高層建築物人員避難之電腦模擬與驗證－以台北101 大樓為例

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(1)高層建築物人員避難之電腦模擬與驗證－以台北 101 大樓為例. 內政部建築研究所自行研究報告中華民國 97 年 12 月.

(2) 097301070000G2026. 高層建築物人員避難之電腦模擬與驗證－以台北 101 大樓為例. 研究人員：雷明遠. 內政部建築研究所自行研究報告中華民國 97 年 12 月. 1.

(3) 高層建築物人員避難之電腦模擬與驗證. 目次. 表次                                                      III 圖次                                                      V 摘要                                                     VII 第一章緒論                                            1 第一節研究緣起與目的                             1 第二節研究方法與步驟                             2 第三節研究範圍與限制                             3 第二章文獻探討                                       5 第一節國內外法規                                  5 第二節火災案例分析                              16 第三節消防避難演練相關研究                   27 第四節火災避難模擬軟體簡介                   34 第三章台北 101 大樓之防火及避難設計             47 第一節建築物概述                                47 第二節人員及避難特性                           57 第三節防災應變及消防避難演練                82 第四章台北 101 大樓避難情境模擬及分析           95 第一節美國 WTC 大樓之逃生避難模擬          95 第二節台北 101 大樓有關避難模擬研究        103 第三節台北 101 大樓避難情境探討              108. 2.

(4) 第四節台北 101 大樓避難模擬結果分析        110 第五章結論與建議                                  113 附錄各審查會議紀錄與處理情形                  117 參考書目                                              125. 3.

(5) 高層建築物人員避難之電腦模擬與驗證. 表次表 2 -1. 高層建築物防火避難之相關法規一覽表                       6. 表 2 -2. 以 WTC 大樓辦公室用途為例之國內外法規最小樓梯設計規定比較  14. 表 2 -3. 以 WTC 大樓辦公室用途為例之國內外法規中容留人數規定比較    15. 表 2 -4. 以 WTC 大樓辦公室用途為例之國內外法規樓梯疏離度規定比較    15. 表 2 -5. 中國石油股份有限公司消防演練時間紀錄表                31. 表 2 -6. 國內外避難演練案例特性整理表                           3 2. 表 2 -7. bu ild in gE X O DUS 空間幾何之建構方式                     3 7. 表 2 -8. bu ild in gE X O DUS 4 .0 版新增與修正項目                   3 9. 表 2 -9. S I MUL E X 設定之體型尺寸表                                42. 表 2 -10. S I MULE X 不同人群模式之男女分布                         44. 表 3 -1. 台北 1 01 金融大樓建築規模簡介                            4 7. 表 3 -2. 10 1 塔樓各樓層面積、用途及容留人數                        48. 表 3 -3. 台北 1 01 大樓加壓走道壓力值及樓梯加壓值                 59. 表 3 -4. 台北 101 大樓塔樓樓梯對照表                                 62. 表 3 -5. 台北 10 1 大樓電梯停靠樓層配置表                            66. 表 3 -6. 台北 101 大樓之電梯性能規格表                              81. 表 3 -7. 台北 10 1 大樓緊急應變狀況區分表                            85. 表 3 -8. 台北 1 01 大樓防災應變指揮中心組織構成                    89. 表 3 -9. 台北 1 01 大樓防災應變指揮指揮所、指揮站組織構成        89. 表 3 -10. 台北 1 01 大樓歷年之消防及避難演練                      9 1. 表 3 -1 1. 台北 101 大樓 96 下半年避難演練結果                       91. 表 3 -1 2. 台北 1 01 大樓 97 上半年避難演練結果                      93. 表 4 -1. W TC 大樓避難模擬條件矩陣表                                97. 表 4 -2. W TC 大樓階段避難模擬結果                                   98. 表 4 -3. W TC 大樓不同容留人數所模擬之全部避難時間            10 0. 表 4 -4. 20 01 .9 .1 1 W TC1 及 W TC2 全員容留模擬避難結果         10 1. 表 4 -5. 台北 101 大樓不同避難途徑撤離建築物之設定             10 3. 表 4 -6. 台北 1 01 大樓全棟電梯避難估計所需時間                  10 4. 表 4 -7. 台北 1 01 大樓電梯避難與全棟樓梯避難時間之比較        105. 表 4 -8 台北 1 01 大樓各種避難模擬方式及結果                      1 06. 4.

(6) 圖次圖 2 -1. 199 3 年 W TC 雙塔受到爆炸攻擊之破壞情景                  24. 圖 2 -2. 瑪莎百貨皇家大道店地面層平面圖                          27. 圖 2 -3. 瑪莎百貨皇后街店地面層平面圖                           2 8. 圖 2 -4. 瑪莎百貨 sp ru cef ie ld 店平面圖                             2 8. 圖 2 -5. 瑪莎百貨 c ulve rh ou se cross 店平面圖                       29. 圖 2 -6. bu ild in gE X O DUS 各子模式之相互關係                       34. 圖 2 -7. S I MUL E X 有關行走速度與人員距離之關係                   41. 圖 2 -8. S I MULE X 對於人體之定義                                     42. 圖 2 -9. SI MULE X 中避難人員之超越角                                43. 圖 2 -10. S I MULE X 中不同方向阻礙下之超越路線圖                 43. 圖 2 -1 1. S I MUL E X 之距離地圖                                         45. 圖 3 -1. 台北 1 01 大樓各項防災設備架構圖                          5 4. 圖 3 -2. 台北 1 01 大樓防災中心監視控制與防災設備示意圖         55. 圖 3 -3. 台北 1 01 大樓標準層辦公層平面圖                          5 8. 圖 3 -4. 台北 1 01 大樓機械設備層之安全避難室示意圖               60. 圖 3 -5. 台北 1 01 大樓典型機械設備層平面圖                       6 1. 圖 3 -6. 台北 1 01 大樓塔樓轉換層配置圖                            6 3. 圖 3 -7. 台北 101 大樓之垂直運輸系統                                 65. 圖 3 -8. 台北 1 01 大樓營運防火安全管理對策體系架構               83. 圖 3 -9. 台北 1 01 大樓自衛消防編組架構                            8 4. 圖 3 -10. 台北 101 大樓有關一般狀況之防災應變作業程序           86. 圖 3 -11. 台北 101 大樓有關緊急狀況之防災應變作業程序           87. 圖 3 -12. 台北 10 1 大樓有關重大緊急狀況之防災應變作業程序     88. 圖 4 -1. 人員密度函數的特定流動率                                  95. 圖 4 -2. 高層建築的估計疏散時間                                   9 6. 圖 4 -3. W TC 大樓不同容留人數之全棟避難模擬結                   99. 5.

(7) 高層建築物人員避難之電腦模擬與驗證. 摘要關鍵詞：人員避難、高層建築物、電腦模擬、台北 1 01 大樓、美國世貿中心一、研究緣起建築物在使用期間，其使用人員能否清楚了解避難動線、走廊樓梯位置等建築設計，對於遇火災情況時，能否順利避難、成功逃生具有決定性影響。又消防法規要求 11 層以上建築物等應有消防防護計畫，據以實施避難訓練。然事實上，一般民眾對於防火避難，大多一知半解或完全陌生，而國內大樓能確實實施全棟避難訓練者又不多（大多數大樓從未實施避難演練），因此實際遇上火災時慌亂無章，增加許多危險性；此情形正是高層建築公共安全上的一大隱憂。本研究期望能應用 bu ild in E XO DUS 軟體模擬高層建築物人員避難，探討提供作為缺乏實施全棟避難訓練大樓之替補方案之可行性。然為了解模擬結果的正確性，希以國內最具代表性大樓－ 1 01 金融大樓為模擬對象，並從驗證過程中找出最適之避難有關設定參數（如容留人員組成、比例），提供廣泛大樓案例模擬時參考使用。二、研究方法與過程 (一 ) 進行國內外文獻資料之蒐集；包括避難模擬軟體、演練驗證方法、台北 1 01 金融大樓有關避難研究資料等。 ( 二 ) 針對選定之建築物（台北 1 01 金融大樓）進行實際調查，包括其空間、設施、利用形態等使用特性、實際收容人員數、屬性及例次避難演練之記錄資料，供避難評估計算之參數。必要時，配合台北 1 01 金融大樓進行避難模擬演練時機，赴現場觀察各避難節點觀察人員避難時之行為特性、避難時間與速度。 ( 三 ) 建立選定案例之空間、人員數值資料，以 b u ild in gE XO DUS 軟體模擬火災發生後人員避難情況及避難時間，結合實際演練觀察所得結果進行避難安全評估分析探討。 (四 ) 將電腦模擬評估結果與實際避難演練結果進行交叉比較分析，藉以探討避難逃生評估模式中本土適用之相關設定參數。. 6.

