建築技術規則性能防火法規轉換之研究

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(1)第一章第一節. 緒論. 研究背景與目的. 一、研究背景近年來，台灣地區經濟快速成長、產業蓬勃發展、人民生活水準大幅提升，加上都市人口急遽膨漲，隨著都市型態漸漸轉變，建築物亦朝向規模大型化、樓層立體化、構造特殊化、設備複雜化的趨勢發展，而以往建築物之防火安全措施，均根據建築或消防相關法規和規範進行設計施工，這種傳統的『規格性規範』，已無法滿足設計人員對於新穎材料、設備及特殊工法技術之適用。如對特殊用途建築物之空間規劃需求（機場航廈、地下捷運系統、巨蛋式挑高大空間等），適用現行法規有明顯的困難。國外防火研究的先進國家，近年來對於建築物防火安全漸漸的轉變成以科學為基礎的『防火安全工程（ Fire Safety Engineering ,FSE）』開發研究工作，其主要目標係以科學的方法，解決現有法規或標準對於不斷創新、改進的防火材料或技術，因無法符合法令而造成的限制，並使有限的防火資源能達到最佳的運用。因此參考國外防火性能的相關技術規範、研究成果及實施實例，改變國內目前之現行規格式法規，增訂性能式的規定，進而使設計人員為達到建築防火安全的目的而可以自由選擇採取可行的防火安全措施。. 二、研究目的建築物防火安全的最終目標不外乎：（1）防止起火及火勢擴大，減少財物損失（2）保證安全疏散，確保生命安全（3）防護建築物不致因火災造成損壞與波及鄰房（4）提供消防搶救人員於執行救災時之必要設施。本研究主要針對建築物在防火設計上普遍存在對於適用現行法規有明顯困難者，能從建築技術規則防火條文中研定技術性性能標準及可替代性規定，且能選擇其他相同或更優之技術及安全性措施來克服不適用法規之現象，並改變以往一成不變的規格標準所造成之違規不適法現象。 1.

(2) 而從技術上將規格法規轉換成性能規定或找出替代標準，亦可解決法規強制規定時無法獲得安全之疑慮，建築物如能從技術面改進危險因素，增加安全設計，在同樣能達到可接受的安全度時，行政上等於開放一條路供違反規定之建築物來改善其安全性，減少社會上普遍存在之危險建築物。. 第二節. 研究範圍與方法. 一、研究範圍本研究限於人力、物力及時間性，故研究範圍如下： 1.瞭解國外防火性能法規技術規範之相關文獻資料、研究成果及實施實例。 2.探討台灣地區建築物現存防火安全不適法問題分類及型態。 3.研擬建築技術規則性能防火法規轉換之內容。. 二、研究方法 1.文獻探討法探討國內現行建築技術規則防火條文執行上的問題，蒐集國外先進國家防火性能及相關技術規範之文獻資料、研究成果及實施實例。 2.調查研究及系統分析法 (1)透過專家座談方式瞭解台灣地區現有建築物不適法之問題及其分類與型態。 (2)將研擬出之性能法規轉換內容，進行專家實地個案分析評估。. 2.

(3) 第三節. 研究步驟與流程. 一、研究步驟 1.蒐集文獻：由文獻資料之蒐集與探討，提出研究主題之理論基礎。 2.擬定研究大綱：界定研究範圍及限制，提出研究計畫及撰寫大綱。 3.文獻分析：針對我國現行建築技術規則防火條文之『功能性要求』進行分析。 4.國外執行成果：從國外功能性標準執行所得實證成效，研擬適合國內之功能性規定。 5.專家諮詢與座談：邀請專家學者對現行建築技術規則防火條文可轉換之部分或代替方案提出建議。 6.提出研究報告。. 3.

(4) 二、研究流程建築技術規則性能防火法規轉換之研究. 確立研究架構. 相關文獻蒐集及探討. 國外防火性能之相關技術規範、研究成果及. 台灣地區建築物現存不適法問題之分類與型態. 實施實例確立防火安全目標. 研擬建築技術規則性能防火法規轉換之內容. 專家學者諮詢座談. 綜合檢討及分析. 否是否合理適當是結論與建議. 提出研究結果. 4.

(5) 第二章第一節. 性能安全設計法文獻探討火災性能安全設計. 一、火災性能安全設計的目標建築物防火安全設計上的最終目標1不外乎：（1）防止起火及火勢擴大，減少財物損失; （2）保證安全疏散，確保生命安全;（3）防護建築物不致因火災造成損壞與波及鄰房;（4）提供消防搶救人員於執行救災時之必要設施。為達到以上之目標，建築防火設計需從建築結構、抗火性能、防火區劃、內部裝修、防阻火災設備、及避難對策等方面著手。整體建築防火安全的重要問題即在於選擇適當的建築材料及嚴謹的細部設計如空間配置等。而重要的結構防火要點乃在於避免坍塌，在火災中有隔離火勢的能力，以防止鄰室物品遭受波及引燃，或使火焰傳至鄰室。雖然建築物內構建牆、板等主要目的，是為建築物各種使用功能提供區域，並且對使用者保持隱密性。就防火安全的觀點而言，隔離構建的功能是將建築物內部空間分隔為較小區域，一旦火災發生可被侷限在小區域內燃燒和撲滅。因此為了防止火勢由一個空間蔓延至另一空間，空間各壁應能有效地阻隔火勢。而在失火的建築物內，使未直接暴露於火災的人員及物質可以藉著限制熱及煙於起火地區而受到保護，以便利用有限的時間及空間逃生。或使火勢僅侷限在小地區內燃燒後自行熄滅，或利用滅火設備使其在未擴大蔓延之前即被撲滅，或等待消防人員抵達後所面臨的僅是一場小規模的火災。因此規定火的屏障（即結構物）一定要能在火災中保持其整體性與穩定性。在防火區劃方面分為垂直區劃和水平區劃，所要求之性能在垂直區劃部分係以防止火災橫向蔓延擴大，其構件包括分間牆、外牆、窗、出入口等；水平區劃部分係以防止火災上下蔓延者，其構件有樑、柱、樓地板、垂直井道的周圍牆壁等。在內部裝修上，係要求防止建築物內地毯、窗簾、沙發、家具等物品著火，如加上牆壁、天花板等使用不燃材料，則火勢之引燃體將受到抑制，縱橫雙向之延燒即可受到遏阻，火災就能被侷限於一處而不致延燒擴大。. 1. 岸谷孝一等，建築物總合防火設計法—第一卷總合防火設計法，日本建築 —，平成元年四月，p23。 5.

(6) 當然建築物一旦發生火災時，能夠遏阻火焰蔓延者，除了建築物的主要構造及牆壁、樓板均以不燃化材料建造或被覆且做區劃分隔外，可以防阻火災的設備計有：防火門、撒水幕、防火閘門、防煙垂壁及防焰裝潢等。避難對策上，更需考量預測火災之起火點及各項避難路線、到達直通樓梯出口之距離、群眾之人數、開口之位置、寬度、數量及所需之避難時間等等，經過詳細計畫使內部人員可以在臨界危險到達時能安全避難逃生。（表 1 為火災現象與所對應的各種防火對策。） 2. 以上為達建築防火的目標，可從建築結構、抗火性能、防火區劃、內部裝修、防阻火災設備、及避難對策等方面著手，而整體安全考量上，性能法規是容許使用任何具同等或更佳品質、強度、抗火性能、效率、耐用性和安全性之系統、方法或裝置來當成各種替代方案。當然性能安全法規的要求是符合人性的標準。係以『可行的範圍』為前提。例如，建築物內欲鋪設地毯時，要求必須達到新的室內地板裝潢的規定，這是屬於可行的要求範圍。相對的，當重砌走廊牆壁時，要求增加走廊的寬度以達到新建走廊的最小寬度標準，就可能是個不實際的作法，但是若使重建的牆壁能達到新建築所要求的耐火時數標準，倒是個屬於可能實踐的範圍，而一樣能達到安全的水準。在未來相關法規發展上，應可參考此一精神，以功能性為導向，針對建築物火災中『人命安全』的目標，以科學化量化技術考慮在火災衝擊下人命安全不同的影響因素，而採取整體考量並兼顧各項對策手段之間的等價效益關係。. 2. 保野健治郎、室崎益輝，新版建築防火，株式會社朝倉書店，1994，p154。 6.

(7) 表1：火災現象與所對應的各種防火對策火. 災. 現. 象. 對. 規模時間的經過（部整體熱煙位）狀況火源 (周圍可燃出物、室火內物品) 室內裝修材料（室內成全部）長. 起火層全部、 [ 全部 (上層) 建築擴物] 大. 燃燒發煙. 市街地. 火. 發現、避難警報傳引導對煙達、通報. 對熱. 降低起火（防止）A.A’.C. 發煙量著火增大防焰處理 A’ 發煙量內部裝修著火增大不燃化 A 防止著火發煙量延緩 F.O. 的發生 A F.O. 急增防火區劃 A 同上同上流. 延燒. 向上層延燒 A （耐火設計）煙上昇防止延燒 A 向空中擴散建築物群不燃大火化，設防火帶 B. 自動撒水維修管設備動作理檢查 A’ C 室內消防栓滅火 A’.C. 由公設消防隊滅火 D. 建築物 (自衛外的避消防阻難C 隊滅防煙止起火建流火 D) 窗A 動消防隊築物周室外邊避難 C 垂壁 A 瀰將訊息消防漫互相傳栓滅達、通報排煙火 A.C 設備 A 及支援等。安全地水幕. A：建築的.設備的手段 A’：A 中基於消防設備的手段 B：都市計畫的手段 C：關於人的行動防火管理的手段 D：消防的手段. 7. 維護管理教育訓練. 使用滅火火災預器滅火防(預防 A’.C 查察)C. 防煙區劃 A. 防止防火閘門 A 著火阻止從窗戶. 延燒. 降低起偵煙式起火室火（防探測器避難開止）A.C A’ 始C 熱式探測器 A’ 避難指示燈 A’ 自動.手防焰處動報警避難指理 A’ 設備 A’ 標 A’ 降低發建築物避難引導煙速度 A 內警報 C.A’ （廣通報 A.C 播設備）建築物內延緩（他室、 F.O.的發生 A 通報消上層）避防隊 ( 防難開始災中走廊、樓心)A.C 梯的安全. 滅火. A. 擴大動瀰漫防火門 A. 延. 隔壁鄰燒家. 防. 策. 帶避難 C 設備空地避其他難 C.B 單位支援隊D. 警避報難傳訓達練訓練 C .D.

