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地下場站人員安全避難時間檢核分析與比較

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Academic year: 2021

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全文

(1)

國 立 交 通 大 學

機械工程學系

碩士論文

地下場站人員安全避難時間

檢核分析與比較

The Study on Occupant Evacuation Time Simulations in the Underground Stations

研究生 :林世庸

指導教授 :陳俊勳 教授

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地下場站人員安全避難時間檢核分析與比較

The Study on Occupant Evacuation Time Simulations in the Underground Stations

研究生:林世庸 Student:Shih-Yong Lin 指導教授:陳俊勳 Advisor:Chiun-Hsun Chen 國 立 交 通 大 學 機 械 工 程 學 系 碩 士 論 文 A Thesis

Submitted to Department of Mechanical Engineering College of Engineering

National Chiao Tung University In Partial Fulfiillment of the Requirements

For the Degree of Master of Science In Mechanical Engineering

June 2011

Hsinchu, Taiwan, Republic of China

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地下場站人員安全避難時間檢核分析與比較 學生:林世庸 指導教授:陳俊勳 國立交通大學機械工程學系碩士班

摘要

本研究利用性能式設計法來進行地下場站人員逃生避難檢討,首先探 討案例的建築物內部設計條件,如步行距離、樓梯寬度、人員密度等,接 著進行案例逃生避難時間分析,探討案例中樓梯人員通量、閘門阻塞程度、 出口阻塞程度及人員逃生情形,此外進行避難弱勢族群逃生模擬,並探討 避難弱者逃生時的情況。 本研究案例分析架構可分為逃生效率改善、火災位置對逃生之影響、 不同人數之逃生影響、各模擬方法之逃生比較及避難弱勢族群逃生等。案 例分析結論部分可分為以下幾點: 1. 弧形牆面可減少人員在樓梯轉角處發生碰撞的情形,有助於縮短人員逃 生時間,逃生效率約可增加11.17%,樓梯通量最高可增加 20%。 2. 若地下場站發生火災,則屬列車失火的情形最為嚴重,因逃生人數過多, 使得逃生時間所需最長(8.79min)。 3. 比較各模擬方法後發現,建築物防火避難安全性能驗證手冊在計算人員 逃生時間上結果最為嚴苛,而 NFPA 130 與高雄捷運規範原理相近,計 算結果最為寬鬆,SIMULEX 軟體結果則介於前述三種方法中間。 4. 利用 SIMULEX 軟體探討避難弱勢族群逃生情形,發現避難弱者逃生花 費時間約為一般正常人的1.6 倍。 關鍵字:避難弱者、人員逃生、SIMULEX 軟體、NFPA 130、性能法比較

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The Study on Occupant Evacuation Time Simulations in the Underground Stations

Student:Shih-Yong Lin Advisor:Chiun-Hsun Chen Department of Mechanical Engineering

National Chiao Tung University

ABSTRACT

This study analyzes occupant evacuation time in an underground station by utilizing performance-based design method. Firstly, it discusses the internal safety design conditions of the building, such as walking distance, stair width, and occupant density. Then it analyzes the occupant flux across the stairs, interference level of gate and corresponding evacuation situation. The analyses for the evacuation time simulation of disable occupant groups are also given.

The framework of this study includes improving the escaping efficiency, the influences on evacuation based on the fire locations and population densities, the comparison by using different simulation methods and the occupant evacuation time simulation of disable groups.

The following conclusions are obtained by this research:

1. Curved walls design can smooth the collision sitution of people around the stair corner to help reducing the evacuation time. The escape efficiency of about 11.17% increase, and the occupant flux across the stairs can be increased about 20%.

2. If fire incident occurs in the underground station, the most dangerous case is the fire caused by train because of an excessive population, so the time needed to escape which is 8.79min is the longest.

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found that evacuation time in Route B calculation is the most strictly. The specification principles applied by NFPA 130 and KMRTare the same and it leads to the most loosing result. The results by Simulex software are intermediate between the methods mentioned previously.

4. The evacuation time analysis of disable groups by using Simulex software finds that the evacuation time for such people is about 1.6 times that for normal people.

Key words:disable groups, occupant evacuation, Simulex, NPFA 130, comparison of different methods

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致謝

很快的研究所兩年就這樣過去了,這段日子裡,首先我要感謝我的老 師 陳俊勳教授,老師的諄諄教誨與指導,使我在學業與待人處事上都獲益 良多,也非常感謝老師對我的論文一直以來不厭其煩的訂正與建議,在此 致上最深的感謝。 同時也感謝事故調查及成災因素分析應用於風險評估和災害預防之整 合研究計畫所提供的研究經費,使我能順利進行研究,也感謝中台技術學 院 徐一量教授與台灣警察專科學校 邱晨瑋教授及高雄第一科技大學 蔡 匡忠教授對我論文的指證與建議,使我的論文更加完善。 在這兩年研究所的時光,感謝實驗室彥成、達叔、阿貴、湯圓、家維、 宗翰、昶安、金輝、信錡、義嘉、瑋琮等學長對我的照顧與指導,使我不 管在論文或是日常雜事都能依循他們的經驗而不致於做錯。同時還要感謝 抓抓、黃鈞、云婷、聖容,因為有他們的扶持,使我在這兩年的求學生涯 中並不孤單,也很高興我們都一起順利畢業了。還要感謝實驗室的學弟阿 扁、小猪、天洋、鉦鈞幫我處理很多雜事還有工作上的協助,讓我能在寫 論文之外,也無須花太多心力在其他的事務上。還要感謝巨江楊介雄還有 陳嘉勳大哥給我的一些建議。 最後我要感謝的是我的家人,婉如跟我在一起的四年,一直以來都給 予我很大的鼓勵,每當我為了論文而心煩時,都能夠讓我再次開心起來, 重拾工作的熱情;還要感謝我的媽媽和妹妹,讓我在失意時也能夠給我默 默的支持,我要對我深愛的家人們獻上這份榮耀。

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目錄

摘要 ... I ABSTRACT ... II 致謝 ... IV 目錄 ... V 表目錄 ... IX 圖目錄 ... XII 第一章 緒論 ... 1 1.1 研究動機與目的 ... 1 1.2 文獻回顧 ... 5 1.3 研究內容 ... 8 第二章 地下場站空間型態之特性分析 ... 10 2.1 地下場站空間之特性 ... 10 2.2 使用人員之特性 ... 11 2.3 高齡者行為特性 ... 13 2.4 身心障礙者行為特性 ... 15 2.5 人群逃生速度分析整理 ... 16 2.6 煙層流動特性 ... 22 2.7 災例分析 ... 25 第三章 國內外相關規範 ... 29

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3.1 國內外相關規範 ... 29 3.1.1 建築技術規則 ... 29 3.1.2 鐵路隧道及地下場站防火避難設施及消防安全設備設置標準 規範 ... 30 3.1.3 高雄捷運土建及車站工程設計規範第四篇 ... 31 3.1.4 NFPA130 ... 33 3.1.5 逃生時間檢討標準 ... 36 第四章 逃生模擬軟體與計算方法介紹 ... 37 4.1 逃生模擬軟體(SIMULEX) ... 37 4.2 建築物避難安全檢證技能手冊 ... 43 4.3 高雄捷運『土建及車站工程設計規範』 ... 46 4.4 NFPA130 ... 48 第五章 結果與討論 ... 50 5.1 前言 ... 50 5.2 案例範圍及法規檢討 ... 50 5.3 逃生效率改善 ... 53 5.3.1 情境說明 ... 53 5.3.2 模擬結果 ... 56 5.3.3 小結 ... 60 5.4 火源位置對逃生時間之影響 ... 64

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5.4.1 情境說明 ... 64 5.4.2 模擬結果 ... 67 5.4.3 類似文獻結果 ... 72 5.4.4 小結 ... 74 5.5 不同模擬方法之逃生比較 ... 76 5.5.1 情境說明與模擬方法比較 ... 76 5.5.2 模擬結果 ... 77 5.5.3 綜合比較 ... 84 5.6 不同逃生人數之逃生比較 ... 87 5.6.1 情境說明 ... 87 5.6.2 模擬結果 ... 87 5.6.3 綜合比較 ... 93 5.7 避難弱勢族群探討 ... 95 5.7.1 情境說明 ... 95 5.7.2 模擬結果 ... 96 5.7.3 小結 ... 99 第六章 結論與建議 ... 100 參考文獻 ... 104 附錄A 高雄捷運規範逃生時間計算...107

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附錄B NFPA 130 逃生時間計算……….130 附錄C 建築物防火避難安全性能驗證技術手冊逃生時間計算…………..153

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表目錄

表1.1 世界各國捷運及地下鐵系統重大火災事故一覽表 ... 4  表2-1 避難人員之心理特性 ... 12  表2-2 各類人員行動能力分類表 ... 13  表2-3 人員避難行動能力表 ... 13  表2-4 高齡避難弱者之心理障礙特性 ... 15  表2-5 各類身心障礙特徵及認知、行動能力 ... 16  表2-6 逃生速度研究結果整理比較 ... 17  表2-7 起火位置與原因統計表 ... 26  表3-1 建築技術規則-避難設施相關條文 ... 30  表3-2 鐵路隧道及地下場站防火避難設施及消防安全設備設置標準規範-避 難設施相關條文 ... 31  表3-3 高雄捷運土建及車站工程設計規範第四篇-避難設施相關條文 ... 32  表3-4 NFPA 130(2010 年版) -避難設施相關條文 ... 34  表3-5 國內外規範彙整比較 ... 35  表3-6 國內外規範逃生時間標準 ... 36  表4-1 SIMULEX提供之人體尺寸 ... 38  表4-2 SIMULEX提供不同人群模式之男女分布表 ... 39  表5-1 法規檢討表 ... 51 