(8) 三、. 重要發現. (一 ) 依文獻檢討，有關高層建築物之特別安全梯寬度規定，美國 NFP A 與國際建築規範（ I B C）則因 9 11 事件修正基準值，規定超高層建築物應增設安全梯並採用較寬敞樓梯，此對人員疏散避難時間能有不錯助益 ( 縮短全動人員避難時間 ) ；該項修正 (樓高超過 1 28 m 者增加安全梯一座且寬度增加 5 0% )值得我國進一步研究參採。 (二 ) 我國現行建築技術規則未明確規範各類場所之容留人數密度，而依建築技術規則總則編第三條之四第三項規定訂定「防火避難綜合檢討報告書申請認可要點」，在其中有關避難計畫之避難人數一節，規定了各類組建築物之使用人數密度。其中對於辦公室使用人數所採用基準值 (0 .3 人 / m 2 )比起美國所用者 (約 0 . 1 1 人 /m 2 ) 還高出 2 倍，故如在相同建築物、相同安全梯內進行避難，勢必對於避難時樓梯間之人員擁擠現象產生加成效應，且造成避難時間延長，因此前項增加安全梯寬度規定有利於改善此情形。 (三 ) 歐美國家重視之直通樓梯疏離度 ( 平面配置距離 ) ，在我國法規中類似於至兩座直通樓梯之步行路徑 (距離 )重複部份，就高層建築物而言，最大重複距離應為 2 0m。另依我國消防法規，高層建築物均有要求設置自動撒水設備，故此距離相較於美國規定還算稍微嚴格。 (四 ) 高樓（超高層建築）之人員避難安全，須依賴大樓的防火避難設施、避難管理作為及避難人員的行為等是否合宜而定。大樓的防火避難設施依照法規設計施工，可提供一個安全的避難路徑環境，而避難管理作為須靠消防防護計畫或營運防災計畫有關人員組織、處置措施加以實現，並期望避難人員的行為能夠依循預定計畫正常順利。 ( 五 ) 本案所使用電腦避難模擬（ b u ild in gE XO DUS ）前提條件係在安全的避難路徑環境中進行，避難人員的行為係依照指定方式（亦即避難管理作為運作順利），故模擬避難時間較實際災例情況所需時間還短少，雖非真實災情之避難時間，然在應用上可提供不. 7.

(9) 高層建築物人員避難之電腦模擬與驗證. 同情境狀況之比較，亦可供加強消防防護計畫之參考依據。 (六 ) 依台北 1 01 大樓全棟避難模擬結果 ( 情境一至情境六 )，在沒有妥善之避難規劃時，避難人員無法得知另一樓梯使用之狀況，而發生樓梯內或出口處局部擁擠之現象；倘指定避難目標出口的情形下，兩者時間相差約 2 2 ~3 0 分鐘 ( 後者避難時間可縮減約達 26 ~31 % ) 。此可供高層建築物規劃人員避難逃生計畫時參考，例如一旦發生須全棟避難事故時，防災中心可透過廣播指揮不同樓層人員經由指定樓梯向下疏散避難。 (七 ) 依台北 1 01 大樓高樓層段 (84 ~8 9 F)避難模擬結果 ( 情境七、八 ) ，避難至中樓層段之轉換層或設備層 (含安全避難室 )，在時間上可節省約 1 1 7% 。由此可知，如超高層大樓設置中間避難層，在大樓遭遇火災時，能夠迅速提供一個安全無虞的避難空間，可縮減人員避難恐慌心理的時間，亦可節省人員體力上的負荷。 (八 ) 依台北 1 01 大樓中樓層段 (61 ~6 8 F)避難模擬結果 ( 情境九 ~十一 ) ，避難至起火層之直下 3 層 (階段避難方式 )在避難時間上最短，其次為避難至轉換層或設備層。由此可知，如大樓發生之火災災情不嚴重的話 (如僅僅是小火警 )，在相當短時間內即可疏散附近樓層 (4 ~8 個樓層 ) 人群，且不會干擾影響到其他樓層，採用此法應是大樓營運管理中不錯之緊急應變措施。四、. 主要建議事項. 建議一近期建議：落實超高層建築物中間層避難空間設置有關規定。主辦機關：內政部營建署協辦機關：內政部建築研究所依目前高樓疏散避難機制來看，增設「中間避難層」對提昇建築物避難逃生安全應具有正面效應，可以縮短垂直避難距離，有效縮減避難時間，在短時間內提供一處人員可到達之安全空間，改善樓梯內. 8.

(10) 避難人群擁擠情形，且減緩人員避難時恐慌心理、節省人員體力等。另分析其在建築毀損情況下提供人群疏散的能力，其可行性亦獲肯定。對於新建超高層建築物，如要求增設「中間避難層」，將可大幅提高其緊急應變能力。. 建議二近期建議：消防防護計畫中有關人員避難演練應用電腦模擬預做評估。主辦機關：內政部消防署協辦機關：內政部建築研究所綜合本研究及國內其他文獻探討，消防防護計畫中有關人員避難演練，確實對於火災等事故之人員緊急應變及避難計畫具有重要影響。從電腦模擬可以協助調整修正避難計畫，如避難路徑之引導 ( 藉由緊急廣播 ) 及安全梯指定、疏散樓層數、階段避難或全棟避難之最佳時機 …等。未來消防機關對於高層或超高層建築之消防避難演練，可以考慮應用電腦模擬預做評估，可提供科學性建議，而減少嘗試錯誤方式的演練。. 建議三中期建議：應用火災模擬加避難模擬之同步複合模式進行模擬。主辦機關：內政部建築研究所協辦機關：內政部營建署考慮真實火災避難中可能會有不利安全的避難路徑環境的情形，為能更加準確模擬火場情境對人員避難之影響，可以使用火災模擬加上避難模擬之同步複合模式進行模擬，如 FDS ＋ E va c 軟體（ NI ST 與 VTT 合作開發），建議未來後續研究可以進行比較分析。. 9.

(11) 高層建築物人員避難之電腦模擬與驗證. ABSTRACT Keywords ： Occupant evacuation, High-rise building, Computer simulation, Taipei 101 Tower Building, World Trade Center (WTC) In this study, the computer simulation software, buildingEXODUS was applied and expected to simulate the occupant behaviors during evacuation in high-rise building to explore the feasibility that the simulation provides as an alternative for the practice of fire drill of building. To investigate if the result is correct, the best model building in Taiwan—Taipei 101 Tower Building was selected for studying. In the process of validation the optimal parameters relating to evacuation, e.g. the composition of occupant and its ratio were chosen to provide for reference of the general building cases. There were several findings can be summarized as follows: 1. Based on the literature review, the approved proposals of IBC on an additional (third) stairway and an increase of 50% in the width of exit stairway are recommended to adopt in Taiwan. 2. Application of elevator for evacuation in case of emergency was one of alternative solution for tall building; however the application manner should be required in regulations and codes of practice. 3. The Fire Safety Management Scheme of tall building should be completely carried out for ensure the life safety of fully-occupied building. 4. The occupant evacuation safety in high (or ultra-high-)-rise building is dependent on the egress facilities, management manner, and the behavior of occupant. In this study, the conditions for simulation were based on the assumption that people move in the safe stairway in an assigned manner, therefore the simulated evacuation time is less than the accurate time in real fire accident. However the simulated evacuation time is useful for comparison between different conditions, and also can be provided for reference of fire protection plan. 5. According to the total evacuation simulations (scenario 1-6), the cases that assigning the exit showed the less evacuation time by 22-30 min. This also indicate that in the case of disaster needed to evacuate the total occupant,. 10.

