國 立 交 通 大 學
機械工程學系
碩士論文
防火性能式設計法應用於音樂廳之防火
安全設計
The Application of Performance –Based Fire Safety Design
on A Concert Hall
研究生 ：沈信錡
指導教授 ：陳俊勳
教授
防火性能式設計法應用於音樂廳之防火安全設計
The Application of Performance –Based Fire Safety Design
on A Concert Hall
研究生：沈信錡 Student：Shin-Chi Shan 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 ThesisSubmitted 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 2010
Hsinchu, Taiwan, Republic of China
防火性能式設計法應用於音樂廳之防火安全設計 學生：沈信錡 指導教授：陳俊勳 國立交通大學機械工程學系碩士班 摘要 音樂廳具有大空間、跨樓層而且還具有相當的高度與面積、能容 納大量人群的特徵。在台灣，現行的消防相關法規中，對於此類的建 築物，因為本身建築的特性，使用傳統法規條文並無法確實的達到防 火安全的目的，因此以性能式設計之方法來確保其消防設備的性能能 夠確實的達到保障人員安全的目標 。
本研究利用性能式設計法（performance-based design method）之 驗證程序和步驟，以及數值模擬軟體 FDS（Fire Dynamics Simulator） 與 SimulexX 分別進行煙控系統設計分析與避難性能評估 。針對兩個 案例進行探討，案例一戲劇院探討不同的火源位置與排煙 風機啟動時 間對煙流控制的影響。案例二榕樹廣場探討自動撒水設備對煙流控制 的影響。首先以火災模擬軟體 FDS 模擬火災的煙層流動情形、CO 濃 度分佈、溫度分佈以及能見度分佈來計算出所能提供人員疏散的時 間。接著再利用動態避難模擬 Simulex 模擬計算人員避難逃生情形和 避難所需時間，以評估人員避難安全。經由模擬結果可得知兩案例的 消防系統設計，均能滿足人員生命安全的標準。 關鍵字：FDS; Simulex; 挑高建築; 劇院; 煙流
The Application of Performance –Based Fire Safety Design on A Concert Hall
Student：Shin-Chi Shen Advisor：Chiun-Hsun Chen
Department of Mechanical Engineering National Chiao Tung University
ABSTRACT
Concert hall has the characteristics of large space, floor opening connecting two or more stories, high altitude, larg e area and large volume of occupants.In Taiwan，The fire safty codes for this kind of building are very hard to comply with standard fire safty code.cause the
characteristics.It needs to apply the “performance -based design
method” to ensure the performanc e of fireproof equipments to maintain the goal of occupant safety.
This research analyzes the performance designs of smoke control system and the evacuation respectively by utilizing the verification
procedures and steps of performance -based design method and numerical simulation software, FDS (Fire Dynamics Simulator) and Simulex. This research contains two cases. Case 1 is lyric theater. It analyzes the fire location and the start time of exhaust fan effects .Case 2 analyzes
Automatic sprinkler system tha t if smoke had been effect. At first, FDS is used to simulate the smoke movement, concentration of CO, distribution of temperature and the visibility. After that, a dynamic computer model, Simulex , is applied to calculate of the state of evacuative people and the available evacuation time ,to evaluate the safety of evacuative people.
From the simulation results, they are found to be able to comply with the safety requirement for occupant evacuation.
Future work will change the size and location of the exha ust fan in reasonable bounds.
致謝
不知不覺之中，研究所這兩年就這樣過去了，在交大過了六個年 頭，也即將離開這所我心愛的學校，在這段時光內，首先感謝指導教 授 陳俊勳教授，老師悉心的教導使我得以一窺熱流領域的深奧，老 師的指點我正確的方向，使我在這些年中獲益匪淺。在此對老師致上 最深的感謝。 同時也感謝中台技術學院 除一量教授與台灣警察專科學校 邱 晨瑋教授對我論文的指正跟建議，使我的論文更加的完善。 在這兩年研究生涯中，非常感謝文耀、彥成、家維、湯圓、維義、 智欽、金輝、振稼、長新、致瑋等學長做的指導，同時一起奮鬥的同 學義嘉和瑋琮，讓我在研究這條路上並不孤單，還有田徑隊的威翔、 哲賓、玠璜、信揚、紹展、張淳、lisa、小小、該 B、小豪、楷翔、 阿布、維澤、誠偉、190、小蘇、彥宇、景彥等等，今年好像只有我 離開， 希望大家可以繼續努力，保持今年大運會總錦標第一名的榮光。實驗 室的學弟妹世庸、黃鈞、抓抓、云婷跟聖容幫我處理瑣碎的雜物使我 能更加心無旁騖的完成這份論文。還有一些朋友柳丁、孟玫、育國、 小毛、白 g、凱薩、Q熊，有你們的陪伴讓我這兩年更加精彩 。 最後也是最重要的是感謝我的家人在我背後默默的支持與鼓 勵，提供我一個無後顧之憂的求學環境，我要將這份榮耀獻給我最親 愛的家人。目錄 摘要... i ABSTRACT... ii 致謝... iv 目錄... v 表目錄...viii 圖目錄... x 第一章 緒論... 1 1.1 研究動機與目的 ... 1 1.2 文獻回顧 ... 2 1.3 研究內容 ... 4 第二章 表演劇院空間型態之特性分析與避難安全標準設定 ... 6 2.1 表演劇院之特性 ... 6 2.2 火災燃燒過程 ... 8 2.3 煙層流動特性 ... 11 2.4 煙控之設計 ... 14 2.5 避難安全界定標準 ... 18 第三章 性能式防火設計方法 ... 28 3.1 性能式設計法規介紹 ... 30
3.2 性能式設計法之目的 ... 32 3.3 建築技術規則性能式設計規定 ... 33 3.4 性能式防火安全設計程序 ... 37 第四章 火災模擬軟體及理論基礎介紹 ... 51 4.1 FDS 軟體理論基礎與數值分析方法 ... 51 4.1.1 流體力學之統御方程式 ... 52 4.1.2 差分方程式 ... 54 4.1.3 燃燒模式 ... 55 4.1.4 熱輻射之統御方程式 ... 56 4.1.5 邊界條件 ... 57 4.2 逃生模擬軟體(Simulex) ... 60 第五章 結果與討論 ... 68 5.1 前言 ... 68 5.2 性能式設計程序 ... 68 5.2.1 計畫範圍 ... 68 5.2.2 確立目標 ... 68 5.2.3 發展性能要求 ... 69 5.2.4 發展火災情境、設計火災及試驗設 ... 69 5.2.5 評估試驗設計 ... 73