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表5-2 高雄捷運R11 高雄車站內部規劃 ... 51  表5-3 情境說明 ... 54  表5-4 逃生時間結果 ... 57  表5-5 情境說明 ... 64  表5-6 逃生時間結果 ... 68  表5-7 逃生時間結果表 ... 73  表5-8 模擬情境設計 ... 77  表5-9 模擬方法比較 ... 77  表5-10 逃生時間結果... 78  表5-11 逃生時間結果 ... 80  表5-12 逃生時間結果... 81  表5-13 逃生時間結果... 83  表5-14 文獻研究時間結果 ... 86  表5-15 本研究時間結果 ... 86  表5-16 模擬情境設計... 87  表5-17 逃生時間結果... 88  表5-18 逃生時間結果... 89  表5-19 逃生時間結果... 90  表5-20 逃生時間結果... 92 

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表5-21 情境說明 ... 95 

表5-22 逃生時間結果... 96 

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圖目錄

圖1-1 案例分析流程... 9  圖2-1 正煙囪效應 ... 25  圖2-2 逆煙囪效應 ... 25  圖2-3 火災發生位置與火災發生原因關係圖 ... 26  圖2-4 電氣火災之起火位置統計圖 ... 27  圖2-5 縱火之起火位置統計圖 ... 27  圖2-6 人為因素之起火位置統計圖 ... 28  圖2-7 其他原因之起火位置統計圖 ... 28  圖4-1 SIMULEX模擬避難流程 ... 40  圖4-2 電腦模擬人體尺寸示意圖 ... 40  圖4-3 人員間的接觸距離 ... 41  圖4-4 人員間距離與步行速度之關係 ... 41  圖4-5 避難人員超越之角度 ... 42  圖4-6 SIMULEX模擬不同方向阻礙下之超越路線圖 ... 42  圖4-7 樓層避難流程圖 ... 43  圖4-8 整棟避難流程圖 ... 44  圖5-2 U-4 層平面圖 ... 52  圖5-3 U-3 層平面圖 ... 52 

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圖5-4 U-2 層平面圖 ... 53  圖5-5 情境一SIMULEX模擬平面圖 ... 54  圖5-6 U-3 層修正處 ... 55  圖5-7 U-2 層修正處 ... 55  圖5-8 U-3 層圓弧設計處 ... 56  圖5-9 U-2 層圓弧設計處 ... 56  圖5-10 U-4 層樓梯人員通量 ... 57  圖5-11 U-3 層樓梯人員通量 ... 57  圖5-12 U-2 層樓梯人員通量 ... 58  圖5-13 U-4 層樓梯人員通量 ... 58  圖5-14 U-3 層樓梯人員通量 ... 58  圖5-15 U-2 層樓梯人員通量 ... 59  圖5-16 U-4 層樓梯人員通量 ... 59  圖5-17 U-3 層樓梯人員通量 ... 59  圖5-18 U-2 層樓梯人員通量 ... 60  圖5-19 樓梯平均人員通量 ... 60  圖5-20 樓梯空間無法充分使用示意圖 ... 62  圖5-21 樓梯空間正常使用示意圖 ... 62  圖5-22 U-3 層逃生不合理處 ... 63 

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圖5-23 U-2 層逃生不合理處 ... 63  圖5-24 情境一SIMULEX模擬平面圖 ... 65  圖5-25 情境二SIMULEX模擬平面圖 ... 66  圖5-26 情境三SIMULEX模擬平面圖 ... 66  圖5-27 情境四SIMULEX模擬平面圖 ... 67  圖5-28 U-4 層樓梯人員通量 ... 68  圖5-29 U-3 層樓梯人員通量 ... 68  圖5-30 U-2 層樓梯人員通量 ... 69  圖5-31 U-4 層樓梯人員通量 ... 69  圖5-32 U-3 層樓梯人員通量 ... 69  圖5-33 U-2 層樓梯人員通量 ... 70  圖5-34 U-4 層樓梯人員通量 ... 70  圖5-35 U-3 層樓梯人員通量 ... 70  圖5-36 U-2 層樓梯人員通量 ... 71  圖5-37 U-4 層樓梯人員通量 ... 71  圖5-38 U-3 層樓梯人員通量 ... 71  圖5-39 U-2 層樓梯人員通量 ... 72  圖5-40 避難人數分佈圖 ... 74  圖5-41 情境說明示意圖 ... 74 

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圖5-42 月台層逃生時間 ... 78  圖5-43 整棟逃生時間... 79  圖5-44 月台層逃生時間 ... 80  圖5-45 整棟逃生時間... 80  圖5-46 月台層逃生時間 ... 82  圖5-47 整棟逃生時間... 82  圖5-48 月台層逃生時間 ... 83  圖5-49 整棟逃生時間... 84  圖5-50 逃生時間 ... 88  圖5-51 平均樓梯通量... 88  圖5-52 逃生時間 ... 89  圖5-53 平均樓梯通量... 89  圖5-54 逃生時間 ... 90  圖5-55 樓梯通量 ... 91  圖5-56 逃生時間 ... 92  圖5-57 樓層避難樓梯通量 ... 92  圖5-58 整棟避難樓梯通量 ... 93  圖5-59 樓梯通量比較... 94  圖5-60 月台層逃生時間比較 ... 94 

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圖5-61 整棟逃生時間比較 ... 94  圖5-62 模擬平面圖 ... 96  圖5-63 U-4 層樓梯人員通量 ... 97  圖5-64 U-3 層樓梯人員通量 ... 97  圖5-65 U-2 層樓梯人員通量 ... 97  圖5-66 U-4 層樓梯人員通量 ... 98  圖5-67 U-3 層樓梯人員通量 ... 98  圖5-68 U-2 層樓梯人員通量 ... 98 

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第一章 緒論

1.1 研究動機與目的

建築物防火設計的基本理念,首要保障人命安全,當火災發生時,火 源上方會產生一含有高溫煙氣的火柱,其組成除了燃燒物質所釋放出已分 解與未燃燒物質外,還有高溫蒸氣與有毒氣體,由於此高溫煙流比重較周 遭的冷空氣低,所以會帶動周圍的冷空氣形成一上升氣流而聚集在天花 板,並快速的朝四周擴散延伸,隨著火勢的擴大,高溫氣體層也會快速增 厚,對火場中的人員造成嚴重的威脅,此高溫濃煙往往是危害生命的最致 命因素,根據統計火災中濃煙造成的傷亡幾乎是火造成傷亡的兩倍,因為 濃煙中含有大量的有毒物質,特別是一氧化碳造成的致死人數佔死亡總數 的 40%以上,若長時間暴露在這樣的環境中,將會引起休克、昏迷,甚至 造成死亡,而煙流的高溫也會對人體造成傷害,且因為濃煙遮蔽人員視線, 能見度不佳導致人員避難延遲,也容易造成推擠踩踏受傷甚至死亡的情 形,另外由於煙擴散的速度較人步行的速度快,若建築物內部空間設計較 為單純,常會形成煙擴散方向與人員逃生方向相同的情形,如此一來更會 對人員避難逃生造成莫大的威脅性。因此,人員避難逃生行為即為了躲避 火源與煙流的危害,選擇適當的逃生路徑至安全地點而展開的求生行為, 防火設計的最終目的就是為了確保人員在建築物內進行避難時,使人員能 夠在煙或火危及到人身安全前,便能順利抵達安全地點使自身生命安全不 受威脅。 目前台灣所制定的火災安全法規為內政部「各類場所消防安全設備設 置標準」[1]與「建築技術規則」[2]作為建築物建造時之標準,此為傳統式 的規格性規範(prescriptive-based codes),建築設計者只要依照法規的內容 去設置防火避難設備,便可達到符合水準的消防安全,但人員避難安全這 點,僅在建築技術規則內對於人員避難設施有相關規定,如避難出入口數 量、走廊寬度、步行距離等,對於其他影響人員避難的因素,如設施配置、 人員特性、步行速度等,條文內容幾乎沒有加以討論,但這些因素實際上

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與人員逃生有極大的關聯性。另外近20 年來,由於台灣邁向福利國的趨勢 走向,國內生活水平提高、衛生醫療技術快速進步,促使國民平均壽命不 斷延長,同時增加社會人口結構老化的速度,台灣老年人口比率已於 1993 年超過7%,已經超過聯合國定義的高齡化社會標準,另依據內政部統計處 「94 年老人狀況報告」[3]資料顯示,2005 年台閩地區 65 歲以上老年人口 已增加為219 萬人,佔總人口數的 9.62%,而高齡者大多行動不便,此與身 心障礙者如視覺障礙、聽覺障礙、肢體殘障、智能障礙等,均可視為所謂 的避難弱勢族群,當發生火災時,這些避難弱勢族群若能與一般人相同, 順利抵達安全地點完成逃生動作,結果當然是能確保其人命安全,但事實 上往往不是如此。在前述提到的火災安全法規中,建築法方面所訂頒的建 築防火條文規定,包括計算步行距離、出入口、樓梯寬度,均採一般正常 人角度訂頒,在避難弱勢人員相關的條文,則以「行動不便者」方式,分 別訂於第 2 章第 33 條樓梯與扶手之規定內容、第 10 章公共建築物行動不 便者使用設施、第16 章老人住宅等;另外在消防法部分,以「各類場所消 防安全設備設置標準」為主,但該標準並無對於避難弱勢族群特別規定之 內容,基於每一個生命都是無價的概念,而不只是僅保障一般人的生命安 全,提供必要的避難對策防護,是這些避難弱勢族群的基本權利,也是政 府機關未來不可忽視的課題。 隨著經濟發展,國內出現許多各種用途的特殊建築物,這些建築物都 是無法依循上述傳統式規格性建築法規來進行規範,尤其軌道運輸系統, 目前多以地下化來作為軌道運輸系統之規畫設計,使得地下車站具有深 廣、密閉式的結構特性,若再與其它用途建築物結合或與高鐵、台鐵、捷 運進行共構整合規劃時,整體建築物將會更加複雜化。由於地下運輸系統 之構造較為特殊,加上隧道通風對煙流的影響,一旦發生火災,除了火災 本身所引起的危害外,仍有濃煙毒氣遮蔽視線、避難逃生路徑遭到隔絕、 消防防災系統功能失效,空間狹小造成滅火困難延誤搶救時效等因素,在 搶救上的困難性可想而知。根據相關資料統計,歷年來各國地鐵及捷運系 統發生之重大火災事故中(詳見表 1-1),以 2003 年發生於韓國大邱捷運