(8) 二、性能防火設計之優點依照各先進國家發展建築物防火安全工程的經驗來看，其防火性能設計的優點包括如下： (一)允許使用不同的設計方法，仍然可以達到法規要求的安全性能與水準，使業主及設計者有更大的彈性空間。 (二)允許使用更經濟及更方便的設計，可以降低營建成本。 (三)超越現行強制性規格式法令規章的要求，避免不合理的限制與阻礙，使新穎材料科技及工法技術得到有效的發展機會。 (四)對於火災危害的情形有更進一步的瞭解，有助於火災調查工作，更有利於防火安全對策的研訂。 (五)協助本土性、合理性及實用性之火災管理，能夠有效地達到預期的防火安全目標。. 第二節. 各國性能法規的發展與現狀. 一、有關 NFPA101 Life Safety Code3提到之性能替代規定 NFPA101 美國生命安全法規（Life Safety Code）其目的是希望在考量適當功能的情形下，提供建築物在設計、營運和維修等工作上最基本的需求，以保護生命安全，避免火災或類似緊急狀況發生時，而受到威脅和傷害。在確保生命不受火災的威脅之安全水準項目有4： (1)預防起火燃燒。 (2)提早偵知火災之發生。 (3)火災延燒之控制。 (4)達到侷限火災之效果。 (5)撲滅火災。 (6)逃生和避難設施之準備。 (7)教育民眾必要之反應。 (8)使居民有防火安全之準備。 3. 這裡所指的 NFPA101（Life Safety Code）為 1994 年版。. 4. Life Safety Code A-1-2.3,NFPA101,1994. 8.

(9) 生命安全法規中重要之觀念即是『等價的觀念（concept of equivalency）』，在其不斷的改進中，使得美國之建築及消防相關規範中有關建築物火災防護從『規格性法規』(specification code)走到『功能性法規』 (Performance code) 之間的一種轉換模式 (transfer model)5。在此提出其一些有關可以預期達到同樣目標保護的替代方法項目，當然建築物如能配置經主管機關所接受的防火設施者，亦應被視為符合法規之規定。 (一)以裝置自動撒水設備來減免作為避難處所之限制 (NFPA101,A-5-1.2 節)：發生火災時並不一定需完全逃離該建築物才算安全，有時可能需考慮一些行動不便之人員或環境因素等無法立即逃離火場，因此需設置相對安全區，供其初期避難。而避難處所在逃生中扮即演著中繼站的角色，可提供逃生者從評估危急狀態中，提供一個從受災區過渡到公共通道的一個過渡階段。作為一個避難處所是有條件的，需是位於通往公共通道的一個空間，而此樓層至少有兩個以防煙壁隔開並且容易到達的房間或空間，或設有保護措施使其與同一棟大樓其他空間隔離，或藉著位置之優勢，使該空間暫時不受火災影響者。替代之規定則是：任何建築物之樓層如果裝設有經核准且妥善監控的自動撒水設備時，便可視為一處避難所。其主要是認定一套完善的自動撒水設備可以控制火勢，也能限制有毒物質的產生。因此作為避難處所所需要在同一樓層有兩個房間或空間之規定即不受限定。 (二)利用樓梯結構中的加壓來替代入口的連廊(NFPA101,5-2.3.3 節)：. 2 小時耐火牆. 2 小時耐火牆. 20 分鐘耐火門. 20 分鐘耐火門. 1.5 小時耐火門. 1.5 小時耐火門. 計畫 A. 5. 計畫 C. 熊光華等，當前建築消防安全問題與對策之研究，行政院研究發展考核委員會編印，民八十五. 年五月，P59。 9.

(10) 2 小時耐火牆. 至無保護措施窗口最小距離為三公尺 1.5 小時耐火門. 1 小時耐火門. 計畫 B. 2 小時耐火牆. 機械通風通道. 20 分鐘耐火門 1.5 小時耐火門計畫 D. 圖1：符合 NFPA 標準防煙結構的四種變化. 圖 1 中為符合 NFPA 標準防煙結構的四種變化。計畫 A、C 係利用一個開放的通風連廊(vestibule)。計畫 B 則顯示經由外部陽台至防煙結構的入口。在計畫 D 中進入連廊的煙與煙氣將由機械式通風設備排出。在火災發生時樓梯結構中的加壓方式可提供一種良好替代方案並可省去入口之連廊。 (三)有無撒水設備對樓梯加壓防煙壓力之要求差異(NFPA101,5-2.3.9 節)：樓梯加壓的防煙結構應使用合格的工程系統，其最小的設計壓力在有撒水設備設置時牆面兩側的差異為水柱 12.5Pa，而在無撒水設備的建築物中為水柱 25Pa。比較結果可以知道無撒水設備之建築物樓梯加壓所需要求之設計壓力是有設撒水設備建築物的兩倍大。 (四)以平面出口來替代其他的樓梯出口(NFPA101,5-2.4.1 節)：所謂平面出口係指建築物中由一個區域進入另一個區域的通道，每一個出口皆以防火隔間、空間、或能夠單獨與火焰相隔離。 10.

(11) 但在一個建築中的平面出口是需有條件限制的。它可能是兩個建築中的一個橋樑。水平出口與其它類型的出口一樣，它也是一個由門、封閉性牆壁或結構所構成的單位所組成。在任何空間被用於水平出口的避難區之前必先能合乎特定的標準。即使一個空間具有兩小時的防火牆與其它建築相隔離，卻仍無法作為平面出口，除非它至少擁有一個標準型的出口(並非另一個平面出口)可連至該出口。此外，該隔間必須夠大以便有足夠的空間容納失火區與平面出口的人。. 耐火等級為兩小時的牆壁. . 圖2：以平面出口替代樓梯. 圖 2 乃是以平面出口來替代其他出口的範例。設置此平面出口可以減免設置、、等三處樓梯。規定平面出口必須由耐火等級兩小時以上的牆壁所構成，乃因該兩小時耐火等級可以增強避難區的耐火條件。 (五)設有撒水設備可以免除緊急升降機通道間的防煙區劃 (NFPA101,5-2.12.2.4 節)：為了讓升降機安全的脫離起火的樓層，該升降機的通道必須保持無煙狀態。升降機通道處必須依規定設置防煙區劃而與其他樓面相隔離，但若該建築物設有自動撒水設備，考慮火勢將不致擴大影響到升降機通道的安全，因此可以不需設防煙區劃。 (六)有無撒水設備與耐燃裝修之比較(NFPA101,A-5-2.12.3.2 節)：一個居室空間中發生火災，其煙霧、溫度、氧氣比率與一氧化碳的濃度會隨著內部防護措施之不同而改變，表 2 為有無設置撒水設備與牆、天花板是否採用防火塗飾時的試驗結果情形，可以發現設置撒水設備的作用可以讓空間在火災發生後，建築物內維持在可接受的狀態。亦即撒水設備撒水後具有冷卻起火居室內溫度的作用，燃燒所生煙霧的溫度會隨之降低，另一方面更可使居室內氧氣 11.

(12) 比率及一氧化碳濃度維持在人員可接受的程度，因此說撒水設備可以用來替代防火被覆的塗飾。表2：有無撒水設備與牆、天花板裝修防火被覆之比較6. 可接受的狀態. 暴露的空間設有撒水設備走廊處無撒水走廊處無撒水設備，但裝修 A 設備，且皆未裝級的內牆與天修 A 級的內牆花板塗飾。與天花板塗飾。. 煙霧的煙霧在地板煙霧下降煙霧層已經延煙霧層已經延煙霧層已經延溫度上高過 1.5 到 1.5 公尺伸至地上 0.6 公伸至地上 0.6 公伸至地上 0.6 公公尺時，煙以下時，煙尺處，煙霧的溫尺處，煙霧的溫尺處，煙霧的溫霧的溫度應霧的溫度度為 93℃。度達 315℃。度達 815℃。在 93℃以應在 49℃ 下以下. 氧氣的 16％以上比率一氧化 30000ppm/min 以下碳的濃度. 16％. 3％. 3％. 2000ppm （0.2％）. 50000ppm （5％）. 50000ppm （5％）. (七)設置撒水設備可以允許縮減建築物中兩出口相隔的距離 (NFPA101,5-5.1.4)：建築物中為避免兩個出口距離太近而在火災發生時同時受到火勢波及而影響無法使用，因此兩個出口間必須保持距離，其距離不得小於該建築物或出口所使用區域範圍對角線最大長度的一半。而考慮撒水設備可以控制火勢，所以多個出口不會同時失去，設有撒水設備的建築物兩出口相隔的距離即可減少至該結構面積對角線全長的三分之一。 (八)考慮是否可兩方向避難與通道之耐火等級(NFPA101,5-5.3.3)：圖 3 中(a)和(b)是有可能使得所有房間內之居民們得以避開所有可能會有火苗竄出之通路而安全抵達其中一座樓梯，因而，就不需要特別建構具有防火等級之牆壁房間。而(c)中住在建築物尾端角落房間中之居民則必須先通過其他的防間才可以抵達樓梯位置，因而. 6. Life Safety Code A-5-2.12.3.2,NFPA101,1994 12.

