力。目前澳洲法令規定購物中心之樓層高度不可超過四層樓【註 10】，為的就是因較高樓層建築會限制收容人員之避難路徑，購物中心之高度不可太高。 9. 購物中心設計時主要考慮之影響建築結構之火災情境為 C2 Fires，但仍須考慮在 C3 Fires，成功避難是可行的。經實驗證明，在輕結構建築中，暴露在有撒水系統控制之火災時，其對建築結構之影響是可以忽略的【註 11】。 10. 當發生 C3 Fires，建築物結構必須要有足夠之抗火時效以提供收容人員避難至安全區域。抗火時效之長短決定於收容人員避難至安全區域之時間。購物中心中可能發生重大 C3 Fires 之場所為專賣店與主要賣商場二個地方。澳洲大型購物中心甚少使用大量之可燃性結構材料。在中庭當發生 C3 Fires 時，因其提供收容人員主要之避難路徑，故在專賣店或主要賣場與中庭交 13.

(22) 界處，仍應使用不燃性結構材料或構件將火勢延燒之風險降至最低【註 12】。 11. 若將『人員滅火（ Manual suppression）』納入整體防火安全管理，並與妥善管理之『撒水滅火系統』結合，則消防單位可迅速撲滅購物中心建築物之火災。而人員滅火有賴於對員工之訓練與裝備：手提式滅火器與室內消防栓，且最好設置於專賣店與主要賣場。當購物中心之建築面積非常大時，消防單位進入建築物中並發現起火點必須耗費相當時間，若能由經訓練之工作人員使用室內消防栓與水帶，則可迅速找出起火點並加以控制；但其並不能取代消防單位之功能，只是利用其對建築物環境之瞭解，在營業時間內，可比消防單位較早找出起火地點並加以控制此種很少發生之 C3 Fires。 12. 考慮消防單位之進入購物中心，故應設計可供消防單位容易進入之大型出入口。 13. 購物中心之高樓層之防火安全有賴於整體之防火系統，特別是『撒水系統』，並在建築物之營運期間加以妥善之管理，其應有完整之防火計畫。. 二、購物中心撒水設備之特性與管理方式：(火勢延燒擴大防止對策) 1.. 撒水設備對於將火勢侷限在起火點或起火居室有重要之影響。. 2.. 在購物中心中，撒水設備之效能（ Effectiveness of a Sprinkler System）幾乎決定於其管理狀態。並依以下原則管理：. (1) 撒水系統之可靠度主要決定於其商店整修、裝修期間之管理狀況。 (2) 購物中心之主要賣場之整修、改裝應依下列設計與計畫執行： A. 如果新施工之區域夠大，應單獨設立另一撒水分區。 B. 所新設之撒水管路與舊管路應在一天內能夠連結完成。 C.確保其他繼續營業之商店不可將其撒水系統關閉。 D.撒水系統之效能在澳洲為 98%，在美國為 93.5%。 14.

(23) (3) 根據統計資料：撒水系統之可靠度為（澳洲）： A. 專賣店區域（ specialty shops）為 98.5%。 B. 主要賣場區域（ major stores）為 99.5%。 (4) 撒水系統之整體管理包括： A. 應使用同一家公司製造之撒水閘閥（ sprinkler isolations） B. 每天之施工完成後應將撒水系統之閘閥再度打開。 C.要關閉部分之撒水系統必須經過申請許可，關閉時間原則上不可超過一天。 D.違反以上規定之商店應加以處罰。 (5) 使用移報式撒水閘閥（ monitored valves）以避免不小心之關閉水源。 A. 相較於美國零售商場建築之撒水系統效度為 86%，澳洲擁有較高之撒水效能。 3.. 撒水系統應將專賣店區域與主要賣場區域做不同之撒水分區，而主要賣場部分，各樓層應設單獨之撒水分區。在專賣店區域，若能縮小撒水區域之範圍並設移報式流水檢知裝置，則可愈迅速確認其火災發生之位置。. 4.. 撒水系統若能完全加以妥善之管理，則火災發生並延燒超出起火地點或居室（即 C3 Fires）之機率非常小。對購物中心而言，防火安全依 C2 Fires 火災情境來設計。其中對於 C2-4 Fires（高架貨物之火災）有特別之對策。. 三、小結依上述有關國外購物中心空間配置、防災特性及其因應對策之基本考量，吾人可進一步檢討國內外購物中心之顯著差異點如下： (一 )國內之撒水系統有效性與管理不如國外以澳洲為例，其撒水系統之效能約為 98%【註 13】（以一百年內之火災調查報告分析得出），因其管理相當嚴格。撒水系統之制水閥設有移報裝置，與附近之消防單位連線，若要關閉，必須向消防隊申請核可 ;若是未經核可而擅自將撒水系統關閉，則此警報 15.