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系統之火災傷亡最為慘重,造成近 200 人死亡,因此地下運輸系統在發生 災害時,為了保障人民的生命安全,除了使消防、排煙設備維持正常運作 外,人員疏散對策也是非常重要的一環。

故為了確保建築物於火災發生時能確實的保護人員性命安全,有效解 決前述問題的方法即為利用性能式火災安全設計方法(performance-based fire safety design method)來評估建築物消防設備的有效性,因此,內政部 建築研究所配合世界各先進國家發展性能法規與性能式設計之潮流,出版 「建築物防火避難安全性能驗證技術手冊」[4],提供性能式防火設計之參 考,內容可根據人員特性與建築物空間配置等資料,來推估避難完成所需 之時間,此外,交通部於97 年頒布「鐵路隧道及地下場站防火避難設施及 消防安全設備設置規範」[5],來作為地下軌道系統設計之參考依循,其中 便有規定自地下多層場站之最低層月台,必須在 4 分鐘內將乘客疏散至逃 生口,然後其上每增加一層得增加 2 分鐘之疏散時間,最後疏散至避難層 或安全地點。英國軌道運輸相當發達,當災害發生時為了能確保旅客安全, 且避免災害持續擴大,也訂定軌道系統營運時之相關災害防治體系規劃設 計,內容也有規定月台層到安全通道的避難時間應小於 4.5 分鐘,並於 15 分鐘內完成整體避難動作。另外美國防火協會(Nation Fire Protection Association,NFPA)公佈有關固定式軌道運輸系統之設計標準,NFPA 130 「Standard for Fixed Guideway Transit and Passenger Rail Systems」[6][7],係 針對地上或地下車站本體結構、軌道、隧道、緊急通風系統、運輸列車、 機廠及維修站、緊急應變程序、通信連絡等詳加規範,並具體提供消防排 煙通風及避難時間計算方法以檢討避難安全性能。而高雄市政府捷運局也 就高雄市地下捷運運輸系統訂定「高雄捷運公司土建及車站工程設計規範」 [8]來作為高雄地下捷運場站之規畫設計標準,也提供逃生避難時間檢核計 算方法來檢討人員避難逃生是否安全。軌道運輸系統為陸路交通體系中極 其重要之一環,同時為旅客載運量最大之運輸工具,人們對軌道運輸系統 之依存度相較於其他運輸系統來得高,一旦發生災害,常造成重大的人員 死傷與財物損失,因此其安全規畫之完善與否也更加重要。

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因此本研究利用性能式火災安全設計方法提供的避難時間計算規範來 評估地下軌道運輸系統在火災發生時,人員能否在安全的時限內安全逃 生,並檢討以上規範在弱勢族群方面是否有其不合理處,此乃本文之動機 所在。 表1.1 世界各國捷運及地下鐵系統重大火災事故一覽表 日期 重大火災事故 死亡 人數 受傷 人數 事故原因 2005.7.7 英國倫敦地鐵 車站火災 56 700 連續3 起人為恐怖攻擊炸彈 爆炸案件 2003.2.18 南韓Daegu 捷運 系統火災 198 147 人為縱火 1995.10.28 亞塞拜然 Baku 地鐵火災 289 265 列車底盤電氣設備起火引 發之火災 1994.5.26 台灣台北車站 0 10 地下二層繼電器電線走火 1987.11.18 英國 King’s Cross 捷運車站 火災 31 27 香菸掉落造成木製電扶梯 失火引發之火災 1979.1.17 美國舊金山地 下捷運火災 1 58 列車底盤電氣設備起火引 發之火災 1976 英國倫敦地鐵 火災 0 25 月台層配電室起火引發火 災 1972.11.6 日本國鐵 北陸隧道 714 30 運行中的餐車漏電起火,在 隧道內緊急停車 1968 日本東京日比 谷線神谷町電 車火災 0 11 剎車系統故障,一節車廂失 火全毀

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1.2 文獻回顧

Simcox等人[9]利用小尺寸實驗與電腦模擬King's Cross地下鐵火災,並 比對實驗與模擬結果後發現,因菸蒂掉落於電扶梯的齒輪,造成火焰集中 在電扶梯溝渠的角落,冷空氣注入角落後產生vortex,造成溝渠效應(trench effect),使得火勢沿著電扶梯側壁向上延燒至廣告看板與天花板,加上看板 上塗料具有高度可燃性,因此加速火勢擴大,他們發現影響火勢大小的主 要原因為溝渠效應,而火車進站時帶動的隧道氣流所造成的活塞效應(piston effect)對於火勢影響則較小。 蔡政宏[10]利用台北市政府捷運工程局對於地下車站所訂定的逃生避 難時間之計算公式來進行車站人員安全標準之檢討,發現車站驗票閘門之 設置位置將直接影響人員逃生時間,另外增加驗票閘門寬度也可有效縮短 人員逃生所需時間。

楊智欽[11]利用數值火災模擬軟體 FDS(Fire Dynamics Simulator)與 SIMULEX 人員逃生避難軟體針對地下車站公共區以及軌道區進行案例分 析,來確保消防設備能夠有效的提供人員生命安全保障,另外針對隧道通 風問題進行案例分析,探討隧道通風設備對煙流的影響。結果顯示當隧道 區發生火災時,迅速開啟TVF 能有效控制隧道內濃煙,可延緩濃煙流到月 台區的時間,減少火災對於月台層的影響。 高永信[12]利用美國ELVAC昇降機避難運輸評估模式及內政部建築研 究所出版之「建築物防火避難安全性能驗證法」進行建築物逃生避難安全 評估分析,來探討昇降機在緊急避難時作為避難工具,對於整體避難時間 效益分析及相關樓層上的管制分析,研究顯示運用昇降機作為避難用途, 樓層高度應在50.9m以上,對於避難才是有效益的,而運用昇降機避難之使 用人數及樓層數量上,應該採取適當的分配,使用樓層數越少,能使用的 人員相對提高,若限制在離安全層較遠之樓層,則運用上的效益會最大。 Chiam[13]利用 FDS 模擬列車火災,火源位置分別位於列車座位上(縱 火)、列車裡的某一角落(縱火或電器設備故障)以及列車底盤(電器設備

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故障)。經由模擬結果可得知,若火災發生於角落區域,會因為強制通風 (forced ventilation)的速度較小,造成火災成長;反之當火災發生於列車底盤 時,燃燒面積大於火災發生於角落的區域,並且擁有較大的強制通風,但 是燃燒的時間長短取決於火源大小。Chiam 並且發現當強制通風速度過大 時,容易發生閃燃(flashover)的現象,因此當火災發生時,必須關閉列車門, 防止閃燃現象發生,導致火勢的擴大,Chiam 並建議當火災發生於站內軌 道區時,最大火載量為5 MW,當火災發生於隧道中時,建議最大火載量為 10 MW。 Lin 和 Chuah[14]利用 FDSv3.1 模擬捷運車站火災,火源位置位於車站 大廳與月台層,熱釋放率分別為2.5 MW 和 1.0 MW。火災發生後,車站大 廳之排煙系統提供15m3/s 的排煙量;月台層之排煙系統提供 13m3/s 的排煙 量。由模擬結果可得知,排煙系統與防煙垂壁能有效的控制並減緩煙層的 擴散與沉降速度,且能見度為逃生環境安全設計最關鍵的指標。 Ethel Graat[15]等人的研究發現,當人們在人員密度大於 3 人/m2的情形 下,願意更積極的移動,若處於一個緊急狀況下,則移動的積極性則會更 高。另外在樓梯坡度 30°情形下的移動速度會比樓梯坡度 38°有更高的效 率,這對樓梯單位時間單位寬度之通過量有正面的影響。

在美國殘障法(Americans with Disabilities Act, ADA)[16]就針對未設自 動撒水設備及無緊急進口之建築物,有強制設置待援區的要求,待援區必 需具有同等防火時效的梯間,有些建築物利用安全梯的樓梯平台做為待援 區,此時樓梯平台待援區的面積應考慮所有避難弱者包括使用輪椅者所需 的空間,必須不會影響其他避難人流,設計足夠待援區空間的梯間樓梯平 台,輪椅使用者可以逕行使用輪椅進入待援,不會影響其他避難人流,如 無法提供足夠空間時,亦應設置座椅供避難弱者等待之用。 陳玠佑[17]以醫療院所內避難弱者逃生為對象之研究顯示,在居室或樓 層避難步行時間部分,高齡者或病患等弱勢族群所花費的時間大約是一般 人的2~2.5倍左右,而須由戒護人員護送之無法自力避難者花費時間約為一 般人的1.1~1.44倍,因此建議在避難路徑上的距離設計上應減少一半以上的