(13) 必須在特定的地區構築具有防火等級的牆壁極具有防火安全性的通路部分如門窗等。不需耐火等級之牆與門組. (a) 不需耐火等級之牆與門組. (b) 需耐火等級之牆與門組. (c). 圖3：是否可兩方向避難與耐火等級要求的差異. (九)設置撒水設備可以放寬加大最大步行距離(NFPA101,5-6.1 節)：可容許的步行距離係依照住屋的種類及所呈現的危險程度而有所不同。表 3 中所示，其所規定的最大步行距離，若在沒有裝置撒水設備的建築物中可由在高危險性及倉庫用途之建築物規定為二十三公尺至容許在有設置撒水設備的建築物可以放寬至一百二十二公尺。對於大多數的建築物而言，若受到撒水設備的保護時，則是可以允許其增加可容許的步行距離。. 13.

(14) 表3：公共通道(common path)、死巷、步行距離與有無設置撒水設備之限制值（本表摘錄自 NFPA 表 A-5-6.1）場所之種類. 集會新建的式場舊有的所. 公共通道之限制值. 死巷之限制值. 步行距離之限制值. 未設撒水有設撒水未設撒水有設撒水未設撒水有設撒水設備(m) 設備(m) 設備(m) 設備(m) 設備(m) 設備(m) * *. 6.1/23. 6.1/23. 6.1. 6.1. 45. 60. * 6.1/23. * 6.1/23. 6.1. 6.1. 45. 60. 23 23 -. 23 23 -. 6.1 6.1 9.1. 6.1 6.1 9.1. 45 45 -. 60 60 60. -. -. -. -. 45. 60. 拘留新建的所、感舊有的化院. 15. 30. 6.1. 6.1. 45. 60. 15. 30. -. -. 45. 60. 飯店, 新建的宿舍, 舊有的公寓.. 10.7. 15. 10.7. 15. 53. 99. 10.7. 15. 15. 15. 53. 99. 商場新建的. 23 23 23 23 15 15 15. 30 30 30 30 15 15 30. 6.1 15 6.1 15 15 15 15. 15 15 15 15 15 15 30. 30 45 60 60 60 91 60. 120 120 91 91 75 122 122. 教育新建的場所舊有的醫療新建的看護舊有的場所. 舊有的辦公新建的場所舊有的一般性工業場所特殊工業場所一般倉儲. *五十人以下使用之公共通道應為 6.1 公尺；五十人以上使用之公共通道應為 23 公尺。. 二、英國以性能安全設計之案例以下所介紹的案例研究7是由英國顧問公司（亞拉普公司）所提出的。建築物設計基本上是依據『承認基準書 B』規格性（尺寸形式）規定來執行，而與規格式（尺寸形式）規定相抵觸部分，則適. 7. 北後明彥 etc.,性能的火災安全設計法現狀，火災(228 號)，Vol.47 No.3,1997.6,pp.12~14。 14.

(15) 用性能設計來要求。另外，檢討項目也照『承認基準書 B』所示之人命安全項目為主來進行研討。在此，對規格式（尺寸形式）規定之概要及性能設計執行部分予以介紹。 (一)建築物概要建築物興建在新興開發地的街區一角，為地上四層、地下二層之分租用辦公大樓。一樓用途為餐廳，二樓以上為辦公室，一到四樓有挑高式中庭結構。地下室部分為停車空間。二樓以上每層有四個分租區劃。另外中庭間設置有避難橋。 (二)防火對策耐火等級之要求分別為：地上層 60 分鐘，地下層為 90 分鐘。就防火區劃而言，要求居室、避難樓梯及通往出口的部分均需區劃。中庭部分為了避免區劃而使用不燃性材料裝潢，其開口部設置鐵絲網玻璃。頂部上要求設置自動開啟的排煙口（應達樓地板面積之 10%以上）及進風口（40m2）。 (三)避難安全對策水平方向的步行距離其規定如下： • 45m 以下（有二個以上路徑可供選擇之場合） • 18m 以下（僅有一個路徑方向之場合）對於辦公室內部的設計如果其隔間尚未決定規劃時，上述之路徑則分別降低不能超過三分之二（即各別為 30m、12m）。本案例的建築物，在挑高中庭上所設置之避難橋，在避難上可提供四個分區均不必經由其他分區，即確保各區劃居民均有兩方向避難選擇。如圖 4 所示。 A. D. Core2 避中庭難橋. Core1. B. Core3. C. 圖4：各區劃分區的出口選擇. (四)消防活動對策兩端的梯間是消防活動用的空間。各樓層的大廳和消防隊進入 15.

(16) 的樓層設有送水口和出水口，連結送水管採用乾式設置。各送水口之接頭，離消防車接近處應在十八公尺以內。道路和門的寬度分別確保最低在 3.7m 和 3.1m，使消防車能夠迴轉，且回轉處應考慮消防車回轉之可能。 (五)關於與規格式規定相抵觸事項之性能設計本案例和『承認基準書 B』相抵觸的是利用架於挑高中庭的避難橋作為避難通路。有關這個是假設即使避難橋不能使用時，因為該層被區劃成四區，因此不經過其他之分區亦能確保最低一方之避難通路。而樓梯的容量是假設一方向避難時之最大負荷為基準來設計，換言之，避難橋只是作為輔助處理用。另外，消防活動用升降機間數之規定，也不能很符合承認基準書的規定。但是建築物內任一處均可由梯間處延長水帶，均可在 60m 範圍，因此通常可被認可。 (六)小結本案例研究大部分係依據規格書規定來設計。在此與規格書規定抵觸事項而進行性能設計的部分僅僅檢討挑高中庭空間避難橋的設置，但能否使用挑高中庭之避難橋作為避難通路，而據此以評價其避難通路之性能安全性仍有待進一步研究。. 三、瑞典以性能安全設計之案例瑞典的案例研究8所取用之建築物是中央挑高中庭，周圍則為居室用途之形式。建築物設計基本上大部分是依據住宅•建築和計畫評議會所出刊之『避難通道設計手冊』，另導入一部份性能設計的變更代替。以性能設計上被檢討的問題有：集會設施（電影院）之避難出口寬度和煙控制的替代（trade off）、煙感知通報系統和步行距離的替代、避難通路的區劃之遮熱性的降低、撒水設備和構造材料保護之耐火被覆的替代等。這些之中，撒水設備和構造材料之耐火被覆之替代是引用歐洲法規的最新成果。本案例的內容，是由技術顧問的 Marberg 氏、魯恩多大學的 Frantzich 博士、Jonsson 教授、Lundin 氏，和建築計畫評議會的 8. 北後明彥 etc.,性能的火災安全設計法現狀，火災(228 號)，Vol.47 No.3,1997.6,pp.14~17。 16.

(17) Rantatalo 氏等所發表。 (一)瑞典的性能基準瑞典從 1994 年開始採用性能指向型基準（BBR94、BKR94）。而所謂性能指向型基準是指『基於過去火災經驗的方法較少，而採用基於科學根據的方法』。1985 年即同意採用性能基準之同時需能證明適合建築法規，而全部之責任需由建築物所有者負擔。於 BBR94 中所記述的目的有： 1.防止火災 2.抑制延燒和煙擴散等 3.確保避難安全 4.保證救出之可能性。 (二)基本方針為使建築物內部人員能安全避難，需靠火災發生後迅速地發出警報、及能得到明確指標的引導，並確保避難通路與抑制初期火災的成長。而避難通路的確保和火災成長的抑制，主要靠防火區劃來達成。防火區劃可以將火災抑制至最小的部分，而不致無限蔓延擴大。另為了進行迅速的警報通報和明確的避難指引，火災自動警報設備和避難標示裝置是建築物應該設置的。如考慮火災發生後消防隊會迅速到達現場（十分鐘內），因此向鄰棟延燒擴大的危險性是可以不考慮的。 (三)建築物概要本案例是地下一層、地上四層之辦公用途建築物，中央為挑高中庭設計。地下層之一部份為可容納 400 人的電影院、倉庫等，電影院到一樓是採用挑空式。一樓是銀行、集會所（上層）、自助餐館（中庭之底部）、保險公司等等。二至四樓是小房間型式的辦公室。各樓層有兩個會議室。各樓層劃分成 1~4 個承租區。假設從警報開始十分鐘內消防隊會抵達現場，且與鄰棟的距離 8m，因此不考慮鄰棟延燒的危險性。 (四)標準的方法—依指針和標準方法的設計 1.耐火等級主要構造材料和分隔間裝潢要求採用 EI609。避難通道的門以 EI30 要求。內部裝潢限制部分，集會堂、樓梯間之內側為第一等級 I（限塗裝），其他部分為第二等級Ⅱ（薄壁紙）。樓梯的表面不允許裝潢。 9. EI60（Endurance Isolation 60）：具耐火隔離六十分鐘的能力。 17.

