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地下建築空間防火設計與消防救災結合之應用研究

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Academic year: 2021

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結合之應用研究

內政部建築研究所研究報告

中 華 民 國 108 年 12 月

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結合之應用研究

計畫主持人:王榮進

協同主持人:沈子勝

研 究 員:雷明遠

蘇鴻奇

廖浩仁

陳佑任

研究助理:林佩錡、吳政桐

彭美珠

內政部建築研究所研究報告

中 華 民 國 108 年 12 月

(本報告內容與建議,純屬研究小組意見,不代表本機關意見)

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次...I次... VII要...IX 第一章 緒論... 1 第一節 研究背景 ... 1 第二節 研究目的與重要性 ... 2 第三節 研究方法與步驟 ... 4 第二章 文獻探討... 9 第一節 地下建築空間定義與用途 ... 9 第二節 地下建築空間火災特性 ... 12 第三節 地下建築空間火災災例 ... 19 第四節 小結 ... 21 第三章 前進指揮站與消防救災據點研究情形 ... 23 第一節 前進指揮站與消防救災據點的定義 ... 23 第二節 前進指揮站及消防救災據點的設定 ... 27 第三節 專家訪談 ... 28 第四節 實地現勘 ... 30 第五節 前進指揮站與消防救災據點設置條件上之相關研究 ... 34 第六節 消防搶救上必要設備相關研究 ... 59 第七節 小結與建議 ... 69 第四章 防災計畫之消防救災據點研討 ... 71 第一節 國內防災計畫 ... 71 第二節 國外防災計畫 ... 76 第三節 電腦軟體模擬 ... 81

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第四節 小結 ... 83 第五章 消防人員救災傷亡原因分析與火災搶救策略 ... 85 第一節 國內消防人員救災傷亡案例原因分析 ... 85 第二節 國外消防人員傷亡統計分析 ... 89 第三節 國內火災搶救安全指導原則 ... 93 第四節 國外火災搶救安全指導原則 ... 99 第五節 消防人員定位技術 ... 106 第六節 小結 ... 110 第六章 消防救災據點及消防安全設備法規建議與專家座談 ...113 第一節 法規修正方向 ... 113 第二節 專家座談 ... 115 第三節 法規修正建議 ... 119 第四節消防救災據點與前進指揮所位置構造設備查核表訂定建議... 138 第七章 結論與建議... 141 第一節 結論 ... 141 第二節 建議 ... 142 附錄 A 預定完成進度表... 145 附錄 B 專家諮詢訪談資料(1)... 147 附錄 C 專家諮詢訪談資料(2)... 151 附錄 D 專家諮詢訪談資料(3)... 157 附錄 E 專家諮詢訪談資料(4)... 161 附錄 F 現場實地勘查紀錄 ... 169 附錄 G 建築技術規則建築設計施工編建議修正草案(討論版) ... 177 附錄 H 各類場所消防安全設備設置標準建議修正草案(討論版) ... 183 附錄 I 第 1 次學者專家座談會議記錄 ... 193 附錄 J 第 2 次學者專家座談會議記錄 ... 197

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附件 1 地下建築空間前進指揮站與消防救災據點位置構造設備查核表草案

... 199

附件 2 建議修正草案關係圖... 201 參考文獻... 203

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表 2-1 地下建築空間火災特性(1) ... 12 表 2-2 地下建築空間火災特性(2) ... 13 表 2-3 地下建築空間火災特性(3) ... 13 表 2-4 地下建築空間火災特性(4) ... 14 表 2-5 地下建築空間火災特性(5) ... 15 表 2-6 地下建築空間火災特性(6) ... 15 表 2-7 地下建築空間火災特性(7) ... 16 表 2-8 地下建築空間火災特性(8) ... 17 表 2-9 地下建築空間火災特性彙整表 ... 18 表 2- 10 各國地下建築空間重大火災案例概要表 ... 19 表 2- 11 韓國大邱地鐵火災事件時序表 ... 20 表 3- 1 前進指揮站(含消防救災據點)名稱定義彙整表 ... 24 表 3- 2 訪談對象人員表 ... 28 表 3- 3 專家訪談大綱 ... 29 表 3- 4 專家訪談意見彙整表 ... 30 表 3- 5 實地現勘所見彙整表 ... 31 表 3- 6 樓梯間與排煙室(陽台)所佔面積比例彙整表 ... 40 表 3- 7 各類組建築物各樓層任一點至直通樓梯步行距離彙整表 ... 41 表 3- 8 樓梯間與排煙室(陽台)所佔面積比例彙整表 ... 48 表 3- 9 緊急昇降機前室規範彙整表 ... 49 表 3- 10 消防電梯規範彙整表 ... 51 表 3- 11 前室面積彙整表 ... 52 表 3- 12 緩衝區設置條件彙整表 ... 53 表 3- 13 前進指揮站(含消防救災據點)空間功能彙整表 ... 59

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表 3- 14 地下場站消防搶救上之必要設備規範彙整表 ... 63 表 3- 15 地下場站之排煙設備規範彙整表 ... 63 表 3- 16 連結送水管防護水平距離彙整表 ... 65 表 3- 17 連結送水管設備實務運用意見彙整表 ... 67 表 4- 1 聯合防災中心監控系統彙整表 ... 73 表 4- 2 參數名稱代表 ... 82 表 4- 3 參數設定表 ... 82 表 5- 1 2011 年至 2018 年消防人員執行火災搶救殉職案例彙整表 ... 85 表 5- 2 火場殉職因素表(1952 年至 2015 年) ... 88 表 5- 3 美國 2000 年至 2017 年消防人員死亡統計表 ... 89 表 5- 4 美國 2000 年至 2017 年消防人員面對不同勤務類別死亡統計表 .. 90 表 5- 5 美國 2017 年消防人員因公死亡意外事故傷害原因統計表 ... 91 表 5- 6 美國 2017 年消防人員因公死亡意外事故傷害性質統計表 ... 91 表 5- 7 中國大陸消防人員傷亡情況與接報火警出動次數的關係表 ... 92 表 5- 8 中國大陸消防人員火災搶救現場傷亡原因彙整表 ... 92 表 5- 9 各種技術的室內定位系統比較 ... 107 表 5- 10 定位技術的比較 ... 107 表 5- 11 各國消防人員死亡原因比較彙整表 ... 110 表 5- 12 消防人員因公傷亡要因分析表 ...111 表 6- 1 前進指揮站與消防救災據點空間構造面積功能條件表 ... 113 表 6- 2 建築技術規則建築設計施工編修正建議版本 ... 120 表 6- 3 各類場所消防安全設備設置標準修正建議版本 ... 127 表 6- 4 地下建築空間消防救災據點與前進指揮所位置構造設備查核表 138

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圖 1- 1 本研究執行步驟流程圖 ... 7 圖 2- 1 半地下室示意圖 ... 9 圖 2- 2 地下室示意圖 ... 10 圖 2- 3 日本地下街法規關係圖 ... 11 圖 3- 1 前進指揮站與消防救災據點關係圖(本研究自行繪製) ... 24 圖 3- 2 前進指揮站與消防救災據點架構圖(本研究自行繪製) ... 24 圖 3- 3 防災中心內部消防活動空間(1) ... 35 圖 3- 4 防災中心內部消防活動空間(2) ... 35 圖 3- 5 防災中心內部消防活動空間(3) ... 35 圖 3- 6 防災中心內部消防活動空間(4) ... 35 圖 3- 7 緊急昇降機間之排煙室示意圖 ... 38 圖 3- 8 安全梯設置與各樓層關係圖(1) ... 39 圖 3- 9 安全梯設置與各樓層關係圖(2) ... 39 圖 3- 10 案例地下 1 至 6 層緊急昇降機示意圖 ... 42 圖 3- 11 緊急昇降機示意圖 ... 44 圖 3- 12 緊急昇降機梯間示意圖 ... 44 圖 3- 13 緊急昇降機間(消防活動據點)示意圖(1) ... 45 圖 3- 14 緊急昇降機間(消防活動據點)示意圖(2) ... 45 圖 3- 15 緊急昇降機間(消防活動據點)消防設備圖例 ... 46 圖 3- 16 消防活動據點救災可及之水平距離圖例 ... 46 圖 3- 17 消防活動據點設置相關設備照片 ... 47 圖 3- 18 建築物的安全區劃 ... 47 圖 3- 19 特別安全梯間示意圖 ... 48 圖 3- 20 緊急昇降機間示意圖 ... 50

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圖 3- 21 消防樓梯示意圖 ... 50 圖 3- 22 建築物各個區域內的個別區塊 ... 55 圖 3- 23 建築物之間地下通道的連接部 ... 56 圖 3- 24 緊急昇降機間排煙設備圖例 ... 66 圖 4- 1 聯合防災中心 U-2 層空間示意圖 ... 72 圖 4- 2 防災應變體系架構 ... 74 圖 4- 3 消防搶救據點位置圖 ... 75 圖 4- 4 救災動線圖 ... 76 圖 4- 5 東京品川車站路線配置圖 ... 76 圖 4- 6 模擬流程圖 ... 81 圖 5- 1 日本消防人員室內定位示意圖 ... 108 圖 5- 2 宜蘭縣公眾場所室內 3D 資訊服務平台 ... 109 圖 5- 3 宜蘭縣政府消防局定位技術 ... 109