5.3 情境分析結果與討論 ... 79 5.3.1 戲劇院情境一模擬結果 ... 79 5.3.2 戲劇院情境二模擬結果 ... 80 5.3.3 戲劇院情境三模擬結果 ... 82 5.3.4 戲劇院情境四模擬結果 ... 84 5.3.5 戲劇院情境五模擬結果 ... 85 5.3.6 榕樹廣場情境一模擬結果 ... 87 5.3.7 榕樹廣場情境二模擬結果 ... 88 5.4 模擬結果討論 ... 89 第六章 結論與建議 ... 207 參考文獻... 209
表目錄 表 2.1 火源成長模式係數 ... 10 表 2.2 人體承受危害程度指標值分析表 (SFPE 及紐西蘭設計)... 18 表 2.3 建議人員逃生安全環境要求 ... 19 表 3.1 適用建築物防火避難安全性能驗證技術手冊之建築物 ... 29 表 3.2 建築物防火避難安全性能驗證技術手冊可替代之法規 ... 29 表 3.3 適用建築物防火避難安全性能驗證技術手冊之建築物 ... 35 表 3.4 建築物防火避難安全性能驗證技術手冊可替代之法規 ... 36 表 3.5 火災後果分級表 ... 45 表 3.6 發生機率分級表 ... 45 表 3.7 風險等級矩陣 ... 46 表 4.1 Simulex 提供之人體尺寸 ... 61 表 4.2 Simulex 提供不同人群模式之男女分布表 ... 61 表 5.1 NFPA130 建議人員逃生安全環境要求 ... 69 表 5.2 火災情境 ... 70 表 5.3 各劇院排煙機的大小以及風速 ... 72 表 5.4 模擬座席與人數 ... 73 表 5.5 模擬面積與人數 ... 74
表 5.6 模擬避難時間表 ... 75 表 5.7 各劇院 FDS 模擬參數設定 ... 76 表 5.8 榕樹廣場 FDS 模擬參數設定...77 表 5.9 戲劇院情境一模擬結果表 ... 89 表 5.10 戲劇院情境二模擬結果表 ... 90 表 5.11 戲劇院情境三模擬結果表 ... 91 表 5.12 戲劇院情境四模擬結果表 ... 92 表 5.13 戲劇院情境五模擬結果表 ... 93 表 5.14 榕樹廣場情境一模擬結果表 ... 94 表 5.15 榕樹廣場情境二模擬結果表 ... 94
圖目錄 圖 2.1 火災發展過程圖 ... 20 圖 2.2 火災成長曲線圖 ... 21 圖 2.3 不同熱釋放率之火災成長曲線圖 ... 22 圖 2.4 T-Square 火災成長曲線圖 ... 22 圖 2.5 Kisok 實際量測之火災成長曲線圖（NIST,1995） ... 23
圖 2.6 正煙囪效應（Normal Stack Effect） ... 23
圖 2.7 逆煙囪效應（Reverse Stack Effect） ... 23
圖 2.8 滑動式自然排煙口設計 ... 24 圖 2.9 外推式自然排煙口設計 ... 24 圖 2.10 機械排煙設計 ... 25 圖 2.11 光電分離式探測器 ... 25 圖 2.12 附室加壓 ... 26 圖 2.13 梯間加壓(其壓力須高於附室壓力) ... 26 圖 2.14 壓出排煙 ... 27 圖 3.1 性能式法規階層架構圖 ... 48 圖 3.2 避難安全驗證方式 ... 48 圖 3.3 性能式設計基本流程圖 ... 49
圖 3.4 評估試驗設計流程圖 ... 50 圖 4.1 FDS 分析執行計畫流程圖 ... 62 圖 4.2 FDS 與 Smokeview 之組織架構與工作流程圖 ... 63 圖 4.3 Simulex 模擬避難流程 ... 64 圖 4.4 電腦模擬人體尺寸示意圖... 65 圖 4.5 人員間的接觸距離 ... 65 圖 4.6 人員間距離與步行速度之關係 ... 66 圖 4.7 避難人員超越之角度 ... 66 圖 4.8 Simulex 模擬不同方向阻礙下之超越路線圖 ... 67 圖 5.1(a) 戲劇院火源位置 ... 95 圖 5.1(b) 音樂廳火源位置 ... 95 圖 5.1(c) 中劇院火源位置 ... 96 圖 5.1(d) 演奏廳火源位置 ... 96 圖 5.1(e) 榕樹廣場火源位置 ... 97 圖 5.2 戲劇院排氣口與補氣口位置 ... 97 圖 5.3 音樂廳排氣口與補氣口位置 ... 98 圖 5.4 中劇院排氣口與補氣口位置 ... 98 圖 5.5 演奏廳排氣口與補氣口位置 ... 99 圖 5.6 戲劇院 1F 人員分佈圖人員分佈圖 ... 99
圖 5.7 戲劇院 2F 人員分佈圖人員分佈圖 ... 100 圖 5.8 戲劇院 3F 人員分佈圖人員分佈圖 ... 100 圖 5.9 戲劇院 4F 人員分佈圖人員分佈圖 ... 101 圖 5.10 音樂廳 1F 人員分佈圖人員分佈圖 ... 101 圖 5.11 音樂廳 2F 人員分佈圖人員分佈圖... 102 圖 5.12 音樂廳 3F 人員分佈圖人員分佈圖 ... 102 圖 5.13 中劇院 1F 人員分佈圖人員分佈圖 ... 103 圖 5.14 中劇院 2F 人員分佈圖人員分佈圖 ... 103 圖 5.15 中劇院 3F 人員分佈圖人員分佈圖 ... 104 圖 5.16 演奏廳 1F 人員分佈圖人員分佈圖 ... 104 圖 5.17 演奏廳 2F 人員分佈圖人員分佈圖 ... 105 圖 5.18 榕樹廣場人員分佈圖人員分佈圖 ... 105 圖 5.19(a) 戲劇院量測點分布圖 ... 106 圖 5.19(b) 音樂廳量測點分布圖 ... 106 圖 5.19(c) 中劇院量測點分布圖 ... 107 圖 5.19(d) 演奏廳量測點分布圖 ... 107 圖 5.19(e) 榕樹廣場量測點分布圖 ... 107 圖 5.20 戲劇院距離地板 1.8m 各量測點溫度分佈圖(情境一)... 108 圖 5.21 戲劇院距離地板 1.8m 各量測點 CO 分佈圖(情境一) ... 108
圖 5.22 戲劇院距離地板 1.8m 各量測點能見度分佈圖(情境一)... 109 圖 5.23 戲劇院煙層高度圖(情境一) ... 109 圖 5.24 戲劇院溫度分佈圖 y-z 剖面(情境一)... 110 圖 5.25 戲劇院溫度分佈圖 x-z 剖面(情境一)... 111 圖 5.26 戲劇院各層樓溫度 700 秒分佈圖 x-y 剖面(情境一)... 112 圖 5.27 戲劇院 CO 分佈圖 y-z 剖面(情境一) ... 113 圖 5.28 戲劇院 CO 分佈圖 x-z 剖面(情境一) ... 114 圖 5.29 戲劇院各層樓 CO 700 秒分佈圖 x-y 剖面(情境一) ... 115 圖 5.30 戲劇院能見度分佈圖 y-z 剖面(情境一)... 116 圖 5.31 戲劇院能見度分佈圖 x-z 剖面(情境一)... 117 圖 5.32 戲劇院各層樓能見度 700 秒分佈圖 x-y 剖面(情境一)... 118 圖 5.33 戲劇院煙粒子分佈圖(情境一) ... 119 圖 5.34 戲劇院煙塵分佈圖(情境一) ... 120 圖 5.35 戲劇院熱輻射分佈圖(情境一) ... 121 圖 5.36 戲劇院距離地板 1.8m 各量測點溫度分佈圖(情境二)... 122 圖 5.37 戲劇院距離地板 1.8m 各量測點 CO 分佈圖(情境二) ... 122 圖 5.38 戲劇院距離地板 1.8m 各量測點能見度分佈圖(情境二)... 123 圖 5.39 戲劇院煙層高度圖(情境二) ... 123 圖 5.40 戲劇院溫度分佈圖 y-z 剖面(情境二)... 124