(18) 2.避難通路避難出口的最低寬度是 90cm（有效 80cm）以上。收容人數 150 人以上的辦公室之出口寬度是 1.2m 以上，每 150 人出口寬度的合計 1m 以上。到達樓梯的步行距離在 45m 以下，重複步行距離以實際距離的 1.5 倍計算。所以 2~4 樓必須有 3 個樓梯。 3.設備會議室、地下室走廊和樓梯需設置避難方向指示燈、出口標示燈、緊急照明燈。電影放映室和會議室需設置火警警報裝置。 4.防火區劃依垂直管道區劃和樓層間區劃的原則實施，150 人以上之集會設施和其他部分亦應予防火區劃。 5.排煙設備排煙設備設置用意是為了救助、消防活動。在本例中必要設置的場所為：樓梯、未設有前室的升降機頂部、地下室部分。 6.警報設備在集會所裝設避難用的警報設備。 7.挑高中庭挑高中庭底部之自助餐館是單獨的一個防火區劃，1~4 樓內的辦公室部分以 EI60 之牆壁來區劃。挑高中庭可不設排煙，但屋頂處應使用 EI60 之強化玻璃。 (五)火災工學的設計（無撒水設備之場合）藉由標準的方法進行建築整體設計時，針對分析結果從安全性和經濟性兩方面尋求最合適之性能代替方法。以下所示為適用性能設計部分之替代關係： 1.避難通路的設定和隔間牆耐火性的替代（trade off）用來區劃避難通路的玻璃，在標準方法是作為耐火隔間牆（EI60）耐火標準。假如設定避難通道在離玻璃較遠之部分，避難者受熱輻 18.

(19) 射之量可以降低，故只要求玻璃之安定性（E60）。 2.區劃條件和構造耐火性的替代主要構造材料（鋼材）的耐火被覆厚度，遵行 ECCS 的方法(由火載量密度和開口條件來決定對於設計火災溫度上之必要厚度）進行計算，在標準的方法要求石膏板的厚度 12mm 時，就可以減少 4~9mm 的厚度。 3.避難出口寬度和自然排煙的替代一樓電影館的員額人數，檢討從標準方法的 360 人增加為 490 人。電影館內有上下兩個出口。在使用 2 處時，490 人避難之時間計算為五分鐘。同時，煙層下降後，上部的出口在兩分鐘後即不可能使用。設置約 10m2 的自然排煙口，可以延遲使煙層下降之時間，而使避難變為可能。 4.步行距離和警報設備的替代如果依照標準的方法，樓梯最少需要設 3 座。但是，若減為 2 座，其至辦公室之步行距離亦僅增加 10m。而在走廊 10m 之步行距離所需要的時間是 10 秒，因此如果有自動警報設備的話，時間差就可以充分的彌補。（如表 4）表4：步行距離和感知警報設備的替代有警報. 無警報. 感知時間 D（s）. 72. 120. 反應時間 R（s）. 60. 120. 步行時間 E（s）. 26. 26. 避難時間 D+R+E（s）. 156. 266. 5.自然排煙和玻璃耐火性的替代挑高中庭的排煙控制，雖然法令上沒有規定，但基於業者之要求，檢討即使在挑高中庭內的自助餐館發生火災時，也不致使挑高中庭之玻璃破裂造成延燒或煙損。圖 5 顯示，假設挑高中庭底部有 7MW 之火源，對此計算其滯留煙層高度及溫度。按標準方法之規定，挑高中庭之玻璃，需是強力耐火玻璃（EI60），但如進行自然排煙，煙層高度以上才需要，以下部分之玻璃則不需具耐火性。 19.

(20) 排煙窗 30m. 2. EI60 玻璃. 7MW. E60 玻璃. 圖5：煙控制和玻璃耐火性的替代. 設置自然排煙成本之增加和降低玻璃耐火性成本減少之比較，設置 30 平方公尺的自然排煙口為最經濟的。此時煙層的高度維持在三樓地板面高以上之位置，因此，只需要求 3~4 樓之玻璃是強力耐火玻璃（EI60）。 (六)火災工學的設計（有撒水設備時）撒水設備的設置，依照瑞典保險協會規格（RUS120）。按此規格來裝置撒水設備時，可降低隔間牆壁的耐火等級、內裝限制、空調系統的耐熱性和挑高中庭的煙控制。 (七)經濟性的比較火災工學的設計，雖然增加設計的成本，但卻可能降低建設成本。這個意思，表示火災工學的設計是有效的，而在瑞典一般來說正是呈現此種情況。本案例分析對建築物之經濟效果如下： 1. 如果挑高中庭空間的耐火玻璃改用耐熱玻璃來替代時，大約可節省 1200 萬元的建設經費。 2.樓梯數可減設一座。（成本較難計算出）設計計算所需經費，可降低約建設成本的 3％，因此火災工學設計是非常有效的。 (八)案例研究的內容和概括按瑞典的法令進行性能設計時業者需負責任，但相反的在實際進行設計上卻可以相當的自由。設計的自由度和所需負的責任應是平衡的。另外，成本亦是考慮的因素。 20.

(21) 對撒水設備和主要構造材料耐火性的替代而言，認真講應是穩當而可以接受的。但感知火警自動警報設備和步行距離之替代而言則是相當大膽的事。因為步行距離的限制並不是只有單純避難時間之比較而已。例如，避難通路明快性之確保及火焰阻礙可降低之風險，可作為步行距離限制想法上之解釋，但卻很難量化，故檢討要件並不充分，均需再進一步深入研究。. 四、澳大利亞以性能安全設計之案例澳洲在性能規定化的型態是緊追在英國、紐西蘭之後，基本上同樣的型態（目的及要求性能水準的法令、承認文書、火災安全工學之確認）亦在一直進行準備。而依據火災安全工學作為確認之方法，雖然在其危害評價上為容許基準，但亦試圖努力的去吸收世界各國之先進方法並加以整備。本案例研究也是依據危害評估來進行。在未來危險評估上其同等性之確認方法也加以併入。本案例研究10，以『澳洲模式性能指向之火災工學設計』為題，由維克多利亞工科大學，波拉必巴氏所準備，及技術顧問公司之阿拉普公司的匹塔強生等發表。以下的記述是波拉必巴氏的論文及匹塔強生等發表之內容。 (一)澳洲規定和建築指導書澳洲的建築物幾乎是以 1990 年版的 BCA（澳洲建築規定）為建築指導書所興建。但是，各州在過去的種種反應在細部上亦有所差異。BCA（BCA：Building Code in Australia）最近亦在修正作業中。性能化之 BCA（pbBCA：澳洲建築規定之性能指向版），預定在 1997 年刊出正式版。現在 1996 年版的草案，係由公開聽取民眾各方意見而成，在此則運用該草案來進行案例研討。澳洲所作的性能指向設計，其改變的原動力，係以瓦雷恩指導中心之計畫成果為基礎，其活動有企業界及澳洲建築規定審議會所設立的 FCRC（FCRC：Fire Code Revolution Center）。FCRC（火災規定改革中心）在 1996 年 4 月刊出『火災工學指針初版』。其指針為說明建築物的火災安全設計及檢查等之方法。也就是說，依據火災安全性能指向評估之型態，推薦計算法（引用 SFPE 之手冊等方面較多）及相關的數據資料。而現在，FCRC 收集了初版上有關之意見. 10. 北後明彥 etc.,性能的火災安全設計法現狀，火災(228 號)，Vol.47 No.3,1997.6,pp.17~21。 21.

(22) 及技術進步的結果，來進行改善。本案例研究是運用指針上之技術為基礎。雖然本案例之研究並沒有真正使用，但預定在 2000 年裡以此方法確立火災的風險。 (二)有關案例選擇的建築物在此為了有效表示性能指向規定的能力，乃選用附有挑高中庭之建築物。依 BCA 之規定，從避難樓梯方向和步行距離的關係，必須有三個避難樓梯。本案例雖只有兩座樓梯，但在火災安全上或建築計劃上亦認為合理。在性能研究之前與設計者之商談，大多是以減少避難梯數作為性能設計者之目標。且 BCA 是禁止使用排氣用的集煙裝置，但本研究有關火災工學的性能設計，係於屋頂內設置自動控制換氣口，並檢討其作為中庭排氣時之集煙使用之可能性。 (三)性能指向規定之目標澳洲在不久即將導入嶄新的 BCA 性能指向版，其基本目標如下所示，以視為規準或替代方法之機能表現來加以解釋。以下所示是依據最新的 pbBCA 草案來表現其機能： 1.耐火構造建築物在火災時，有關以下事項之構造的安定性，在建造時必須加以確保。 A.提供室內人員能安全避難的時間。 B.提供消防人員人命救助、搜索及消防活動的足夠時間。 C.防止他人的財產損失。 2.通路和避難建築物當中，其內部各機能必須有安全通路，且必須在緊急事態時不受影響，能夠在安全時間內進行避難。 3.消防活動設備建築物中如下所示，必須能在火災擴大時因應消防隊活動所需之設備。 A.室內人員在緊急事故時不受影響，而能在安全的時間內避難。 B.室內人員可以進行初期滅火工作。 C.消防隊可以在安全的時間內進行人命搜救、救助及消防活動。 22.