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距離,或是設計一具備防煙防火性能的空間供弱勢人員暫時使用。 黃進興[18]以安養機構高齡者作實際移動調查,結果顯示能夠自由行動 的高齡者平均速度為1.12m/sec,而需要利用拐杖等輔助器具的高齡男性平 均速度為0.803m/sec,女性平均速度為0.507m/sec;而自由行動者上樓梯的 平均速度為0.63m/sec,下樓梯速度為0.69m/sec。 許銘顯[19]以實際調查方式對醫療院所與老人安養機構的避難弱勢者 進行行動特性研究,結果顯示無法自力移動之人員若藉由護送人員協助移 動,移動速度為0.55m/sec,而藉由輪椅進行移動人員之速度為0.28m/sec。 另外對於無法在安全時間內抵達安全地點之人員,如重症病患,應建立一 安全標準較高之安全空間供暫時避難使用。 建築研究所[20]針對高齡化社會防災救助問題進行老人安養機構之防 災對策與設備實地調查,並以此工作結果對安養機構防災策略提出建議, 內容提到六樓以上之建築,應特別設置一組運輸電梯,其規劃為救災使用 之升降設備,且在災害初期供給避難弱者作為初期逃生器具使用,並需指 派特定人員操作。 劉昱德[21]進行逃生避難實地實驗,以及使用建築物防火避難安全性能 驗證手冊進行計算驗證,兩者結果皆顯示增加電扶梯作為避難路徑使用, 可使避難花費時間降低。此外,實際實驗結果與文獻比較後,顯示身體完 全健康狀態年長者使用電扶梯逃生是可行的,但因電扶梯踏板高度較高, 易導致跌倒受傷,故須解決電扶梯構造問題,方可提供逃生使用。 黃莉芸[22]利用建築物防火避難安全性能驗證手冊進行逃生時間計 算,並與SIMULEX的電腦模擬逃生時間比較,發現在樓層逃生時間上,性 能驗證手冊與SIMULEX避難模擬兩者結果相近;而在整棟逃生的部分,因 SIMULEX模擬較為理想,故時間略短於性能驗證手冊所評估者,但結果相 差並不多。此外,若出口集中於同一側易形成壅塞現象,將導致逃生時間 的增加;且SIMULEX並未考慮人員完成一出口避難後,其餘人員會使用該 出口路徑之情形,無法符合實際逃生的情況。 楊冠雄[23]針對高速鐵路台中站進行大空間煙控與避難系統分系,在人

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員動態避難分析部分,使用SIMULEX進行火災時人員避難模擬,結果指出 火災情境為一列失火列車進站,另一側列車旅客剛抵站下車,連同月台層 的等待人員一起避難之情況,逃生時間需時最久,而花費時間次長的情境 則為大廳區樓梯口附近發生火災,導致人員無法使用該樓梯逃生。 吳貫遠[24]進行捷運站實地量測通過電扶梯與樓梯的人員流量實驗,並 與NFPA 130規定參數值比較,發現電扶梯人員流量比NFPA 130規定值多出 46%,樓梯則減少26%,推測原因是在非避難情形時,人員選擇電扶梯的情 形較高;在驗票閘門流量量測部分,量測值則比NFPA 130規定值少24%, 原因是人員到達閘門時,需感應後才能出閘門口,而在緊急避難時,閘門 會停止運作以利人員直接通過。

1.3 研究內容

性能式火災安全設計方法是目前特殊建築物設計時的重要依據,利用 性能式設計來計算火災發生時,人員安全避難逃生所需時間,進而與容許 避難時間比較,檢討該空間人員是否能安全逃生,確保人員生命安全。 本研究的內容將以性能式設計法之驗證程序和步驟,並使用國內實際 之地下化車站進行設計分析,並利用性能式規範檢討避難設計是否達到安 全標準。 本研究利用數種使用於地下軌道運輸系統之性能式設計法來進行逃生 避難檢討,首先探討案例之初始條件,出口寬度、樓梯寬度、人員密度等, 接著進行案例逃生避難時間分析,討論參數分別為逃生效率之改善、逃生 人數、模擬方法種類及火災位置等,分析案例中樓梯人員通量、閘門阻塞 程度及出口阻塞程度,依照前述參數去探討人員逃生情形,此外,進行避 難弱勢族群逃生模擬,並探討避難弱者逃生時的情況,本研究分析參數如 圖1-1所示

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案例參數 逃生效率改善 火源位置對逃生之影響 不同模擬方法之逃生比較 不同人數之逃生比較 避難弱勢族群探討 SIMULEX軟體 高雄捷運規範 NFPA 130 性能驗證手冊 SIMULEX軟體 SIMULEX軟體 圖 1-1 案例分析流程

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第二章 地下場站空間型態之特性分析

2.1 地下場站空間之特性

地下場站等地下空間具有密閉化、地下化等特性,在地下這個封閉且黑 暗的有限空間裡,災害事故發生時往往造成人員避難與災害搶救上的困 難,因而加重災害的危害程度。在軌道運輸系統地下交通設施之火災意外, 是被認為具有較高的公共危險性及社會成本嚴重損失的潛在危害,因此必 須瞭解地下空間所存在於火災時之避難危險性,才能清楚的得知火災發生 情況,甚至加以預測分析,以減少預防火災的發生,進而減少生命財產的 損失。地下場站空間之火災危害特性如下: 一、地下空間型態之特徵: 1. 空間封閉,位置辨識困難,容易迷失方向感。 2. 到達地面仰賴樓梯設施,垂直距離長,向上步行容易疲累。 3. 步行距離明顯受通往地面之出入口數量、位置、大小之限制。 4. 自然光與外氣供應有限,換氣不良,易蓄積有害氣體。 5. 地面難以掌握地下空間之內部狀況;地下空間內部亦不易掌握地面 外界之各種情況。 二、地下空間火災特性: 1. 外氣供應受限,火災時易因不完全燃燒或悶燒產生大量濃煙。 2. 開口有限,排煙困難,火災發生地點及火勢狀況難以辨識掌握。 3. 地下層結構複雜,用途分歧,火勢蔓延快速,火災現場瞬息萬變。 4. 空間密閉,散熱困難,易蓄積高溫,火場溫度上升快。 5. 大量高溫燃氣,一旦接收新鮮空氣進入,容易產生二次爆炸或回燃 之風險。 三、避難逃生不易: 1. 火災之熱、煙、毒氣難以排出室外,而易蓄積並流入避難路徑。 2. 地下空間火災時,火煙擴散蔓延之流動路徑常與避難方向相同。 3. 採光或照明不足,因濃煙遮蔽,視線不良,影響逃生路徑判斷。

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4. 群眾因急欲求生之本能,產生不安、恐慌之負面心理,而造成盲從、 壓迫、擁擠之危險行為。 5. 排氣效果不佳,需仰賴大規模耐高溫之通風換氣及排煙設備。 四、消防搶救困難: 1. 消防進入搶救活動與避難路徑方向相反,容易延誤搶救時機。 2. 受地下空間地形、距離及設施之阻隔,內外通信連絡困難。 3. 受出入口及空間限制,同時間不易容納大量消防搶救人員及裝備進 入內部救災。 4. 消防人員需仰賴空氣呼吸器具,容量有限,搶救活動範圍受限。 5. 因滅火大量用水,排放不易,造成嚴重水損。

2.2 使用人員之特性

發生火災時,人們逃生避難行動之身心狀況會隨著火勢進展而有所變 化,可分為五個階段[25],發生火災、確認及知覺、思考及心理應變狀態之 建立、生理應變狀態之建立、移動至安全區域等階段,人員逃生避難時之 心理狀態變化與特性如表2-1 所示,火災時人員避難主要特徵如下: 1. 火災發生時,人群同時進行避難,造成垂直疏散通道瞬間產生大量 人員擁擠的情況。 2. 受到避難路徑限制,至地面逃生路徑步行距離長,可能在到達地面 之前,遭到濃煙危害。 3. 地下列車及地表風的影響,將造成氣流的複雜化,甚至加快垂直通 道向上氣流的流動,對利用此通道逃生的人群將會造成嚴重危害。 4. 若非列車發生火災,非公共區域火災發生的地點與情況掌握不易。

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表 2-1 避難人員之心理特性[26] 避難特性 特性說明 與捷運逃生規劃之關係 歸巢特性 人遇到危險時,會習慣於選 擇原先或熟悉之路徑折返。 人們多選擇原途徑逃生,而緊急逃 生門較少人使用,造成整體逃生時 間增加。 從眾特性 危急時,人們因恐慌而失去 判斷,容易受到他人暗示, 產生追隨他人的現象 運用此特性,逃生時若有熟悉環境 之工作人員引領,應能有效降低混 亂程度。 向光特性 火場中濃煙密佈,人們會朝 向光亮處移動。 緊急逃生標示、安全樓梯應為明亮。 左轉特性 人 們 在 黑 暗 處 會 習 慣 性 左 轉,下樓梯時左向迴轉較具 有安全感。 避難動線規劃時,在動線會合點利 用此特性設計,將可減少傷亡。 鴕鳥心態 當危險接近而無法有效應變 時,會產生逃往狹窄處之行 為,如逃往廁所或陽台。 旅客可能躲入廁所等待救援。 躲避特性 當察覺有危險逼近時,人們 會本能性朝反方向躲避。 人群逃生時,若前方人員察覺危險 朝反方向躲避,將造成整體移動的 困難與混亂。 針對地下場站收容人員生理特性可分為健康步行者、藉部分輔助移動 器具者及全部藉輔助移動器具者,如表2-2 所示,人員避難行動能力參考日 本調查資料如表2-3 所示。