圖 5.41 戲劇院溫度分佈圖 x-z 剖面(情境二)... 125 圖 5.42 戲劇院各層樓溫度 700 秒分佈圖 x-y 剖面(情境二)... 126 圖 5.43 戲劇院 CO 分佈圖 y-z 剖面(情境二) ... 127 圖 5.44 戲劇院 CO 分佈圖 x-z 剖面(情境二) ... 128 圖 5.45 戲劇院各層樓 CO 700 秒分佈圖 x-y 剖面(情境二) ... 129 圖 5.46 戲劇院能見度分佈圖 y-z 剖面(情境二)... 130 圖 5.47 戲劇院能見度分佈圖 x-z 剖面(情境二)... 131 圖 5.48 戲劇院各層樓能見度 700 秒分佈圖 x-y 剖面(情境二)... 132 圖 5.49 戲劇院煙粒子分佈圖(情境二) ... 133 圖 5.50 戲劇院煙塵分佈圖(情境二) ... 134 圖 5.51 戲劇院熱輻射分佈圖(情境二) ... 135 圖 5.52 戲劇院距離地板 1.8m 各量測點溫度分佈圖(情境三)... 136 圖 5.53 戲劇院距離地板 1.8m 各量測點 CO 分佈圖(情境三) ... 136 圖 5.54 戲劇院距離地板 1.8m 各量測點能見度分佈圖(情境三)... 137 圖 5.55 戲劇院煙層高度圖(情境三) ... 137 圖 5.56 戲劇院溫度分佈圖 y-z 剖面(情境三)... 138 圖 5.57 戲劇院溫度分佈圖 x-z 剖面(情境三)... 139 圖 5.58 戲劇院各層樓溫度 700 秒分佈圖 x-y 剖面(情境三)... 140 圖 5.59 戲劇院 CO 分佈圖 y-z 剖面(情境三) ... 141
圖 5.60 戲劇院 CO 分佈圖 x-z 剖面(情境三) ... 142 圖 5.61 戲劇院各層樓 CO 700 秒分佈圖 x-y 剖面(情境三) ... 143 圖 5.62 戲劇院能見度分佈圖 y-z 剖面(情境三)... 144 圖 5.63 戲劇院能見度分佈圖 x-z 剖面(情境三)... 145 圖 5.64 戲劇院各層樓能見度 700 秒分佈圖 x-y 剖面(情境三)... 146 圖 5.65 戲劇院煙粒子分佈圖(情境三) ... 147 圖 5.66 戲劇院煙塵分佈圖(情境三) ... 148 圖 5.67 戲劇院熱輻射分佈圖(情境三) ... 149 圖 5.68 戲劇院距離地板 1.8m 各量測點溫度分佈圖(情境四)... 150 圖 5.69 戲劇院距離地板 1.8m 各量測點 CO 分佈圖(情境四) ... 150 圖 5.70 戲劇院距離地板 1.8m 各量測點能見度分佈圖(情境四)... 151 圖 5.71 戲劇院煙層高度圖(情境四) ... 151 圖 5.72 戲劇院溫度分佈圖 y-z 剖面(情境四)... 152 圖 5.73 戲劇院溫度分佈圖 x-z 剖面(情境四)... 153 圖 5.74 戲劇院各層樓溫度 700 秒分佈圖 x-y 剖面(情境四)... 154 圖 5.75 戲劇院 CO 分佈圖 y-z 剖面(情境四) ... 155 圖 5.76 戲劇院 CO 分佈圖 x-z 剖面(情境四) ... 156 圖 5.77 戲劇院各層樓 CO 700 秒分佈圖 x-y 剖面(情境四) ... 157 圖 5.78 戲劇院能見度分佈圖 y-z 剖面(情境四)... 158
圖 5.79 戲劇院能見度分佈圖 x-z 剖面(情境四)... 159 圖 5.80 戲劇院各層樓能見度 700 秒分佈圖 x-y 剖面(情境四)... 160 圖 5.81 戲劇院煙粒子分佈圖(情境四) ... 161 圖 5.82 戲劇院煙塵分佈圖(情境四) ... 162 圖 5.83 戲劇院熱輻射分佈圖(情境四) ... 163 圖 5.84 戲劇院距離地板 1.8m 各量測點溫度分佈圖(情境五)... 164 圖 5.85 戲劇院距離地板 1.8m 各量測點 CO 分佈圖(情境五) ... 164 圖 5.86 戲劇院距離地板 1.8m 各量測點能見度分佈圖(情境五)... 165 圖 5.87 戲劇院煙層高度圖(情境五) ... 165 圖 5.88 戲劇院溫度分佈圖 y-z 剖面(情境五)... 166 圖 5.89 戲劇院溫度分佈圖 x-z 剖面(情境五)... 167 圖 5.90 戲劇院各層樓溫度 700 秒分佈圖 x-y 剖面(情境五)... 168 圖 5.91 戲劇院 CO 分佈圖 y-z 剖面(情境五) ... 169 圖 5.92 戲劇院 CO 分佈圖 x-z 剖面(情境五) ... 170 圖 5.93 戲劇院各層樓 CO 700 秒分佈圖 x-y 剖面(情境五) ... 171 圖 5.94 戲劇院能見度分佈圖 y-z 剖面(情境五)... 172 圖 5.95 戲劇院能見度分佈圖 x-z 剖面(情境五)... 173 圖 5.96 戲劇院各層樓能見度 700 秒分佈圖 x-y 剖面(情境五)... 174 圖 5.97 戲劇院煙粒子分佈圖(情境五) ... 175
圖 5.98 戲劇院煙塵分佈圖(情境五) ... 176 圖 5.99 戲劇院熱輻射分佈圖(情境五) ... 177 圖 5.100 榕樹廣場距離地板 1.8m 各量測點溫度分佈圖(情境一). 178 圖 5.101 榕樹廣場距離地板 1.8m 各量測點 CO 分佈圖(情境一) . 178 圖 5.102 榕樹廣場距離地板 1.8m 各量測點能見度分佈圖(情境一) 179 圖 5.103 榕樹廣場煙層高度圖(情境一) ... 179 圖 5.104 榕樹廣場溫度分佈圖 y-z 剖面(情境一)... 180 圖 5.105 榕樹廣場溫度分佈圖 x-z 剖面(情境一)... 181 圖 5.106 榕樹廣場各層樓溫度 700 秒分佈圖 x-y 剖面(情境一) ... 182 圖 5.107 榕樹廣場 CO 分佈圖 y-z 剖面(情境一) ... 183 圖 5.108 榕樹廣場 CO 分佈圖 x-z 剖面(情境一) ... 184 圖 5.109 榕樹廣場各層樓 CO 700 秒分佈圖 x-y 剖面(情境一)... 185 圖 5.110 榕樹廣場能見度分佈圖 y-z 剖面(情境一) ... 186 圖 5.111 榕樹廣場能見度分佈圖 x-z 剖面(情境一) ... 187 圖 5.112 榕樹廣場各層樓能見度 700 秒分佈圖 x-y 剖面(情境一) 188 圖 5.113 榕樹廣場煙粒子分佈圖(情境一) ... 189 圖 5.114 榕樹廣場煙塵分佈圖(情境一) ... 190 圖 5.115 榕樹廣場熱輻射分佈圖(情境一) ... 191 圖 5.116 榕樹廣場距離地板 1.8m 各量測點溫度分佈圖(情境二). 192
圖 5.117 榕樹廣場距離地板 1.8m 各量測點 CO 分佈圖(情境二) . 192 圖 5.118 榕樹廣場距離地板 1.8m 各量測點能見度分佈圖(情境二) 193 圖 5.119 榕樹廣場煙層高度圖(情境二) ... 193 圖 5.120 榕樹廣場溫度分佈圖 y-z 剖面(情境二)... 194 圖 5.121 榕樹廣場溫度分佈圖 x-z 剖面(情境二)... 195 圖 5.122 榕樹廣場各層樓溫度 700 秒分佈圖 x-y 剖面(情境二) ... 196 圖 5.123 榕樹廣場 CO 分佈圖 y-z 剖面(情境二) ... 197 圖 5.124 榕樹廣場 CO 分佈圖 x-z 剖面(情境二) ... 198 圖 5.125 榕樹廣場各層樓 CO 700 秒分佈圖 x-y 剖面(情境二)... 199 圖 5.126 榕樹廣場能見度分佈圖 y-z 剖面(情境二)... 200 圖 5.127 榕樹廣場能見度分佈圖 x-z 剖面(情境二)... 201 圖 5.128 榕樹廣場各層樓能見度 700 秒分佈圖 x-y 剖面(情境二) 202 圖 5.129 榕樹廣場煙粒子分佈圖(情境二) ... 203 圖 5.130 榕樹廣場煙塵分佈圖(情境二) ... 204 圖 5.131 榕樹廣場熱輻射分佈圖(情境二) ... 205
第一章 緒論
1.1 研究動機與目的