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關鍵詞:防火設計、消防救災、地下建築空間 一、研究緣起及背景 臺灣地狹人稠,隨著經濟發展,建築物運用之建築型態亦大幅改變,為 了增加人類可利用之空間,舉凡地下停車場、地下街、地下商場等複合式地 下建築物數量越來越多,越來越深,規模越來越大。大型(面積廣大或垂直 深度過深)地下建築空間,在發生火災時,往往因為濃煙過大、蔓延整個空 間、火源搜尋不易及人員疏散避難困難度高等因素,易造成重大人命傷亡及 財產損失,屬於高風險性之場所。 當前消防人員執行地下建築空間或多樣化的用途的大型建築空間火災 搶救任務,可能因濃煙、高溫(熱)及建築內部隔間因素導致消防人員空間 迷航,造成傷亡意外發生,基此,為提升消防人員救災成效,降低自身傷亡 率,除強化救災裝備效能及救災安全訓練外,對於建築物本身硬體設施設備 與消防救災結合之應用以及強化救災安全策略方面實需進行研究,提供安全 可靠的救災環境,除了提升救災效率之外,另一方面則是確保消防人員本身 之救災安全。 二、研究方法及步驟:本研究所採用之方法 (一)文獻研究法:蒐集國內外地下建築空間前進指揮站或消防救災據點、消 防搶救上必要設備之規範或研究文獻等相關資訊,以提供作為國內地下 建築空間前進指揮站或消防救災據點、消防搶救上必要設備設置規範或 法規修改之參考依據。 (二)案例分析法:分析國內外有關地下或大型建築空間火災案例有關消防搶 救情形與問題分析,針對個案搶救情形與現行搶救策略進行比較。 (三)調查研究法:以國內北部、中部及南部為標的,各選擇一個縣市具備大 型地下建築空間之各一棟建築物為目標。藉由現場勘查以了解建築物內 部有關前進指揮站或消防救災據點、消防搶救上必要設備設置與否以及 實際狀況,作為探討前進指揮站或消防救災據點、消防搶救上必要設備 設置及消防搶救策略或方案實務之整合依據。 (四)專家訪談法:拜訪國內具有大型建築空間建築物消防救災經驗之專業人 士(如:縣市消防局中、高階消防指揮官)進行訪談,針對本研究之主 要議題進行討論與提出相關建議,以作為本研究主題之重要參考依據。 (五)電腦分析法:利用電腦軟體 Anylogic 模擬消防人員執行火災搶救時, 運送大量傷病患的路徑及所需時間以及消防人員進入救災集結點的路 徑及所需時間。 三、重要發現:經由本研究透過綜合分析及整理後,獲得以下發現。

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(一)透過文獻探討可知地下建築空間火災危害特性可分為濃煙密布、搶救困 難、避難疏散不易、可燃物數量多、高溫灼熱、濃煙蔓延、迅速延燒、 結構封閉、無線電通信困難、發展多樣化等,其中濃煙密布的因素佔居 首位,顯見此因素是造成消防人員搶救困難、內部人員避難疏散不易之 首要原因,也凸顯出火災搶救時進行排煙或者侷限煙流之重要性。 (二)從相關重大火災案例分析,可以發現地下建築空間救災耗費時間較長且 不易,消防人員必須深入現場進行人命搜救以及滅火活動,受限於空氣 瓶使用時限,導致確認火點之困難度極高,增加消防人員之危險性。 (三)從文獻資料及現地勘查得知防災中心或中央管理室在構造、設施設備具 有多項功能性,作為前進指揮站應屬可行。規劃前進指揮站時,可將防 災中心或中央管理室者擬定為前進指揮站,或以防災中心或中央管理室 之規範,作為規劃前進指揮站之參考。 (四)從文獻資料及現地勘查得知緊急昇降機間或特別安全梯間空間具有當 作消防救災據點之可行性。規劃消防救災據點時,可將緊急昇降機間、 特別安全梯間擬定為消防救災據點,或以緊急昇降機間或特別安全梯間 之規範,作為規劃消防救災據點之參考。 (五)消防人員對於消防搶救上必要設備之連結送水管運用之可靠度及信任 度較低,因此,對於連結送水管標準作業流程建立、訓練、定期檢查及 維護有其必要性。 (六)大規模地下建築空間救災,其通訊聯絡為首要重點,如場所已設置無線 電通訊輔助設備,消防人員應定期測試,保持本身傳輸功效;如場所未 設置者,應利用演練時,以無線電中繼台進行中繼傳輸,以確保救災時 通訊無疑慮,另建議輔導未設置者設置改善,期使提升消防救災通訊品 質,以利救災活動展開。 (七)有關地下建築空間在前進指揮站或消防救災據點處所之位置、構造及設 備部分,建議未來相關主管機關互相合作,就其權責將建築與消防法規 進行分配及釐清,促使法規執行及推動。 四、建議事項 建議一:前進指揮站及消防救災據點與消防戰術運用整合教育推廣。 建議二:修訂「各類場所消防安全設備設置標準」有關地下建築空間排煙設 備設置之規定。 建議三:修訂「建築技術規則設計施工篇」有關地下建築物緊急昇降機及機 間設置之規定。 建議四:協助既有地下建築空間設置前進指揮站及消防救災據點空間。 建議五:協助既有地下建築空間無線電通信輔助設備改善。 建議六:強化地下建築空間公共安全檢查與消防安全檢查。

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Abstract

Keywords: fire protection design, fire rescue, underground building space I. Research Background

Taiwan's land is narrow and thick. With the development of the economy, the architectural style of buildings has also changed dramatically. In order to increase the available space, the underground underground parking lots, underground streets, underground shopping malls and other complex underground buildings are getting bigger and bigger, deep. Large-scale (large area or vertical depth is too deep) underground building space, is a high-risk disaster site, often due to excessive smoke, fire source search is difficult, personnel evacuation difficulties and other factors, causing significant losses.

At present, firefighters perform large-scale building space fire rescue missions for underground building space or diversified purposes. The firefighters may be lost in space due to smoke, high temperature (heat) and internal compartment factors, causing casualties to occur. Improve the effectiveness of firefighters' disaster relief and reduce their own casualty rate. In addition to strengthening the effectiveness of disaster relief equipment and disaster safety training, the study will provide a safe and reliable study on the application of the hardware facilities and firefighting and disaster relief of the building itself and the strengthening of the disaster relief strategy. The disaster relief environment will improve the efficiency of disaster relief and ensure the safety of disaster relief.

II. Methodology

The method adopted in this study

1. Literature research method: collect relevant information such as the forward command post or firefighting disaster relief base of domestic and foreign underground construction space, the specifications of the necessary equipment for fire rescue, or research literature, etc., to provide as the national underground building space forward command post or fire rescue base, fire protection The reference for the necessary equipment setting specifications or regulations revision for rescue.

2. Case analysis method: Analyze the fire rescue situation and problems related to underground or large building space fire cases at home and abroad, and compare the case rescue situation with the current rescue strategy.

3. Research method: Targeting the northern, central and southern parts of the country, each of the counties and cities has a single building with a large underground building space. Through on-site survey to understand the internal command post or fire rescue base, the necessary equipment for fire rescue, and

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the actual situation inside the building, as a discussion of the forward command post or fire rescue base, necessary equipment setup for fire rescue and fire rescue strategy Or the basis for the integration of program practices.

4. Expert interview method: Visiting domestic professionals with large-scale building space building fire rescue experience (such as: middle and high-level fire commanders of county and city fire stations) to conduct interviews, discuss and propose relevant suggestions for the main topics of this study. As an important reference for the subject of this research.

5. Computer analysis method: Use the computer software Anylogic to simulate the path and time required for the firefighters to carry out fire rescue, and the path and time required for firefighters to enter the disaster relief assembly.

III. Key Findings

Through the comprehensive analysis and collation, the following findings were obtained.

1. Through literature review, it can be seen that the fire hazard characteristics of underground building space can be divided into thick smoke dense, difficult to rescue, difficult to evacuate, high amount of combustibles, high temperature burning, smoke spread, rapid extension, structural closure, communication difficulties, development diversification, etc. Among them, the factors of dense smoke occupy the first place. It is obvious that this factor is the primary cause of the difficulty in rescue of firefighters and the difficulty of evacuating internal personnel. It also highlights the importance of smoke exhaustion during fire rescue.

2. From the analysis of relevant major fire cases, it can be found that underground building space disasters take a long time and are not easy. Firefighters must go deep into the scene to conduct life search and rescue and fire fighting activities. It is limited by the time limit of air bottle use and the difficulty of confirming the fire point. Increase the risk of firefighters.