(12) the fire commend center could guide the evacuation through the assignment of exit. 6. According to the evacuation simulations that the occupant moved from high storey (scenario 7-8), the middle safe refuge floor can swiftly provide the evacuation safety zone. It not only reduce the people to suffer the scare while evacuation, but also save the loading of physical capacity. 7. According to the evacuation simulations that the occupant moved from middle storey (scenario 9-11), the phase evacuation showed an efficient strategy to quickly remove occupants. It can be used as an emergent management measure in operation management of high-rise building.. 11.

(13) 高層建築物人員避難之電腦模擬與驗證. 第一章第一節. 緒. 論. 研究緣起與目的. 壹、研究緣起背景國內都市地區高樓林立，近些年來高層住宅、辦公大樓再揚起興建風潮，雖然國內對於高層建築物之建築、消防等設計規定向來嚴格，加上自 93 年建築法規規定對於超過 25 層高樓要求提具防火避難綜合檢討計畫書、評定書，並經中央主管機關認可，國內高層建築物之防火避難安全應無問題。然而建築物在使用期間，其使用人員能否清楚了解避難動線、走廊樓梯位置等建築設計，對於遇火災情況時，能否順利避難、成功逃生具有決定性影響。又消防法規要求 11 層以上建築物等應有消防防護計畫，據以實施避難訓練。然事實上，一般民眾對於防火避難，大多一知半解或完全陌生，而國內大樓能確實實施全棟避難訓練者又不多（大多數大樓從未實施避難演練），因此實際遇上火災時慌亂無章，增加許多危險性；此情形正是高層建築公共安全上的一大隱憂。上年度研究「美國世貿中心中心事件避難行為影響因子探討與應用」，瞭解到人員避難模擬軟體應用於建築火災避難安全評估已有相當時日，美國 NI S T 曾使用如 S im u le x、 bu ild in g E X O D U S、 E X I T 8 9 、 EL VA C 等軟體工具進行 W TC 雙塔之人員避難模擬，包括 5 次全員全棟避難及 1 次階段避難之模擬。從結果中可知 E XO DUS 模擬對於不論人數、樓層數多寡之情境條件之適用性較優；另依 NI ST 報告，指出分階段避難（ ph a se d e va cu at ion ）比起全員全棟避難（ f ull bu ild in g e va cua t ion ），更能快速移動處於最危險之容留人員至相對安全地點。綜上所述，本研究期望能應用 b u ild in E XO DUS 軟體模擬高層建築物人員避難，探討提供作為缺乏實施全棟避難訓練大樓之替補方案之可行性。然為了解模擬結果的正確性，希以國內最具代表性大樓 -1 01 金融大樓為模擬對象，並從驗證過程中找出最適之避難有關設定參數（如容留人員組成、比例），提供廣泛大樓案例模擬時參考使用。. 12.

(14) 貳、研究目的本研究目的包括： 1 . 完成國內超高層建築物（台北 1 0 1 金融大樓）實際避難演練結果之模擬分析，並據以研提適宜之避難參數設定值。 2. 驗證電腦避難模擬應用作為高層建築物防火管理機制有關避難演練項目替補方案之可行性。 3. 提供高層建築物改善防火避難設施或人員避難計畫之性能設計評估工具。 4 . 驗證國內建築防火避難性能綜合檢討設計 (Ro ut e B ) 所用避難設計有關數據是否合理。. 第二節研究方法與步驟本研究方法與步驟包括： 1. 進行國內外文獻資料之蒐集；包括避難模擬軟體、演練驗證方法、台北 101 金融大樓有關避難研究資料等。 2 . 針對選定之建築物（台北 1 0 1 金融大樓）進行實際調查，包括其空間、設施、利用形態等使用特性、實際收容人員數、屬性及例次避難演練之記錄資料，供避難評估計算之參數。必要時，配合台北 101 金融大樓進行避難模擬演練時機，赴現場觀察各避難節點觀察人員避難時之行為特性、避難時間與速度。 3 . 建立選定案例之空間、人員數值資料，以 b u ild in gE XO DUS 軟體模擬火災發生後人員避難情況及避難時間，結合實際演練觀察所得結果進行避難安全評估分析探討。 4 . 將電腦模擬評估結果與實際避難演練結果進行交叉比較分析，藉以探討避難逃生評估模式中本土適用之相關設定參數。. 第三節研究範圍與限制壹、研究範圍本研究所指高層建築物係依建築技術規則「第十二章高層建築. 13.

(15) 高層建築物人員避難之電腦模擬與驗證. 物」有關定義，亦即高度在 50 公尺或樓層在 16 層以上之建築物。至於文中提及超高層建築物，係參酌前揭規則總則編第三條之四，有關「應檢具防火避難綜合檢討報告書及評定書，或建築物防火避難性能設計計畫書及評定書」之建築物包括高度達 2 5 層或 9 0 公尺以上之高層建築物；是以一般所稱超高層建築物即以此標準予以認定。另外，本研究係以台北 101 大樓為主要研究對象，雖然該大樓係由塔樓及裙樓所構成，然本研究目的為高層建築物之避難課題探討，故僅針對塔樓加以研究，且不包含地下層部分。貳、研究限制本研究對象以台北 10 1 大樓為例，該大樓各樓層使用用途、容留人員數，乃至緊急應變、消防自衛編組等計畫內容，均以至 97 年 10 月份為止之資料為準，日後如有修正，亦屬於正常。本研究之避難模擬係採用國際知名軟體 b u ild in gE XO DUS 進行模擬分析，然受限於版本 (並非最新版本 )，或許模擬結果可能有些差異。另外，對於所需輸入之人員特性，係依據台北 1 01 大樓管理單位提供之調查結果 (僅為大概之調查資料 )，此外避難影響參數等相關數據，係採用軟體預設質或在合理範圍內自行假設。. 14.

(16) 第二章文獻探討第一節. 國內外法規. 壹、我國高層建築規定一、高層建築物之定義民國 7 9 年本所（籌備處）曾召開「中日高層建築技術準則與管理制度研討會」中，各分組對超高層建物的定義不同；（ 1）在建築規劃設計組中指出：高層建築物指 3 6 公尺以上，6 0 公尺以下之建築物；（ 2 ）建築結構組則指出：基面以高度 50 至 75 公尺以上之建築物為超高層建築物，但卻未指出超高層建築物的建議高度；（ 3）建築設備組則未針對超高層建築物加以定義；（ 4）消防防災組則認為樓層在 11 層以上或簷高 31 公尺以上之建築物為高層建築物；樓層在 2 5 層以上或簷高 90 公尺以上之建築物為超高層建築物，可見以結構組、規劃設計組、設備組、防災組等不同立場對高層建築物會有不同的定義。民國 9 2 年 1 0 月 1 4 日「建築技術規則」建築設計施工編修正實行之第 1 2 章高層建築物專章內明定高層建築物係指高度在 50 公尺或樓層在 16 層以上之建築物，但並未對超高層建築物有所定義，僅要求建築高度達 2 5 層或 90 公尺以上者，其防災中心應具備防災、警報、通報、滅火、消防及其他必要之監控系統設備。以臺灣地區為例，至民國 9 4 年底為止，已有 2 , 64 6 棟建築物達到建築技術規則所規定高度達 16 層或 50 公尺以上之高層建築物 ;其中臺北 101 金融大樓（地上 1 0 1 層、高度達 50 8 公尺，曾為世界第一高樓）、高雄市 8 5 東帝士大樓（地上 8 5 層、高度達 3 48 公尺）、長谷建設大樓（地上 5 0 層）等，或是將於民國 102 年完工之臺北雙子星大樓，均為著名之超高層建築物。. 15.

(17) 高層建築物人員避難之電腦模擬與驗證. 二、防火避難之相關法規政府為保障人民之生命財產安全，對於高層建築在都市計畫法、建築法與消防法內均有訂定相關法規。下表為高層建築物防火避難之相關法規之彙整，如表 2 -1 所示。. 16.