(23) D.屋內設有床鋪且有一人在。 E.相鄰接的防火區劃。 F.兩棟建築物之間。 4.煙被害管理建築物必須能進行以下安全對策。 A.通知室內人員在火災發生後進行安全避難。 B.至火災構成危險為止，應有能使室內人員安全避難之時間。 5.升降機的設置升降機設置之場合，有傷患病人時，依據傷者之必要性對於必要之人提供安全且容易避難的方法。再者，必須告知升降機在緊急時不適用之事項有關之安全對策。 6.緊急照明、避難出口表示及警告表示在建築物中必須備妥以下事項： A.在緊急狀態時，平時之人工照明無法正常使用下，需提供充分的照明。 B.避難的警告、避難方向的管理、出口的路徑應充分明確的表示。 (四)火災工學設計適用書『火災工學指針』係要求做成最初的設計適用書。希望設計小組在最初的階段上和相關單位協調。而由規劃適用書設計過程中來達成適當目標。本案例研究係依照同事間之討論所做成的適用書。 1.耐火構造構造的要素在耐火條件下需能承受通常的火載量，達到 BCA 性能指向的目標。構造耐火的時間需包含經由避難路徑所需的避難時間、消防人員進入搶救活動的時間及不致延燒至鄰接建築物的時間。 2.通道和避難為了建築物內人員避難的安全性，關於避難的方法需符合性能指向的目標。根據關係者的同意，可以在以下的限制基準進行。熱放射：2.5kW/m2 一氧化碳的濃度：1500ppm 以下 23.

(24) 煙的能見度距離：20m 以下煙的溫度：100℃以下 3.設計火災在咖啡廳發生重大火災時和最下層發生火災時，要求符合建築物性能目標。中庭四周成為避難路徑之陽台有關狀態亦應加以分析。火災樓層本體的火災成長狀況，和辦公用途大樓的場合相同，但並不是火災安全評估的對象。 (五)建築物的特徵本案例研究的設計適用書是採用 5 層樓（地上 4 層、地下 1 層），基準樓地板面積 3000 平方公尺的辦公室建築物，且當中地下室為停車場、並附有咖啡廳、會議室、倉庫、服務台。各樓層的高度，一樓為 4m，上面樓層為 3m。中庭的上部有 3m 高的屋頂。 BCA 中有對挑高中庭的特別規定。特別在三樓以上的樓層，連接中庭的部分，必須為耐火構造或撒水設備並以附有鐵絲網玻璃的水幕防護來和鄰接的樓層區劃。而且，為了將陽台作為逃生動線，從中庭的一端區劃使其後退至 3.5m 為止。另外，中庭的樓層內設置自動撒水設備可以引入側壁的系統。中庭內這樣的陽台型設計，則中庭內必須有煙控制設備。BCA 中以最上層的陽台其煙層的高度在樓地板面 3m 來加以規定。BCA 中為了排煙計算，設定火源並備有圖表以決定排煙率。以中庭樓層撒水設備在 5MW 的火源下動作而言，BCA 要求機械排煙需達 100m3/sec。 (六)性能指向建築物的火災安全性檢證『火災工學指針』上對火災安全性的檢證，依時間經過計有六個次程序（①火災發生及成長、②煙的成長及控制、③延燒及擴大的防止、④火災探測和火災抑制、⑤室內人員的危險迴避、⑥消防隊活動的通信和對應）來進行要求。原則上將所有的次程序列為必要的考慮，而性能設計的內容在不脫離 BCA 的規準上，檢討一個次程序的表示即可。在此即為一級的分析。有關幾個的次程序之問題時即為第二級。基本上火災安全設計的考量方法有變更的情況下，進行最後的完全確定之危險評估（PRA）（第三級）。在現階段中，很少考慮此種 PRA 時之情形。本研究案例與 BCA 之規定在設計上有相當差距，因此，第二級之分析有其必要。 24.

(25) 此研究案例，有幾個次程序的檢討忽略不加以檢討。不考慮室內人員之滅火活動，而以遵循 BCA 原來所要求之滅火設備來設置。及不考慮消防隊的搶救效果，依據 BCA 原來所要求來配置消防栓。另外，在不影響成本效益之下設置緊急照明、出口標示燈、警告標示設備。地板和樓梯耐火構造的程度、廚房的防火區劃也需遵從 BCA 原來的規定。 (七)澳洲案例研究的特徵澳洲火災安全設計法方法的特徵如下： ①設計者、所有者、行政當局間相互協調取得容許基準和檢證方法的共識。 ②『火災工學指針』之第二級的方法，與防災性能評估的方法類似，大部分可視為基準而達成其性能，其中一部份設計要依各子系統來檢證。 ③『火災工學指針』避難開始時間的設計方法，有再檢討必要，與案例研究中所指出的技術尚未完成。這個問題在變動下的正確性，評價上究竟有多少程度的安全性仍是研究的課題。. 五、紐西蘭以性能安全設計之案例紐西蘭的案例分析 11是基於規格書的規定設計與性能的設計來檢討建築之安全性。規格書的規定係基於 NZBC(New Zealand Building Code)來執行設計。而性能的規定，分為沒有撒水設備而設置煙探測器的情形，和設置有撒水設備的情形之兩組來進行檢討。 (一)建築物概要本案例建築物並不是中庭挑空，而是中央核心的建築物（center core type）。 1.建築物的概要如下： a.建築物型態建築物的平面：長方形（75m×40m）樓層數：地上四層、地下一層。樓層高度：3.0m 天花板高度：2.8m 11. 北後明彥 etc.,性能的火災安全設計法現狀，火災(228 號)，Vol.47 No.3,1997.6,pp.21~24。 25.

(26) 建築物構造：R.C 構造（內壁：石膏板） b.各層的用途 B1F：停車場 1F：接待中心、自助餐館、辦公室。 2F~4F：事務所 ATRIUM（挑高中庭）：沒有。 2.各層內部人員數如表 5。表5：各樓層內部人員數的設定樓層. 使用目的組人口密度（人/m）有效總面積(m). 內部人員數（人）. 4層. WL. 0.1. 2800. 280. 3層. WL. 0.1. 2800. 280. 2層. WL. 0.1. 2800. 280. 各層. IA. 0.03. 48. 2. 1層. CL/WL. 0.8/0.1. 693/1926. 511/193. 0.02. 3000. 60. 地下層 IA. （註）WL：office CL：自助餐館 IA：電梯、廁所、地下停車場 IE：出入口、避難通道、走廊、樓梯. (二)基於規格書規定的設計 1.設計的要件這個案例是符合紐西蘭建築物法規（XZBC）的案例研究。其要件簡單整理如下： ▲以保護內部人員的人命安全為目的。 ▲鄰居的財產保護。 ▲確保消防隊救災活動的安全時間。 2.耐火性能本案例耐火性能，外壁以及主要構造部分是 120 分鐘，內部避難通路的耐火性能要求 60 分鐘。樓地板的層間區劃，要求 60 分鐘的耐火性能。樓梯等門扉需 60 分鐘的耐火性能。 3.避難安全對策各樓層需有兩個獨立的樓梯。樓梯需有出口通路，且要求是通往安 26.

(27) 全的通路。樓梯的門扉必須將火及煙隔離。樓梯的要求有二：其一，可以直接通向戶外；其二，必須能通往地面層的樓地板空間。為確保兩方向的避難逃生原則，對超過 500 人的自助餐館來說，須要求三方向之避難通道。避難通路的高度和寬度、及有關的步行距離如表 6 之要求。表6：避難通路的高度、寬度和步行距離水平方向避難通路的高度 2.1m 以上水平方向避難通路的寬度 0.85m 以上出口通道（樓梯）的寬度 1.0m 以上步行距離. 事務所. 120m（可能兩方向避難時） 48m（不可能兩方向避難時）. 自助餐館 90m（可能兩方向避難時） 36m（不可能兩方向避難時）停車場. 103.5m（可能兩方向避難時） 41.4m（不可能兩方向避難時）. 4.延燒之防止對策基準層面積超過最大防火區劃面積 2500m2 之規定，因此要求劃分成兩個以上的防火分區。對地下停車場而言，最大的防火分區面積為 5000m2，因此不需要區劃。貫穿防火區劃、防煙區劃的風管等，應要求具有與防火壁同等性能並予以必要的封填。另外在空調管道設置熱連動之防火閘門。 5.防止外部延燒擴大的對策北側：離建築物 10m 以上，因此開口部的耐火性不要求。東側：鄰接境界線上有建築物，因此開口部需要求耐火性。南側：離建築物 10m 以上，因此開口部的耐火性不要求。西側：鄰地最短距離為 3m，因此不具耐火性之開口部佔全部 60% 以下。 (三)性能的設計（無撒水設備的場合）以下是未設置撒水設備，而設有煙探測器場合時檢討其性能設計。 1.設計的要件. 27.