(24) 裝置會通知消防隊前來處理。而台灣並無如此嚴格之管理系統，故台灣之撒水系統有效性無法與國外相提並論。 (二 )國外之購物中心屬大平面式建築，台灣則是屬於高層化建築平面式購物中心若發生火災，人員可迅速從賣場到達中庭，而在中庭 C2 Fire 之火災情境中可界定為安全區域 ;或是在 C3 Fires 之火災情境中，煙從中庭頂端開始蓄積到煙層下降至危害收容人員避難逃生之時間，若大於人員從中庭避難至戶外或道路之時間，則收容人員之避難逃生視為成功。垂直式發展因其樓層數較高，或者其中庭之蓄煙空間較小，收容人員避難至中庭之時間較長，從中庭避難至戶外或道路之時間亦較長，但煙從中庭頂端開始蓄積到下降至危害收容人員避難逃生之時間則較短，故需要較多且嚴格之主動式或被動式滅火設備之要求。 (三 )國內之賣場管理狀況與國外不盡相同台灣之賣場管理通常依賴業者本身之要求與消防、建管單位之不定期檢查，故常發現在安全梯間堆置物品、將安全門上鎖、消防栓箱前堆置雜物等危害避難逃生與消防搶救之行為發生，目前雖然主管機關可以進行告發與處罰，但罰緩金額不大，無法達到完全根絕之要求。. 16.

(25) 第三節購物中心之火災災例分析一、大災例概述【註 14】 ( 一 )A L ’Innovation— 比利時，布魯塞爾（ Brussels, Belgium ） (1967). 圖 2.4 平面示意圖在此火災中，整棟建築物皆被燒毀，超過 400 人喪生。圖 2.4 顯示此建築物之平面配置圖。此建築物為五層樓高，其結構為鋼筋混凝土與鋼骨混合使用，但鋼骨未加防火披覆。整棟建築物基地佔滿整個街廓，周圍皆面臨道路。火災發生於中午用餐時間，並經由穿過數個樓層之樓梯間及天花板之空隙迅速地往垂直與水平方向蔓延，天花板使用可燃性材質來裝飾，助長火勢往水平方向擴展。消防隊在接獲通報 5 分鐘後趕到，但整棟建築物已被火舌所吞沒，建築物內之人員已無. 17.

(26) 生存之希望。特別值的注意的是，在歐洲國家中，購物商店通常會在中午用餐時間暫停營業，並將大門關上，因此火災時，幾乎很少之購物者在建築物內。但購物中心之工作人員卻仍在建築物內，大部分皆在三樓之餐廳用餐，超過 200 人在餐廳內因吸入濃煙而致命。濃煙經由數座開放式之樓梯間與二座封閉式之安全梯間迅速擴散至建築物其他樓層，大量且致命之濃煙使收容人員無法迅速找到安全之避難路徑與出口。而開放式之樓梯間助長火勢與濃煙之往上竄升，封閉式之安全梯間因未設防火門與使用可燃性材料來做隔間，因而失效。此棟建築物未依一定之抗火效能設計，一、二樓採用無防火披覆之鋼骨建構，建築物因此迅速崩塌，使收容人員之最後可能逃生機會亦喪失。消防隊抵達後對人員之疏散與避難一點忙也幫不上。整棟建築物未設撒水設備。 (二 )Single Story Supermarket, 歐洲（ Europe） (1970) 此火災之特點為其火勢擴展迅速，造成一人死亡。原因為該商店販售員返回火場去拿個人物品，不幸為濃煙所吞噬。起火源為平常幾乎無人進入之貨物儲存區，而儲存區與非儲存區之隔間牆並未延伸至天花板，故火勢迅速由貨物儲存區蔓延至其他區域，本建築物未裝設撒水設備。 ( 三 )Younkers Department Store, Merle Hay Mall— 美國（ USA ） (1978) 此百貨商場為二層樓之鋼筋混凝土建築。起火源為天花板之爆炸，當時其冷暖空調系統正在整修，並且有 22 位工作人員在建築物內。雖然少數避難出口之標示並不明確，工作人員對此建築物之逃生通道與避難出口應相當熟悉。火勢經由天花板上之空間朝水平方向擴展，並經由二個樓層間之開口（包含二座手扶梯）迅速往二樓延燒。天花板與樓板間不確定是否有可燃物存在。在爆炸後數分鐘內，消防隊趕到，但整棟建築物已為濃煙與火舌所包圍。總計 10 人因吸入濃煙死亡且其中無人逃至避難出口附近。本建築物未設撒水設備與火警自動警報設備。 (四 )Woolworths—英國，曼徹斯特（ Manchester, UK） (1979) 此為地上五層，地下一層之建築物。地下第一層為服務區， 18.