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表 2-2 各類人員行動能力分類表[19] 行動能力類別 輔助物 說明 健康步行者 無 一般健康者,無任何疾病造成之行動障礙。 藉部分輔助移 動器具者 人、拐杖、 助行器等 可獨自使用輔助器具移動者不需任何輔助器 具,但有老化而行動緩慢障礙者不使用輔助器 具,緊張時需他人撓扶者。 全部藉輔助移 動器具者 人、輪椅等 全部藉輔助器具移動,如坐輪椅者只能水平方向 移動,無法垂直方向移動。 表2-3 人員避難行動能力表[27] 人員行動能力 種類 人員對象 群眾之行動能力 平均移動速度 出口流動係數 水平 樓梯 水平 樓梯 自主行動能力 差或完全需要 協助之人員 重病人、老衰者、嬰 幼兒、精神病或身體 障礙者 0.8m/sec 0.4m/sec 1.3 人 /m‧sec 1.1 人 /m‧sec 對逃生路徑不 熟之正常行動 能力之人員 旅館住宿客、商店或 事務所客人、路過人 員 1.0m/sec 0.5m/sec 1.5 人 /m‧sec 1.3 人 /m‧sec 對逃生路徑熟 悉且正常行動 能力之人員 建物內勤務者、從業 員、警備員 1.2m/sec 0.6m/sec 1.6 人 /m‧sec 1.4 人 /m‧sec

2.3 高齡者行為特性

由於高齡者特殊的心理、生理情況,在活動與心理認知上會受到某種 程度之限制,在逃生避難上可能會產生困難,因此分析高齡者之生、心理 特性實為重要議題,心理障礙特性與相關影響如表2-4 所示,生理機能老化

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相關特性[28]如下: 1. 視覺:視覺是影響行動的重要因素之一,隨年齡增長,眼球水晶體 會逐漸老化,使得光穿透率下降,導致老人對近物無法清晰辨別,且 在昏暗情況下,對於避難距離無法正確判斷,此外,因視野角度縮小, 對旁邊移動物體或他人行動無法確實掌握,容易被絆倒。 2. 聽覺:因聽覺神經系統退化,老年人對於廣播聲音與警告反應變慢, 危險性相對提高,平衡感也因此變差,容易跌倒或受傷。 3. 行動能力:人的行動能力會隨年齡增長而逐漸降低,此特性顯示高 齡者在地下場站於火災時避難逃生行動至地面層所需時間勢必比健康 步行者更長。 此外,老人因生理機能退化,隨著自理能力的差異可分為下列 4 種不 同程度之障礙: 1. 正常老人,體力較弱者。 2. 輕微障礙,藉助輔助器可自由行動者。 3. 中度障礙,坐輪椅可獨立行動者。 4. 重度殘障,長期臥床而無法行動者。

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表 2-4 高齡避難弱者之心理障礙特性[29] 使用環境的障礙現象 避難逃生時之障礙內容 焦慮 1. 擔心意外事故,沒有安全感。 2. 煩惱被侵犯,迫切需要領域與自尊。 應變不足。 沮喪 1. 自認沒有生命價值,容易迷失方向。 根本不想避難逃生。 記憶衰退 1. 空間感無法連續,容易迷失方向。 2. 時間感不足,往往忘記未完成事物。 不知如何避難逃生。 念舊 1. 眷戀熟悉事物,重視過去擁有的關懷。 2. 拒絕學習,去了解新訊息 留 戀 財 物 , 造 成 避 難 延 遲。 孤僻 1. 空閒時間長,獨處狀況多。 聽不進話語。 嘮叨 1. 不滿意時容易抱怨。 2. 挑剔。 應變不足。 自我表現 1. 逆向指標。 平時無憂患意識,危急時 亂指揮。

2.4 身心障礙者行為特性

身心障礙者指先天或後天在身體或心智上,因殘缺或障礙損傷,造成 個人在社會生活方面不能充分使用自己能力的狀態,而依身心障礙者類型 不同,其與環境的互動通常會產生知覺或訊息傳遞上的障礙、移動上的障 礙及細部動作上的障礙等三種[30]。 1. 知覺或訊息傳遞上的障礙:指失去視覺、聽覺或精神障礙者,其在 日常生活中無法順利接受或掌握外界環境給予的訊息,導致無法判斷 目前身處環境的情況。 2. 移動上的障礙:指身體因殘缺造成行動不便或發生移動困難,此類 障礙者須輔以柺杖、輪椅或其他輔助工具來協助移動。 3. 細部動作上的障礙:指精巧動作上的障礙,因上肢障礙(含暫時性受

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傷)或運動調整神經失常等因素,導致如開關門、轉動軸銷及按鈕等動 作都會造成不便。 以上障礙與身心特徵整理如表 2-5 所示。 表2-5 各類身心障礙特徵及認知、行動能力[31] 各障礙類別 身心障礙特徵 認知行動能力 智障 1.對訊息的辨識、認知能力不足。 2.運動機能及行為反應均較遲緩。 情報障礙 視障 1.無法辨別物體形狀、顏色,光覺能力異常。 情報障礙、移動障礙 聽障 1.聽覺麻痺、聽野狹窄或有複聽等聽覺障礙。 2.不易接受聲音訊息。 情報障礙 肢障 1.上下肢或體幹畸形麻痺,各關節無法自由 活動。 2.需利用拐杖或輪椅等輔助設備。 移動障礙、動作障礙

2.5 人群逃生速度分析整理

人員逃生速度研究自日本戶川喜九二[32]就提出步行速度會隨著建築 物類型而變化,並針對個人及群集探討移動速度公式;美國John J. Fruin[33] 則對行人流動基礎概念有深入的描述;日本神忠久則針對明治神宮參拜民 眾與馬拉松觀眾群做實地的實驗,並整理出各時段的公式,一直到近年來, 我國也漸漸建立關於人員逃生速度的研究,各研究結果整理如表2-6 所示:

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表2-6 逃生速度研究結果整理比較[18] 年度 著作名稱 研究內容 步行速率的研究成果 研究人 員 1955 根據群眾 流觀測避 難設施之 研究 人員自然步行 速度 群集步行中心 速度 人員自然步行速度大約為1~2m/s,男子平均 自由步行速度為1.4m/s,女子平均自由步行 速度1.2m/s,全日平均的步行速度為 1.3m/s。 不同建築用途,其步行速度也有若干差異, 男女混合全體步行速度中心是 70~80m/min,一般步行速度代表值是 1.3m/s;勞動群集擁擠的上下班時間其步行 中心是80~90 m/min,代表值是 1.4m/s,群集 步行密度ρ=6 人/m3以上,V=0.1m/s;ρ=1 人 /m3,V=1m/s。 戶川喜 九二 1971 Pedestrian Planning and Design 行人流服務水 準與流量 行人流服務水準依其地點、速度、密度、空 間使用性質與流量而有所不同 John J. Fruin 1973 Pedestrian System Planning For High-Rise Building 行人流量 行人流量是平均速度(m/s)與平均密度(人/m3) 的乘積 John J. Fruin 1983 群集的種 類 步行速度和群 集速度的關係 群集流與群集 密度的關係 步行速度和群集密度V=-aρ+b,群集流與群 集密度為Q=-cρ2+dρ 明治神宮夜間群集為V=1.36-0.45ρ 及 Q=1.36ρ-0.45ρ2,可知群集密度為0.5 人/m3, 神忠久

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明治神宮夜間 群集 明治神宮日間 群集 步行速度1m/s;群集密度為 1.4 人/m3,群集 流最大值為1.1 人/m*s,步行速度 1m/s。 明治神宮日間群集為午前V=1.5-0.59ρ 及 Q=1.5ρ-0.59ρ2;午後V=1.7-0.55ρρ-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/s;午後群集流量最大值為 1.2 人m*s,步行速度 1m/s。 觀眾群集之步行速度為V=1.14-0.62ρ、 Q=1.14ρ-0.62ρ2。 群集之步行速度為0.7~1m/s 時,單位時間將 有最大流量 1996 避難時的 群集步行 速度 樓梯步行速度 測定樓梯的群 集流量的群集 密度 避難弱者的關 係式 由樓梯步行速度,測量最大群集密度3.8 人 /m3得關係式如下: 水平分量V=1.03-0.203ρ;垂直分量 V=0.566-0.109ρ。 水平分速冬季為0.65~0.7m/s,夏季為 0.55~0.62m/s;垂直分速冬季為 0.34~0.38m/s,夏季為 0.28~0.34m/s。 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/m3,夏季為2.9 人/m3,關係式為: Q=0.974ρ-0.13ρ2;Q=1.03ρ-0.203ρ2 避難弱者之步行特性,若以正常人之步行速 度為100,老人則為 50,手扶樓梯扶手者為 40,持拐杖者為 30,而接受別人幫忙者為 10 奈良松 範 大島泰 伸 渡部學 1998 區域性醫 療院所避 醫療院所中三 類不同移動能 第一類步行者(健康步行者),其平均移動速度 為1.28m/s。 林慶元 林昕佑

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難逃生設 計之研究 力者的移動速 度 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 0.33~1.29m/s。 第三類步行者(須由他人幫助並藉助醫療器 具或移動工具移動者),其平均移動速度為 0.82m/s。 1999 都市空間 大量人群 避難行為 基礎研究 中央警察大學 人群觀察 觀察速度與密 度的關係 流量與密度的 關係 國父紀念館 人群觀察 觀察速度與密 度的關係 流量與密度的 關係 社教館人群觀 察 觀察速度與密 度的關係 流量與密度的 關係 捷運車站人群 觀察 觀察速度與密 由中央警察大學人群觀察得知其步行速度 0.32~0.79m/s,V=0.84-0.2D,人群密度 0.5~2.61 人/m3,相關係數R=-0.96, Q=-0.01+0.97D-0.23D2,相關係數R=0.832。 由國父紀念館人群觀察得知其步行速度 0.54~0.89m/s,V=1.04-0.51D,人群密度 0.31~0.88 人/m3,相關係數R=-0.858, Q=-0.01+1.11D-0.58D2,相關係數R=0.88。 由社教館人群觀察得知其步行速度 0.54~0.85m/s,V=1.26-0.54D,人群密度 0.78~1.34 人/m3,相關係數R=-0.93, Q=1.26-0.54D2。 由捷運車站人群觀察得知其步行速度 0.33~1.24m/s,V=1.32-0.34D,人群密度 0.26~3.29 人/m3,相關係數R=-0.963, Q=1.32D-0.34D2。 何明錦 簡賢文