3. From the literature and on-the-spot investigations, it is known that the disaster prevention center or the central management office has many functions in the structure, facilities and equipment, and it should be feasible as a fire rescue base. When planning a fire rescue base, you can use the disaster prevention center or the central management office as a fire rescue base, or use the specifications of the disaster prevention center or the central management office as a reference for planning fire rescue sites.

4. From the literature and on-the-spot investigations, it is known that the emergency lift room or special safety ladder space has the feasibility of being used as a forward command post. When planning the forward command post, the

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emergency lift room and the special safety ladder room can be designated as the forward command post, or the specification of the emergency lift room or the special safety ladder can be used as a reference for the planning forward command post.

5. The firefighters have low reliability and trust in the connection of the necessary equipment for fire rescue. Therefore, it is necessary to establish, train, regularly inspect and maintain the standard operation procedures of the connected water supply pipes.

6. Large-scale underground building space disaster relief, its communication is the primary focus. If the station has set up radio communication auxiliary equipment, firefighters should regularly test and maintain its own transmission efficiency; if the place is not set, the drill should be used in the radio. Relay relay transmission to ensure that the communication during disaster relief is undoubted, and it is recommended that the unsupervised person set up improvement, and the quality of firefighting and disaster relief communication will be improved to facilitate disaster relief activities.

7. Regarding the location, structure and equipment of the underground building space at the firefighting and disaster relief base or the forward command post, it is recommended that the relevant competent authorities cooperate with each other in the future to allocate and clarify the building and fire protection regulations, and promote the implementation and promotion of the regulations. IV. Suggestions

1. Fire protection and disaster relief bases and forward command posts and fire tactics use integrated education promotion.

2. Amend the "Standard for Installation of Fire Safety Equipments Based on Use and Occupancy " to stipulate the requirements for the installation of smoke evacuation equipment in underground buildings.

3. Amend the provisions of the "Construction Technical Rules Design and Construction" relating to the installation of emergency lifts and machines in underground buildings.

4. Assist in the installation of firefighting and relief sites and the space of the forward command post in the existing underground building space.

5. Assist in the improvement of radio communication aids in existing underground building spaces.

6. Strengthen the public safety and fire safety inspection of underground building space.

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第一章 緒論

第一節 研究背景

一、研究主題 本研究名稱為「地下建築空間防火設計與消防救災結合之應用研究」, 隨著時代的進步,空間應用的需求增加,地下建築空間的建築物型態日漸增 加,而當面臨地下建築空間火災時,要如何提升消防人員搶救效率以及保障 救災的人身安全,是本研究重要主題之一。本研究先就地下建築空間內部防 火硬體設施設備之設計,再以消防救災人員觀點切入,進而探討如何將兩者 之間結合運用,以符合消防救災安全之需求。 在我國,建築物以建築技術規則規範之與救災方面較有相關的建築空間 有防災中心、中央管理室、緊急昇降機間或特別安全梯之排煙室、緩衝區、 防火區劃等硬體設施,惟在消防人員執行救災運用上,國內尚無較深入的研 究探討,要如何運用建築物本身相關硬體與消防搶救上必要設備,提升救災 效率與安全,以及如何改善既存的建築空間成為前進指揮站及消防救災據點, 是本研究重要的主題。 二、研究緣起 隨著時代發展,空間使用型態更易,建築物規模趨向大型化,往高處發 展之外,地下建築空間的發展使用形成常態化,例如生活周遭常見百貨商場、 地下街、捷運等,在國際間,有關地面層以下之建築物型態可分為地下站體 (例如:大眾捷運系統)、地下建築物、地下商場(例如:捷運地下街、百 貨公司地下層、地下停車場)等三種類型場所1,空間與使用特性多為面積 廣大、用途複合化、隔間多,避難逃生動線複雜、不特定的人員出入、人員 進出數量頻繁、可(易)燃物多,且具有結構密閉型態的特性,如果發生火 災,初期濃煙不易排出,容易蓄積內部。當火災成長擴大延燒,形成高溫高 熱、濃煙快速擴散,內部人員勢必無法清楚判斷避難路徑及方向,造成避難 逃生困難,以消防救災觀點來看,相較於一般建築物(例如住宅、工廠等) 火災搶救,進行地下建築空間火災搶救及人命救助困難度相對較高,消防人 員的安全保障更是一大挑戰。 回顧國內過去火災造成消防人員傷亡案例,例如 103 年 3 月 27 日臺北 市仁愛路 2 段地下室火災,因悶燒後釋放大量有毒的可燃性氣體,而消防人 1周佩儒(2014),地下捷運場站火災搶救之研討(未出版之碩士論文),國立高雄應用科技大學。

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員冒險進行人命搜救時,瞬間發生了爆燃現象,造成消防人員 1 名殉職;103 年 6 月 27 日新北市中和區華新街地下室停車場火災,因濃煙密布地下室無 法排出,且現場採用木板隔間及儲存大量物品,消防人員搜救時耗費大量體 力,以致受困火場,造成消防人員 1 名殉職。近期又經歷 104 年 1 月 20 日 桃園市新屋保齡球場火災,因發生了閃燃現象導致造成 6 名消防人員殉職; 107 年 4 月 28 日桃園市敬鵬印刷電路板工廠火災,因內部存放大量柴油及 化學物品,導致火勢一發不可收拾,最終造成消防人員 6 名殉職、1 名重傷, 108 年 10 月 3 日台中市大雅區一家紙器工廠凌晨發生火警,造成 2 名消防 隊員不幸殉職,可見火災搶救工作具有高度的危害因子與風險。 以一棟領有合法使用執照的建築物來說,依據「建築技術規則建築設計 施工編」及「各類場所消防安全設備設置標準」規定,應有基本的防火防災 硬體設施與設備,涉及消防救災的空間,例如防災中心、中央管理室、緊急 昇降機間或特別安全梯之排煙室、緩衝區、防火區劃等硬體設施;連結送水 管、消防專用蓄水池、排煙設備、緊急電源插座、無線電通信輔助設備等消 防搶救上之必要設備,均有法規明文規範,前揭各項設施設備在建築與消防 法規的設計精神上,是用來協助消防人員提升救災效率及保障自身安全。但 目前國內消防人員執行火災搶救勤務上,因無法每個人對於轄區每棟建築物 本身硬體設施設備、防火區劃完全瞭若指掌,例如:非消防安全檢查責任區 人員、鄰近轄區支援火災搶救的消防分隊,對於建築設施與消防搶救上必要 設備位置不了解及堪用程度的信任感不足,故在執行消防戰術實務運用上, 較少利用建築物本身硬體設施設備進行救災。 在「內政部消防署消防人員救災安全手冊」有提到前進指揮所一詞外, 針對本研究所稱之前進指揮站或消防救災據點部分,國內的建築與消防法規 並無明確規範。建築硬體設施屬建築機關管轄,消防搶救屬消防機關管轄, 面臨無法預測的火災現場,兩者之間的整合性思考確有探討的必要性。當前 消防人員執行地下建築空間或多樣化的用途的大型建築空間火災搶救任務, 可能因濃煙、高溫(熱)及建築內部隔間因素導致消防人員空間迷航,造成 傷亡意外發生,基此,為提升消防人員救災成效,降低自身傷亡率,除強化 救災裝備效能及救災安全訓練外,對於建築物本身硬體設施設備與消防救災 結合之應用以及強化救災安全策略方面實需進行研究。

第二節 研究目的與重要性

一、研究目的 本研究重點為了解當前消防人員執行火災搶救在地下建築空間本身硬 體設施設備之應用及相關法令的規範,針對地下建築空間設置前進指揮站 (含消防救災據點)、消防搶救必要上之必要設備、救災具體可行方案之相

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關法令或規範不足之處予以檢討分析及建議,以作為未來或既有建築物相關 防火、救災硬體設計或改善之參考依據,使得建築物救災硬體得以有效發揮, 期使消防人員往後在面臨地下建築空間火災時,能運用智慧建築及救災科技 保障自身安全及掌握災害現場資訊,本研究案目的如下: (一)了解前進指揮站或消防救災據點設置之相關規範與功能。 (二)了解國內前進指揮站或消防救災據點設置現況與問題。 (三)分析國內外前進指揮站或消防救災據點設置規定之內容。 (四)分析國內外地下建築空間消防搶救上必要設備設置規定之內容。 (五)分析具有大型建築空間消防搶救經驗人員對於前進指揮站或消防救災 據點的設置、消防搶救上必要設備規範及具體救災方案之意見。 (六)提出具體的地下建築空間前進指揮站或消防救災據點設置規定及意見 整合建議。 (七)提出具體的地下建築空間消防搶救上必要設備設置規定及意見整合建 議。 (八)提出具體的地下建築空間救災方案之整合建議。 二、本研究計畫之重要性 本研究的重要性如下: (一)透過本計畫的執行可將前進指揮站或消防救災據點及地下建築空間之 相關研究議題進行統整。 (二)透過了解國內外地下或大型建築空間火災案例,可提供消防搶救及防火 管理教育訓練素材。 (三)掌握國內目前地下建築空間前進指揮站或消防救災據點、消防搶救上必 要設備現況問題,以作為改善相關規定之基礎。 (四)建立地下建築空間具體救災方案或指導原則。 (五)提升消防救災單位救災效率及自身安全性。 (六)研擬合適的法規或規定提供營建與消防主管機關參考。 三、研究進度期程規劃如附錄 A。