在科技生活越來越進步的現代，世界人口持續的成長以及生活水 準的提升，我國於近十幾年來大量興建大型購物中心、巨蛋球場、綜 合展覽演藝館、機場航廈建築物與現代化的劇場，除了外觀先進前衛 之外，更早已開始講求內部的華麗與精緻，使這些大型建築物內部擁 有空間明亮、舒適的感覺。 現代化的劇場內，內部的建築結構通常為挑高的設計，無法阻隔 煙層的流動，而使得煙層迅速的由單一層的火災擴散至各樓層造成整 棟性的危害，火災也會因空氣流動較為充足使得延燒的時間與區域較 長較大。在加上各劇院內部空間密閉以及 地板高低不均，會使煙流的 流動狀態更加複雜，同時避難時也很容易受到座椅的影響，若發生意 外時，往往會有較難以疏散的情形，例如 2008 年深圳俱樂部火災由 於通道太過狹窄，造成共 43 人死亡，88 人受傷的重大事故，其中大 部分死者為吸入濃煙窒息而亡，要避免此一情形則必須在開始設計建 築物時便審慎的考慮並設計好人員的避難動線與容留人數等等 …。 基於火災安全的重視，世界各國對於建築物的消防與逃生避難， 均制定其相關法律的要求，而目前台灣所制定的火災安全法規為內政 部 1996 年所頒佈的「各類場所消防安全設備設置標準 」【1】以及「建 築技術規則」【2】作為一般建築物建造時之標準。依據典型案例的歸 納整理，已明確量化的標準，建築設計者及審查者即使未了解規定的 意涵，只要遵循此法規設置防火避難設備，就會有一定消防安全性， 十分便於執行。但隨著建築物高層化、大型化，現代化新興建築物已 超越典型經驗值，規格化法規管置基準是否適合繼續使用已受到質 疑，例如於「各類場所消防安全設備設置標準 」中，有關於煙控系統 部分，僅於條文中規定防煙區劃面積的大小、防煙壁下垂之深度、排煙口位置以及排煙量大小等等的設計，此為典型規格式﹙Prescription﹚ 法規。在「各類場所消防安全設備設置標準 」法規中，第 188 條第七 款「前款之排煙機應能隨任一排煙口之開啟而動作，其排煙量不得小 於每分鐘一百二十立方公尺，且在一防煙區劃時，不得小於該防煙區 劃面積每平方公尺每分鐘一立方公尺，在二區以上之防煙區劃時，應 不得小於最大防煙區劃面積每平方公尺每分鐘二立方公尺。但地下建 築物之地下通道，其總排煙量不得小於每分鐘六百立方公尺 」，故以 目前台灣現行法規中所規定的排煙量，被認定為與樓地板面積成直接 正比例關係。而在避難設計方面上僅提出「距離」的觀念，也就是說 建築物的空間內任一點到出口最遠步行距離需小於 30 公尺。但事實 上，各類場所消防安全設備設置標準 188 條主要為適用於辦公室或 住宅等建築居室部分之煙控系統設計。對於具備中庭或挑高與開闊空 間部分之購物中心、航站大廈與地下車站等建築物而言，實不適合。 因此本研究利用性能式火災安全設計方法來評估建築物於發生 火災時，消防設備能保護人員的安全，同時給予建築型態與使用最大 的自由，在經濟效應的因素以及能依照個別建築物給予精確的消 防安 全設計，此乃本研究之動機所在。
1.2 文獻回顧
蔡尤溪[3]利用 FDS 與 FLUENT 進行大空間煙流的模擬，由格點 分析的結果，FDS 對於遠離火場溫度的預測值，有相當高的精確度， 因此可利用非均勻分佈格點，火場附近處加密格點，遠離火場可上適 當加大格點尺寸，以減少運算時間；而 FLUENT 由於使用許多簡化 假設，因此所得結果與實驗和 FDS 相差較大。且在格點加密的部份， 的測試，發現局部加密的結果以正方體格點（寬高比 aspect ratio 為 1： 1）時，收斂的結果、反應的火載量與溫度的現象最平穩，而 aspect ratio 最好不要大於 1：4，此外並建議了模擬時間最好勿超過 120 小時為佳，以符合模擬之時效性。 楊冠雄【4】將大型開闊空間建築物煙控系統之設計分析分為大 空間內部與周圍區域兩部份來討論。大型開闊空間內部之煙控系統 ， 其主要功能有二：一為處理發生於大空間內部之火災產生的煙，二為 處理於大空間之周圍區域流入其內的濃煙。主要目的為，控制層煙高 度或減緩煙層下降速度，使之於大空間內，如走廊與樓梯，提供一條 無煙之逃生避難路徑。 丁春能【5】說明對於挑高中庭及大型空間建築物 ，若使用防煙 垂壁，或在其兩端造成壓力差以限制煙流動，是不可能也不實際的作 法，最為有效可行之煙控方式，以大空間容量做為蓄煙，並蒐集國內 煙控系統性能設計案例比較分析，探究國內消防設計排煙設備法規之 問題。 Milke【6】利用 FDS 軟體在天花板設置排氣口以及改變補氣口 的排列方式和速度(0.5m/s~3m/s)來模擬簡單的中庭模型，其模擬情境 中補氣口排列方式分為無補氣口、對稱性排列以及非對稱性排列並採 用不同的補氣速度(0.5m/s~3m/s)進行分析煙控系統模擬會影響的參 數。結果顯示採用對稱性與速度不超過 1m/s 的模擬條件，會使得最 大火源熱釋放率的規模較小與煙塵降的深 度較淺。
Chow et al.【7】利用數值模擬軟體 FDS 和 CFAST，模擬兩層樓 高的挑高中庭建築物，比對當補氣口的位置高於、等於或低於煙層界 面處時煙層下降的速度和時間，並與實驗相互比較。比對結果得知， CFD 模擬軟體與實驗的結果相近。Chow 由結果發現，補氣位置低於 煙層界面處時，雖煙層的溫度會升高，但可減緩煙層沉降的速度，因 此可提供充足的逃生時間避難 ；反之，當補氣位置高於煙層界面處 時，補充的氣體會與煙相互混合，導致流場的混亂，雖然可使煙層的 溫度降低，但會加速煙層沉降的速度。Chow 並提出在機械排煙的設 計上，除了補氣口的位置之外，例如補氣口的分佈位置、補氣速度以
及補氣口距離火源的距離等，都是必須考量重要關鍵。 盧建宏【8】利用 FDS 模擬了層化效應對蓄煙區的排煙是否會造 成煙層無法到達蓄煙區頂部而使得排煙系統會有吸不到煙的影響，其 模擬的案例發現，不同規模的火源下，層化效應的影響並不明顯，並 提出若要避開層化效應影響，只要排煙機的位置不要置於蓄煙區頂 端，留下一段高度便可以使排煙機發揮實際的功能而不會造成影響 。 Qin et al.【9】利用 FDS 模擬了典型的體育館的火災情境 ，其改 變排煙系統的位置與排煙方式模擬了 10 種不同的情境，指出若是排 煙系統的位置在體育館的天花板上，自然排煙的方式對煙層便能夠有 效的控制，使用機械排煙效果並不會比較好；而若是排煙系統的位置 在體育館的四周，則必須使用機械排煙來控制煙層下降的速度，以提 供人員疏散足夠的時間。
1.3 研究內容
煙控系統的設計目標，是為了延阻煙層的擴散或沉降時間 ，而 增加人員避難安全的逃生時間，以提供火災初期人員避難所需之黃金 時間為主，因此煙控時間與避難時間兩者其實是在互相競賽，在性能 式設計法中必須同時評估煙控以及避難系統上之配合，以發展出最適 合之共生系統。 本研究的內容將以性能式設計法之驗證程序和步驟進行模擬 ， 將模擬範圍分為戲劇院以及榕樹廣場。首先探討個案例的初始條件 ， 火源位置及熱釋放率、邊界條件、排煙系統、撒水系統等設定。接著 再以美國 NIST（National Institute of Standards and Technology ）所發 展的火災模擬軟體 FDS【10】【11】（Fire Dynamics Simulator），對於 火災發生時之流場、溫度場及煙層流向作三維模擬分析，來量測模擬 結果所得之溫度場、一氧化碳濃度、能見度及熱輻射強度。在人員逃 生 則 使 用 英 國 Illuminating Engineering Society 所 發 展 的 軟 體Simulex【12】，其蒐集了大量的人員移動資料庫，如人員的身體擺動 幅度、加速、減速、接近其他人員之移動速度等所發展出之人員逃生 軟體。 在判斷驗證上面，因此在性能式設計法的評估中 ，將先以 FDS 模擬各劇院之案例發生火災時火場之各表演廳氣溫 、CO 濃度、能見 度、煙層動向等情形，計算出所能提供生命安全基準之時間。再利用 Simulex 模擬出人員避難之動線與所需之逃生時間來相互比較 ，驗證 此排煙設備之排煙量規劃與排煙口之位置是否能確實保障人員之安 全。
第二章 表演劇院型態之特性分析與避難
安全標準設定
2.1 表演劇院空間之特性
戲劇院因其空間具有相大的面積與高度 ，所以在火災產生時 煙的流動情形會與戶外空間煙流動的情形類似，而在火災發生時會產 生比一般建築物更大的問題，如一般建築物之水平防火區劃是由各樓 層之樓地板來完成的，而在劇院裡，因其挑高空間貫穿每一層樓之水 平防火區劃，當火災發生時，火及煙很輕易的往其他樓層擴散，而造 成比一般建築物之危害。因此必須瞭解劇院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。劇院空間之火災危害特性 如下： 一、劇院火災特性： （1） 火災燃燒型態之改變: 由於劇院空間空規模相當大，在火災發生時，其燃燒型態會 由「換氣支配型的燃燒」轉變為「燃料支配型的燃燒」，導致火 災燃燒區域急速擴大。 （2） 火災早期感知以及滅火困難 由於劇院內部之天花板一般而言都相當高，使得火災發生時 無法早期感應，且自動撒水頭也將因為距離樓板之高度過大，而 使其滅火效果大減，產生了危險。 （3） 刺激性氣體的產生 各劇院中由於座椅、手把、地毯等由許多聚合物組成，會產 生較多刺激性氣體。（4） 火災燃燒範圍變廣 因為劇院內座椅前後排距離相近，而左右座椅緊緊相鄰，所 以火勢變大時可能產生延燒現象 ，使火災燃燒的範圍變廣。 （5） 設有大型儲藏空間及佈景工場 劇院內部設有大型儲藏空間及佈景工場，在火災時將會增加 火災的火載量。 二、避難與消防特徵： （1） 人員避難時產生推擠 劇院發生火災時，因為火及煙會迅速蔓延於整棟建築物 中，使得整棟建築物的人們，會在同一時間內採取避難措施， 而因避難人數眾多，但是劇院內之避難路徑走道稀少 ，並且寬 度不寬，因此在避難時人員會互相推擠 ，因此受傷。 （2） 避難動線受到座椅阻擋 由於劇院前後排座椅間隔不大 ，因此人員在避難時行動 容易受到阻擋，使得避難所需的時間更長。 （3） 收容人數眾多且為不特定人員使用之場所 劇院內部收容的人數眾多，但大部份的人員為觀眾，所以 不了解內部的構造及逃生路線，在火災時受到煙的影響容易迷 失方向，加上對路線不熟悉，容易造成傷亡。