(18) 表 2-1 法規名稱母法都市計畫法. 高層建築物防火避難之相關法規一覽表. 規定項目. 法規條文內容概要. 相關子法 1.台北市 G2 類之政府機關允許使用設置於商一、商二、商三、商四、住四分區；附條件允許使用設置於住一、住二、住三、住三之一分區. 台北市土地使土地使用分用分區管制規. 2.台北市 G2 類之一般辦公室允許使用設置於商一、商二、商三、商四分區；附條件允許使用設置於住三、住三之一、住四分區區管制. 則第 6~24 條. 3.台北市 G2 類之事務所允許使用設置於商一、商二、商三、商四分區；附條件允許使用設置於住二、住三、住三之一、住四分區建築物應依核定之使用類組使用，其有變更使用類組或有第九條建造行為以外主要構造、防火區劃、防火避難設施、消防設備、停車空間及其他與原. 建築法本法第 73 條使用管制本法第 77-2 條. 核定使用不合之變更者，應申請變更使用執照。但建築物在一定規模以下之使用變更，不在此限。建築物室內裝修不得妨害或破壞防火避難設施、消防設備、防火區劃及主要構造。. 建築技術規則第 3 章(96.5.3) 防火構造建建築設計施工築物主要構編第 70 條. 造部分之防. 自頂層起算不超過四層之各樓層，主要構造之柱、樑、承重牆壁、樓地板之防火時效均為 1 小時；自頂層起算超過第四層至第十四層之各樓層，柱、樑、樓地板之防火時效為 2 小時，承重牆壁為 1 小時；自頂層起算第十五層以上之各樓層，柱、樑之防火時效均為 3 小時，承重牆壁、樓地板為 2 小時。不論樓高，屋頂之防火時效均為半小時。. 火時效防火構造建. 防火構造建築物總樓地板面積在一、五○○ 平方公尺以上者，應按每一、五○○ 平方公尺，以具有一小時以上防火時效之牆壁、防火門窗等防火設備與. 築物之面積. 該處防火構造之樓地板區劃分隔。防火設備並應具有一小時以上之阻熱性。應予區劃範圍內，如備有效自動滅火設備者，得免計算其有效範圍樓地面. 防火區劃. 板面積之二分之一(即防火區劃面積得加倍)。. 建築設計施工編第 79 條防火構造建築物內之挑空部分、電扶梯間、安全梯之樓梯間、昇降機道、垂直貫穿樓板之管道間及其他類似部分，應以具有一小時以上防火時效之牆防火構造建. 壁、防火門窗等防火設備與該處防火構造之樓地板形成區劃分隔。昇降機道裝設之防火設備應具有遮煙性能。管道間之維修門並應具有一小時以上防. 築物之垂直. 火時效及遮煙性能。前項昇降機道前設有昇降機間且併同區劃者，昇降機間出入口裝設具有遮煙性能之防火設備時，昇降機道出入口得免受應裝設具. 防火區劃. 遮煙性能防火設備之限制；昇降機間出入口裝設之門非防火設備但開啟後能自動關閉且具有遮煙性能時，昇降機道出入口之防火設備得免受應具遮煙. 建築設計施工編第 79 條之 2 性能之限制。（斜體:施行日期另定）建築設計施工防火構造建. 防火構造建築物之樓地板應為連續完整面，並應突出建築物外牆五十公分以上。但與樓板交接處之外牆面高度有九十公分以上，且該外牆構造具有與. 17.

(19) 高層建築物人員避難之電腦模擬與驗證. 編第 79 條之 3 築物之層間. 樓地板同等以上防火時效者，得免突出。外牆為帷幕牆者，其牆面與樓地板交接處之構造，應依前項之規定。. 區劃(防止上層延燒) 建築物自第十一層以上部分，除依第七十九條之二規定之垂直區劃外，應依左列規定區劃：一、樓地板面積超過一○○ 平方公尺，應按每一○○ 平方公防火構造建. 尺範圍內，以具有一小時以上防火時效之牆壁、防火門窗等防火設備與各該樓層防火構造之樓地板形成區劃分隔。但建築物使用類組 H-2 組使用者，. 建築設計施工築物之十一. 區劃面積得增為二○○ 平方公尺。二、自地板面起一•二公尺以上之室內牆面及天花板均使用耐燃一級材料裝修者，得按每二○○ 平方公尺範圍內，以. 編第 83 條. 樓以上部分. 具有一小時以上防火時效之牆壁、防火門窗等防火設備與各該樓層防火構造之樓地板區劃分隔；供建築物使用類組 H-2 組使用者，區劃面積得增為四○○. 面積防火區. 平方公尺。三、室內牆面及天花板（包括底材）均以耐燃一級材料裝修者，得按每五○○ 平方公尺範圍內，以具有一小時以上防火時效之牆壁、防火門. 劃. 窗等防火設備與各該樓層防火構造之樓地板區劃分隔。四、前三款區劃範圍內，如備有效自動滅火設備者得免計算其有效範圍樓地面板面積之二分之一(即防火區劃面積得加倍)。五、第一款至第三款之防火門窗等防火設備應具有一小時以上之阻熱性。. 18.

(20) 表 2-1 建築設計施工貫穿防火區編第 85 條. 高層建築物防火避難之相關法規一覽表（續）. 貫穿防火區劃牆壁或樓地板之風管，應在貫穿部位任一側之風管內裝設防火閘門或閘板，其與貫穿部位合成之構造，並應具有一小時以上之防火時效。貫穿防火區劃牆壁或樓地板之電力管線、通訊管線及給排水管線或管線匣，與貫穿部位合成之構造，應具有一小時以上之防火時效。. 劃防火區劃牆. 建築設計施工壁之設備開. 各種電氣、給排水、消防、空調等設備開關控制箱設置於防火區劃牆壁時，應以不破壞牆壁防火時效性能之方式施作。前項設備開關控制箱嵌裝於防火區劃牆壁者，該牆壁仍應具有一小時以上防火時效。. 編第 85 條之 1 關控制箱. 建築設計施工分戶牆及分編第 86 條. 間牆構造. 建築設計施工內部裝修材編第 88 條. 料. 分戶牆及分間牆構造依左列規定：一、連棟式或集合住宅之分戶牆，應以具有一小時以上防火時效之牆壁及防火門窗等防火設備與該處之樓板或屋頂形成區劃分隔。二、建築物使用類組為 A 類、D 類、B-1 組、B-2 組、B-4 組、F-1 組、H-1 組、總樓地板面積為三○○ 平方公尺以上之 B-3 組及各級政府機關建築物，其各防火區劃內之分間牆應以不燃材料建造。但其分間牆上之門窗，不在此限。三、建築物使用類組為 B-3 組之廚房，應以具有一小時以上防火時效之牆壁及防火門窗等防火設備與該樓層之樓地板形成區劃，其天花板及牆面之裝修材料以耐燃一級材料為限，並依建築設備編第五章第三節規定。Ｇ類(辦公、服務類) 如為居室，內部裝修材料須為耐燃三級以上，通達地面之走廊及樓梯者，須為耐燃二級。十一層以上部分，每二○○ 平方公尺以內有防火區劃之部分，如為居室，內部裝修材料須為耐燃二級以上，通達地面之走廊及樓梯者，須為耐燃一級。每五○○ 平方公尺以內有防火區劃之部分，居室及通達地面之走廊及樓梯部份，內部裝修材料須為耐燃一級。如裝設自動滅火設備者，所列面積得加倍計算之。. 建築技術規則第 4 章(96.5.3) 建築設計施工避難層之出. 辦公類型建築物其直通樓梯應在避難層之適當位置，開設二處以上不同方向之出入口；每處寬度不得小於一•二公尺。其中至少一處應直接通向道路，. 編第 90 條. 其他各處可開向寬一•五公尺以上之通路，通路淨高不得小於三公尺，並應接通道路。. 入口. 建築設計施工避難層以外避難層以外之樓層，通達供避難使用之走道或直通樓梯間，其出入口不得小於一•二公尺，並應裝設具有一小時以上防火時效之防火門。編第 91 條. 樓層出入口. 建築設計施工走廊構造. 走廊寬度依用途、配置，至少一•二○公尺以上。各層連接直通樓梯之走廊牆壁及樓地板應具有一小時以上防火時效，並以耐燃一級材料裝修為限。. 編第 92 條建築設計施工直通樓梯步. 辦公類型建築物自避難層以外之各樓層均應設置一座以上之直通樓梯 (包括坡道) 通達避難層或地面，樓梯位置應設於明顯處所。自樓面居室之任一點. 編第 93 條. 至樓梯口之步行距離 (即隔間後之可行距離非直線距離) 依規定為 40 公尺（十五層以上建築物）。. 行距離. 建築設計施工屋外出入口避難層自樓梯口至屋外出入口之步行距離不得超過三十公尺。編第 94 條. 步行距離. 建築設計施工二座以上之. 八層以上之建築物，應自各該層設置二座以上之直通樓梯達避難層或地面。辦公類型建築物樓地板面積在避難層直上層超過四百平方公尺，其他任一. 19.