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第三節 研究方法與步驟

一、本研究採用之方法 (一)文獻研究法 蒐集國內外地下建築空間前進指揮站或消防救災據點、消防搶救上必要 設備之規範或研究文獻等相關資訊,以提供作為本國地下建築空間前進 指揮站或消防救災據點、消防搶救上必要設備設置規範或法規修改之參 考依據。 (二)案例分析法 分析國內外有關地下或大型建築空間火災案例有關消防搶救情形與問 題分析,針對個案搶救情形與現行搶救策略進行比較。 (三)調查研究法 以國內北部、中部及南部為標的,各選擇一個縣市具備大型地下建築空 間之各一棟建築物為目標。藉由現場勘查以了解建築物內部有關前進指 揮站或消防救災據點、消防搶救上必要設備設置與否以及實際狀況,作 為探討前進指揮站或消防救災據點、消防搶救上必要設備設置及消防搶 救策略或方案實務之整合依據。 (四)專家訪談法 拜訪國內具有大型建築空間建築物消防救災經驗之專業人士(如:縣市 消防局中、高階消防指揮官)進行訪談,針對本研究之主要議題進行討 論與提出相關建議,以作為本研究主題之重要參考依據。 (五)電腦分析法 利用電腦軟體 Anylogic 模擬消防人員執行火災搶救時,運送大量傷病患 的路徑及所需時間以及消防人員進入救災集結點的路徑及所需時間。 二、研究採用方法之原因 (一)文獻探討法 為了掌控前進指揮站或消防救災據點相關議題,透過文獻蒐集,進行系 統式彙整、歸納及分析,以求得完整資料。 (二)案例分析法

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前車之覆,後車之鑒,針對地下或大型建築空間所發生之火災案例,進 行原因分析、消防搶救情形與問題分析,以利於瞭解現行搶救策略於實 務中所面臨的真正挑戰。 (三)調查研究法 實地訪查可瞭解國內地下建築空間前進指揮站或消防救災據點、消防搶 救上必要設備設置狀況與問題,才能進行系統式歸納、分析,以整理出 具體結論與建議。 (四)專家訪談法 為使本研究案更豐富及貼近實務狀況,期透過國內具有大型建築空間建 築物消防救災經驗之專業人士的意見,對於研究問題的分析、對策或是 修正規定的研擬,具備強大的助益。 三、預計可能遭遇之困難及解決途徑 (一)國內地下建築空間前進指揮站或消防救災據點設置之困難與解決 依本國建築技術規則設計施工篇第 1 條定義,地下層係指地板面在基地 地面以下之樓層;第 179 條定義,地下建築物係主要構造物定著於地面 下之建築物,包括地下使用單元、地下通道、地下通道之直通樓梯、專 用直通樓梯、地下公共設施等,及附設於地面上出入口、通風採光口、 機電房等類似必要之構造物。在都市區域,附有地下層之建築物已呈現 常態化,在這種趨勢下,若沒有整合性規範,對於地下建築空間之火災 搶救勢必是一大隱憂,惟地下建築空間前進指揮站或消防救災據點尚無 法規明確規範,為解決法規研擬困難的狀況,本研究計畫將採取以下作 法: 1. 以國內北部、中部及南部各一縣市具備大型地下建築空間之各一棟 建築物為目標進行實地訪查,以了解目前該類建築空間在前進指揮 站或消防救災據點及消防搶救上必要設備設置現況。 2. 拜訪國內具有大型建築空間建築物消防救災經驗之專業人士進行訪 談,以瞭解消防實務對於此議題之看法。 (二)國內外相關文獻之分析及比較的困難與解決 目前國內外有關「前進指揮站或消防救災據點」名詞的文獻並不多,較 為熟悉的還是「防災中心」與「中央管理室」等相關規範,因此,本研 究除蒐集前進指揮站或消防救災據點相關規定或規範外,另外,也從「防 災中心」與「中央管理室」在國內外相關文獻及法規規範,作為探討「前 進指揮站或消防救災據點」法規未來發展方向之參考。

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(三)有關強化地下建築空間具體救災方案或指導原則研擬的困難與解決 在研擬強化地下建築空間具體救災方案或指導原則時,將面臨諸多合適 性及實務性的問題。為解決此一困難,本研究計畫將透過國內具有大型 建築空間建築物消防救災經驗之專業人士進行訪談,先蒐集相關意見後, 透過研究團隊研討相關方案內容,再次修正,以符合實際需求。 四、重要儀器之配合使用情形 採用電腦軟體Anylogic模擬地下建築空間發生毒氣情境時,運送傷病患至消 防救災據點檢傷及後送之所需時間作為實際狀況之探討。 五、研究步驟 本研究計畫執行步驟與期間工作項目如下:(流程圖請見圖1-1) (一) 研究內容分析與規劃 (二) 文獻探討 分析項目:包括前進指揮站(含消防救災據點)相關研究情形、設置意 義、功能與管理、地下建築空間之定義及特性、消防搶救上必要設備 (三) 地下建築空間消防救災據點問題現況分析 工作項目:包括火災搶救案例、產官學專家座談與地下建築空間現況調 查 (四) 國內外相關法令規定與比較 (五) 研擬管理對策與規範初稿 研擬項目包括:前進指揮站或消防救災據點設置、整合規範及消防搶救 上必要設備設置規範。 (六) 專家座談與諮詢 (七) 法規初稿修正 (八) 專家訪談與諮詢 (九) 彙整相關內容 (十) 提出結論與建議 (十一) 完成研究報告 (十二) 提交報告

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第二章 文獻探討

第一節 地下建築空間定義與用途

有關「地下建築空間」定義,各國所界定的名詞不太相同,通常以建築物結 構主體在地面層以下之建築空間稱之,下列先就關於地面以下的建築空間介紹, 定義如下: 一、定義 (一) 我國:依建築技術規則規定,地下建築空間主要是地下建築物(含地下 使用單元、地下通道、地下通道直通樓梯)、專用直通樓梯及緩衝區等 建築類型及依附構造物。另外,建築物附屬地下層,廣義來說也是地下 空間,在此,一併作初步的介紹。 (二) 中國大陸:在「《建筑设计防火规范》GB 50016—2014 (2018年版)」 針對地下建築空間名詞定義如下: 1. 第2.1.6節規範「半地下室(semi-basement)」為空間地面低於室外 地面,且平均高度大於該空間平均凈高三分之一,不大於二分之一 者,如下圖2-1。 圖 2- 1 半地下室示意圖2 2. 第2.1.7節規範「地下室(basement)」為空間地面低於室外地面的高 度,且大於該空間平均凈高二分之一者,如下圖2-2。 2圖片引自 https://kknews.cc/zh-tw/design/8b2vz3e.html

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圖 2- 2 地下室示意圖3 3. 「 地 下 建 筑 火 灾 扑 救 行 动 指 南4, 2014 」 第 3.1 節 將 「 地 下建築 (underground building)」定義為建造在土層或岩層中,低於地平面 高度的建築物,包括附屬建築的地下建築物和單獨建築的地下建築 物。 (三) 中國大陸─香港5:地下室僅有一層時,則該樓層名詞定義為「地庫」(B, Basement),假設地下建築空間屬於多層時,則樓層名詞定義為「第一

層地庫」(B1,Basement Level 1)與「第二層地庫」(B2,Basement Level

2)或「地庫一樓」(B1,Basement First Floor)與「地庫二樓」(B2, Basement Second Floor),如僅有兩層地庫時,也可分別稱 UB (Upper Basement) 與 LB (Lower Basement) 。

(四) 日本:依建築基準法施行令對於地面層定義為「從地板面到地盤面的高 度,該空間從地板到天花板高度達三分之一以上者」,相反的,則為地 下層。日本的地下街涉及許多法規規範,包含建築基準法、建築基準法 施行令、消防法、道路法、鐵道事業法、水防法等,如下圖2-3所示。 由此可知,日本看待地下街建構是一件非常嚴謹的事情。 3同註 2。 4中华人民共和国公安部,地下建筑火灾扑救行动指南 GA/T 1190-2014,2014。 5https://zh.wikipedia.org/wiki/%E5%9C%B0%E4%B8%8B%E5%AE%A4