(27) 地面層為販賣區，地上最頂層為儲藏區與電機設備區。火災發生於第二層之家具展示場，當火勢擴及堆疊之家具與聚氨酯成分之床墊時，開始快速蔓延，濃煙迅速擴散至整棟建築物，包括一樓。煙經由連接地下室與二樓間之手扶梯而四處流動。三座封閉式之安全梯提供安全之避難通道（防火牆具 2-4 小時之抗火時效，防火門具 1-2 小時之抗火時效）直通戶外之街道。在起火層，三座安全梯皆有效，但因火勢之關係，僅一座人員易於接近利用。但在大量人員避難之後，未將防火門關上，最後形成煙滯留整個避難樓梯間。因未設火警自動警報設備，故發生火災時必須由服務人員或藉助有人押下遍設於整棟建築物之手動報警設備（ break-glass）之方式來進行通報。當時因商場經理之對火災訊息之疑惑，導致建築物之警報未響起，亦未立即通知消防隊。最後由某位工作人員押下手動報警機才啟動警鈴 ;而消防隊是由經過現場之計程車司機報警後才匆匆趕到。在建築物之火警警鈴響起後，大部分之人員利用安全梯與手扶梯離開一、二樓。人員利用手扶梯進行避難，直到大量濃煙所阻止。當時整個建築物內約有 500 人，大部分都在三樓以下，而工作人員大部分在二樓以上。工作人員指揮購物者經由昇降機與一座從屋頂到地面之直通樓梯進行避難。因聚氨酯成分之家具造成火勢成長相當快速，短時間內即成長至人員無法利用室內消防栓來進行初期滅火。外牆窗戶玻璃之破裂導致大量空氣進入，助長火勢之成長。因通報消防隊之時間被遲延，消防隊抵達後，經過二個半小時才將火勢控制。此場火災共導致 10 人因吸入濃煙而死亡，死亡地點為二樓之餐廳。部分罹難者企圖離開餐廳並試圖尋找安全梯，雖然相當接近安全梯但仍未能在被煙燻昏前找到出口（參考圖 2.5）。賣場與餐廳間有一道高 1.7m 之隔間牆區隔此二區域。此建築物未設撒水設備與火警自動警報設備。但設有手提式滅火器與室內消防栓。. 19.

(28) 圖 2.5 二樓平面圖 (五 )Multiple Retail Store—英國，倫敦（ London, UK） (1981) 此建築物為三層樓建築，樓地板為木材與水泥混用，並由有防火披覆與無防火披覆之鋼骨所支撐。起火地點為平時幾乎無人員進入之二樓儲藏室（除非為縱火犯），火勢迅速蔓延至二樓之其他區域，並開始往頂樓與其他樓層蔓延。屋頂覆有瀝青，火災當時並無人在此建築物中，但有一名消防搶救人員在進入火場後，因火勢過大卻來不及撤退而喪失生命。本建築物未設置撒水設備。 (六 )Shopping Arcade—英國（ UK） (1983) 火災發生於清晨，建築物為十九世紀所建。火災發生當時，許多人員正在睡夢當中。此建築物包含一棟四層樓之商場、住宅公寓與五層樓之旅館，中間以拱廊連接。火災發生於商場之一樓，並迅速向垂直與水平方向蔓延，火勢亦波及部分旅館。一樓發生液化石油氣（ LPG）爆炸，導致一人死亡。約 200 人順利逃生， 20.