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度的關係 流量與密度的 關係 2000 都市空間 大量人員 避難行為 模式之建 構 觀察五月天演 唱會與何嘉仁 運動會的人群 流量、密度與 步行速度 觀察美夢成真 演唱會的人群 流量、密度與 步行速度 觀察何嘉仁運 動會的人群流 量、密度與步 行速度 觀察台北車站 天橋的人群流 量、密度與步 行速度 觀察西門町徒 步區的人群流 量、密度與步 行速度 由五月天演唱會與何嘉仁運動會得知步行速 度為0.45~0.7m/s。 由美夢成真演唱會得知,當密度為3 人/m3, 步行速度為0.5m/s,當密度為 1 人/m3,步行 速度為0.9m/s。 由何嘉仁親子運動會得知步行速度為 0.42~0.5m/s 由台北火車站天橋得知密度為0.6 人/m3~0.7 人/m3,步行速度為1.1~1.4m/s。 由西門町徒步區得知,密度為1.25 人/m3,步 行速度為0.52m/s,集中於 0.7~1m/s。 何明錦 簡賢文 2001 老人安養 機構避難 逃生安全 老人安養機構 及其避難逃生 設施之現況調 建立國內老人行動特性 安養院老人行動步行速度,水平方向建康者 之平均速度為1.02m/s,藉輔助拐杖者為 蔡秀芬

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設計之研 究 查 老人安養機構 避難逃生設計 實例分析與驗 證 0.6m/s,藉輪椅自行移動者為 0.31m/s;垂直 方向建康者之平均速度為0.17m/s,藉輔助拐 杖者為0.07m/s,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/s,垂直避難逃生平均速度為 0.12m/s。 以林慶元所編製之建築物避難時間評估為標 準,來計算所居室、走廊及樓層之避難時間, 個別與其容許避難時間比較。 2001 通道與樓 梯一般通 行及緊急 疏散行人 流分析與 模擬模式 建立之研 究 一般情況下, 平面與垂直交 通系統行人流 之調查與分析 緊急疏散下, 平面與垂直交 通系統行人流 之調查與分析 整合一般狀況 與緊急疏散狀 況建築物內部 行人流模擬模 式之建立 以捷運新店線 (台灣大學站) 進行模式測試 及模擬 捷運站尖峰時間之行人步行速率 平面通道調查地點與結果 台北車站新店線轉板南線之男性平均速率是 0.95m/s,女性是 0.88m/s;板南線轉新店線之 男性為0.68m/s,女性是 0.94m/s;忠孝復興 站男性是0.75m/s,女性是 0.81m/s 緊急疏散的行人流速率則以台灣大學土木館 及化工館樓梯實驗,其垂直步行的平均速率 為1.21~1.52m/s。 賴以軒 2001 老人福利 機構避難 各類行動能力 者的移動速度 第一類步行者(健康但體力較弱者)為 1.06m/s 第二類步行者(藉助輔助器,可自由行動者) 林慶元 許銘顯

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基礎資料 調查研究 調查 為0.68m/s。 第三類步行者(坐輪椅,可獨立行動者為 0.28m/s。 鄭紹材

2.6 煙層流動特性

建築物發生火災時,在火災區域形成一高溫煙氣流場,若氧氣供給不 充份,物質燃燒不完全,必產生大量固體微粒,隨著氣流移動, 使高溫高 熱的煙流擴散至建築物中,而建築物中火災產生的煙和高溫氣體流動主要 的驅使力(Driving Force)依其性質可分為兩大類:一為自然式(Passive), 二為強制式(Active)。自然式驅使力包括:煙囪效應、浮力、熱膨脹、自 然風。而強制式驅使力有空調系統與電梯活塞效應兩種。在自然式驅使力 中,浮力與熱膨脹為煙的溫度所引起。煙囪效應及自然風則受當時氣象條 件中的外氣溫度與風的大小、方向影響。而強制式驅使力中的空調系統和 電梯活塞效應,則為建築物內的設施所致。上述六種驅使力會在隔離物、 牆、樓地板之間產生壓力差,而影響煙的流動。 (1) 煙囪效應(Stack Effect) 當建築物室內空氣溫度高於室外時,由於室內外空氣密度的不同而産 生浮力。建築物內上部的壓力大於室外壓力,下部的壓力小於室外壓力。 當外牆上有開口時,通過建築物上部的開口,室內空氣沿樓梯間、電梯井、 管道井等豎井流動而流向室外;通過下部的開口,室外空氣進入豎井流動 而流向室內,這就是建築物的煙囪效應。它是由高層建築物內外空氣的密 度差造成的,高層建築的外部溫度低於內部溫度而形成的壓力差將空氣從 低處壓入,穿過建築物向上流動,然後從高處流出建築物,這種現象被稱 爲正煙囪效應(Normal Stack Effect)如圖 2-1 所示;反之,若建築物外部 溫度高於內部溫度時,所形成的壓力差將空氣從高處壓入,則建築物豎井 空間則有向下的氣流產生,稱這現象為逆煙囪效應(Reverse Stack Effect) 如圖2-2。

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火災時,由於燃燒放出大量熱量,室內溫度快速升高,建築物的煙囪 效應更加顯著,使火災的蔓延更加迅速。一般煙火災煙氣在垂直方向的擴 散流動速度較大,通常爲1~5m/s。在樓梯間或管道井中,由於煙囪效應産 生的拉力,煙氣流動的速度可達6~8m/s。 (2) 浮力(Buoyancy) 因火焰上方的高溫氣體與周圍冷空氣之間的密度不同,煙的密度跟周 為冷空氣相比相對較低,產生煙的浮力。當煙從火場流出後,本身溫度會 因熱增關係(Heat Gain)而降低,因此煙受浮力影響會因距離愈遠而愈小, 也會隨火場的成長而有所改變。 (3) 熱膨脹(Expansion) 火場的高溫除了會產生浮力驅動煙外,能量的釋放也會有熱膨脹的現 象,而使煙流動。根據氣體膨脹定律,可推算出著火期間著火區域內的氣 體體積將擴大3 倍,其中 2/3 氣體將轉移到建築物的其他部分。而且膨脹過 程發生相當迅速,並造成相當大的壓力,這些壓力如果不採取措施減弱, 就會迫使煙從著火層往上和往下向建築物其他部分流動。 (4) 自然風效應(Wind Effect) 外界的風對煙的流動有顯著的效應。建築物窗戶、門被打開時,各個 不同方向的開口,受到風向的影響,造成了不同壓力差,使建築物內煙流 動。室內風向、風力、風速對高層煙霧流動有顯著影響,且這種影響隨建 築物的形狀與規模而變化。 氣密較好的建築物而言,風的影響較不顯著。但是火場常發生窗戶玻 璃受到火災現場的高溫而膨脹破裂,建築物的氣密性則遭破壞。外界的風 可輕易影響內部煙的流動。若再加上前述的煙囪效應,則外界氣象條件, 即風與溫度,將會對建築物內部煙的流動造成顯著影響。 (5) 空調系統(HVAC System)

(42)

建築物內通風、空調系統對建築物內壓力的影響,取決於供風和排風 的平衡狀況。如果建築物內各處的供風和排風是相同的,那麽空調系統對 建築物內的壓力不會産生影響,在建築物某區火災中,該區空調系統的供 氣超過排氣,該區便出現增壓現象,空氣就從該區流流向建築物內其他區 域部分。反之,該區空調系統的排氣超過供氣,則出現相反的現象。 火災發展時,空調系統將大量的煙送至它所供給的區域。且空調系統 還可能將大量新鮮空氣到火場,助長燃燒。故在警報器偵測到火或煙時, 便把空調系統電源關掉,使得空調系統不繼續送風或換氣。但為避免空氣 經由風管竄到空調系統所供給的區域。可在各送風管回風管的開口,裝上 防煙/防火閘門(Fire Smoke Damper),則煙不致沿著空調系統,跑得整棟建 築物。

建築物內通風、空調系統可依照某種預定而有益的方式設計,以控制 建築物內的煙霧流動。如在發生火災時,空調系統亦可運用來做為強制排 煙系統,使空調系統在平時或緊急狀態都能發揮效用。

(6) 電梯活塞效應(Elevator Piston Effect)

當 電 梯 在 一 豎 井 中 移 動 時 , 會 在 豎 井 內 產 生 瞬 間 壓 力 (Transient Pressure)。向下移動的電梯,將會迫使在電梯以下部分的空氣,因受擠壓而 產生向豎井外的氣流。在電梯以上部分的空氣,會被吸入而產生向豎井內 的氣流。換言之,電梯可視為一個活塞,壓出並吸入上下方的空氣,形成 氣流,造成壓力差。

(43)

圖2-1 正煙囪效應 圖2-2 逆煙囪效應

2.7 災例分析

歷年來軌道系統發生火災時,無論造成的人員死傷及財物損失輕微或 是嚴重,這些災例皆是提供法令修改的重要參考,因此在訂定法規時,首 先會對歷年案例作地點、時間、起火位置、影響位置等統計分析,進而探 討火災發生原因及位置。 統計歷年來的火災案例可發現,火源位置以列車的 69.3%為最高,其次