(21) 高層建築物人員避難之電腦模擬與驗證. 編第 95 條. 直通樓梯. 層超過二百四十平方公尺者，應自各該層設置二座以上之直通樓梯達避難層或地面。安全梯之構造，依左列規定：一、室內安全梯之構造：(一)安全梯間四周牆壁除外牆依前章規定外，應具有一小時以上防火時效，天花板及牆面之裝修材料並以耐燃一級材料為限。. 建築設計施工安全梯之構編第 97 條. 造. (二)進入安全梯之出入口，應裝設具有一小時以上防火時效且具有半小時以上阻熱性且具有遮煙性能之防火門，並不得設置門檻；其寬度不得小於九十公分。（斜體:施行日期另定）(三)安全梯間應設有緊急電源之照明設備，其開設採光用之向外窗戶或開口者，應與同幢建築物之其他窗戶或開口相距九十公分以上。. 20.

(22) 表 2-1. 建築設計施工安全梯之構編第 97 條. 造. 高層建築物防火避難之相關法規一覽表（續）. 二、戶外安全梯之構造：(一)安全梯間四週之牆壁除外牆依前章規定外，應具有一小時以上之防火時效。(二)安全梯與建築物任一開口間之距離，除至安全梯之防火門外，不得小於二公尺。但開口面積在一平方公尺以內，並裝置具有半小時以上之防火時效之防火設備者，不在此限。(三)出入口應裝設具有一小時以上防火時效且具有半小時以上阻熱性之防火門，並不得設置門檻，其寬度不得小於九十公分。但以室外走廊連接安全梯者，其出入口得免裝設防火門。(四)對外開口面積（非屬開設窗戶部分）應在二平方公尺以上。三、特別安全梯之構造：(一)樓梯間及排煙室之四週牆壁除外牆依前章規定外，應具有一小時以上防火時效，其天花板及牆面之裝修，應為耐燃一級材料。管道間之維修孔，並不得開向樓梯間。(二)樓梯間及排煙室，應設有緊急電源之照明設備。其開設採光用固定窗戶或在陽臺外牆開設之開口，除開口面積在一平方公尺以內並裝置具有半小時以上之防火時效之防火設備者，應與其他開口相距九十公分以上。(三)自室內通陽臺或進入排煙室之出入口，應裝設具有一小時以上防火時效及半小時以上阻熱性之防火門，自陽臺或排煙室進入樓梯間之出入口應裝設具有半小時以上防火時效之防火門。(四)樓梯間與排煙室或陽臺之間所開設之窗戶應為固定窗。(五)建築物達十五層以上或地下層三層以下者，各樓層之特別安全梯，如供建築物使用類組 A-1、B-1、B-2、B-3、D-1 或 D-2 組使用者，其樓梯間與排煙室或樓梯間與陽臺之面積，不得小於各該層居室樓地板面積百分之五；如供其他使用，不得小於各該層居室樓地板面積百分之三。安全梯之樓梯間於避難層之出入口，應裝設具一小時防火時效之防火門。建築物各棟設置之安全梯，應至少有一座於各樓層僅設一處出入口且不得直接連接居室。. 建築設計施工緊急用昇降. 建築物高度超過十層樓以上部分之最大一層樓地板面積，在一、五○ ○平方公尺以下者，至少應設置一座：超過一、五○○平方公尺時，每達三、○○○. 編第 106 條. 平方公尺，增設一座。超過十層樓之各層樓地板面積之和未達五○○ 平方公尺者不受限制。. 機設置標準. 緊急用昇降機之構造應依下列規定：. 建築法. 一、機間：(一) 除避難層外應能連通每一樓層之任何部分。 (二) 四周應為防火牆及防火樓板構造，其天花極及牆面裝修，應使用不燃材料，其出入口應為甲種防火門，防火門應向避難方向開啟。(三) 應設置排煙設備。(四) 應有緊急電源之照明設備並設置消防栓、出水口、緊急電源插座等消防設備。 (五) 每座昇降機占樓地板面積不得小於十平方公尺。(六) 應於明顯處所標示昇降機之活載重及最大容許乘座人數，避難層之避難方向、通道等有關避難事項，並應有可照明此等標示及緊急電源之標示燈。緊急用昇降建築設計施工. 二、機間在避難層之位置，自昇降機出口或昇降機間之出入口至通往戶外出入口之步行距離不得大於三十公尺。戶外出入口並應臨接寬四公尺以上之機之構造規. 編第 107 條. 道路或通道。定三、機道應每二部昇降機以防火牆隔開。但川堂部分及連接機械間之鋼索、電線等周圍，不在此限。四、應有能使設於各層及機廂之昇降控制裝置暫時停止作用，並將機廂呼返避難層或其直上層、下層之特別呼返裝置，並裝置於避難層或其直上層或直下層等川堂內，或該大樓之集中管理室內。五、應設有連絡機廂與管理室間之電話系統裝置。六、應設有使機廂門維持開啟狀態仍能昇降之裝置。. 21.

(23) 高層建築物人員避難之電腦模擬與驗證. 七、應設置緊急電源或戶外供電接頭。八、昇降速度不得小於每分鐘六十公尺。. 22.

(24) 表 2-1. 高層建築物防火避難之相關法規一覽表（續）. 建築技術規則第 12 章 (96.5.3). 建築法. 建築設計施工名詞定義. 高層建築物，係指高度在五十公尺或樓層在十六層以上之建築物。. 編第 227 條高層建築物應設置二座以上之特別安全梯並應符合二方向避難原則。二座特別安全梯應在不同平面位置，其排煙室並不得共用。高層建築物連接特別建築設計施工兩方向避難安全梯間之走廊應以具有一小時以上防火時效之牆壁、防火門窗等防火設備及該樓層防火構造之樓地板自成一個獨立之防火區劃。高層建築物之直通編第 241 條. 原則樓梯，均應為特別安全梯，且通達地面以上樓層與通達地面以下樓層之梯間不得直通。高層建築物昇降機道併同昇降機間應以具有一小時以上防火時效之牆壁、防火門窗等防火設備及該處防火構造之樓地板自成一個獨立之防火區劃。昇. 建築設計施工防火區劃. 降機間出入口裝設之防火設備應具有遮煙性能。連接昇降機間之走廊，應以具有一小時以上防火時效之牆壁、防火門窗等防火設備及該層防火構造之. 編第 242 條樓地板自成一個獨立之防火區劃。（斜體:施行日期另定）燃氣設備. 高層建築物地板面高度在五十公尺或樓層在十六層以上部分，除住宅、餐廳等係建築物機能之必要時外，不得使用燃氣設備。高層建築物設有燃氣設備時，應將燃氣設備集中設置，並設置瓦斯漏氣自動警報設備，且與其他部分應以具一小時以上防火時效之牆壁、防火門窗等防火設備及該層防火構造之樓地板予以區劃分隔。. 緊急昇降機. 高層建築物地板面高度在五十公尺以上或十六層以上之樓層應設置緊急昇降機間，緊急用昇降機載重能力應達十七人（一千一百五十公斤）以上，其速度不得小於每分鐘六十公尺，且自避難層至最上層應在一分鐘內抵達為限。. 配管管材. 高層建築物各種配管管材均應以不燃材料製成，或使用具有同等效能之防火措施，其貫穿防火區劃之孔隙應使用防火材料填滿或設置防火閘門。. 設備材質. 設置於高層建築物屋頂上或中間設備層之機械設備主要部分構材應為不燃材料製成。. 建築設計施工編第 243 條建築設計施工編第 244 條建築設計施工編第 247 條建築設計施工編第 248 條建築設計施工電線電纜配. 高層建築物之防災設備所用強弱電之電線電纜應採用強電三十分鐘、弱電十五分鐘以上防火時效之配線方式。編第 255 條. 線方式. 建築設計施工火警自動警. 高層建築物每一樓層均應設置火警自動警報設備，其十一層以上之樓層以設置偵煙型探測器為原則。高層建築物之各層均應設置自動撒水設備。但已. 編第 257 條. 設有其他自動滅火設備者，其於有效防護範圍，內得免設置。. 報設備. 23.