(29) 在消防隊抵達開始進行搶救後 20 分鐘，部分建築物倒塌。 (七 )Department Store—南非，東倫敦（ East London, Republic of South Africa） (1984) 此建築物未設置撒水設備，火災中有 5 人死亡。隔間牆與大部分構造皆具可燃性，亦未裝置火警自動警報設備。此建築物包括一地下層、地面一樓與木造之夾層。起火點在一樓之影帶與電視機之儲藏區，這個內部區域平時無人員進出。在當時此二樓層之工作人員聞到煙之味道並試圖瞭解原因，其人員滅火因設備落伍與訓練不足導致滅火失敗。火災延燒因紙箱之堆積而相當快速。連接地下層與地面層之樓梯間有緊急照明，大部分之收容人員從前門或另一出口逃出。罹難者大部分為工作人員主要是因濃煙而無法找到避難通道與出口而喪生。附近鄰居通知消防隊及時趕到，並救出 3 人受困在地下層之人員。 (八 )Furniture Store—美國，馬里蘭（ Maryland, USA） (1984) 此建築物為三層樓建築，其中二層樓向外延伸，在樓層之間因未封閉之樓梯間且具相當大之開口。建築物由木造之牆壁、地板、塗上瀝青之天花板組成且未裝置撒水設備與偵煙式探測器。起火原因，乃工作人員使用乙炔不慎所引起。火災發生當時主要為工作人員在此建築物內，未發現任何之購物者並且有三名消防搶救人員在建築物發生閃燃時罹難。因可燃性材料大量使用，火勢蔓延相當快速，特別是經由屋頂往水平方向延燒。 (九 )Shopping Mall—美國，田納西（ Tennessee, USA） (1988) 此為木構架、磚牆與覆以瀝青之屋頂組成之二層樓建築，未裝置撒水設備，但設有偵煙式探測器。火災發生在二樓，所有收容人員皆順利逃生，除一位在進行日光浴之人員因穿著衣物而延遲避難，最後因濃煙而喪生。 (十 )Department Store—日本，大阪（ Osaka, Japan） (1990) 此為未裝置火警探測器與撒水設備之五層樓建築，起火原因為四樓有人縱火。火災成長快速，特別是濃煙，迅速往五樓擴展。工作人員與購物者往四樓以下之樓層疏散，但仍有 15 名工作人員 21.

(30) 因吸入大量濃煙而喪生。 (十一 )Clothing Store—美國，紐澤西（ New Jersey, USA） (1991) 此為在外牆有大型開口之三層樓建築，並與鄰近建築物距離太近。火災發生後，一面外牆崩塌，並延燒至其他八棟建築物。火災發生當時，無人員在此建築物內。本建築物未設撒水設備。在搶救過程中，一位消防人員罹難。 (十二 )Civil Disturbance Fire—美國，內華達（ Nevada, USA） (1993) 此為單層購物中心因暴民縱火而發生之火災，建築物屋頂為可燃性材料所建。建築物部分設有撒水設備，並遭受中等之損害，但其餘未設撒水設備部分之區域則遭全毀。一位暴民在火場中喪生。 (十三 )Dusseldorf Airport—德國（ Dusseldorf, Germany） (1996) 此建築物除了廚房與餐廳設有撒水設備其餘地區均未裝置偵煙式探測器與撒水設備，其構造為抗火之鋼筋水泥構造。在航空站之上方道路維修時，其產生之火花引燃航空站內之花店內天花板之 PVC 管，火勢沿天花板 PVC 管線與聚苯乙烯成分之絕緣材料向外擴散。雖然建築物空調管路設有遇高溫即會自動關閉之防煙閘門，但煙仍透過空調管路而瀰漫整棟建築物，因所有閘門皆未動作。八名罹難者因在貴賓休息室中因唯一之出口被濃煙所阻而無法逃生。其他罹難者因搭乘昇降機抵達充滿濃煙之樓層，並且昇降機之紅外線感應門因高溫濃煙而無法關閉，導致乘員被煙嗆死。全部 16 名罹難者皆因濃煙而致命。超過 60 名人員受傷，而有 2500 人完成疏散。圖 2.6 說明火勢在建築物內之延燒過程。而整棟建築物於火災發生後之整修，因清除濃煙所造成之污染耗費龐大之經費。. 22.

(31) 圖 2.6. Dusseldorf Airport 剖面示意圖. 二、災例分析從以上災例，可綜合歸納出以下幾個原則： (一 )火災之發生與擴展 1.起火原因火災主要發生原因為電氣設施或縱火所造成，但仍有很高比例為不明原因。在電氣火災中，主要為包覆線路之管路為 PVC 材質且穿過天花板上方之空間。少數幾件火災原因為建築物整修作業中因焊接火花不慎引燃。 2.起火地點在大部分情形下，火災發生於平時無人駐守或活動之區域（儲藏區域或天花板上方空間）或建築物內無人之狀況下時，定會發展成大規模火警。火災發生在人員可直接察覺或觀察之區域 23.