(28) 基於性能規定設計的要項如下： ◆各樓層內部人員須在火災影響無法忍受前，到達樓梯或建築物的外部。 ◆鄰接建築物，不受起火建築物輻射熱的影響。 ◆在內部人員避難終了前建築物不得倒塌。以上所示各項，具體數值規定如下： ◆無法忍受的狀況是指上部高溫層達樓地板面高 1.8m 或達 185℃ 時（相當於 2.5kw/m2 的熱氣流）。 ◆鄰接建築物不能受到 15.0kw/m2 以上的輻射熱。 ◆構造安定上，應確保充分的避難時間。主要的構造部分應以符合這個型態來設計。性能的設計必須滿足以上的要件，來進行各個部分的檢討。 2.耐火性能事務所的火載量密度是 800MJ/m2。火災持續時間是 92 分鐘。因而，主要構造部及境界壁（東側壁）要求 90 分鐘的耐火性能。考慮全館避難的情形，內部人員 1114 人，流動的速度為 1.2 人 /sec/m，通過 0.9m 寬度的點，所需時間約 17 分鐘(1114÷(1.2 x 60 x 0.9)=17.19)，考慮避難開始時間為從起火五分鐘後，加上安全餘裕 1.5，所要避難時間約 33 分鐘（(17+5) x 1.5=33）。因此，要求內部的避難通路及層間區劃需有 30 分鐘的耐火性能。 3.避難安全性為了確保避難的安全性，將建築物內全部的居室、居室避難所需時間、耐火狀態時間長短的變化，做一火災模式化來檢討。各種設定模式如表 7 所示。表7：模式化的各種設定火源設計. “快速(fast)”t2 之設計火源設定火災發生後 300 秒後達 4MW。. 電腦模式. CFAST：用為火災成長和煙流動模式 FPETool：用以計算煙探測器的動作時間。. 門扉的煙洩漏率 0.01% 起火室的設定事務所（大的，30m×20m），事務所（小的，15m×8m），自助餐館（21m×33m），停車場（75m×40m）避難開始時間. 火源的尺寸為 0.5m 或者是發熱速度達 100kW 時（火災室）。 28.

(29) 火警自動警報設備動作且避難人員確認火災時（非火災室）。步行速度. 1.2m/s（坡度小於 1/8 之場合） 1.0m/s（坡度大於 1/8 或樓梯部分）. 流動係數. 1.2 人/sec/m. 舉例來說，假設起火室在自助餐館（21m x 33m）時其煙層高度的發展如圖 6 所示。檢討的結果，自助餐館必須設有 4 個門。煙 3 層 2.5 高 2 度 1.5 ︵ m 1 ︶ 0.5. 走廊. 餐館居室. 0 0. 60. 120. 180. 240. 300. 360. 420. 480. 540. 600. 時間（秒）. 圖6：煙層下降情形(無撒水設備場合). (四)性能的設計（設有撒水設備之場合）以下是設有撒水設備設置時，有關性能設計的檢討： 1.設計的要件設計的要件基本上和前述未設置撒水設備時的要件相同。但是，針對『為了在最後一位內部人員避難完成前，建築物不得倒塌』之具體要件，構造之安定應能維持 30 分鐘。 2.耐火性能所要求的耐火性能如下所示： ◆主要構造部應有 30 分鐘的耐火性能。 ◆樓梯部分應有 30 分鐘的耐火性能。 3.避難安全性安全性的確認（check）方法，與未設置撒水設備的檢討一樣。使用 FPETool 來計算撒水設備的動作時間。設計火源是使用 Evans 建築的算數法，隨著撒水設備的動作（68℃動作）而持續的衰退。與圖 6 來比對，在自助餐館設有撒水設備時，起火室煙層的發展如圖 7 所示。依照模式的計算結果，由於撒水設備的動作，火災時不會 29.

(30) 發生閃燃（Flashover）。因而檢討火災在起火室就被撲滅掉了，因有區劃所以煙害也被降至最低，又預想鄰棟建築物不會受到延燒之虞。因此，層間區劃和外牆僅需 15 分鐘的耐火性能。其他，因設置撒水設備升降機前室可免設，自助餐館必要的門扉數兩個即可。. 煙 3 層 2.5 高 2 度 1.5 ︵ m 1 ︶ 0.5. 走廊. 餐館居室. 0 0. 60. 120. 180. 240. 300. 360. 420. 480. 540. 600. 時間（秒）. 圖7：煙層下降情形(有撒水設備場合). (五)小結被要求耐火性能的主要設備，如表 8 所示。這個表可以看到瞭解紐西蘭的案例研究上，藉性能設計而可減低耐火性能和設備的結論。另外，在性能設計中，因撒水設備的設置，在設有煙探測器之場合，耐火性能可能降低之法定要求的 1/2 到 1/3。撒水設備設置的效果，可具體減輕耐火性能及設備，實值得探究。但是，現階段並未考量撒水設備正常動作之機率，期待該動作機率日後能更明確化。表8：三個不同設計例檢討結果的比較規格書規定的設計耐主要構造部 120 分鐘火性外牆（東側的 120 分鐘能牆壁）層間區劃. 60 分鐘. 樓梯（門扉）60 分鐘. 性能設（無 SP.）. 計性能設（有 SP.）. 計. 90 分鐘（自火災繼 30 分鐘續時間開始） 90 分鐘（自火災繼 15 分鐘續時間開始） 30 分鐘（自避難時 15 分鐘間開始） 30 分鐘. 30. 30 分鐘（規格書的規定）.

(31) 安全通路. 60 分鐘. 30 分鐘. 防火區劃. 60 分鐘. 30 分鐘（避難時間 30 分鐘（避難時間開始）開始）. 自助餐館的門扉 3 個. 4個. 15 分鐘. 2個. 被要求的主要設煙探測器、煙探測器、備手動通話裝置、手動通話裝置、空調系統（供為火災警報系統排煙設備而言）、煙控系統（地下停車場）. 手動通話裝置、火災警報系統、免設昇降機前室、地下停車場除自動撒水設備外免設其他消防設備。. 六、日本以性能安全設計之案例日本的性能火災安全設計法（即所謂的性能設計法）是從日本現行的建築基準法所規定的火災安全規格中開發出來，並確保同等的安全性水平。其目標在於替換建築基準法規格性規定之構造耐火性能、防火區劃、避難通路的防護、避難通路的數目及方向，內裝材料的燃燒性。另外，性能設計法只是考慮建築基準法中火災安全關連規定的替代系統，並沒有考慮到消防法所關連事項的處理。以下之性能設計法12乃使用已滿足消防法關係法規為前提，進行其相關火災安全性之檢討。 (一)性能設計法的基本要件性能設計法被要求的基本要件是，以機能要件解釋依現行建築基準法所要求的規格規定，整理如表 9 所示。這些要件是依據現行建築基準法所反應火災安全性之最小必要範圍。表9：性能設計法的基本要件. （單體）獨立建築物之火災安全上的要件 1.1 起火防止 1.2 對危險物品的安全處置 1.3 人命安全的確保 1.3.1 適當避難計畫的考量 1.3.2 有顯著燃燒危險材料的使用限制 1.3.3 安全避難場所的確保 12. 北後明彥 etc.,性能的火災安全設計法現狀，火災(228 號)，Vol.47 No.3,1997.6,pp.25~28。 31.

(32) 1.3.4 安全避難路徑的確保 1.4 他人財產等權利的保護 1.4.1 防止延燒至他人建築物 1.4.2 防止倒壞阻礙他人建築物、空間 1.4.3 防止延燒至他人空間 1.4.4 區分所有建築物之火災後再使用 1.5 消防活動的確保 1.5.1 消防活動據點的確保 1.5.2 火災規模的限制市街地火災安全上的要件 2.1 防火地域的建築物 2.1.1 都市防災幹線道路的保護 2.1.2 都市防災空間的保護 2.2 準防火地域的建築物 2.2.1 市街地火災的延燒擴大抑制 (二)案例研究的概要日本的案例研究，計有 A~C 三個設計例表示。案例 A 是，依據現行法規來進行設計，不考慮設置撒水設備的情形。而案例 B 和 C 是依據使用性能設計法來進行防火設計，案例 B 為未設置撒水設備的場合，案例 C 為設有撒水設備的場合。 1.建築物的特徵設定建築物，其一面面向 12m 的公共道路，剩餘的三面和其他建築物相鄰接。所以建築物與鄰地境界線退後 4m 建造。案例 A~C 是相同平面的建築物所構成，兩個建築物大小為長方形的挑高中庭配置。一個為中央地下一樓到四樓相連通，樓地板面積約 660 平方公尺之建築物。另一個為一至四樓相連通，樓地板面積約 82 平方公尺。居室面對中庭的該面設置玻璃窗戶。另，建築物構造採用耐火保護之鐵骨組合而成。主要用途來說，在一樓有入口、走道、銀行、保險公司，假設有大量之顧客。二至四樓有多家複合用途商店、辦公用途空間。自助餐館，位於中庭的底部，餐廳是位於四樓，二者均假設係供不特定人員進入之場所。且於一樓設置管理室，考慮於緊急時發揮防災中心的功能。. 32.