(44)

是站體部分的26.7%,剩下則是發生在隧道區域,起火原因部份則以電器火 災的比例最高,佔44%,其次則是人為縱火,佔 28%,相關圖表如表 2-6、 圖2-3~2-7 所示。 表2-7 起火位置與原因統計表[25] 電氣火災 縱火 人為疏忽 其他原因 總計(件) 站體 17 1 1 1 20(26.7%) 列車 16 20 8 8 52(69.3%) 隧道 0 0 3 0 3(4%) 總計(件) 33(44%) 21(28%) 12(16%) 9(14%) 75(100%) 圖 2-3 火災發生位置與火災發生原因關係圖

(45)

圖 2-4 電氣火災之起火位置統計圖

(46)

圖 2-6 人為因素之起火位置統計圖

(47)

第三章 國內外相關規範

因應社會之發展與進步,國內許多建築物因用途、構造特殊或其他特 別需求,於建構時未能、也未必需要完全符合建築法規之要求,依建築法 第98 條之規定:「特種建築物得經行政院之許可,不適用本法全部或一部 之規定」,所謂「特種建築物」乃應運而生。因此對於建築物防火安全的規 範,已逐漸從規格式法規(Prescriptive-Based Codes )轉換至性能式法規 (Performance-Based Codes)。

3.1 國內外相關規範

3.1.1 建築技術規則

地下運輸系統因應大量人潮或是連結其他運輸系統與地下街,通常設 計具有複雜廣大的空間,且因講究設計與美感,常採用挑高、不規則形狀 屋頂等設計,此種設計未必完全遵循建築法規的規定,也拉長人員逃生所 需時間,以高雄地下捷運車站為例,月台層步行至樓梯口之距離即未符合 建築法所規定之步行距離,此外,建築法對於地下場站避難設施仍有些遺 漏處未詳細規範,如第91條即未針對地下運輸類組之出入口尺寸有所規 定,避難設施相關法規整理如表3-1所示。

(48)

表3-1 建築技術規則-避難設施相關條文 檢討內容 條次 條文概述 避難層出入口 第 90 條 規定避難層出入口尺寸 避難層以外樓層出入口 第 91 條 規定非避難層出入口尺寸 一般走廊 第 92 條 規定走廊寬度尺寸計算 設置與步行距離 第 93、94、185 條 規定樓面居室任一點至直通樓 梯之步行距離 設置2 座直通樓梯之限制 第 95 條 依建築規模規定,另限制重覆 步距 直通樓梯及平台淨寬度 第 33、98、194 條 規定直通樓梯寬度及樓梯間平 台深度 改為安全梯或特別安全梯 限制 第 96 條 依建築物規模規定安全梯種類 室內安全梯 第 97 條 說明及要求室內安全梯構造 戶外安全梯 第 97 條 說明及要求戶外安全梯構造 特別安全梯 第 97、102 條 規定特別安全梯構造及排煙

3.1.2 鐵路隧道及地下場站防火避難設施及消防安全設備設置標

準規範

因建築技術規則對於地下運輸場所避難設施相關規定有所缺漏,交通 部遂於94年委託中央警察大學進行「鐵路隧道及地下場站防火避難設施及 消防安全設備設置標準規範草案」之研究,並邀請國內產官學界等專家學 者組成審查委員會對本規範草案進行逐條討論,於97年7月頒布本規範,以 作為鐵路隧道及地下場站防火避難設施及消防安全設備規劃設計時之參考 依循,目的為保障鐵路隧道及地下場站內人員及設備之安全,並期望本規 範之頒布,能使鐵路隧道及地下場站之防火設施與消防設備之規劃設計符 合功能性及安全性之要求,對公共安全之提昇有所助益。其人員避難設施

(49)

相關法規整理如表3-2所示。 表3-2 鐵路隧道及地下場站防火避難設施及消防安全設備設置標準規範-避 難設施相關條文 檢討內容 條次 條文概述 疏散時間 月台層 3.2.1 規定應小於 4 分鐘 整棟建築物 3.2.1 規定應小於 4+2*層數(分) 避難層出口總寬度 3.2.3 依避難層規模規定出口總寬度 避難層出入口設置 3.2.4 規定避難層出入口數量 直通樓梯 出入口寬度 3.2.5 規定直通樓梯出入口尺寸 數量 3.2.8 非避難層樓梯設置數量 走廊 寬度 3.2.6 規定不同區域走廊寬度 坡度 3.2.7 規定走廊坡度應小於 4% 樓層間步行距離 3.2.9 規定各樓層逃生步行距離 安全梯設置量 3.2.10 依建築規模規定安全梯種類數量

3.1.3 高雄捷運土建及車站工程設計規範第四篇

高雄捷運系統於2008年開始營運通車,服務範圍涵蓋高雄縣市,未來 更計畫延伸至屏東縣,該捷運系統路權範圍內之建築物於83年經行政院核 准依建築法第九十八條「特種建築物得經行政院之許可,不適用本法全部 或一部之規定」得列為特種建築物,因此,在路權範圍內建築物得依「高 雄捷運土建及車站工程設計規範」進行設計,其中第四篇乃針對場站設計 進行規範,場站內避難設施規範整理如表3-3所示。

(50)

表3-3 高雄捷運土建及車站工程設計規範第四篇-避難設施相關條文 檢討內容 條次 條文概述 驗票 閘門 疏散容量 2.4.4.2.3 規定正常與緊急情況之分鐘疏 散量 設置規定 2.4.4.2.1~2.4.4.2.2 、2.4.4.2.4~2.4.4.2.7 規定設置計算基準與預留空間 無障礙設置規定 2.4.4.4 規定疏散量與寬度 維修閘門、緊急閘門 2.4.5 規定疏散量與寬度 電扶 梯 疏散容量 2.5.3.2 規定疏散量及接受電扶梯視為 樓梯使用 設置規定 2.5.3.3.1~2.5.3.3.5 規定斜度、高度與間距 電梯 2.5.4.2 規定電梯數量與位置 樓梯 疏散容量 2.5.5.2~2.5.5.3 規定正常與緊急情況之分鐘疏 散量與步行速率 寬度 2.5.5.4 依緊急疏散需求規定總寬度 扶手護欄 2.5.5.9~2.5.5.10 車站樓梯、樓梯間平台扶手尺寸 樓梯間平台 2.5.5.7 樓梯及安全梯平台深度 坡道 2.5.7 規定坡道斜度與坡道旁平台尺 寸 走廊 通道 寬度 2.5.8.1~2.5.8.5 依走廊用途規定寬度 疏散容量 2.5.8.6 規定正常與緊急情況之分鐘疏 散量 月台寬度設計規定 2.6.2 依據使用狀況有相關計算規定 避難層出入口數量尺寸 2.9.2.2 依不同規劃規定相關數量寬度 步行距離 2.10.3.3 規定各樓層逃生步行距離 疏散 普通型月台 2.10.5.1.2.6 雙層月台應小於6 分鐘

(51)

時間 特殊型月台 2.10.6.1.2 疊式、交會型應小於4+2*層數 (分)

3.1.4 NFPA130

美國對於軌道系統之防火設計方法主要是固定式軌道運輸系統之設計 標準,NFPA 130「Standard for Fixed Guideway Transit and Passenger Rail Systems」,此標準也是國內地下運輸系統最常參考的國外規範,本規範內容 涵蓋地上或地下車站本體結構、軌道、隧道、緊急通風系統、運輸列車、 機廠及維修站、緊急應變程序、通信連絡等,並對此訂定最低需求,NFPA 130 的設計概念是希望通過該規範的設計方法,有效確保人命及財產安全, 而在規範的同時,亦保留性能式設計的概念,只要經由適當的性能驗證, 即可排除相關條文的要求,其規範對於避難設施之規定如表3-4 所示。

(52)

表3-4 NFPA 130(2010 年版) -避難設施相關條文 檢討內容 條次 條文概述 逃生路徑 5.5.1.3 規定至少2 方向逃生路徑 重複步行距離 5.5.1.4 由月台端點起共同路徑小於25m 月台疏散時間 5.5.6.1 應小於4 分鐘 月台避難路徑長度 5.5.6.1.1 離出口最大長度應小於 100m 安全疏散時間 5.5.6.2 整棟疏散至安全地點應小於6 分鐘 月台、走 廊、斜坡通 道 寬度 5.5.6.3.1.1 淨寬度應大於1120mm 疏散容量 5.5.6.3.1.2~5 .5.6.3.1.5 規定疏散容量與步行速率 樓梯、電扶 梯 寬度 5.5.6.3.2.1 淨寬度應大於1120mm 疏散容量 5.5.6.3.2.2~5 .5.6.3.2.3 規定疏散容量與步行速率 扶梯限制 5.5.6.3.2.4~5 .5.6.3.2.7 規定電扶梯之疏散容量及可用數量計 算方式 門與閘口 寬度 5.5.6.3.4.1 淨寬度應大於910mm 疏散容量 5.5.6.3.4.2~5 .5.6.3.4.4 規定疏散容量標準,緊急出口使用率須 大於 50% 驗票閘口 5.5.6.3.5.1 規定閘口寬度、尺寸及疏散容量 驗票十字轉門 5.5.6.3.4.2 規定疏散容量

(53)