(32) 時，幾乎很少可容許其繼續擴展。 3.可燃性天花板之影響在數個案例之中，可燃性天花板使火勢迅速擴展，並穿過其他防火區劃，形成嚴重之火災情境。 4.主要延燒途徑火災擴展至建築物其他區域之主要機制為經過天花板上之空間，不管天花板上之空間是否具有可燃物。 5.是否裝設撒水設備之影響在一些購物中心之中，是否裝置撒水系統由個別之商店自行決定，故產生購物中心中，有些商店或區域裝置撒水設備，其餘商店或區域則未設置撒水設備。在發生火災時，未裝置撒水設備之區域可能會使火勢發展至大型火災，一般不會延燒至設有撒水設備之區域，但因撒水頭之放射，造成此區域之大量水損。 6.撒水系統之失效在某些案例中，建築物整棟裝置撒水系統，但卻使用可燃性材料做為建築物之結構，致使火勢發展至撒水系統亦無法將其適度控制。很可惜這些案例之撒水頭釋放率（ delivery rate）無法得到。 7.撒水系統不當被關閉在二個火災災例之中，撒水系統在夜間被關閉（火災剛好發生在夜間），至整棟建築物幾乎全部被燒毀，其中一棟設有偵煙式探測器，但亦是被關閉。 8.消防隊介入之最佳時機分析顯示，能被消防隊迅速撲滅之火災規模不能太大，因此消防隊必須在很短時間內趕到火場並找出起火點，或者由工作人員進行初期滅火或是撒水設備動作將火勢規模控制在很小之狀況。在某些災例中，在隔間牆（不一定需要防火牆）形成之防火區劃或部分設置之撒水設備之幫助下，使消防搶救人員能將火勢侷限在起火之區域或商店。否則，火勢之擴展將會非常迅速，導致建築物之燒毀。 24.

(33) 9.消防隊無法協助人員避難分析顯示，消防隊很少能幫忙引導收容人員進行避難，因大部分之避難行為皆發生於消防隊趕到之前。 (二 )火災與建築物之關連性綜合以上之火災災例分析之研究，可得出以下之原則： 1.. 火災發生於平時無人進出之場所或空間（如儲藏區、天花板），或整棟建築物當時並無人員在內時，火勢會發展的相當大。. 2.. 火災延燒至建築物內其他區域之機制主要為經過可燃性之天花板或天花板上之空間 ;尤其是天花板上空間為可燃性材料或具有可燃性物質存在時，會使情形更加惡化。. 3.. 購物中心只在部分區域裝置撒水設備並非良好之設計，因未裝置撒水設備之區域起火燃燒，仍會對有裝置撒水設備之區域造成實質之損害（包括水損）。. 4.. 消防隊在火勢還小時能最有效控制與撲滅火災 ;而撒水設備是將火勢維持在很小之有效方法。. 5.. 目前尚無因部分建築物倒塌而導致人命損失之災例。. (三 )火災人命死亡之主要原因購物中心之火災中，發生人員死亡之案例比例相當少，但可得出以下之論點： 1.. 全部之罹難者皆因吸入濃煙而致死，唯一可能例外之情形為消防搶救人員因過度暴露在火焰與熱輻射下致死。且並無因建築物結構體受損而導致人員傷亡的案例。. 2.. 在數個案例中，收容人員之避難路徑被火勢所切斷（起火源距離罹難者有一段距離），並對避難出口之位置不瞭解而死亡 ; 而未具二方向之避難通道在某些案例中亦導致人員死亡 ;而避難通道未作抗火防護（因其使用可燃性材料區隔或未作區隔）亦曾導致人命損失。. 3.. 所有人命損失發生在未設撒水設備與偵煙式探測器之建築物。 25.

(34) 4.. 根據美國 NFIRS 之火災統計資料指出，百貨商場每千次火災之死亡率為 1.1 人，其主要之人員死亡發生原因為： (1) 避難弱者或人員在睡覺中。 (2) 起火源為可燃性液體，特別是汽油。以上之結論乃是由 NFIRS 所整理之美國百貨商場近 10 年所發. 生之人命死亡災例所得出。而在現代化之購物中心之中，人員處於睡眠狀況與起火源為汽油之情形應較以前為少，故可假設現代化設計之購物中心之每千次火災人命死亡率應低於 1 人。. 26.