(33) 2.各案例的概要 (A)案例 A（依據現行法的設計）案例 A 的設計法完全依據現行建築基準法來進行設計，因建築物為耐火建築物，主要構造部分材料及外牆被要求一小時以上的耐火性能。關於防火區劃，樓地板面積在 1500m2 以內區劃，另挑高中庭、樓梯、電梯間等全部需以防火牆、防火門或防火鐵捲門來區劃。為了防止煙的擴散，建築物在樓地板面積 500m2 以下要區劃，或者使用防煙垂壁來區劃，各個防煙區劃要求自然排煙（樓地板面積 1/50 以上的開口面積）或機械排煙（排煙風量每 1m2 每分鐘需有 1m3 以上）。避難樓梯的寬度在 1.4m 以上，為使到達樓梯的步行距離在 60m 以下且重複步行距離在 30m 以下，該建築物被要求 3 個樓梯。另建築物在防火區域內，與鄰地境界線在 5m （一樓為 3m）的範圍內之開口應使用鐵絲網玻璃。 (B)案例 B（未設置撒水設備之性能設計法設計）案例 B 的設計，考慮未設置撒水設備，以適用性能設計法來進行設計。依據性能設計法時，建築物必須檢討適合表 9 所示之基本要件。但是依建築物本身的條件是可免除幾個要件的。這裡所進行的研究是建造在防火地域內，假設是單一用途的辦公建築物，表 9 中基本要件之 1.4.4 項及 2.2 項等之要求並不適用。案例 B 基本的建築物空間構成與案例 A 相同不變，這個案例適用性能設計法的技術基準，檢討不要一部份的防火牆和耐火構造，並變更牆壁之可能性，並檢討中庭挑高空間之一部份免除防火鐵捲門的可行性。 (C)案例 C（有設撒水設備之性能設計法設計）案例 C 的設計和案例 B 同樣，適用性能設計法來進行設計。但是建築物設有自動撒水設備。這個案例 C 是特別針對中庭挑高空間之防火區劃檢討其火災安全性，和可否免除開口部防火鐵捲門的檢討。 (三)性能設計法的檢討 1.火災情境的設計條件雖然建築物內各個分租店其營業時間有所差異，建築物內部人員數 33.

(34) 量的設定，係以全部的分租店同時使用的時間為對象，即考慮內部人員最多時的條件進行檢討。火災情境設計之火源，考慮如圖 8 所示之火源。火災初期時發熱速度 Q[kW]隨著時間（t）的平方(Q=αt2)增加（通常辦公室，α =0.05[Kw/s2]），以換氣量、可燃物表面積或撒水設備的動作來決定其所達到的上限值。撒水設備對發熱速度的上限值，只對從出火室及走廊之避難，或者他人空間延燒防止之檢討有效。即對於全館避難、確保消防活動、構造安定性、市街地火災的防止相關項目，不檢討有撒水設備設置時的效果。速度. Q＝αt2. 通風控制、燃料控制全館避難消防活動的確保構造安定性市街地火災的防止. 時間圖8：設計火源概念圖. 2.與基準適合性的確認使用性能設計法案例研究遵從表 9 所示基本要件，按以下方式考量基準的適用性： [1.1] 起火防止檢討裝潢材料受輻射熱著火下限，俾供使用妥當的材料。 [1.2] 對危險物的安全措置機械等設備應遵從消防法相關法規規定。 [1.3]. 人命安全的確保. [1.3.1]適切的避難計畫考量最後避難場所是建築物鄰接公共道路。 [1.3.2]易於燃燒危險材料的使用限制裝飾材料需採用不燃材料或同等的材料。 [1.3.3]安全避難場所的確保最後避難場所的道路，不進行特別要件的檢討。 34.

(35) [1.3.4]安全避難通路的確保安全避難通路的確保基準，係針對從起火室起避難出口數及寬度、不能只一方向避難限制的走廊，避難通路障礙防止等依簡易預測計算式進行基準適合性檢討。 [1.4]他人財產等權力之保護 [1.4.1]向他人建築物擴大延燒之防止在此進行檢討防止因輻射熱而產生擴大延燒，檢討自鄰接境界地後退 3m 位置，及自鄰接境界地後退 0.5m 位置時。另外，檢討開口部噴出火舌時延燒擴大的防止。 [1.4.2]防止他人建築物空間之障礙和倒塌就火災時建築物倒塌之防止而言，以一小時標準加熱試驗比較其時間—溫度面積，檢討其構造之安定性。 [1.4.3]防止向他人空間之延燒防止向他人空間之延燒，係檢討防止通過內部空間之擴大延燒及通過外部空間之擴大延燒。 [1.5] 消防活動的確保 [1.5.1]確保消防活動之據點消防活動據點之確保，其安全性係檢討從消防活動力之據點到火災場所為止的距離和其他據點牆壁表面溫度等。 [1.5.2]火災規模的限制火災規模的限制，檢討建築物內可燃物的條件和滅火使用之水帶數量。 [2.1]防火地域內之建築物 [2.1.1]都市防災幹線道路的保護都市防災幹線道路垮塌之防止和都市防災幹線道路輻射熱影響等相關之檢討。 (四)小結本次之研究案例，建築物的設計依據現行法之場合較難實現，而使用性能設計法則可以達到。表 10 為案例使用現行法和性能設計法時的比較結果。在本表上可以得到，使用性能設計法，對於火災規模限制上面積區劃的要求可以轉換，而檢討防火區劃和不具耐火 35.

(36) 等級的牆壁轉換。因此，依性能設計法檢討挑高中庭周圍開口部的防火、防煙閘門的減緩可行性，天花板提升 10m，自然排煙口加大，顯示可免除防火、防煙閘門。另外，可以看出日本的案例研究特點為，檢討性能設計法之要件對於技術基準的適用性，舉出手計算等級的簡易預測式和使用上的意思。這個結果，是比其他國家在檢討過程時常為之黑箱作業明確。從本次日本的案例研究，整體上大概可以瞭解性能設計法的組織架構。今後，對於依性能設計法技術基準之設計，為了確保其安全性，必須整理出簡易預測式的工具。表10：各案例研究設計之比較案例 A. 案例 B. 案例 C. 設計根據. 現行法. 性能指向型基準. 撒水設備. 無. 無. 面積區劃. ≦1500m2. 以最大火災規模來限制. 有. 挑高中庭的開口部鐵絲網玻璃和防火鐵鐵絲網玻璃（一部份鐵絲網玻璃捲門併設. 併設防火鐵捲門）. 防煙區劃. ≦500m2. 以避難通路的安全性來限制. 排煙. 全館機械排煙. 只有走樓廊機械排煙. 挑高中庭的煙控制頂部自然排煙(18m ) 2. 自然排煙(72m2)利用煙滯的效果. 第三節. 防火性能評估要項. 以下將就建築物之防火區劃、排煙系統、避難設施、內部裝修材料、結構耐火設計等方面進行評估13。. 一、防火分區的安全性評估關於防火分區可由以下觀點來進行評估： (一)火勢蔓延擴大的範圍（分區面積）. 13. 岸谷孝一等，建築物總合防火設計法—第一卷總合防火設計法，日本建築 —，平成元年四月，p42~51。 36.

(37) 設定防火分區的範圍是以，在安全疏散、防止火勢向其他空間蔓延、及滅火活動等方面是否得當來探討。例如在安全疏散方面，分析煙的擴散、火焰的傳播與安全疏散之間的關係。由以往災例，大致可以看出各層的分區面積越小越有利於防止火勢向上層的蔓延和滅火活動。雖然建築技術規則中規定有設置自動撒水滅火設備可以加大防火分區面積的替代關係，但亦應考慮防火分區不僅僅是滅火失敗時可奏效，且當防煙、火災擴大和疏散等各種系統失敗時，還能擔負著將火災控制在一定範圍內的任務。因此必須先綜合判斷這些問題，然後再考慮採取措施。 (二)分區的性能可以從火災的擴大、發展和分區面積之間的關係上，考慮分區構件的性能。方法之一就是用性能較好的構件劃分來增加區劃的面積。相反地，每個分區的構件性能即使較低，但如果所劃分的區劃面積較小，也能縮小火災規模的擴大和發展速度，有利於疏散和滅火等。可以考慮許多種替代性措施。從這一意義上看，牆壁和防火門的性能也可以自由設想，而不必拘泥於以前的耐火結構和防火門（甲、乙等）的分類。只是在這種情況下，必須確認所設定的分區確實能將火災控制在一定範圍以內。為此，首先要預測分區部分的加熱程度，然後再確認分區構件或結構是否具備充分的性能。尤其要通過試驗的方法，確證新的結構是否具備所規定的性能。 (三)分區的可靠性在分區構成上，防火鐵捲門的可靠性就是一個問題；經常可以發現防火鐵捲門附近會堆放物品而影響其下降，因此，必須同時考慮當鐵捲門不能下降時所應採取的安全措施。這一問題與管理緊密相關，對於高大的建築物，是無法全部依靠人員管理來保證安全的，因而必須仔細研究，如何採用被動防火措施之設備和結構來保證火災時的安全。. 二、加壓防煙系統的評估關於防煙系統可由以下各項目來進行評估： (一)根據火災時煙氣的狀態，確定供氣量。要特別注意與疏散之間的關係，如必須事先合理地設定門的開關狀態等。還有一個問 37.

(38) 題就是如何設定火災是外側開口的狀態。重要的是，要檢查會不會因門的開啟和窗戶的破裂而使壓力均衡喪失，導致系統無法工作的情況。並且要仔細考量計算所需要的建築物或各部位的氣密性、溫度、外部溫度條件等各方面的數據，然後再加以設定。 (二)使用機械力控制煙氣時，一旦形成門內外的壓力差，開關門時就需要很大的力量，因而可能影響疏散。此時必須考慮其分區的性能，以及採取不產生過度壓力的供排氣系統等措施。. 三、避難設施的安全評估從避難計畫的基本點開始，考慮避難設施、避難據點的評估，只要進行下列各項的安全確認，就可以進行評估。 1.疏散通道的暢通性。 2.疏散的容易程度。 3.疏散通道的容量。 4.在火焰和煙氣中保證疏散通道和避難據點的安全性。. 四、內部裝修的安全評估關於內部裝修可由以下觀點來進行評估： (一)用所設定的火源點燃內裝修材料如果具備材料燃燒的常數等數據，就可以相當精確的預測起火性。對於不具備數據的材料，則必須通過起火性試驗，取得材料起火性的數據。 (二)起火時火災的發展（火焰傳播和閃燃的狀況）可通過與疏散時間的對應關係來進行。住宅居室等房間較小時，除了人員處於睡眠狀態等特殊情況之外，一般正常的情況幾乎與從該房間的疏散毫無關係。從對其他空間的影響觀點來看，評估閃燃時間和分區性能的問題。而房間稍大，或起火火焰不直接到達天花板的情況，就可以按照牆壁的防火性能（起火性、火焰傳播性）與閃燃時間來進行評估。如火焰會直接波及天花板，這時不只考慮牆壁的起火性，防止天花板起火亦成為重要的評估項目。對於內部 38.