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圖 2- 3 日本地下街法規關係圖6

(五) 美國7:在「International Building Code Chapter 9 SECTION 405」定義, 適用於人類居住樓層的建築空間,出口水準高度低於地面30英尺 ( 9.144 公 尺 ) 以 上 者 , 稱 為 地 下 建 築 物 ( UNDERGROUND BUILDINGS)。在「NFPA 50008,2006」之第3.3.601.16節內容規範 有關地下結構物( Underground Structure)定義為主要結構或部分結構 的 樓 地 板 出 口 水 平 低 於 地 面 ; 第 7.4.3.5 節 規 範 有 關 地 下 建 築 物 (Underground Buildings)定義為所有結構物,包括地下建築物之出入 口低於樓地板30英尺(9.100公尺)以上者稱之。 綜合上述文獻資料可知,無論各國如何定義地下建築空間,該空間就是 人類為了滿足生活相關的需求而構築在地下的建築結構物,用途、功能屬性 為服務人類生活、工作、娛樂或者運輸使用。 二、用途 (一) 在「大規模地下空間災害防救措施及體系之研究案,2004年」,此研 究案為內政部營建署委託案,主要係在探討大規模地下建築空間在面 臨各項災害之預防與搶救措施,對於防災體制提出相關建議與看法, 並將國際間之地下建築空間用途歸類如下: 1. 地下站體:鐵路、高速鐵路、大眾捷運系統。 6日本,地下街の安心避難対策ガイドライン_平成 26 年 4 月版。 7US,International Building Code 2006.

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2. 地下建築物、地下商場:捷運地下街、百貨公司的地下層、大賣場、 地下停車場以及地下層其他用途使用之建築物空間。 (二) 在「火災學9,2017」一書中,將地下建築(Underground Construction) 種類分為地下街、地下道、地下室及高層建築物的地下層等類型,用 途可作為飲食店、百貨商場、通道、室內停車場。 初步可將地下建築空間類型歸納為地下建築物、地下層、地下場站及地下街, 在用途上,與一般建築物用途具備多樣化的特性,可能是餐廳、百貨商場、停車 場、地下街等,供人類在生活、娛樂、工作上使用。惟地下建築空間具備結構密 閉的屬性,一旦發生火災時,勢必對於內部人員或消防搶救人員造成極大的生命 威脅性,因此,面對地下建築空間,其火災預防、災害搶救、人員避難疏散屬於 當前重要的課題。地下建築物與地下層的差別,前者的建築物本體與活動空間均 為地下層,後者為建築物本體則是地面以上之樓層。為利本研究進行,本研究所 稱地下建築空間係以我國建築技術規則規定之「地下建築物」為主要探討主軸, 試以推展至建築物附屬地下層之相關規範。

第二節 地下建築空間火災特性

「消防人員救災安全手冊第十四章搶救地下建築物火災安全指導原則」,為 我國內政部消防署針對消防人員執行各項火災搶救的戰術運用及救災安全方面 注意事項的重要參考準則,針對地下建築物火災特性有專章討論,如下表2-1: 表 2-1 地下建築空間火災特性(1) 項次 特性 內容 1 結構封閉 氧氣供應受阻,不完全燃燒產生大量濃煙 2 避難不易 濃煙擴散路徑與避難路徑相同,導致避難困難 3 濃煙密布 火災時,煙與熱不易排出而造成濃煙蓄積及高溫環境 4 搶救困難 滅火時降溫產生大量水蒸氣,致使中性帶下降,遮蔽救災人 員視線,無法掌握火點 5 可燃物多 地下停車場停放多部車輛,由於車內座椅及汽油與機油皆為 易燃性,起火之後具有延燒快速、流動性。室內機車停車場 火災危險性大,應特別注意 6 濃煙蔓延 地下通道(緩衝區)連通建築物地下層和車站或地下街之 間,火災時煙流有可能藉此擴散至它棟建築物區域 (本研究自行彙整) 9盧守謙(2017),火災學,五南圖書出版股份有限公司,五版。

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在「新竹市火災搶救之研究10,2006」文章中提到,作者本身具備有多年實 際火災指揮搶救經驗,對於地下建築物的火災特性描述如下表2-2: 表2-2 地下建築空間火災特性(2) 項次 特性 內容 1 濃煙密布 對外開口部較少,外氣流通不足,容易產生濃煙及有毒氣體 2 高溫灼熱 封閉結構,熱量無法消散,形成高溫高熱,溫度常超過1000°C 3 迅速延燒 向上延燒特性,一旦發生火災,該地面層以下之各樓層陷入 危險,火勢容易沿管道間或樓梯間等垂直方向迅速向上竄燒 4 避難不易 由於空間廣大,內部隔間動線複雜,當火災發生時,可能因 斷電造成黑暗,另加上隔間、通道或物品擺放之阻礙,人員 在煙熱中避難逃生行動極易迷失方向 5 搶救困難 發生火災時,因消防搶救人員受到濃煙與高熱之壓迫,造成 搶救工作困難重重,因空間屬性無法長時間滯留內部作戰, 對於判斷燃燒狀況也有其困難度,無法採取有效之搶救作 為。另外,有時可能因為突然湧入之新鮮空氣,導致復燃現 象,釀成危險 (本研究自行彙整) 「公部門提升民眾搭乘地下交通運輸空間安全之對策-以高雄市為例11,2015」 為高雄市政府104年度針對地下交通運輸空間在安全議題上之研究發展成果報告, 地下場站火災危險特性論述如下表2-3,包含濃煙密布、高溫灼熱、避難不易及 搶救困難等特性外,另外提到對於現行地下捷運雖然皆依法設計無線電通訊輔助 設備,供消防人員搶救使用,但囿於地下建築空間隔間複雜,消防機關之無線電 通信設備廠牌性能良窳不齊,加上火災現場產生之高溫可能造成洩波同軸電纜高 溫熱熔,影響搶救效能,本文研究對於無線電通信傳輸功能之外在障礙因子另有 提出相關分析,有助於消防機關執行消防搶救之參考。 表2-3 地下建築空間火災特性(3) 項次 特性 內容 1 濃煙密布 高溫灼熱 因屬密閉空間,外氣不流通,供氣有限,如果室內排煙設備 效果不彰時,因不完全燃燒產生大量濃煙及有毒氣體,當火 場溫度升至攝氏600度以上時,所有物品均會自燃,接近閃 燃點時,可燃性氣體與空氣之混合氣體濃度到達燃燒範圍 10廖茂為(2006),新竹市火災搶救之研究(未出版之碩士論文),國立交通大學,新竹市。 11高雄市政府 104 年度研究發展成果報告,公部門提升民眾搭乘地下交通運輸空間安全之對策─ 以高雄市為例,2015。

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時,瞬間使整個空間頓時陷入火海 2 避難不易 內部通路複雜,易使人失去方向感,難以確認方向及位置, 另外,通往地面出入口之數量、位置及大小等因素皆有可能 影響逃生,另外,必須往上步行避難,此時,煙流動與避難 方向相同,但煙流速度卻高於避難速度,內部人員容易遭煙 層包圍,火災停電時,自然光無法到達,照明困難度高,易 造成避難者心理恐懼 3 搶救困難 按NFPA130捷運地下站體設計原則,內部人員需於6分鐘 內,自月台區域安全避難至地面層的出入口,而消防人員抵 達捷運站體外部時,受限於地下建築結構封閉,僅能利用有 限出入口、緊急逃生口進入地下車站,易與內部人員之逃生 動線重複,除可能增加避難人員滯留火場時間,亦可能造成 消防人員搶救障礙 4 通訊困難 無線電波傳輸在自由空間中,受到外在因素限制,因素如下:  波導效應(Waveguide Effects):電波進入建築物內時, 能量因建築物牆壁而衰減  環境吸收損失(Absorption):火災發生時,經過水系 統滅火設備動作後,隧道內部溫度與溼度相對較高,使 導電介質衰減,導致電波能量減少  多重路徑干擾效應(Multi-path Effect):建築物的牆壁、 天花板會吸收與折射電波,每當折射一次,對電波能量 造成衰減  遮蔽效應(Masking Effects):在建築物內,因有部分 金屬壁或網,都會阻擋電波傳遞 (本研究自行彙整) 在「地下建筑火灾扑救战术应用与探究12,2017」一文將地下建築空間火災 的基本特點分為下列四點,包含濃煙密布、高溫灼熱、發展多樣化及搶救困難等 面向,彙整如下表2-4。 表2-4 地下建築空間火災特性(4) 項次 特性 內容 1 濃煙密布 供氧量低造成內部物質燃燒不完全;對外排煙開口少,與外 界的自然對流緩慢 2 高溫灼熱 溫度急遽上升,易發生自燃或轟燃;壓力遽增,造成氣體反 向逆流;風火效應會影響滅火藥劑效果 12莫轶安,董淑量(2017),地下建筑火灾扑救战术应用与探究,武警学院学报第 33 卷第 4 期。