(35) 第四節設計火災 (Design Fire)大小之探討上述列舉出了許多購物中心發生火災可能出現的境況，以及對於身處其中的人員可能面臨的危險。這些境況的發生，有時特別明顯，有時卻不然，原因在於發生火災的地點、規模不同，以及人員對於火災的應變及管理能力不同。以規劃防火安全的角度來看，對於與人有關的變數，如緊急應變能力與防火管理制度等，在進行規劃時，是很難加以評估而將其併入設計的考量。因此，進行工程設計時，多以火災的成長模式做為設計的依據。. 一、設計火災大小架構分析設計火災大小不管是對從事功能性設計或替代性方案評估，具關鍵的影響，因為設計火災大小的選取是進行工程計算的第一步。設計火災大小的決定，一般是參考文獻中曾提出的數據或是直接採用實驗的結果。文獻中所提出的資料是經過多次實驗驗證的結論，因此在使用上應是合理可接受的 ;但必須注意的是其實驗限制條件與我們的設計情況是否相符。若不相符，則必須以實際實驗來取得我們所要的數據，畢竟由相同的環境狀況所做實驗結果最能反應實際的情形。決定設計火災的目的是想要設想出設計目標環境發生火災時的火災境況。同時，藉由對火災境況的瞭解來規劃合理有效的消防安全對策。由火災科學的研究知道，整個火災境況都可從熱釋放率 (heat release rate)推導出來，因此設計火災大小的選取，就是要找出最符合實際情況的熱釋放率。. 27.

(36) 從火災的成長過程來探討熱釋放率，可將其分為兩個部分，即燃燒成長期 (growing period of burning)或稱非穩定期 (unsteady burning)及穩定期 (steady burning)。所謂燃燒成長期是指燃燒過程中，熱釋放速率會隨著時間增加而升高的階段，如圖 2.7 中 a-b。而所謂穩定期是指熱釋放率不會隨時間而有所改變的階段，也就是當燃燒過程中，質量損失為固定常數時的階段，如圖 2.7 中 b-c。典型的燃燒過程中，熱釋放率與時間對應關係如圖 2.7 所示。 b. c. Rate of heat release a time. 圖 2.7 典型熱釋放速率曲線雖然我們對於熱釋放率及其後的火災境況皆可透過計算或軟體模擬來決定，但前提是需先找出燃燒標的 (fuel)。當然，如果我們能夠確定首先燃燒的物質，便可直接參考測試過的資料。可惜的是，通常是許許多多性質不同的可燃物存在同一場所，而很難去確認火源，所以便需要一個較為便利且適用的火災成長模式計算公式。透過真實火災的分析及實驗的驗證，美國國家標準局提供一個評估火災成長的公式【註 15】 ﹕ Qg = α. ( t – ti ). (公式 1). 2. 其中： Q g =燃燒成長期熱釋放率 (KW) t =時間 (sec) t i =發火時間 (sec)，通常設為 0. 28.

(37) α =成長係數 (KJ/S 2 ) 通用於公式 (1) 的火災類型通常稱為 t 平方火災 (t square fire)。其中， α 依火勢成長速率而有不同 (參閱表 2.2)。表 2.2 成長係數 Fire growth rate. Fire growth parameter(α)(KJ/S2). Time to critical HRR(sec). Slow. 0.0029. 600. Medium. 0.012. 300. Fast. 0.047. 150. Ultra-fast. 0.188. 75. 在做工程設計時，有時候為了方便，可以假設從開始燃燒時便為穩定燃燒期。在這種情形下，其熱釋放率可由單位面積熱釋放率的觀念求得。英國國家技術委員會的文獻中曾對特定的場所提出下列公式（公式 2）【註 16】 ﹕ (公式 2). Q=Q ” A f i r e 其中： Q﹕ Q”﹕ A﹕. 熱釋放速率 (KW) 單位面積熱釋放率 (KW/m 2 ) 燃燒區域面積 (m 2 ). 其中﹕. Q”可參考表 2.3。表 2.3 單位面積熱釋放速率 (KW/m 2 ) Building use. Heat release rate KW/m2. Retail. 500. Office. 250. 如果我們想要探討的設計火災並無法藉由上述方式來求得穩定燃燒期的熱釋放率， Babrauskas 所提出的公式可作為另一種計算方式 (公式 3)【註 17】。 (公式 3). Q= m f H C 29.