(39) 人員什麼時候發生危險，這要根據房間的具體情況，做出不同的判斷。但一般則認為當天花板起火時，疏散尚未結束，即為危險。對於火災狀況，雖然也有火焰傳播的預測模型，但因碳化的影響難以計算，所以對木質材料，必須用較危險的值來推斷。燃燒狀況因材料的種類和形狀的不同而異。所以必須通過試驗來確認基本的狀況。 (三)初期滅火的評估關於自動撒水設備等初期滅火設備，亦有作為可靠性的措施來進行評估。與分區一樣，現行法規中亦有承認裝設自動撒水設備與內裝修限制之間的若干替代關係。 (四)與分區的關係即使初期滅火失敗，其他作為可靠性之措施中，只要能限制火災，當然就不會造成重大影響。而把房間分隔為較小的分區，當分區的可靠性高時，如果疏散與耐火設計方面沒有問題，即使是高層部分的房間，內部裝修也可以使用木質材料。 (五)其他目前的問題在於材料（燃燒）的火災狀況因材料種類和厚度不同而各異，無法用預測模型進行充分評價。. 五、耐火設計的評估關於建築物的耐火設計，必須按以下條件，在不影響結構的情況下才有可能實現： (一)防火分區內的火災不得達到最盛期 1.最盛期火災溫度可達 800~1000℃，裸鋼結構的鋼材溫度也會達到此近似的溫度。但鋼材一般在 350℃左右就逐漸喪失支承能力。至於溫度達 600℃以上鋼材的機械特性，許多方面仍是未知的，至少會喪失作為耐火設計對象的特性。對於進行耐火設計時，不僅要探討鋼材的支承力，而且必須從溫度和結構方面探討有無因熱膨脹而產生熱應力的情形。 2.必須保證建築物內的可燃物品不多，而且保證建築竣工交付使用後，不會增加可燃物品。 39.

(40) 3.採取防止火災發展至最盛期的措施（如限制可燃物、或設置自動撒水設備等）。 4.必須確保不會發生閃燃。耐火設計中，大部分是以最盛期火災為設計參考對象，包括判定有無發生閃燃等問題在內，應該以防止起火及火勢擴大的設計方法來解決。 (二)不得對裸鋼結構進行局部高溫加熱 1.鋼樑必須在足夠的高度上。 2.必須保證在裸鋼結構的鋼柱附近不得使用明火。 (三)必須確定修補和重新使用的方法裸鋼結構即使是小型的火災也會受到損傷。尤其是強力螺栓接合部位，在 300℃時即會大大的降低其支承力，所以必須明確指出火災後之受損程度的診斷、補修和加固的辦法。. 40.

(41) 第三章. 國內建築防火安全法規適用上之探討. 第一節. 現行規格式法規適用上之問題. 建築物防火設計所遵循的防火法規，傳統上大部分均以建築和消防等強制性規格式之規定為依據。雖然一般而言，現行的強制性規格式法規仍然是證明建築物防火安全的主要方法，然而在材料科技的快速發展及新穎工法技術的不斷改進等情形下，使得現行的法規容易產生不合理的限制或阻礙。因此，產生了以下的問題14： (一)法規如果是規格明細表式的規定，即會造成設計方法千篇一律，也相對的限制了建築物其他功能及有關設計構思的自由度，成為一種障礙。 (二)法規不是性能規定，而是規格規定，在設計中很難運用新技術。 (三)雖說法規的規定是按照建築物的用途、規模、結構等類型，由非常詳細的條目構成，然而不能否認這是對各不相同的建築物在某一範圍內，以籠統的形式構成的。正因如此，一旦採取只滿足法規的要求來進行設計，所達到的安全性就會出現某種程度的差異，因此依據規格性條文來設計，可能會出現對於某些建築物要求過嚴，而對另一些建築物則過寬。 (四)法規是最低限度的標準，其中未必明確揭示出作為合理性安全評估的思考方法和目標的安全標準。為此，就要在各個地方按照建築物的個別條件，追加新的措施。有時，設計人員認為這將負擔過重。 (五)法規的規定條文內容如極其詳細，將會導致設計人員只要依靠規定設計就能通過審核，而出現一種不願學習能達到真正安全性的辦法和理解安全性理念的趨勢。. 第二節. 相關防火法規之檢討. 日本建築基準法中，技術標準乃針對建築物的用地、結構、設 14. 岸谷孝一等，建築物總合防火設計法—第一卷總合防火設計法，日本建築 —，平成元年四月，p3。 41.

(42) 備及用途等，達到滿足建築物的各種要素，雖防火條件的標準有一部份，其規定條文是按性能規定論述的，但大多數還是為規格明細表式的規定。然而在綜合防火設計方法中，以滿足的防火條件為中心，原則上按性能論述確認滿足了各項條件的標準，只有一部份是按規格明細表式進行論述的。原則是：只要滿足了各項條件，就可以自由地決定建築物的用地、結構、設備以及建築物的部位和條件的規格等。國內對於建築物防火安全設施和設備之要求，目前主要規定於建築技術規則和各類場所消防安全設備設置標準中，其中很多規定均偏於規格式條文，概略如下，並進而從中檢討那些條文適合從規格式規定轉換成性能規定？那些條文是可找尋其他替代規定？而又有那些條文應符合現行法規標準，保留目前之規格條文規定？並找出那些條文部分是國內相關防火法規應競合之規定。. 一、國內相關防火法規以下列出國內建築技術規則設計施工編防火法規和消防體系中各類場所消防安全設置標準條文，依其規定以規格式或是性能上之規定來分類。建築技術規則設計施工編防火法規部分（第三章建築物之防火及第四章防火避難設施及消防設備）：各點後面有符號(*)者，代表該條文後另有『但書』之規定。有符號(#)者代表該條文後有『得』字緩和之規定。有符號(=)者代表『可採用同等以上之效能』規定。一 (一)規格命令式規定條文內容（有『應』字規定者）： 1．第六十四條規定任何建築物之屋頂，應為不燃材料所建造或覆蓋。 2．第六十五條規定建築物兼跨於防火區及非防火區者，應全部依防火區之有關規定，但以防火牆區劃分開者，得分別適用其規定。(*) 3．第六十六條規定防火區內之建築物，地面層數在三層以上或其總樓地板面積超過一百平方公尺者，應為防火建築物，地面層數或其總樓地板面積未達上述標準之建築物，得以不燃材料建造。(#) 4．第六十八條規定防火區內高度在三公尺以上或裝置在屋頂上之廣告牌（塔），裝飾物（塔）即類似工作物，其主要部分應使用不燃材料。 42.

(43) 5．第六十九條規定建築物應為防火建築物或防火構造者，應依表規定，其主要構造，均應以不燃材料建造。 6．第七十條規定防火構造之建築物，其主要構造之柱、樑、牆、樓地板及屋頂部分至少應具有表中規定之防火時效。(=) 7．第七十條第二項樓梯之構造應依規定設置。(=) 8．第七十一條具有三小時以上防火時效之樑柱應依規定設置。(=) 9．第七十二條具有二小時以上防火時效之牆壁、樑、柱、樓地板應依規定設置。(=) 10．第七十三條具有一小時以上防火時效之牆壁、樑、柱、樓地板應依規定設置。(=) 11．第七十四條具有半小時以上防火時效之屋頂及非承重外牆應依規定設置。(=) 12．第七十六條防火門窗之構造應依規定設置。(=) 13．第七十七條防火牆之構造應依規定設置。(*) 14．第七十八條防火樓板之構造應依規定設置。(*) 15．第七十九條防火構造建築物或防火建築物，其總樓地板面積在一千五百平方公尺以上者，應按每一千五百平方公尺，以具有一小時防火時效之防火牆、防火樓板及甲種防火門窗區劃分隔。(*)、(#) 16．第八十條主要構造部分使用不燃材料所建造之建築物，其構造未具備本編第七十條規定防火構造之防火時效者，應按總樓地板面積每一千平方公尺以具有一小時防火時效之防火牆、防火樓板、甲種防火門窗等予以區劃分隔。 17．第八十一條木造建築物，其屋頂以不燃材料覆蓋者，按其總樓地板面積每五百平方公尺以具有一小時防火時效之防火牆、防火樓板、甲種防火門窗等予以區劃分隔。（本條內容雖無『應』字出現，但已具規格命令式形式） 18．第八十三條建築物自第十一層以上部分，除樓梯間及升降機間外，樓地板面積超過一百平方公尺者，應按每一百平方公尺範圍內以防火牆，防火樓板及甲、乙種防火門窗等區劃之。(#) 19．第八十四條連棟式建築物，其建築面積超過三百平方公尺且屋頂為木造屋架時，應在長度每十五公尺範圍內以防火牆區劃之。 20．第八十五條規定貫通防火區劃牆之風管，應在牆之兩側風管內 43.