2.2 火災燃燒過程
在設計火災模式時，需先由火災發展的過程探討，一般而言火災 燃燒過程為規則性，隨著燃燒時間的增長，可分為五個發展階段描述 燃 燒 過 程 ： 1. 引 燃 （ Ignition ）、 2. 成 長 期 （ Growth ）、 3. 閃 燃 期 （ Flashover ）、 4. 完 全 發 展 期 （ Fully Developed ） 以 及 5. 衰 退 期 （Decay），發展過程如圖 2.1 所示。各階段所代表的特徵與意義如下： （1）引燃（Ignition） 當環境中具備可燃物、氧氣、熱能三要素時便可能起火燃 燒。並於燃燒放熱過程中，導致周圍環境溫度大幅升高，稱之 為引燃（Ignition），引燃可開始於點燃性燃燒及自發性燃燒 。 （2） 火災成長期（Growth） 生命安全的初始危害風險是在於火災成長期產生之熱量與 煙。隨著有火焰之燃燒發生後，火災逐漸發展並傳播至鄰近可 燃物，此為火災成長期。火焰的成長速率受限於燃燒的型態以 及種類、環境的交互作用和氧氣供應程度 ；在此時期由於火場 溫度較低，且火焰的位置也多半還在火源附近的區域 ，因此火 災成長期為逃生避難的黃金時期 。 （3）閃燃期（ Flashover） 於燃燒不完全的可燃物粒子散佈在空氣中達成一定量 ，再 加上燃燒產生的熱與壓力，在瞬間將空氣中的可燃物粒子全部 引燃，造成猛烈燃燒，此即為閃燃（Flashover）現象。一般而 言，若空間內的溫度達到 600℃時，或地板表面積之熱輻射約 達 20 kW/m2，即有很高的機會發生閃燃。在閃燃之後因火場的 高溫、高濃度一氧化碳、濃煙及氧氣缺乏，幾乎無人可在火場 中生還。
（4）完全發展期（Fully Developed） 當火災發展至閃燃後，火災進入擴展階段，此時火場具有 相當高的溫度與熱釋放率，此階段火災為通風控制（小空間） 或燃料控制（大空間）。如在密閉之小空間中，火場燃燒的速率 受到火場開口流進之空氣量所支配 ，而此時火場內的溫度將可 高達 1200 ℃以上。 （5）衰退期（Decay） 當可燃物逐漸耗盡，其能量釋出銳減，導致火場內氣體平 均溫度陡降，此時燃燒情形由通風控制狀態轉為燃料控制狀 態，若無法維持最大燃燒速率時，則燃燒會逐漸衰退。一般以 燃料消耗至 80%的時間來定義。 在了解了火災燃燒的過程之後，在性能式防火設計中，所要做的第一 個考量便是火源大小的設計，火源大小的設計是整個火災評估中的一 個關鍵所在，因為煙層濃度，大小，沉降速度，以及未來煙控系統的 考量接會受到火源設計的影響，便會影響到整個模擬的結果與人員安 全的保障。NPFA 92B 中，認為大多數的燃燒火源在發展期間 的熱釋 放率非常低，且其熱釋放率會隨時間變化，因此將火災成長狀況理想 化，以拋物線方程式表示（Heskestad , 1984），也就是將式（2.1）中 的 n 取 2 並且加入不同火源成長時間的觀念成為如式（2.2）所示， 意即當火源成長至一臨界點後，其熱釋放率會與時間的平方成正比 ， 如圖 2.2 所示。
n t t Q 0 （2.1） Q：火源的熱釋放率（kW）：火源的成長係數（kW/s2） t：開始燃燒後的時間（s） 0 t ：有效的著火時間（s） n：1,2,3,4,….. 2 g t Q （2.2） g t ：有效的燃燒後的時間（s） 此式稱為 T-Squared Fires，NFPA92B 使用成長時間的觀念，成 長時間 tg 定義為有效燃燒之成長至 1,055kW 之時間，而 T-Squared
Fires 依火源成長速率又可區分成 Ultra-fast、Fast、Medium 及 Slow 四種成長曲線，各種型式的火源成長係數與成長時間如表 2.1 所示。 因火源防護作用或燃燒空氣缺乏，其熱釋放率會成長至一臨界點後便 會停止，而後其熱釋放率可視為常數，如圖 2.3 所示。各種火源成長 型式及其各類替代物質如圖 2.4 所示。 表 2.1 火源成長模式係數 項目 成長係數 成長時間
T-Squared Fires Α（kW/s2） α（Btu/s2） tg（s）
緩慢（Slow） 0.002931 0.002778 600
普通（Medium） 0.01172 0.01111 300
快速（Fast） 0.04689 0.04444 150
2.3 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 2.5 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 2.6。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）
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。
2.5 煙控之設計
現今在我國條例式的法規中，煙控系統部份於「各類場所消防安全 設備設置標準」第 188，上有相關規定，其規定防煙區劃大小、防煙 垂壁下降之深度、排煙量大小及排煙口之位置及大小等。但此法規並 無充分考慮建築物特性，如地下車站、挑高中庭、體育館等。因此針 對不同需求之建築物，發展各自適合的煙控系統，為性能式防火設計 的重點之一。以下將詳細說明一些常用之煙控系統之性能式設計理 念： （1）蓄煙設計 當建築物內發生火災時，煙柱因火災持續燃燒而不斷上升 ，上 升到建築物頂部時，開始累積，慢慢形成煙層。若於頂部設置 蓄煙區，則能減緩煙層下降的速度。蓄煙區大多利用建築物內 天花板至人的高度為止的空間 ，作為對人體無害之蓄積煙的空 間，大多用於挑高中庭等高天花板空間作為主要煙控之位置 ， 如圖 2.7。 （2）排煙系統設計 1. 自然排煙 自然排煙是指利用煙之浮力，經由開設於建築物之天花板 或外部牆面之開口，直接將濃煙排向外部。自然排煙不僅要達 到煙之排除，且希望能達到將煙稀釋效果。在典型挑高中庭設 計中大多將自然排煙口設置於蓄煙區的頂部或側邊 。當火災發 生時，可先將煙蓄積在頂部蓄煙區，再經由自然排煙口將煙排 出，達到所需煙控性能，如圖 2.8、2.9。此優點在於不需電源 及機械設備、簡單經濟；但缺點是受外界風速風向影響大 、無 法將煙聚集、無法防止煙之洩漏、排氣量無法控制。自然排煙口之設計大多分為三種 ，包括外推式、滑動式與 破裂式。外推式常用於蓄煙區之側面，設計時需考量建築物外 風向對排煙的影響。滑動式常用於蓄煙區之頂端，發生火災時 利用電力或人力開啟。破裂式較類似滑動式，於發生火災時藉 由人力或連動破壞，進行排煙。 2. 機械排煙 機械排煙是指將所產生之濃煙藉由排煙機排出至外部的方 法。排煙機動作中，火災室的内壓變低，故不僅是煙的排除， 同時能在開口處發揮遮煙效果 ，如圖 2.10。此優點在於可將煙 聚集，防止煙之洩漏、可迅速排煙、受外界大氣因素影響小、 排氣量可控制；但缺點是需使用電源裝備、機械設備費用高、 裝設位置及性能需仔細評估。 （3） 補氣設計 利用蓄煙區或自然排煙作為煙控設計時 ，皆必須於建築物 底部設置補氣設計，以造成推拉（Push-Pull）效應，才能有效 達到之煙控設計。補氣量和補風位置及面積，為設計煙控系統 時之重要考量。如補氣量不足，則煙將無法順利排出；反之， 如補氣量太大，則火場會形成更大的紊流，加速煙的沈積速度。 而補氣位置如果太高，將會使煙層成為紊流狀態，導致煙更難 控制；如補氣於火災發生點，則會產生助燃的效果，使火勢更 加難以控制。因此補氣設計為煙控系統設計之重要一環 。 （4）探測器設計 火警探測器大多裝置於建築物的頂部 ，發生火災時，煙與 火藉由熱浮力效應上升至建築物頂端 ，而做動火警探測器。但 挑高中庭建築物頂端之蓄煙區 ，受到日照產生輻射熱，導致蓄 煙區內的溫度可能達到 50℃以上。熱空氣層形成後，沈積在蓄