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3 發展多樣 化 因通風不良易造成悶燒現象;氣體變化易反覆猛烈燃燒;風 流速度直接影響火勢走向;火勢蔓延遭成出入口同等危險 4 搶救困難 因地下建築空間無線電通信受限,導致指揮困難;環境惡劣 造成滅火不易,作戰時間長 (本研究自行彙整) 在「地下建筑火灾危险性和消防设施设置要点分析13,2017」文章針對地下 建築空間的火災危險性提到濃煙密布、避難不易及火勢成長迅速等三個面向,彙 整如下表2-5。 表2-5 地下建築空間火災特性(5) 項次 特性 內容 1 濃煙密布 屬於封閉的狀態,自然通風、採光方面及空氣流通性能相對 較差,需依靠電力來維持建築內各項設備的運行,相對也是 火災風險的隱患。一旦發生火災,因煙氣無法排除造成大量 的濃煙聚集,隨著火勢成長,濃煙瀰漫整個建築空間,導致 人員因視距下降而無法辨別方向,可能引發踩踏事故的發生 2 避難不易 消防疏散設計有明確規範與要求,但因本身結構較為特殊, 以致難以有效發揮疏散功能。當火災發生時,地下建築空間 本身特性使得受困人員只能向上逃離,而人員避難速度較煙 流上升速度慢,導致危害人命之危險性產生 3 火勢成長 迅速 因通風不良易造成悶燒現象;氣體變化易反覆猛烈燃燒;風 流速度影響火勢擴散方向;火勢蔓延造成出入口危險 (本研究自行彙整) 在「建設工程教育網14,2014」指出地下建築空間的火災特性,大致上可分 為濃煙密布、避難不易、可燃物數量多及搶救困難等四大面向,個別論述部份彙 整如下表2-6。 表2-6 地下建築空間火災特性(6) 項次 特性 內容 1 濃煙密布 因具有密閉屬性,當火災發生時,其燃燒速度與燃燒成長狀 態充分受到影響,成長初期燃燒速度較慢、悶燒時間較長, 因燃燒不完全產生大量濃煙和有毒氣體,同時造成高溫環 境。另當悶燒時,如湧進外部空氣形成對流時,火焰迅速起 13侯德元(2017),地下建筑火灾危险性和消防设施设置要点分析,消防界第 4 期。 14建設工程教育網(2014/10/09)https://read01.com/zh-tw/ORMR74.html#.XIn_kygzZPY

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燃的情形,往往威脅到消防人員生命 2 避難不易 具有廣大建地,面積大,內部隔間複雜,出入口通道相對數 量少,動線複雜,不易辨別標示設備,火災發生時,第一時 間避難不易 3 可燃物多 用途複雜,可能為購物中心、娛樂廣場、停車場等,面積大, 儲存物品種類複雜且數量多,通常造成消防搶救工作極大的 挑戰 4 搶救困難 內部縱深大,層數多,當火災發生時,消防人員如從一點向 內進攻,因遭受高溫、濃煙和光線不足等因素的影響,難以 接近火點,特別是對地下二層或再往下一層的火災搶救,因 滅火行動受到限制,困難程度又更高於地下一層 (本研究自行彙整) 在「撲救地下建築火災安全指導原則15,2017」文章中指出地下建築空間火 災特性分為大致上可分為濃煙密布、可燃物數量多、搶救困難以及濃煙蔓延等四 大面向,個別論述部份,彙整如下表2-7。 表2-7 地下建築空間火災特性(7) 項次 特性 內容 1 濃煙密布 結構屬性為封閉,導致外部的氧氣供應受到阻礙,在火災發 生時,較易因為不完全燃燒而產生大量的濃煙,煙與熱不易 排出,容易造成蓄積及高溫 2 可燃物多 儲放物品數量多且種類複雜,火載量大且具易燃性,發生火 災時,具有快速延燒蔓延的特性 3 搶救困難 消防人員進行滅火作業時,射水降溫產生大量的水蒸氣,可 能造成濃煙流向其他區域,同時視線遭到遮蔽,無法看清火 點位置 4 濃煙蔓延 地下通道(緩衝區)連通建築物地下層與車站或地下街道區 域,當火災發生時,火勢與濃煙有可能經由這些路徑流向它 棟建築物 (本研究自行彙整)

在「The Simulation of Fires in Underground Parking Floors by Fire Dynamic

Simulator16,2017」文章提出地下建築空間包括地下室、地下街道和地下通道,

15橙色救援(2017/12/13)https://zhuanlan.zhihu.com/p/31961229,第14章扑救地下建筑火灾安全

指导原则。

16Ming -Wen Hsu,* Shin-Ku Lee,1Lin-Lin Huang,2Yaw-Kuang Chen, and Chun-Mu Wu3*,The

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其結構特性與高層建築物有相似之處,因此,地下建築空間火災的發展與高層建 築物火災有相似特徵,以「地下停車場」為例,其火災特性彙整如下表2-8。 表2-8 地下建築空間火災特性(8) 項次 特性 內容 1 搶救困難 火災現場不斷變化,蓄熱情形導致高溫環境,另空間昏暗, 消防人員難以短時間找到火源及從外部判斷燃燒程度,且無 法長時間待在地下建築空間搶救,火災搶救困難度較高 2 濃煙密布 發生火災時,因對外開口較少,造成空氣流通不足,容易產 生大量濃煙和有毒氣體 3 高溫灼熱 由於受限封閉空間屬性,熱量不能消散,導致高溫蓄積,因 此火災溫度通常高於1000°C 4 避難不易 火災斷電造成地下樓層昏暗,內部人員進行避難疏散時,可 能因其隔間、通道或門阻擋,導致避難逃生困難,加上濃煙 充斥與高溫的環境下,容易引發短時間內死亡 5 火勢成長 迅速 地下層發生火災時,迅速蔓延,該層以下樓層立即陷入危險 狀態 (本研究自行彙整) 「地下街火災17,1980」為較早期的文獻資料,日本最早期發展地下街使用 空間是東京地鐵線的上野站(1927年開始營運),於1930年4月1日(昭和5年) 開通的地下商場(地鐵商店),是地下街的始祖18,文章中提到地下街火災的燃 燒特性與消防活動的困難度分述如下: 一、燃燒特性 (一)地下街店鋪販賣的物品種類很多,火災初期後延燒階段,因為空氣量供 應不足,產生許多燃燒不完全的黑煙。 (二)屬於密閉空間,火災造成的煙和熱不易消散,造成濃煙與熱量蓄積。 (三)店鋪所使用面積相較地下街整體空間而言,所占比例雖然不大,但因為 具有火載量大之因素,因此,在火災初期造成濃煙蔓延,迅速影響整個 地下街空間。 (四)在火災過程中,因空調設備與進、排氣設備的運轉,往往造成濃煙快速 擴散整個地下街,因而提高危險程度。 二、消防活動的困難性

Vol. 29, No. 4 (2017) 429–443,MYU Tokyo,(Received August 30, 2016; accepted January 12, 2017)

17村上保寓(1980),地下街火災,火災爆發特集號 Vol 19:No.6。 18日本地下街發展歷史,https:// ja.wikipedia.org/wiki/地下街#歴史

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(一)火災充滿不安定性,不特定的收容人員多,可能因為發生恐慌而增加危 險性,另外,因為出入口少及樓地板面積大,在避難逃生疏散作業上之 人員數量確認及人命搜索方面,困難度相對較高。 (二)消防指揮人員難以採用目視方式來掌握對火災延燒程度、狀態及各類救 助事項,掌握資訊有限,因此,對於火場指揮、判斷及救助方針的決定 有其困難度。 (三)內部蓄積的熱氣與濃煙往外排出時,阻礙消防人員救災路徑,另在體力 消耗上,也是一大考驗。 另在「浅谈地下商场火灾危险性及防范措施19,2014」文章指出地下商場除 了具備上述火災特性外,因場所販賣的商品可能有纖維、皮革或塑膠類等,因此 造成濃煙中帶有大量有毒氣體,並且有人員避難時造成踐踏的情形可能性。承上 所述,國內外的文獻資料顯示,對於地下建築空間火災特性的觀點大致上相同, 除與高層建築物火災特徵相似外,因空間結構屬性的關係,不管是對於內部人員 的初期滅火、避難引導、人員疏散或消防搶救人員而言,其困難度與一般建築相 比之下都相對提高,地下建築空間火災特性彙整如下表2-9。 表 2-9 地下建築空間火災特性彙整表 建築與火災特性 結 構 封 閉 高 溫 灼 熱 迅 速 延 燒 避 難 不 易 濃 煙 密 布 搶 救 困 難 可 燃 物 多 濃 煙 蔓 延 通 訊 困 難 發 展 多 樣 消防人員救災安全手冊 〇 〇 〇 〇 〇 〇 新竹市火災搶救之研究(2006) 〇 〇 〇 〇 〇 公部門提升民眾搭乘地下交通運輸空間安 全之對策─以高雄市為例(2015) 〇 〇 〇 〇 〇 地下建筑火灾扑救战术应用与探究(2017) 〇 〇 〇 〇 地下建筑火灾危险性和消防设施设置要点 分析(2017) 〇 〇 〇 建設工程教育網(2014) 〇 〇 〇 〇 撲救地下建築火災安全指導原則(2017) 〇 〇 〇 〇