(25) 高層建築物人員避難之電腦模擬與驗證. 建築設計施工. 高層建築物火警警鈴之設置，其嗚動應依下列規定：一、起火層為地上二層以上時，限該樓層與其上兩層及其下一層嗚動。二、起火層為地面層時，警鈴鳴動. 編第 258 條. 限該樓層與其上一層及地下層各層嗚動。三、起火層為地下層時，限地面層及地下層嗚動。. 建築設計施工. 高層建築物應設置防災中心，並以具二小時以上防火時效之防火牆、防火樓板及甲種防火門予以區劃分隔。防災中心應設於避難層或其直上層或直下防災中心. 編第 259 條. 層。高層建築物各種防災設備，其顯示裝置及控制應設於防災中心。. 防火避難綜合. 依建築技術規則總則編第三條之四第三項規定訂定，由申請人備具申請書、防火避難綜合檢討報告書及防火避難綜合評定書，向中央主管建築機關申避難計畫之. 檢討報告書申. 請辦理。評定書應由申請人檢具防火避難綜合檢討報告書向中央主管建築機關指定之機關（構）、學校或團體辦理。避難計畫之避難人數，依下計算：避難人數(容. 請認可要點留人員密度) (94.10.14). 24. B-4 旅館：客房區，住房人數×1.1，餐廳 0.75（人/m2），宴會廳 1.00（人/m2），會議廳：固定席位部分，以實際席位數計。無固定席位者 0.75~1.45 （人/m2），站席 2.00（人/m2）。G-2 辦公場所：辦公區 0.30（人/m2），會議室 0.60（人/m2）。H-2 住宅：0.08（人/m2）。.

(26) 表 2-1 消防法本法第 9 條. 高層建築物防火避難之相關法規一覽表（續）. 消防設備定高層辦公建築應設置消防安全設備場所，消防安全設備之定期檢修，其管理權人應委託中央主管機關審查合格之專業機構辦理。期檢修總樓地板面積在五百平方公尺以上，其員工在三十人以上之工廠或機關 (構) ，需提報消防防護計畫。消防防護計畫應包括下列事項：一、自衛消防編組：員工在十人以上者，至少編組滅火班、通報班及避難引導班；員工在五十人以上者，應增編安全防護班及救護班。二、防火避難設施之自行檢查：. 實行細則第 15 消防防護計. 每月至少檢查一次，檢查結果遇有缺失，應報告管理權人立即改善。三、消防安全設備之維護管理。四、火災及其他災害發生時之滅火行動、通報聯. 條. 絡及避難引導等。五、滅火、通報及避難訓練之實施；每半年至少應舉辦一次，每次不得少於四小時，並應事先通報當地消防機關。六、防災應變之. 畫. 教育訓練。七、用火、用電之監督管理。八、防止縱火措施。九、場所之位置圖、逃生避難圖及平面圖。一○、其他防災應變上之必要事項。遇有增建、改建、修建、室內裝修施工時，應另定消防防護計畫，以監督施工單位用火、用電情形。各類場所消防安全設備設置標準(96.11.01) 場所用途分第 12 條. 辦公室屬於乙類第六款場所類收容人員之. 第 157 條. 從業員工數與供從業員以外者所使用部分之樓地板面積和除三平方公尺所得之數，合計之。計算避難器具免. 辦公建築符合下列規定者： (一) 主要構造為防火構造。 (二) 設有二座以上安全梯，且該樓層各部分均有二個以上不同避難逃生路徑能通達安全梯。. 設條件. 除應符合前款規定外，且設有自動撒水設備或內部裝修符合建築技術規則設計施工篇第八十八條規定者，其應設之避難器具得免設。. 第 159 條. 第 189 條. 特別安全梯或緊急昇附機間之排煙設備. 特別安全梯或緊急昇降機間排煙室之排煙設備，依下列規定選擇設置：一、設置直接面向戶外之窗戶時，應符合下列規定：(一)在排煙時窗戶與煙接觸部分使用不燃材料。(二)窗戶有效開口面積位於天花板高度二分之一以上之範圍內。(三)窗戶之有效開口面積在二平方公尺以上。但特別安全梯排煙室與緊急昇降機間兼用時（以下簡稱兼用），應在三平方公尺以上。(四) 前目平時關閉之窗戶設手動開關裝置，其操作部分設於距離樓地板面八十公分以上一百五十公分以下之牆面，並標示簡易之操作方式。二、設置排煙、進風風管時，應符合下列規定：(一)排煙設備之排煙口、排煙風管、進風口、進風風管及其他與煙接觸部分應使用不燃材料。(二)排煙、進風風管貫穿防火區劃時，應在貫穿處設防火閘門，該閘門應符合排煙設備用閘門認可基準之規定；該風管與貫穿部位合成之構造應具所貫穿構造之防火時效；其跨樓層設置時，立管應置於防火區劃之管道間。但設置之風管具防火性能並經中央消防主管機關認可，該風管與貫穿部位合成之構造具 25 所貫穿構造之防火時效者，不在此限。(三)排煙口位於天花板高度二分之一以上之範圍內，與直接連通戶外之排煙風管連接，該風管並連接排煙機。進風口位於天花板高度二分之一以下之範圍內；其直接面向戶外，開口面積在一平方公尺（兼用時，為一點五平方公尺）以上；或與直接連通戶外之進.

(27) 高層建築物人員避難之電腦模擬與驗證. 風風管連接，該風管並連接進風機。(四)排煙機、進風機之排煙量、進風量在每秒四立方公尺（兼用時，每秒六立方公尺）以上，且可隨排煙口、進風口開啟而自動啟動。(五)進風口、排煙口依前款第四目設手動開關裝置及探測器連動自動開關裝置；除以該等裝置或遠隔操作開關裝置開啟外，平時保持關閉狀態，開口葉片之構造應不受開啟時所生氣流之影響而關閉。(六)排煙口、進風口、排煙機及進風機連接緊急電源，其供電容量應供其有效動作三十分鐘以上。免設排煙設第 190 條備. 26. 集合住宅及建築物在第十一層以上之各樓層、地下層或地下建築物（地下層或地下建築物之甲類場所除外），樓地板面積每一百平方公尺以下，以具一小時以上防火時效之牆壁、防火門窗等防火設備及各該樓層防火構造之樓地板形成區劃間隔，且天花板及室內牆面，以耐燃一級材料裝修者。.