煙區裡。當火災發生時，煙的溫度因於上升的過程中受到周圍 空氣的冷卻，使煙氣溫度比蓄煙區裡的熱空氣低 ，導致煙氣無 法上升至挑高中庭頂部。因此若火警探測器裝置於建築物的頂 部，將無法感測到火災發生，煙控系統也無法連動，增加人員 逃生的危險性。 為避免上述情形發生，可採用較先進之火警探測器，例如 光電式偵煙器（Beam Smoke Detector），裝置於挑高中庭兩側 邊，以偵測煙層發展狀況，進而啟動煙控系統，配置情況如圖 2.11。 （5）避免產生 Plugholing 現象和換氣率設計 1. 避免產生 Plugholing 現象 Plugholing 現象為當機械排煙風機運轉時 ，由於蓄煙區之 煙量不足，使排煙風機不僅抽到煙氣，同時也抽到了大量空氣， 導致排煙效率降低，煙氣在建築物內部蔓延擴散，影響逃生避 難安全。因此必須制定正確之機械排煙運轉策略 ，使煙氣於蓄 煙區沈積到某一厚度後，再啟動機械排煙，達到良好的煙控性 能。 2. 換氣率設計 性能式設計中有關機械排煙量之設計依據為換氣率大小 。 換氣率的定義為某空間於某一段時間內 ，完全換氣次數。 NFPA101－人命安全法規( Life Safety Code )內有相關規定，若 設置機械排煙設備，排煙量不得小於其體積的 6 次/小時換氣量。
（6）加壓防煙 藉由將清淨空氣以機械力進行給氣，設定消防活動上 或避難上之重要空間與其他空間之間的壓差 ，以防止煙侵入之 手法，加壓防煙設計分別有加壓給氣場所之附室加壓 （特別安 全梯附室）及樓梯間加壓（安全梯或特別安全梯），如圖 2.12、 2.13。 （7）壓出排煙 藉由進氣送風機對該居室加壓 ，將濃煙壓送出外部之手法亦可 直接向該居室進氣，但恐有將濃煙推壓至其他清浄區劃之虞 ， 因此，進氣室應選擇安全區劃。此方法亦可當作排煙以外之稀 釋用途使用，如圖 2.114。
2.6 避難安全界定標準
火場中所產生的有毒氣體含有相當多的刺激性與痲痺性成份，因 此當濃度過高或暴露其中的時間過長，則容易導致人員吸入過多有毒 氣體而昏迷、休克，嚴重的話甚至會導致死亡 。在防火安全工程的 SFPE Handbook【13】中有詳細的規定，而紐西蘭設計指針【14】的 危險指標即是參考 SFPE Handbook 制定，其規定如表 2.2 所示。 表 2.2 人體承受危害程度指標值分析表 (SFPE 及紐西蘭設計) 危害類型 承受極限 熱對流 氣流層溫度≦65℃(不能超過 30 分鐘以上的暴露時間) 煙吸光率 在煙層下能見度不能低於 2 公尺 毒性 CO≦1500ppm CO2≦5% HCN≦80ppm O2≧12% (以上氣體濃度範圍一般僅能承受 30 分鐘以下) 熱輻射 上層的幅射流≦2.5Kw/m2 (承受時間 20 秒以下) 其中毒性危害中以 CO 對人體危害性最高，因 CO 會阻礙血液吸 收 O2，造成死亡比例較高，而除了有毒氣體外，火場所產生高溫也 會經由對流效應對人體產生危害，濃煙也會使逃生路線遭受阻礙。另 外在 NFPA130 分別對 CO 濃度、溫度以及能見度建議值如下： 火場內 CO 含量，數秒內最大濃度 2000ppm，現場最初 6 分鐘平 均濃度低於 1500ppm 以及 15 分鐘內平均濃度低於 800ppm，之後平 均暴露濃度低於 50ppm。在濃煙狀況下 CO 之產生，應在 30 分鐘內 平均濃度不超過 800ppm，之後應隨時間遞減。火場內維生之環境其溫度限制如下 ：最高 140℉（60℃）數秒， 現場最初 6 分鐘允許暴露平均 120℉（49℃），之後可維生環境之溫 度限制得隨時間遞減。
火場內能見度避難人員須有 10 米的可視距離才能安全離開煙 區。
依據以上 SFPE Handbook 及 NFPA 130 中所建議，針對 CO、溫 度、能見度以及熱輻射量制訂出在人員全部完成逃生避難之前建築物 內之性質需維持一定的條件如表 2.3 所示。 表 2.3 建議人員逃生安全環境要求 項目 建議人員逃生安全環境要求 (1.8m 高度逃生路徑空間內) 1 逃生環境氣體溫度＜60℃ 2 CO 濃度＜1500ppm 3 能見度>10m 4 輻射熱＜2.5 kW/m2 5 煙層高度>1.8m
階段 Stage 成長 Growth 燃燒 Burning 衰退 Decay 火災行為 Fire behavior 燃料控制 Fuel controlled 通風控制 Ventilation controlled 燃料控制 Fuel controlled 人類行為 Human behavior 避難 Escape 死亡 Death 偵測 Detection 煙偵測器 Smoke detectors 熱偵測器 Heat detectors 外部的濃煙及火焰 External smoke and flame
強制控制 Active control 手動滅火、撒水 器或消防設施 Extinguished by hand, sprinklers or Fire Service 消防設施控制 Control by Fire Service
被動控制 Passive control 發焰性、火焰表 面散播 Flammability, surface spread of flame 防火、抑制、衰竭 Fire resistance, containment,
collapse
圖 2.1 密閉空間火災歷程圖
圖 2.3 不同熱釋放率之火災成長曲線圖
圖 2.5 正煙囪效應（Normal Stack Effect）
圖 2.6 逆煙囪效應（Reverse Stack Effect）
圖 2.8 滑動式自然排煙口設計
圖 2.9 外推式自然排煙口設計
中性帯
進氣
排煙
圖 2.10 機械排煙設計 圖 2.11光電分離式探測器 熱釋放量Ｑ(kw) 煙層 高度 Ｚ (ｍ) 排煙量ｍ 發光部 受光部 因光線被遮蔽而偵測到煙
圖 2.12 附室加壓 圖 2.13 梯間加壓(其壓力須高於附室壓力) 居室 居室排煙風 機 梯間加壓風 機 樓梯 走廊 附室 居室 居室排煙風機 附室加壓風機 樓梯 走廊 附室
圖 2.13 梯間加壓(其壓力須高於附室壓力)
圖 2.14 壓出排煙
第三章 性能式防火設計方法
隨著科技的發展與進步，建築物的形態不斷在改變，其建材以及 相關設施、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）。主要的原因是因為新式建築和防火材料，對於許多特殊計畫 條件建築物之防火避難設計，傳統的規格顯得缺乏彈性，且規格式法 規對於建築物亦未能給與叫金確的安全性評估，常常在火災發生時， 立法者一再修改提高設計安全基準，造成了成本增加與浪費，為解決 規格性法規的適用性問題，目前歐美各國以及日本方面都逐漸採用所 謂的性能式法規來加以規範，而性能式法規的最大不同點，就是不採 取硬性規定來限制建築物的設計細節，而改採一連串具有彈性的社會 目標、機能目的、性能要求等不同階層之規範來定義 。 為了建築物能一邊達到防火安全性能，也讓設計者能夠施展其 創意。我國近年來性能式設計之案例已有不少 ，例如：台中歌劇院、 台北大巨蛋等。以台中歌劇院為例，劇院人數眾多，需廣大的空間因 應大量人潮，而劇院因講究創意及美感，常採用挑高設計、屋頂形狀 不規則等，因此難以符合建築技術規則及各類場所消防安全設備設置 標準。例如本研究的衛武營藝術文化中心內的戲劇院及榕樹廣場就不 符合的建築技術規則第及各類場所消防安全設備設置標準，詳細內容 如表 3.1、表 3.2 所示。 由上述可知，透過科學的方法，來彌補建築物不適用規格事法 規之現象，已經為現今設計之趨勢，若能從技術上將規格式法規轉變 成性能式法規，將能使建築物能有更多彈性。以下將針對性能式設計 法做詳細介紹。表 3.1 建築技術規則上的法規衝突 法規 條文 項目 條文內容 實設 法定 百分 比 第 90 條 之 1 避難層開向屋外 之出入口寬度 觀眾席樓地板面積每 10m2 需有 17cm 寬 22m 29m 76% 第 91 條避難層以外樓層 之出入口寬度 觀眾席樓地板面積每 10m2 需有 17cm 寬 15.60m 16.49m 95% 第 93 條 到達直通樓梯步 行距離 最大步行距離≦30m 30m 37.52m 80% 第 98 條直通樓梯之總寬 度 觀眾席樓地板面積每 10m2 需有 10cm 寬 3.63m 5.21m 70% 表 3.2 各類場所消防安全設備設置標準 的法規衝突 法規條 文 項目 條文內容 第 188 條之 1 防煙垂壁 每層樓地板面積每五百平方公尺內 ，以 防煙壁區劃 第 188 條之 8 排煙量 有關在ㄧ防煙區劃內，每平方公尺之面 積須有每立方公尺之排煙量 法定:4256CMM 實設:600CMM 第 43 條 自動撒水設備 自動撒水設備得依實際情況需要從下列 五種隨一設置。 1.密閉濕式 2.密閉乾式 3.開放式 4.預動式 5.其他經中央消防主管機關認可
3.1 性能式設計法規介紹