表3-5 國內外規範彙整比較 建築法 地下場站設施規範 高捷規範 NFPA130 避難層出入 口總寬度 無 樓地板面積超過500 m2,每增加100 m2 寬度增加36cm 依實際狀況設計 單一出入口寬 度須>0.91m 走廊寬度與 坡度 1.走廊旁有居 室:1.6m 2.無居室:1.2m 3.坡度:無 1.公共區域:1.8m 2.非公共區域:1.6m 3.其他:1.2m 4.坡度:須<4% 1.公共區域:2.4m 2.非公共區域:1.1m 3.坡度:須<7.5% 須>1.12m 設置與步行 距離 樓層間須<30m 樓層間須<30m,月 台至避難層須<90m 樓層間須<60m 樓層間須<100m 設置2 座直 通樓梯之限 制 2 座,重複步距 須<15m 2 座,重複步距無規 定 依實際狀況設計 2 座,重複步距 須<25m 直通樓梯寬 度 1.2m 1.2m 依實際狀況設計 須>1.12m 樓梯平台淨 寬度 須>1.8m 無 不得小於樓梯寬度 無 安全梯 1.地下 2 層以 下:安全梯 2.地下 3 層以 下:戶外安全梯 或特別安全梯 1.地下 2 層以下:安 全梯 2.地下 3 層以下:戶 外安全梯或特別安 全梯 視為一般樓梯 視為一般樓梯 月台寬度設 計 無 無 依實際狀況設計 無 電扶梯 無 無 規定寬度為1m,緊急 時視為一般樓梯 規定寬度為 1m,緊急時視為 一般樓梯

(54)

驗票閘門 無 無 規定寬度為0.5m 規定寬度為 0.5m 疏散時間 無 月台層<4min,整棟 <4+2*層數(分) 月台層<4min,整棟(普 通)<6min,整棟(特 殊)<4+2*層數(分) 月台層<4min, 整棟<6min

3.1.5 逃生時間檢討標準

火場中產生的氣體大多具有刺激性與麻痺性等成分,因此當人暴露在 此環境中的時間過長,容易因吸入過多有毒氣體導致昏迷、休克嚴重時甚 至會造成死亡,因此在人員逃生方面除了避難設施須符合規範外,人員逃 生時間檢討標準也有相關規定,相關規範標準整理如表3-6 所示。 表3-6 國內外規範逃生時間標準 鐵路隧道地下場站設 置規範 高 雄 捷 運 規 範 美國 英國 月台層

4min 4min 4min 4.5min

整棟

依樓層數量而定 6min 6min 15min

說明 自地下多層場站之最 低層月台,必須在4 分鐘內將乘客疏散至 逃生口,然後其上每 增加一層得增加2 分 鐘之疏散時間,最後 疏散至避難層或安全 地點。 普通雙層月 台型月台層 應於4 分鐘 內疏散完 畢,整棟建築 物應於6 分 鐘內疏散完 畢。 4 分鐘內月 台層旅客 疏散完 畢,6 分鐘 內月台層 最遠點旅 客疏散完 畢 4.5 分鐘內,旅客 離開月台層進入 安全通道,15 分 鐘內旅客避難完 畢,大量乘客擁擠 情形下 20 分鐘內 需避難完畢

(55)

第四章 逃生模擬軟體與計算方法介紹

4.1 逃生模擬軟體(SIMULEX)

SIMULEX 為英國 Illuminating Engineering Society 所研發高層建築物避 難的電腦動態模擬程式,其使用人員間的距離來決定步行的速度,此方式 更符合人員在移動時的特性,與一般使用人員密度來決定步行速度的計算 方式不同。另外由於SIMULEX 本身為二維空間之模擬程式,因此在高樓 層避難的模擬時,可使用連結(Link)的功能將不同樓層之平面利用樓梯串聯 起來,並且在樓梯間由於人員上樓的步行速度比下樓緩慢,Simlex 也蒐集 了大量的資料庫模擬人員在上下樓層時速度的不同,以切實的模擬出人員 在高樓層必難時之行為與特性。模擬流程如圖4-1 所示。 其中在模擬中必須要考慮以及假設的相關參數如下: (1) 建築物內空間的配置: 建築物空間的配置可藉著匯入AutoCad 案例圖檔(*.dxf)來達成,同 時設定出口與連結的位置。 (2) 避難人員的設定: 人員尺寸、人員之間的距離、人員步行速度等等的設定。人員的尺寸 SIMULEX 係以三個圓圈來分別代表人員的軀幹及肩膀(手臂)部位,亦即 利用一個較大的圓形來代表軀幹,而另兩個等大的圓圈來代表手臂部位。 模擬尺寸示意圖如圖4-2 所示。而程式本身提供了 4 種人體尺寸以為模擬之 用,使用者可依照建築物用途的不同來選擇所需使用的尺寸,模擬人員的 尺寸如表4-1 所示。人與人間的距離如圖 4-3 所示,其採用的數學模式為最 基本的兩點間距離公式,而此公式除了判斷人員在避難過程中是否重疊之 外,同時亦作為人員步行速度之依據,大約離前方人員1.6 公尺以上時,人 員需依最快的速度前進。但當距離前方人員0.3 公尺以下,步行速度將會減 低為零,形成滯留現象,距離與步行速度之關係如圖4-4。SIMULEX 也可

(56)

針對不同場合,依據人群不同屬性,其男女分布百分比作基本設定如表4-2 所示。此一設定將會影響模擬人群之體型、分布與個人行走最大速度。 至於 SIMULEX 同時也可模擬避難過程中步行速度較快的人超過前方 步行速度較慢的人之情況,以使模擬結果符合實際的狀況。當電腦模擬避 難進行當中,若身處前方的人員步行速度較慢或甚至停止不動時,後方的 人員便進行判斷是否超越的可行度。首先,程式會模擬後方人員先以θ1與θ2 判斷新的方向是否有障礙物或其他避難人員,如果沒有阻礙,後方人員就 會向 或 方向行進直到超越前方的人員,超越過後再轉往出口方向進 行,如圖4-5 所示。圖 4-6 為 SIMULEX 模擬不同方向阻礙下之超越路線圖。 1 θ θ2 表 4-1 SIMULEX 提供之人體尺寸 種類 R(t) [m] R(s) [m] S [m] 男性 0.27 0.17 0.11 女性 0.24 0.14 0.09 平均 0.26 0.155 0.10

(57)

表4-2 SIMULEX 提供不同人群模式之男女分布表 人群模式 %平均 %男性 %女性 %兒童 辦公室員工 30 40 30 0 乘客 30 30 30 10 購物者 30 20 30 20 學童 10 10 10 70 老人 50 20 30 0 所有男性 0 100 0 0 所有女性 0 0 100 0 所有兒童 0 0 0 100

(58)

開始 結束 讀取圖檔 設定出口/ 連結、數目 位置與寬度 設定避難 人員位置 計算避難路徑 模擬避難過程 回顧避難過程 圖4-1 SIMULEX 模擬避難流程

軀幹

R(s)

R(t)

肩膀

S

圓心

圖4-2 電腦模擬人體尺寸示意圖

(59)

圖 4-3 人員間的接觸距離

(60)

圖4-5 避難人員超越之角度

(61)

4.2 建築物避難安全檢證技能手冊

本手冊是內政部建築研究所引用日本檢證公式於 2004 年出版,內容可 分為三個部分,分別是居室避難安全檢證、樓層避難安全檢證及整棟避難 安全檢證,因地下車站站體部分幾乎都是空曠場地,故本研究採用樓層避 難與整棟避難進行逃生人員安全檢討。 1. 樓層避難安全檢證法 樓層避難安全檢證法,分為兩個階段來檢證樓層避難安全是否合 格,第一階段先確認居室內人員是否能安全避難,計算該樓層所有人員 離開居室所花費總時間;第二階段考量到起火居室火勢延燒至樓層其他 區域的情況,故此階段計算樓層所有人員是否能安全抵達樓梯完成避難 動作。其流程圖如圖4-7 所示。 圖4-7 樓層避難流程圖

(62)

2. 整棟避難安全檢證法 整棟避難安全必須先確定起火樓層人員皆能順利逃生後才能進行計 算,考慮到雖然起火樓層人員能順利逃生,但起火樓層濃煙可能會藉由 直通樓梯蔓延至其他樓層,造成其他樓層人員逃生的危險性,因此,必 須確定整棟人員皆能在火勢到達危害人命安全前皆能全部順利逃生至地 面層,其流程圖如4-8 所示。 圖4-8 整棟避難流程圖 3. 逃生時間計算公式 逃生時間所需總時間可分為三個部份,第一部份是避難開始時間, 第二部份是到達出口所需時間,第三部份是通過出口所需時間。

數據

表 2-2  各類人員行動能力分類表[19]  行動能力類別  輔助物  說明  健康步行者  無  一般健康者,無任何疾病造成之行動障礙。  藉部分輔助移 動器具者  人、拐杖、助行器等  可獨自使用輔助器具移動者不需任何輔助器具,但有老化而行動緩慢障礙者不使用輔助器 具,緊張時需他人撓扶者。  全部藉輔助移 動器具者  人、輪椅等 全部藉輔助器具移動,如坐輪椅者只能水平方向移動,無法垂直方向移動。  表 2-3 人員避難行動能力表[27]  人員行動能力 種類  人員對象  群眾之行動能力  平均移動速
表 2-6  逃生速度研究結果整理比較[18]  年度  著作名稱 研究內容  步行速率的研究成果  研究人 員  1955  根據群眾 流觀測避 難設施之 研究  人員自然步行速度 群集步行中心速度  人員自然步行速度大約為 1~2m/s,男子平均自由步行速度為1.4m/s,女子平均自由步行速度 1.2m/s,全日平均的步行速度為 1.3m/s。不同建築用途,其步行速度也有若干差異, 男女混合全體步行速度中心是 70~80m/min,一般步行速度代表值是 1.3m/s;勞動群集擁擠的上下班時間其步行 中心
圖 2-4  電氣火災之起火位置統計圖
圖 2-6  人為因素之起火位置統計圖
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參考文獻

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