(28) 貳、美國建築規範為便於說明，謹參考引用上年度研究報告有關美國世貿中心大樓為例相關規定。一、避難規定 (一 )國際建築規範 (IBC) 2000 年國際建築規範的第 10 章要求每人 9.29m 2 ( 初估面積 100 ft 2 )，得出象徵性的人員樓層負載為每樓層 429人。會需要至少兩個樓梯間 ( 對人員負載超過 500 人者 [ 表 105.2.1]) ，每個大小均等。由於 WTC1和 W TC2為全面撒水保護，該規範（表 1003.2.3）要求至少每人 0.005m(每人 0.2英吋 )，總樓梯間寬度總計為 2.2m(87英吋 )，或等於兩座 1.1m(44英吋 )的樓梯間。 WTC 1的第 106與 107層和 W TC 2的第 107層每個的人員負載都超過 1,000 人，會需要四個樓梯間來服務每個樓層以維持合於該等級，因為在逃生動線上的樓梯間數量不可減少。此外，樓板系統會要求至少有兩小時的防火等級。若在第 106和 107樓建有避難區域 (每個區域至少有一個樓梯間 )，則 IBC會要求 4座 1.1m(44英吋 )的樓梯間。第 1003.3.1 節要求每個樓梯間有一個至少寬 0.8m(32 英吋 )的門。第 1004.2.2.1節要求對於全面撒水保護的建築物，其樓梯間的門間的距離不可少於建築物或所服務的面積的最大整體對角線長度的 1/3(對 WTC 1和 W TC 2而言為 30m[98 ft])。 (二 )NFPA 5000 與 NFPA 101－生命安全規範每個 W TC塔的粗估面積為 3,990m 2 (42,850 ft 2 )。對於商業用途而言，該規範（表 7.3.3.1）要求每人約需 9.29m 2 （ 100 ft 2 ），得出象徵性的樓層人員負載為每層 429人。至少需要兩個樓梯間 (對人員負載低於 500 人者，每個大小均等。該規範（表 7.3.3.1 ）要求每人至少 0.0076m( 每人 0.3 英吋 ) ，總樓梯間寬度總計為 3.3m(129 英吋 ) ，若有兩個 1.65m(65 英吋 ) 樓梯間或三個大小均為 1.1m(44 英吋 ) 的樓梯間便足夠。該規範（ 7.2.1.2節）要求每個樓梯間有個至少寬 0.8m(32英吋 ). 27.

(29) 高層建築物人員避難之電腦模擬與驗證. 的門。在 W TC 1的第 106和 107層及 W TC2的第 107層，其人員負載皆超過 1,000人，會要求有 4座樓梯間來服務每個樓層 (該規範 7.4.1.2節 )。四座樓梯間會維持符合該等級，因為樓梯間的數量在逃生動線上不應減少。該規範（ 7.5.1.3 節）探討樓梯間的距離，目的為 “ 將降低在任一個火災或其它緊急狀況時有一個以上的樓梯間被堵住的可能性” 。此外，該規範（ 7.5.1.3.3 節）要求全面撒水保護的建築物，其樓梯間的門間的距離不可少於建築物或所服務的面積的最大整體對角線長度的 1/3(對 W TC 1 和 W TC 2 而言為 30m[98ft])。如先前所討論的這要求在某些樓層有符合，但並非所有樓層。二、我國與美國建築避難規定比較 (一 )樓梯數量及寬度規定比較以 W TC 辦公室大樓為例，服務區域粗估面積為 3,990m 2，該大樓承租戶多為金融、保險、商貿公司機構等，在美國建築法規歸屬於商業用途，若依我國建築法規，應為 G1 類。依我國建築技術規則設計施工編第 2 章第 7 節第 33 條規定，該建築物樓梯及平台寬度須為 1.2m 以上。另依同規則第 12 章 (高層建築物 )第 241 條規定，該建築物應設置 2 座特別安全梯。表 2-2 為我國與美國相對應規定之比較；從中可了解我國高層建築物之樓梯 (特別安全梯 )寬度介於 IBC 與 NFPA 101 及紐約市建築規範之間。 IBC 為美國一般性標準規範，但 NFPA 與紐約市建築規範則因 911 事件修正基準值，規定超高層建築物應採用較寬敞樓梯。由於高層建築物建造成本較昂貴，樓梯愈寬，"犧牲 ” 樓地板面積就等於建造成本增加，國內建築投資商往往寧可要求建築師遵守建築法規最低標準即可，並不會基於公共安全考量 (緊急情況時人員疏散避難的需要 )而有所改變。情況如要有所改變，就要修訂建築技術規則相關條文規定。美國近來建築法規審查檢討會議業討論 NIST 針對 WTC 事件所提案建議事項，預定 2009 年版的 IBC 會針對高層建築物之避難逃生. 28.

(30) 樓梯增修有關條文 :(1)對於樓高超過 128 m(420 ft)的大樓將要求增設一座避難逃生樓梯； (2)對於樓地板面積超過 1,394 m 2 (15,000 ft 2 )之新建設有撒水設備的大樓，將要求避難逃生樓梯寬度須增加 50%。表 2-2 以 WTC 大樓辦公室用途為例之國內外法規最小樓梯設計規定比較建築法規樓層平面 3,990m 2 辦公室用途建築物之樓梯數量及寬度. 台灣建築技術規則 (2007) 2座特別安全梯，每座寬度各 120 cm. NFPA 101 IBC（ 2003）（ 2003） 2座樓梯，每座寬度各 110 cm. 2座樓梯，每座寬度各 165 cm. 紐約市建築規範（ 2003） 2座樓梯，每座寬度各 198 cm. (二 )容留人數規定比較依據前述的建築物分類， IBC 與 NFPA 規範兩者會要求每個樓層 428 人的逃生容量，而 NYC 建築規範是將粗估面積扣除管道間、儲藏室與樓梯間面積後再計算最大之人員負載，所以 W TC 每個樓層人員負載的設計值為 390 人。我國內政部於 2004 年 1 月 9 日頒布台內營字第 0920091078 號令訂定「防火避難綜合檢討告書申請認可要點」，其中對於 G1 類組之避難人數基準為：辦公區 0.30（人 /m 2 ），會議室： 0.60（人 /m 2 ）。若以 W TC 辦公室大樓為例，粗估樓層面積為 3,990m 2 ，淨面積為 3,400m 2，核心空間約 1,100m 2 (以第 42 到 48 樓為例 )，則換算 W TC 每個樓層避難人數 (以辦公區計算 )分別為 1197 人 (粗估樓層面積 )、 1020 人 (淨樓層面積 )，690 人 (淨面積扣除核心空間 )（表 2-3）。由上可知，我國現行之建築規定對於辦公室避難人數所採用基準值比起美國所用者還高出許多。另一方面，避難逃生設施系統也會反映較高的人員負載。若人員負載計算是根據淨面積，需要 6.5 單位的逃生通道寬度 (每單位 60 人需 56cm【 22 英吋】寬度通道 )，即 363cm（ 143 英吋）；另若人員負載計算是根據粗估面積值時，則 W TC 1 和 W TC 2 會要求 7.5 單位的逃生寬度，即 419cm（ 165 英吋）。因此， 3 座樓梯間每座應會需要為 1.4m(56 英吋 )以上寬度，來容納較高的人員負載。我國建築技術. 29.

(31) 高層建築物人員避難之電腦模擬與驗證. 規則樓梯則依據樓地板面積規定樓梯總寬度及非避難樓層出入口總寬度。表 2-3 以 WTC 大樓辦公室用途為例之國內外法規中容留人數規定比較建築法規. 台灣建築技術規則 (2007). WTC 樓層平面 690 人辦公室用途建辦公區築物之容留避 0.30(人 /m2) 難人數. IBC(2003). NFPA 101 (2003). 紐約市建築規範 (2003). 428 人. 428 人. 390 人. (三 )樓梯疏離度規定比較 NYC 建築規範根據特定樓層的最長步行距離的一部份來計算樓梯間的最少分隔距離 (若完全有撒水保護計算以三分之一計算，若未完全有撒水保護則以二分之一計算 )，對 W TC 1 與 W TC 2 而言為 55m (180 英尺 )。IBC 及 NFPA 101 根據樓層或服務區域的最大對角線的一部份來計算樓梯間的最少分隔距離 (若完全有撒水保護計算以三分之一計算，若未完全有撒水保護則以二分之一計算 )，對 W TC 1 和 W TC 2 而言為 30m (98 英尺 )。對於樓梯疏離度規定，我國建築技術規則係以重複步行距離為計算基準；依設計施工編第 95 條規定，當樓層居室任一點至 2 座以上樓梯之步行路徑重複部分之長度不得大於本編第 93 條規定之最大容許步行距離二分之一。而第 93 條規定步行距離（即隔間後之可行距離非直線距離）依建築物用途類組分為 30、50、70m 不等。又建築物第 15 層以上之樓層步行距離規定為 20m、 40m。對 WTC 1 和 W TC 2 而言應為 40m（表 2-4）。綜上，我國法規對於樓梯疏離度規定，介於美國 NYC 建築規範及 IBC 及 NFPA 101 規範之間。表 2-4 以 WTC 大樓辦公室用途為例之國內外法規樓梯疏離度規定比較建築法規. 台灣建築技術規則 (2007). IBC(2003). WTC 樓層平面辦公室之步行 30m( 具撒水辦公室用途建距離 50m，15 設備，樓層最築物之 2 座安層以上為大對角線長度全梯分隔距離 40m。重複步之 1/3)或. 30. NFPA 101 (2003). 紐約市建築規範 (2003). 30m( 具撒水 55m(具撒水設備，樓層最設備，最長步大對角線長行距離之 1/3) 度之 1/3)或或 82m(無撒.