性能法規詳列防火和消防安全之各項目標 （Goal）、各種手段之 目的（Objectives）以及各種機能需求（Functional Requirements）， 同 時列出各種可符合法規要求的設計方法（Alternative Design Method）。
近年來，世界各先進國家：例如英、紐、澳、加、美等國所推行 之性能法規共通特色可歸納如下 ： 1. 以達到特定安全水準之設計目標為依歸 2. 以成熟工程技術設計所需目標 3. 以定量方法評估各種不同設計，使性能設計目標達到最低損失 4. 允許各種代替設計方法 由各國性能式法規訂定的架構來看，多以階層式架構，分別描述 不同層次的目標需求，可分為以下五層架構，如圖 3.1。第一層是以 與基本社會事務目標為主，而這些目標則界定法規的範圍。第二層是 針對其目標強調所應具備的機能性需求。第三層是對性能要件所需性 能要求定量化、定性化。第四層為具體的建築設計方法。第五層是達 到性能需求的特定方法，使設計達到法規的要求。以下將對各層級加 以詳述說明【15】： 1. 社會目標（Social Goal） 社會目標大多站在法規主管事項的立場，對一建築物所需之安全 及舒適水準予以規範。這些規定一般而言極為定性化，但在法規中針 對設計者之設計是否符合法令規定，有關人員可採用經認可的方法或 定量模式予以評估。 2. 機能需求（Functional Requirements） 機能需求敘述內容大多是指一棟建築物或其中各項設施系統功 能如何符合建築物之社會目標 。
3. 性能需求（Performance Requirements） 性能需求為性能法規中規定最詳盡之層級。敘述內容是指建築物 內之建築材料、系統、元件和構造方法等需達到法規中對此建築物之 社會目標和機能需求。 4. 設計方法和基準 設計方法為連接性能需求和可接受之解決方案，此連接關係將成 為性能設計和設立量化判斷標準的接受基準 。 5. 計算方法或評估方法 設計者可使用性能式設計方法，例如：工程計算數據、測試和實 驗等方法，評估是否達到要求。性能法規設計中雖無明確的指出何種 設計方法較好，但近幾年來，最常被使用來驗證其性能的方法為工程 計算方式（Engineering Calculation Method）。
3.2 性能設計法之目的
傳統式法規適用的對象較常用來一般性的建築物，所以規定往往 較為嚴苛，也限制了新建材和新建築技術的使用。性能式防火設計則 是為了輔助設計者使用性能法規而發展，著重在整體考量火災以及建 築物之間的關係，強化建築物安全等級，因此往往超越傳統規格性設 計之最基本要求。可以提供的另一種更彈性解決方式，同時能夠增加 經濟效應，降低建造成本。有關於性能法規之目的如下列幾點 【16】 【17】： （1） 技術要求的理由及目的合理化 ： 明確規定建築計畫中技術要求的理由及目的 ，讓缺乏建築專門 技術者也能清楚地了解法規規定的目的 。 （2） 增大設計自由度： 對於建築物所需具備的性能需求加以明確的敘述 ，使建築設計 的自由度增加、建築成本降低及增加建築物創意。 （3） 促進技術革新： 建築技術規則對於材料或技術的演進並未做應變措施 ，因此許 多建築技術被法規所限制。例如大規模的中庭天井、地下建築物、 發泡性耐火塗料等等，都是在規格式法規制定時所無法預期的 。因 此以規格式法規達到審查認定的階段需要較長的時間，若以「性能」 來對工學之材料、施工法加以評估，將能促進各種新技術、材料的 開發。 （4） 法規的合理修正： 建築技術規則雖已修正多次 ，但仍會因時間的關係而不合時 宜。若加強建築物對時效性上有問題之設計加以嚴格要求 ，或者為 達到相同之目的而可以採取不同設計 ，以及為達不同目的之設計而產生矛盾的狀況，都可加以改善。
3.3 建築技術規則性能式設計規定
建築技術規則裡面，對人員避難安全設施的要求，主要是訂定在 建築設計施工編第四章「防火避難設施及消防設備」中。建築技術規 則第四章的內容主要分為兩個部分，一為對避難設施的規定，二為消 防救助設備的規範。內容包含對開口大小、材質，對走廊高度、寬度 與內裝的規定，安全梯的構造與設置，排煙設備的構造及設置，緊急 照明設備等。 根據建築技術規則[2]總則篇第三條規定，建築物之避難安全有 三種驗證的模式，1.途徑 A－內部裝修或避難設施符合法規認定的要 求（如耐燃材認證）等。2.途徑 B－一般的（政府、法規給予的）檢 證方法來做建築物安全確認。3.途徑 C－性能檢證方法為高複雜度的 檢證法（一般來說需為國際公認或相關論述認可的計算式 ），並且由 指定機關作性能認證者。在此將此三種方法其整理如圖 3.2，詳細說 明如下： （1） 途徑 A(依現行法規基準): 一般而言，對於非特殊之用途之建築，如一般集合住宅、電影院、 百貨商場、學校及辦公大樓等，若是依照建築技術規則的相關要求 ， 來設計與興建時，這種依照法規來設計的方法即所謂的途徑 A。但若 建築物為以下三種時，即使依照規格式法規設計，還需額外檢附防火 避難綜合檢討報告書，以作為避難安全確認，這三種建築物如下： 1. 除住宅外，高度達二十五層或九十公尺以上之高層建築物 。 2. 商場百貨之總樓地板面積達三萬平方公尺以上 。 3. 與地下公共運輸系統相連接之地下街或地下商場 。 （2） 途徑 B(一般檢證法): 依照內政部營建署所訂定的「建築物防火避難安全性能驗證技術手冊」作為避難安全設計。若建築物為百貨公司、市場、量販店、餐 廳、住宅與事務所時（如表 3.1），若這一類的建築物因特殊需求而需 使用性能式設計來替代規格式法規時，在設計階段時，即可依據「建 築物防火避難安全性能驗證技術手冊 」所列之公式，進行相關的安全 避難驗算，然後撰寫建築物防火避難性能設計計畫書，最後再交予內 政部營建署防火性能聯合審查委員會審查，待審查通過後，地方政府 即可發出建築執照。而「建築物防火避難安全性能驗證技術手冊 」可 有效替代之法規則整理如表 3.2 所示。 （3） 途徑 C(高複雜度檢證法): 但建築物防火避難安全性能驗證技術手冊並不適用範圍於醫 院、養老院、幼稚園等無自力避難能力人員集中場所及危險物工廠 、 貯藏庫等高火載量及特殊構造之場所，因此對上述建築物範圍而言 ， 其性能式設計只能採取路徑 C 的方式。而路徑 C 的送審方式，目前 還尚未完全制訂完成，但原則上也是先利用 FDS、CFX、Star-CD 等 計算流體力學軟體模擬火災，並預測煙的流動、火場溫度、CO 濃度、 人 員 可 視 度 與 煙 層 沈 降 至 安 全 高 度 所 需 時 間 等 ， 之 後 再 利 用 SIMULEX、Exodus 等避難安全模擬軟體預估人員避難所需時間 ，並 將避難所需時間與煙層沈降所需時間互相比較，以確保人員於火災發 生時，能安全順利地避難逃生，此外亦需確保火場溫度、CO 濃度等 模擬結果是符合生命安全基準 。
表 3.3 適用建築物防火避難安全性能驗證技術手冊之建築物 類別 類別定義 空間名稱 A 類 公共集會類 供集會、觀賞、社交、 等候運輸工具，且無法 防火區劃之場所。 戲(劇)院、電影院、演藝 廳、車站、航空站、候船 室等空間。 B 類 商業類 供商業交易、陳列展 售、娛樂、餐飲、消費 之場所。 夜總會、酒家、理容院、 KTV、MTV、公共浴室、 百貨公司、商場、市場、 量販店、餐廳、旅館、觀 光飯店等空間。 D 類 休閒、文教類 供運動、休閒、參觀、 閱覽、教學之場所 保齡球、溜冰場、會議 廳、展示廳、博物館、美 術館、圖書館、各級學校 教室等空間。 E 類 宗教、殯葬類供宗教信徒聚會殯葬之 場所 寺、廟、教堂、宗祠等空 間。 G 類 辦公、服務類 供商談、接洽、處理一 般事務或一般門診、零 售、日常服務之場所 金融機構、證券交易所、 政府機關、一般辦公室、 事務所、一般診所、衛生 所、店舖等空間。 H 類 住宿類 供特定人住宿之場所 寄宿舍、招待所、住宅、 集合住宅等空間。
表 3.4 建築物防火避難安全性能驗證技術手冊可替代之法規 法源依據 規定內容概要 第 70 條 建築物主結構之防火時效 第 79 條 防火構造建築物之防火區劃 第 79-2 條 防火構造建築物之垂直區劃 第 83 條 11 樓以上的防火區劃 建 築 物 之 防 火 第 88 條 建築物之內部裝修材料 第 90 條 直通樓梯開向屋外出入口 第 90-1 條 避難層開向屋外出入口寬度 第 91 條 避難層以外樓層出入口寬度 第 92 條 走廊寬度 第 93 條 到達直通樓梯之步行距離 第 94 條 避難層步行距離 第 98 條 直通樓梯總寬度 第 100 條 排煙設備之設置 建 築 技 術 規 則 （ 設 計 施 工 篇 ） 防 火 避 難 設 施 及 消 防 設 備 第 101 條 排煙設備之構造