(38) 其中： Q﹕. 穩定燃燒期熱釋放速率 (KW). mf﹕. 燃燒速率 (kg/s). HC﹕. 有效燃燒熱量 (KJ/Kg). 二、小結臺灣之大型購物中心，必有其當地之人文特色及空間型態，有別於國外之購物中心，因此考量其防火避難安全性時，需進行其整體空間防災特性及其相對應安全對策之檢討，而對於現行完全依照條列式法規所規定事項辦理，卻不以實際現況為考量重點便會產生盲目設計的情況。許多的災例給予法規制訂的動力，而法規也給予了實際情況不同時修改的彈性，在面臨替代設計的同時，對於所選擇的火災境況必須加以確認，才能產生有信心的設計結果。. 【註1】經濟部商業司，「大型購物中心開發經營管理實務手冊」，中國生產力，民國八十五年，第 109 頁。【註2】COMMERCIAL FACILITES 「New Concepts in Architecture & Design」, MEISEI PUBLICATIONS, 1996, p113。【註3】同註 1，p114。【註4】建築設計資料集編委會，「建築設計資料集第五冊—商業、工業建築」，建築情報季刊雜誌社，民國八十九年，第 16 頁。【註5】Atrium 之定義是指建築物內部，存在有跨越兩個樓層以上之挑空空間，並且具屋頂構造(樓板或光罩屋頂結構等)，但此空間並不包括樓梯梯間、坡道及其他垂直管道空間。【註6】Chow, W. K., “Atrium Smoke Filling Process in Shopping Malls of Hong Kong”, J. of Fire Prot. Engr., 9(4), 1999, p20-21. 【註7】C1 Fires 定義為第一級火災，火勢很小不足以啟動撒水設備。【註8】C2 Fires 之定義為第二級火災，指火勢考慮狀況啟動撒水設備並被撒水設備所控制。【註9】C3 Fires 之定義為第三級火災，指火勢考慮狀況啟動撒水設備但仍延燒至其他區域。 30.

(39) 【註10】“Building Code of Australia”, Australian Building Codes Board, 1990. 【註11】Bennetts, I. D., Poh, K. W., Poon, S. L., Thomas, I. R., Lee, A. C., Beever, P. F., Ramsay, G. C., Timms, G. R. and Eaton, C. R., “Fire Safety in Shopping Centres”, Fire Code Reform Centre Project 6, July 1998,p147. 【註12】同註 10，第 147 頁。【註13】同註 10，第 146 頁。【註14】Bennetts, I. D., Poh, K. W., Thomas, I. R., Lee, A. C., and Beever, P. F., “Case Studies of Fires in Retail Buildings,” ( Fire Code Reform Centre Project 6), BHP Research Report No. BHPR/SM/R/056, October 1996. 【註15】US NATIONAL BUREAU OF STANDARDS, Engineering Analysis of the Early Stages of Fire Development-The Fire At The Du Pont Plaza Hotel And Casino December 31 1986. NBSIR 87-3560 Washington DC,1987. 【註16】BSI Technical Committee FSH/24, Fire Safety Engineering in Buildings, Part 1. Guide to the application of fire safety engineering principles. 1997. 【註17】Babrauskas, “Burning Rates” SFPE Handbook of Fire Protection Engineering, 2nd Edition, Section 3, Chapter 1, SFPE and National Fire Protection Association, 1995.. 31.

(40) 第三章購物中心防火安全影響因子及問題分析近來購物中心用途建築物具高層化、平面化及多用途設施複合化現象，致衍生設施管理區分的複數化，使用者的多樣化及建築物利用者增加之傾向。針對大型購物中心之建築使用型態及特性，本研究透過文獻回顧及調查訪談，進一步抽出其危險要因及問題點，俾據以提出適切之防火避難安全對策。. 第一節大型購物中心用途建築物潛在危險因子探討一、大型購物中心潛在危險性之增加 (一 )建築物傾向大型購物中心為因應利用者多樣化之需求，建築物內就包括了商業、文化、辦公、住宿等多樣機能，同時也透過具挑高空間、人工地盤及地下空間之連結而形成一整體建築，造成其規模、構造、使用．型態之多樣化及大規模複合化。茲列示大型購物中心大規模複合化之特徵如下： 1.都市機能都市機能不只具辦公用途，也擁有「店舖」、「飲食店」、「旅館」、「住宅」、「電影院」等用途空間，甚至有與車站相互連通等機能之傾向。 2.舒適空間建築物為擁有「休閒」、「舒適」、「人性化」等機能而傾向挑高空間之設計。 3.建築物之群化由複數棟之建築物所構成，且於低層樓或藉高空通路形成一連續群體，有高層及大平面化之傾向。 4.大平面化. 31.