The Simulation of Fires in Underground Parking

Floors by Fire Dynamic Simulator(2017) 〇 〇 〇 〇 〇

地下街火災(1980) 〇 〇 〇 〇 〇 〇

合計 1 3 3 6 9 8 5 3 1 1

(本研究自行彙整)

19張禹(2014),浅谈地下商场火灾危险性及防范措施。

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第三節 地下建築空間火災災例

一、重大火災案例回顧 在「捷運系統地下場站空間災害危險潛勢分析20,2006」文章中提到有 關地下建築空間(地下街)的災害類型,可區分為火災、地震、淹水、停電、 犯罪 (如:縱火、爆裂物、恐怖活動等)等情境,本研究主要探討的災害 類型為火災情境,因此,引用前述研究文獻所彙整有關國際間地下建築空間 重大火災案例(傷亡較嚴重者,其中包含消防人員),統計年份從 1995 年迄 今案例,如下表 2-10,由災例可知,無論是意外發生火災、縱火或者恐怖攻 擊爆炸案,對於地下建築空間結構密閉屬性而言,均容易造成人員傷亡慘重, 相對的,假如消防人員到此進行救災,是否能順利進入場所執行火災搶救、 人命救助工作,也呼應了本研究主題前進指揮站或消防救災據點的設立必要 性與需要性。 表 2- 10 各國地下建築空間重大火災案例概要表 時間 地點 傷亡狀況 特徵 1995/10/28 亞塞拜然首都巴庫市營 地下鐵 死亡約337人 受傷約227人 地下鐵車廂機械故障 與第三軌供電軌發火 燃燒 2000/11/11 奧地利喀普倫山岳隧道 死亡155人 滿載滑雪旅客之電纜 車在隧道內部起火, 逃生困難 2003/01/25 英國倫敦地鐵中央線進 入ChanceryLane站 受傷32人 車底馬達螺釘鬆動脫 落,造成車廂出軌衝 撞月台引發火災 2003/02/18 韓國大邱地鐵之中央路 站 死亡198人 受傷146人 人為汽油縱火 2005/07/07 英國倫敦地鐵之利物浦 街車站國王十字站至羅 素廣場站(King’s Cross – Russell Square) 艾奇維爾車站 死亡56人 受傷700人 三起連續人為恐怖攻 擊炸彈爆炸案件 (資料來源:地下場站空間火災災害緊急應變運作之研究-以臺北車站為例21 20吳貫遠,簡賢文,「捷運系統地下場站空間災害危險潛勢分析」,中央警察大學警學叢刊,2006。 21鄭志強(2009),地下場站空間火災災害緊急應變運作之研究-以臺北車站為例(未出版之碩士 論文),國立交通大學,新竹市。

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二、火災搶救困難因素分析22 (一)事實:以南韓大邱市地鐵縱火案件為例,2003 年 2 月 18 日在南韓大邱 市地鐵發生縱火慘劇,一名疑似精神病患中年男子,在車廂內潑灑可燃 液體縱火,導致雙向列車 12 節車廂全部起火,造成近 600 多人傷亡的 悲劇。據南韓警方調查,地鐵監控中心 3 名工作人員,在第一輛 1079 號列車發生火災,監控顯示火災警報時,3 名工作人員以為是經常誤發 的火災警報,因此並無加以理會,致使第 2 輛 1080 號列車進入中央車 站的火災現場,而 1080 號列車鑰匙被駕駛員拔走,導致車門無法開啟, 全部乘客困於車廂內,造成嚴重傷亡。調查發現,發生事故的中央車站 緊急設施嚴重不足。火災發生後,電力自動中斷,卻無設置導引出口方 向的緊急照明設備,乘客只能摸黑逃生,雖然消防人員與警察迅速到達 現場,且有 60 多輛消防車前來救援,但因內部一片漆黑,且充斥有毒 氣體,消防搶救人員短時間難以進入現場執行救援。 (二)時序23:如時序表 2-11。 表 2- 11 韓國大邱地鐵火災事件時序表 時序 事件簡要 09:53  第五節車廂內縱火,旅客逃生  火警警報系統啟動,監控中心忽略 09:55  火勢兩分鐘內延燒至全部六節車廂  相反方向 1080 列車開入中央路車站 09:57  1080 號列車全部乘客困於車廂 09:59 ~ 10:03  火勢延燒到 1080 列車,造成 79 名乘客喪生 13:30~15:30  火災撲滅  站體內部充滿濃煙,搜救行動持續到 15:30 (資料來源:引自林彥良,2013) (三)分析24 1. 火勢發展迅速:因為車廂的內裝非屬防火材質,無法抵擋猛烈火 勢,遇高熱後,釋放有毒氣體,地鐵站在起火後數分鐘內,即瀰 漫濃煙及毒氣。 2. 火場條件超出消防人員忍耐極限:由於火災發生後,充滿高溫濃 煙,火勢快速延燒全部車廂,第一梯次消防單位到場,火災規模 22林彥良(2013),地下建築物火災搶救之情境訓練網頁設計(未出版之碩士論文),中州科技大 學。 23臺北市政府秘書處(2009)委託研究報告「指標性場所緊急事故應變程序 —以車站共構空間 為例」。 24同註 23。

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已無法控制,火場溫度、熱輻射、能見度及一氧化碳濃度等參數 危及人命安全,消防單位至地下二層後,無法再部署延伸水線攻 擊地下三層(起火層),在能見度極低之狀況下,當消防人員的 空氣瓶殘壓警報動作時,第一線攻擊的消防人員可能無法及時退 出火場之風險性。

第四節 小結

綜上文獻資料得到火災特性排序如下列六點,其中濃煙密布的因素占首位, 因此可知該因素是造成消防人員搶救困難、內部人員避難不易的首要原因,凸顯 出火災搶救時進行排煙的重要性,而排煙設備可區分為主體戰力與客體戰力,分 別為消防排煙車與建築物的排煙設備,消防人員在火災搶救自身安全注意部分或 加強消防硬體設備是值得探究議題,將於後面章節探討研究,並提出相關建議。 1. 濃煙密布 2. 搶救困難 3. 避難不易 4. 可燃物數量多 5. 高溫灼熱、濃煙蔓延、迅速延燒 6. 結構封閉、通訊困難、發展多樣化 另外,由災例可知,當火災發生初期,場所內部相關人員可能因忙於應付火 災狀況,而延誤通報消防單位,加上地下建築空間具有密閉性,當濃煙充斥整個 空間時,致使內部人員執行初期滅火、避難引導逃生及救災的消防人員執行消防 搶救活動極為困難。尤其消防人員必須深入地下建築空間從事人命搜救以及滅火 活動,受限於空氣瓶使用時限及確認火點之困難度極高,除了搶救時間延長外, 亦增加消防人員之危險性。

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第三章 前進指揮站與消防救災據點研究情形

第一節 前進指揮站與消防救災據點的定義

國內博碩士論文及期刊常見一般建築物火災搶救及內部人員避難疏散模擬 等議題,但對於地下建築空間之前進指揮站、消防救災據點、消防搶救上必要設 備、消防搶救策略的相關研究較為鮮見。面臨國內近期發生多起消防人員執行火 災搶救殉職事件,消防救災安全議題受到政府官員及國民的重視,救災安全與建 築物本身硬體設施結合的發展具有整合的重要性。 由研究狀況來看,國內所規範之部分,僅限於建築法與消防法之強制規定, 對於前進指揮站或消防救災據點的設置、基本功能及空間硬體設施設備要件,尚 無深入的討論及缺乏統整的法規制度規範,使得消防救災時,沒有既定的前進指 揮站或消防救災據點的空間可以運用,一但面對樓地板面積較為廣大(例如:超 過3,000平方公尺)或深度達地下三層以上之地下建築空間火災時,如何進入內 部搶救,如何在充滿火災危害及令人恐慌的環境之下,救災人員安全保障上存有 疑慮,設定火災搶救作業之據點,尋找起火點,進行滅火,是不容忽視的課題。 內政部消防署災害現場管理作業指南所提「單點災害現場(前進指揮所)」 指揮中心選定原則如下: (一) 鄰近災點。 (二) 指揮中心之安全性。 (三) 救災行動管制之便利性。 (四) 具備基礎水、電及通訊設施。 (五) 以熱區、暖區及冷區之概念,作為空間配置依據。 參酌上述作業指南選定原則,本研究所稱前進指揮站或消防救災據點屬於單 點災害現場,另為因應本研究主題,避免造成主題在名詞定義有混淆狀況發生, 有關本研究針對名詞操作定義如下: (一) 前進指揮站 1. 名詞操作定義:「相對安全消防救災指揮站」。 2. 主要功能:能進行火災案情討論、指揮、通信、調度及提供情報消 息的一個相對安全空間。 (二) 消防救災據點 1. 名詞操作定義:「相對安全救災中繼站」。 2. 主要功能:靠近火災現場,作為較深入火場執行第一線滅火、人命 搜救、安全管制、人員輪替的一個相對安全空間。