3.4 性能式防火安全設計程序
本節採用美國 SFPE Engineering Guide to Performance -Based Fire Protection Analysis and Design 所定義之性能式設計程序[18][19]作基 本架構的介紹。性能式設計程序[20][21]可分為八個步驟，如圖 3.3， 由圖中可得知分為兩半段: 前半段的程序:包含了性能法規類似的架構（目標、機能目的、性能 要求） 後半段的程序:加上試驗設計的性能評估以及性能設計報告等 ，經由 性能式設計程序，可完成所需的特殊需求。 性能式設計程序詳細介紹如下 ：
（1） 定義計畫範圍（Define Project Scope）
在進行性能式設計時，應同時對建築物進行性能式防火設計的原 則，此原則必須建立在實質的需要而不是假設，所以原則的敘述應以 可量化來描述。計畫開始之初應著重於建立與建築物相關之場址或計 畫所需之資料，大致可分為下列 10 項：(可以視計畫本身需要增減) （1） 使用者特性（Occupant characteristics） （2） 建築物特性（Building characteristics） （3） 所有物的位置（Location of property） （4） 消防單位特性（Fire service characteristics） （5） 公共設施（Utilities）
（6） 環保考量（Environmental considerations） （7） 歷史（古蹟）的維護（Historical preservation）
（9） 建築物的經濟以及社會價值（Economic and social value of the building） （10） 可採行的法規（Applicable regulations） 同時應確認計畫中之全部業主 ，例如：建築物擁有者、建築 物管理者、設計團隊、建築團隊、主管機關等，因為計畫目標之 決定將完全取決於業主的要求 ，因此在計畫開始之初便必須確認 所有參與計畫之業主。 （2） 確立目標（Identify Goals） 此步驟需透過制定確認所需火災安全防護的目標 ，達成訂定 的防火安全原則，並決定出這些目標之間的輕重緩急次序 。一般 的火災安全防護目標具有下列 4 種： （1） 確保建築物內部群眾、員工以及消防人員的生命安全，使 得 火災造成的人員傷亡數目降至最低 。 （2） 保護財產安全，將火災造成的財物損失降至最低 。 （3） 提供建築物持續的運作。 （4） 將火災以及防火設施對環境所造成的衝擊限制在某一範 圍之 內。 在決定優先順序之後，即可幫助設計者去決定可使用的防火手 段，並且幫助設計者確立最重要之火災防護分析和設計觀點 ，避免產 生火災安全設計重點與業主要求不符合之情形發生 。 （3） 定義目標（Define Objectives）
定義目標主要是為了進行細部的工程分析和設計，必須將前一步 驟中所決定的業主目標轉換成可以使用火災防護用語來量化的項 目，這些項目就是用來制定性能規範的設計目標。而量化的過程可以 是決定性（deterministic）或是機率性（probabilistic）。
（4） 發展性能要求（Develop Performance Criteria）
火災安全防護的性能要求可以是一個確切的數值，或是一個數值 的範圍，其必須相當精確的量化出防火目標的內容，其包含的項目有： a. 生命安全要求 （1） 熱效應：包含溫度的極限值以及暴露在高溫的時間 。 （2） 氣體毒性：由於起火建築物內部的溫度上升 ，造成人員呼 吸速度加快，同時也加速吸入了各種火災產生的毒性氣 體，主要是 CO、HCl、HCN。 （3） 能見度：此項會嚴重影響人員是否能夠安全的經由逃生通 道逃出火場，而影響能見度的因素就是在視線方向上的粒 子數量，以及眼睛本身的生理因素。 b. 非生命安全要求 1. 物體的引燃：引燃所需要考慮的條件包括引燃源 、引燃源 和目標物之間的距離、引燃源以及目標物的外型、目標物 的材料性質、目標物的表面積-重量比等。 2. 火焰延燒：影響因素包括燃燒表面的形狀 、方向、燃料的 表面積-重量比，通風條件以及氣流流向都會影響火焰延 燒的方向以及速度。 3. 煙氣損害：損害程度將取決於目標物對於煙氣的敏感程
度。 4. 防火區劃損害以及結構完整度 ：此項目之主要功能為保持 人員逃生避難以及消防人員進入救災這段時間內的建築 物結構完整性，保護人員的生命安全。 5. 物品暴露在火災中造成的損害 ：損害的機制可以分為熱或 是煙所造成的損害。
（5） 發展火災情境及設計火災 （Develop Fire Scenarios & Design Fires）
確認火災情境並將之發展成為設計火災的過程包含以下三步驟 ： （1） 利用工程方法找出可能發生的火災情境 ：使用失效模式與效
應分析（Failure Mode and Effect Analysis, FMEA ）、失效分析 （Failure Analysis）、歷史資料、手冊、查核表、相關的統計 資料等方法建立火災情境。同時火災情境中應該包含三種內 容：建築物特性、人員特性以及火災特性。 （2） 在可能的火災情境中定義出設計的火災情境 ：利用機率的方 式，如火災頻率、事件發生的機率、火災防護系統的可用度 （Availability）、火災防護系統的可靠度（Reliability）以及風 險評估等方法；或者可以採用決定性的方式，此種方式是依 照物理或化學性質的分析及評估 ，或採用實驗數據的相關經 驗公式來預測火災的情形並決定設計的火災情境 。 （3） 量化設計的火災情境：分別依照火災情境中的建築物、人員、 火災三種特性進行量化的過程，此過程通常合併了危害分析
（Hazard Analysis）以及風險分析（Risk Analysis）兩種方法。 危害分析用以找出可能潛在的引燃源 、燃料以及火災發展情 形；風險分析則是研究危害發生的可能性以及可能造成的結 果。建築物特性方面包括有：各房間的面積及形狀、天花板 高度、裝修材料的性質、建築結構所使用的材料性質、所有 的開口尺寸及位置、樓層數目等。火災特性主要為定義火災 成長曲線的各階段，從引燃開始，歷經成長階段、閃燃階段、 完全發展階段、到最後衰退以至於熄滅。人員特性方面則包 含行為模式、反應時間、反應特質（敏感度、反應性、行動 能力）、人員的避難行動時間等等。
（6） 發展試驗設計（Develop Trial Designs）
試驗設計是由數個相互關聯的子系統（Sub System, SS）所組成， 共計有六種，代稱分別為 SS1~SS6。
（1） SS1 為火災的發生與成長（Fire Initiation and Development）， 其目標為減少引燃發生的機率以及降低火災成長 （包含火災 產生的煙氣及熱量）的速率。而可提供防護的概念有管制火 源及可燃物質、良好的火災安全管理措施、物品的堆放情形、 房間的尺寸等。
（2） SS2 為煙層的擴散及控制（Spread, Control, and Management of Smoke），其目標為經由限制煙氣的產生量、控制煙氣的流
動情形來降低因為煙氣所造成的危害 。可藉由建築物內外所 用材料的管制、蓄煙設備或結構、排煙設備以及加壓控制，
達到煙層的擴散及控制，並確保人員逃生以及救災時的安全。 （3） SS3 為火災偵測（Fire Detection），其中又可以分為兩部分， 一為火災探測，目的在及早發現火災的發生，可以有充足的 時間通知建築物內部人員並且可與排煙 、自動滅火設備動， 達到早期發現並抑制的功能；另一部分為火災警報，目的在 於警告建築物內部人員進行逃生避難的動作 ，同時通知鄰近 的消防單位火災發生的位置，以利消防人員進行搶救的 工作。 （4） SS4 為火災抑制（Fire Suppression），目的在於及早進行控制 或抑制火災的成長，降低火災所造成的損失。SS4 與 SS3 的 相互關聯性很高，由自動偵測器或人為發現火災的發生後 ， 利用自動或手動的消防設備進行初期的滅火 。然而時間上的 延遲（Delay）是無法避免的，經由偵測系統的作動、訊號的 傳遞到自動消防設備的啟動，其中延滯的時間都有可能造成 火災的迅速擴大，更遑論等鄰近的消防單位來進行滅火工作 所需要的時間了。
（5） SS5 為人員行為及逃生避難（Occupant Behavior and
Egress），目的在於使建築物內部人員在發生火災時能夠平安 的逃生至安全的地方。相關的議題如：不論火災發生於建築 物內部何處，人員都必須能夠經由出口逃生 、逃生通道應該 經由防護的手段保持在人員可以安全使用的狀態等 ，都是必 須考慮的要點。