(32) 行距離 20m。45m( 無撒水 45m( 無撒水水設備，最長設備，樓層最設備，樓層最步行距離之大對角線長度大對角線長度 1/2) 之 1/2) 之 1/2). 31.

(33) 高層建築物人員避難之電腦模擬與驗證. 第二節火災案例分析壹、重要避難逃生經驗之災例高層大樓發生火災，往往吸引不少人的注意，尤其像美國世貿中心大樓（ W TC）因恐怖攻擊造成火災進而倒塌的事件，更是備受爭議最重要的建築事件，其中建築避難逃生扮演了關鍵角色，關係著大樓使用者從大樓逃生的能力，這並不是新的經驗，有許多教訓的經驗是來自高層建築火災案例的分析。一、 Triangle Shirtwaist 大樓火災案例在 1911年，紐約市一棟名為 Triangle Shirtwaist Building的 10層防火建築物發生大火，延燒該棟大樓的最上面三層。大火從第 8層的角落開始延燒，很快地整個樓地板包含窗子、樓梯、升降電梯就陷入一片火海。共有 145人死亡，幾乎從 1樓到 9樓均有人死亡。當大多數的人在第 9 層被燒死時，大約有 40 個人從大樓跳到下面的街道躲開火焰，同時當一扇外部的太平門燒毀時，另外又有 10人死亡。利用樓梯間的兩處消防立管，使用消防水帶來滅火，火勢在 18分鐘內便受到控制。大樓最上面 3層是完全的損毀。從火災調查使我們確認一些值得注意的問題，由於部分空間被堵塞，非防火門向內打開，受到火熱作用的鑄鐵製的太平門從牆上鬆脫下來，這些都造成逃生至樓梯間受到不少限制。因為此災例，之後建議凡是超過 18m(60英尺 )的建築物均須將逃生樓梯間提升為防火等級並加裝自動撒水設備。二、 Equitable大樓火災案例早期在紐約市有一棟建築物名為 Equitable Building，於 1912年 1 月因火害導致整棟大樓倒塌。該大樓是由 5座大樓所組成，最高的樓層為 10樓。從 1869年興建後，大樓由所謂防火的建材建造，以木材當作樓板的基礎並加上磚或瓦片組合，並以精鍊鋼鐵的工字梁當作支持，這些柱支撐主要由鑄鐵做成。起火點是在其中一棟大樓地下室，由被丟棄的火柴所引發火災，火勢很快的延燒到 2座有用磁磚包覆的升降機間以及 11座被木材包覆的小型升降機。在 45分鐘內，火已經在整個大樓的向上蔓延並且透過許多沒有任何保護地板上的開孔向下延. 32.

(34) 燒。除了一些地區，大樓完全被火災摧毀。3處大樓獨立的區域倒塌，最大倒塌的部分包括所有的樓地板到另一側大樓的地下室。大火發生時間尚未營業，在大樓較上層有 3名員工死亡，而這不幸的 3名死者可歸咎於鐵柱的倒塌。在大樓倒塌之前所有的員工依序逃出大樓，但卻有一名消防人員不幸犧牲了。逃生出口和消防人員進入都是經由地下層一直到頂層的單一樓梯，在後來的調查報告中認為這對逃生是非常不利的。建議包括對樓地板開口進行保護的必要性，走廊通道的區劃，使用金屬構材的結構，以及在辦公大樓中最有可能發生火災的地方裝設自動撒水設備。在每一層樓設有兩個相隔一段距離的樓梯，樓梯以防火門來區劃被認為是必要的。另外樓層間到樓梯的步行距離被建議在 27m(90英尺 )以內。三、帝國大廈火災案例在 1945 年，一架美國空軍 B-25 撞上紐約市的帝國大廈（ Empire State Building）導致在第 78及第 79層樓發生巨大火災，估計約有 3立方公尺 ( 800加侖 ) 的汽油從墜毀的飛機噴灑出來這樣的碰撞事故和後來引發的火災導致 14人死亡和大約 25人受傷。碰撞事故在星期六的早上，那時大樓很少人上班，而且事故現場的大部分辦公室幾乎都沒有人在裡面。有幾個在第 79 層樓的人躲在金屬和玻璃隔間的辦公室並且不久之後就被消防單位救出。根據調查報告，樓梯間在整個火災事件期間並未崩塌，因此可以提供消防人員進入，以及在較高樓層未被起始火災波及人們向外逃出。消防局藉由升降機進入第 65 層以及樓梯間 13 到 14 層旁邊。在通知最早到達的消防隊之後，大約 35 分鐘大火被熄滅。由於該建築的設計，和火災發生在一個星期六的早上，並且配合著消防隊即時救援，這樣才使大樓損壞的結果與人命的損失降至最低。在調查報告中有關大樓逃生的議題顯示 (1) 從較高樓層逃生所使用的升降機受到了限制，因為其中的一台升降機墜毀在地下層二樓，造成逃生的人們對其他的升降機產生了不信任的恐懼；(2) 了解到樓梯扶手的損害限制了他們的使用，造成墜毀的樓層及其上面的樓層的人們無法逃生； (3) 領悟到即使是防火建築物也不能排除大樓內部起火造成的損害。. 33.

(35) 高層建築物人員避難之電腦模擬與驗證. 四、紐約廣場大樓火災案例在 1970年 8月，一棟 50層的紐約廣場大樓（ One New York Plaza Building）在第 33 層和第 34 層樓遭受大火侵襲造成嚴重地損壞，並且整個大樓都籠罩在濃煙中。火舌首先在第 33 層隱藏的天花板裡被發現，並且蔓延到第 33 層西南邊的牆，而這牆內含的聚苯乙烯是來作為隔熱之用。當大火發生時大樓只有一部份被火侵襲，大部分的樓地板並未受到火害影響。大樓的使用者利用升降機或者樓梯向下逃生。濃煙的情況在大樓的很多樓層都很明顯。兩名保全員與兩個消防人員死於這場大火，並且造成 30個人員受傷。消防單位經由升降機順利地到達第 30 層並且在樓梯旁邊開始滅火。大火在 5 個小時內被控制。降低大樓內部的火載量，裝設自動撒水系統的必要性，且靠一些不易損壞的材料來保護大樓的結構，以上這些都是在該次調查後認為是重要的議題。紐約市第 5號法律 (有關高層建築大樓的防火安全 )，對該次火災以及在同時段在紐約市的其他幾場高樓火災產生很大迴響。在其他規定方面，第5 號法律要求大樓必須有防火區劃，除非該空間設有自動撒水設備。五、 Andraus大樓火災案例在 1972 年 2 月和 1974 年 2 月，兩場嚴重的高層建築火災在巴西發生，造成 200 餘人的傷亡。 1972 年 2 月，聖保羅市的一棟 31 層名為 Andraus Building的大樓發生火災，這場火災導致 16人死亡和超過 375 人受傷。火舌從第 4 樓的一間百貨公司冒出，然後由大樓的外表正面向上延燒， 25 分鐘後將近有 28個樓層都陷入火海之中。大火摧毀大樓多數的區域並且損壞建築結構。較低的七個樓層是百貨公司在使用，有四座直通樓梯與兩座升降機可供使用。大樓其他部分是作辦公室的用途，有一個 1米寬的石造螺旋樓梯與五座升降機可使用。在辦公室樓梯間的門是用內部鏤空的木材或金屬建造的。幾乎在建築物的上面 4 層，所有內部的可燃物被燃燒殆盡，大樓外表也都被火波及。據報導有一些人們使用大樓的升降機，而其他人使用單一樓梯向外逃生。一旦在第5 層的一扇開往樓梯間的門失去功能，剩下較低樓層的樓梯間無法使用，室內的人們只好往大樓屋頂逃生。大約 300 人. 34.