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前進指揮站無論在空間構造上或功能上均具備消防救災據點的相關條件,也 就是說,當因應發生火災的位置不同時,如靠近前進指揮站時,前進指揮站也可 以當消防救災據點使用。其關係如下圖3-1: 圖 3- 1 前進指揮站與消防救災據點關係圖(本研究自行繪製) 為使兩者之間架構明確化,本研究將前進指揮站與消防救災據點之間的架構 設定如下圖3-2,便於後續研究之發展。 圖 3- 2 前進指揮站與消防救災據點架構圖(本研究自行繪製) 以消防救災觀點而言,探討前進指揮站及消防救災據點空間設置條件,各文 獻對於類似前進指揮站及消防救災據點名詞相關定義或說法,彙整如下表3-1: 表 3- 1 前進指揮站(含消防救災據點)名稱定義彙整表 項次 文章 名稱 功能描述 1 高層建築物火災消防人 員安全作業認知之探討 ─以高雄市地區為例, 2015年 消防搶救據點 提供避難人員等待救援及 消防人員安全作業環境為 目標

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2 陳崇岳(2015),消防 戰術,臺灣警察專科學 校,初版 前進指揮所 (集結待命區) 高樓層結構物發生事故所 要求對常規集結區待命區 的概念進行改進,較大型高 聳的建築物因受限進入及 垂直移動距離,要求在建築 物 內 設 立 資 源 集 結 待 命 區,並對其功能進行一些擴 展。例如設立在最低火災樓 層下方二至三層,空氣保持 清潔等條件 3 Incident Command: Locating the Incident Command Post25 事故指揮所 設 置 位 置 應 靠 近 事 故 現 場,以便事件指揮官(IC) 能夠觀察與操作,但也不宜 太近,避免噪音和混亂干 擾,以提供安全和正常的操 作環境 4 Montgomery Alabama Fire/Rescue DEPARTMENT OF Public Safety26,2016 指揮所 對於指揮所的設立與行動 方案,認為應設置在建築物 控 制 系 統 區 域 內 或 者 附 近,但是建築物本身沒有控 制系統的話,指揮所設置位 置在建築物內部與外部皆 可,指揮所的位置通常將設 置在火災樓層的下方一至 兩層 5 HM government﹐Fire and Rescue Manual – Fire Service Operations Volume 2 前進指揮據點 (Forward Command Post) 屬於一個靠近災害現場的 地點,救災人員可以利用此 地點作為指揮回應的區域 6 Firescope California﹐ INCIDENT COMMAND SYSTEM For Fire

Department Structure Fire Operations 事故指揮據點 (Incident Command Post) 主 要 事 故 指 揮 執 行 之 位 置,通常與事故同處一塊基 地 7 日本平成25年度「消防․ 救助技術の高度化等検 指揮據點  供指揮者對於現場的活 動方針作現場管理

25US Department of Homeland Security,Incident Command: Locating the Incident Command Post. 26Montgomery Alabama Fire / Rescue DEPARTMENT OF Public Safety(Revised March 2016),Fire

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討部報告書」  進入現場各隊的指揮與 統御  裝備器材集結管理  現場指揮本部連絡  進入人員管制與交替管 制 (本研究自行彙整) 雖然前進指揮站及消防救災據點在國、內外的解讀及專有名詞文獻資料不多, 但綜合上述研究可知,無論名稱如何定義,涉及消防救災的空間運用其實應該都 離不開指揮、管理與執行等字眼。在「考察日本超高層建築物消防安全設備27 2005」考察報告中提到「消防活動據點」一詞,所指的是深入火場第一線救災消 防人員的活動空間,從消防策略及建築防災觀點而言,據點應該具備以下條件: (一) 假設可以在起火層進行消防活動的狀況,對於能夠預測之一般規模火 災,需提供「讓消防隊員可停留某一段時間」之環境,也可稱為「停 留據點」。 (二) 假設無法在起火層進行消防活動的狀況,對於能夠預測的最大規模火 災,需提供「阻止受災往上擴大的情形,在火勢減弱時,能夠進入火 災層滅火」之環境,也可稱為「防止延燒及進入據點」。 (三) 確保消防人員在面臨危急狀況時之退避路線所需空間。 在消防活動據點配置上,提出「消防活動據點設置,應距離該樓層任一點的 水平距離在50公尺以下」在樓層平面設置救援可及性的概念。另於文中提到利用 「客觀檢證法」作為安全評估對象之消防活動據點,以消防搶救活動的觀點而言, 亦是活動據點的空間,因此,該空間最好具備連結送水管設備及緊急電源插座設 備之地點作為消防活動據點為佳。 在「指標性場所緊急事故應變程序—以車站共構空間為例28」委託研究報告 提到有關消防搶救之作業據點特色如下: (一) 位置必須可以安全順暢的運作直到災害結束。 (二) 需要防火區劃防護,避免消防人員遭受火、煙危害,確保救災安全。 綜合上述初步可知,前進指揮站及消防救災據點在建築物空間定位上應具備 下列必要條件: (一) 是一個相對安全空間。 (二) 具備救災相關設施及設備。 (三) 具有中繼指揮、通信聯絡、火災搶救、休息輪替、人命救援、傷患等 27內政部消防署,考察日本超高層建築物消防安全設備,2005。

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待救援等功能。 (四) 目的是為了提升火災搶救效能以及保障消防人員救災安全。

第二節 前進指揮站及消防救災據點的設定

參酌國內建築技術規則施工篇規範,如果探討在建築物內部設置「消防救災 據點」時,該空間應具備防火功能及相關的救災設施設備,才能輔助救災及安全 確保,條件限制前提下,現行建築物可作為消防活動等相關據點者,大致上可分 為下列三個空間: (一) 特別安全梯間(排煙室)。 (二) 緊急升降機間(排煙室)。 (三) 其他具有與上述空間同等性能樓梯間之前室 。 「消防戰術:指揮官與幕僚救災要領,2011」,書中第一篇第二章火場指揮 行動包含「火場指揮中心運作要領」、「現場指揮」、「危機管理」及「對現場 受災民眾採取對應措施」,特別是在「火場指揮中心運作要領」一節,對於「前 進指揮所」運作要領,提出五個重要觀點,包含為何要設置前進指揮所、人員編 制以及任務。 (一) 火場指揮官在大規模且複雜或者活動範圍大的災害,火場指揮中心直 接指揮分隊行動,但如果在非常困難情況下,可設置前進指揮所,分 擔指揮任務。 (二) 前進指揮所,指定負責的中隊長,統合救災任務,必要時設置人員集 結區、器材供應區、救護區等。 (三) 負責前進指揮所之中隊長執行局部指揮人命搜索、滅火、通風排煙、 救助、救護與防止水損工作。 (四) 各分隊救災狀況報告,以及對各分隊下達指揮命令,原則上透過前進 指揮所來進行。 (五) 火場指揮中心與前進指揮所以無線電通信設備建立聯絡機制,必要時 設置聯絡官。 綜上,為利用建築物空間建構前進指揮站及消防救災據點,對於該空間的結 構強度、建築及消防設施設備及面積等條件為最基本的需求。在地下建築空間建 構前進指揮站或消防救災據點,應考量消防人員進入與撤離等安全性,因此在設 置條件方面,本研究團隊認為需要考量消防人員的步行動線或樓梯間附近的空間、 容易靠近或進入口等因素。對於大型的地下建築空間在本身法規要求的結構、設 施及消防安全設備設置等方面可能適合作為前進指揮站及消防救災據點之相關

數據

圖 1- 1 本研究執行步驟流程圖
圖 2- 2 地下室示意圖 3 3. 「 地 下 建 筑 火 灾 扑 救 行 动 指 南 4 , 2014 」 第 3.1 節 將 「 地 下建築 (underground building)」定義為建造在土層或岩層中,低於地平面 高度的建築物,包括附屬建築的地下建築物和單獨建築的地下建築 物。 (三) 中國大陸─香港 5 :地下室僅有一層時,則該樓層名詞定義為「地庫」 (B, Basement),假設地下建築空間屬於多層時,則樓層名詞定義為「第一 層地庫」 (B1,Basement Level 1)與「第
圖 2- 3 日本地下街法規關係圖 6
圖 3- 3 防災中心內部消防活動空間(1) 圖 3- 4 防災中心內部消防活動空間(2) 圖 3- 5 防災中心內部消防活動空間(3) 圖 3- 6 防災中心內部消防活動空間(4) 2
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參考文獻

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