(41) 建築物群化的結果，造成大型購物中心與其他空間一體連續樓層之大平面化傾向，形成單一樓層達 20,000 ㎡之建築物。 5.開發面積的大規模化在接近 10 萬平方公尺的基地中，考量地區的活性化、魅力的造街、地域特性等，出現所謂新都市環境整合之地區都市景觀。 (二 )防災特性茲據「建築物的傾向」，就設施特性面、管理形態及使用特性面，分析大型購物中心之防災特性如下。 1. 設施特性面 (1)多用途設施之複合化因使用特性之不同，形成高層化大型購物中心上下樓層構成形態之複合化，及因使用特性不同而有利用低樓層連結數棟成一體之多用途設施之複合化。 (2)接續形態之多樣化如上所述大型購物中心因建築空間的使用特性，形成複數棟之接續型態，其方式如下： A.於地下樓層或低樓層利用屋內通路作接續。 B. 於地下樓層利用停車場或車道作接續。 C. 利用高空道路作接續。 D.利用挑高空間或人工地盤作接續。大型購物中心用途建築物因具大規模化，故其棟與棟之間的接續形態事實上存在上述 A~B 的混合方式。而利用屋內通道或挑高空間接續的用途中，大多為店舖、飲食店等商業設施。 (3)日常動線複雜化樓層大平面化，具多用途設施複合化及接續型態多樣化的結果，使得大型購物中心利用者產生「對於要到達目的場所的路徑不夠清楚」等日常動線複雜化之現象。 2. 管理形態面. 32.

(42) (1)設施管理區分複數化由於建築物的大規模複合化，根據所有權的區分，而形成管理區分及所有權的複雜化。 (2)設施管理區分多樣化因設施管理區分的複數化，使得管理形態產生「所有人將管理權委託大樓管理顧問公司管理」或「由母公司委託子公司管理」等的多樣化。 (3)所有人、承租人的複合化因多用途設施的複合化，使得所有人使用的設施與承租人所使用的設施混合存在於大型購物中心，產生複合化現象。 (4)承租戶數的增加因建築物大規模複合化的影響，使得多用途設施的大型購物中心吸引多數客戶遷入，也造成承租戶的增加。 3. 使用特性面 (1) 使用者的增加大型購物中心內具都市機能，使用便利性高；也因建築物的大規模複合化，使得收容能力增大而被多數人所使用。 (2) 使用時間帶的多樣化因建築物大規模化，形成使用時間帶產生差異，且因具多用途設施，使得各空間使用時間帶具多樣化傾向。 (3) 國際化購物中心用途建築物因具都市機能，使得外國籍從業員及空間利用者增加。 4. 消防安全設備之系統化大型購物中心之消防安全設備須具監視、控制等多機能，故高機能化及複數消防設備間的連動及消防設備具與一般設備之連動功能為其特徵。為圖複合設備之系統化，在火災成長階段作監視、控制的迅速化與確認情報詳細化時，防災管理機能需求也就相對提高；而防災管理機能提高的反面，即是情報收集量增加 33.

(43) 以及操作方法的複雜化。. 5. 其他 (1) 設備器具增加因飲食文化的多樣化，各式各樣的飲食店出現，使得廚房設備增加，火氣使用設備器具也跟著增加。 (2) 可燃物品增加在購物中心用途建築物中，因物品賣場的增加，使得處理可燃性物品的賣場也跟著增加，進而導致大量可燃物品的攜入及放置；另外，辦公室 OA 化所需情報資料紙類的大量使用，皆導致可燃性物品有大量增加的傾向。 (三 )火災災例要因針對購物中心用途建築物的火災要因（起火樓層、起火處所、起火原因）與火災時之對應（發現、通報、初期滅火）及外國火災災例的抽樣，其火災發生要因詳述如下：【註 1】 1.起火要因 (1) 起火樓層多發生在低樓層 (2) 起火處所以廚房最多，其次為停車場、廁所。 (3) 起火原因以放火及疑似放火為最多，其次為煙蒂、忘記關閉火源。 2.火災時之因應行動 (1) 火災發現者，以建物內從業人員最多，其次為防災中心人員。 (2) 火災通報者 (向 119 通報者 )，以防災中心人員最多。 (3) 進行初期滅火者，以防災中心人員最多，其次為建物內從業人員。 (4) 初期滅火方法，以滅火器的使用最多。 3.外國火災災例根據外國之延燒擴大災例列示其要因如下【註 2】： (1) 火災發現延遲。 34.

(44) (2) 起火點附近未設置自動撒水滅火設備。 (3) 無防火區劃。 (4) 挑高空間產生煙囪效應，妨礙滅火行動。 (5) 因爆炸而使得防火區劃與消防設備機能損壞。. 35.