高層辦公建築避難演練驗證與避難安全評估之研究

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(1)高層辦公建築避難演練驗證與避難安全評估之研究. 內政部建築研究所研究報告.

(2) MOIS 921003. 高層辦公建築避難演練驗證與避難安全評估之研究. 研究主持人：陳組長建忠顧. 問：丁副署長育群許副局長力仁. 共同主持人：江副教授崇誠協同主持人：沈副教授子勝研. 究員：王鵬智副研究員. 研究助理：陳重傑、戴允斌. 內政部建築研究所研究報告中華民國九十二年十二月.

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(4) ARCHUTECTURE & BUILDING REARCH INSTITUTE MINISTRY OF INTERIOR REARCH PROJECT REPORT. The study on the high-story office buildings evacuating drill and the evaluating of evacuation safety.. BY JIAN-ZHONG CHEN CHUNG-CHENG JIANG.

(5) 摘要關鍵詞：高層辦公建築、避難疏散演練、避難安全評估. 近年來國內由於經濟的快速成長、建築基地地價高漲與工程技術日益成熟，建築物趨向高層化與多元化的高層建築物方式發展。高層辦公建築物之面積廣大、構造複雜、施工材料特殊、人員眾多且使用用途複雜，造成災害時之複雜化，對生命及財產之威脅更甚中低層辦公建築物。鑒於國人對於建築物避難演練概念之缺乏與不重視，本研究藉由國內外文獻蒐集與配合國內相關法規，建立一套完整之高層建築物避難演練模式，可供日後建築物避難演練時之參考。國內目前尚無避難安全評估模式可供建築、消防從業人員參考與遵循，本研究藉由國內實際案例的調查，建立高層辦公建築人員特性之基本資料，配合內部收容人員之避難逃生行動特性與國內相關法規，進行實際案例之全尺寸避難疏散演練。將實際演練之各項避難完成時間（居室避難完成時間、樓層避難完成時間與整棟避難完成時間）與日本檢證法、英國 building-EXODUS 等二種避難安全評估模式進行比較分析，以探討高層辦公建築在避難逃生上之相關議題，再與國人的避難行動特性相比較，對上述評估模式提出本土適用上之相關建議，以期作為日後避難評估模式運用之參考依據。. I.

(6) ABSTRACT KEY WORD: the high-story office buildings，the evacuating drill，the evaluating of evacuation safety.. As result of the rapid economic development in recent years domestically, as well as the price increases for the architectural base and the improvement of technology. The trends for building structures are moving toward more complex and multipurpose of the higher buildings’ developments.However, the high-story office buildings cover vast area, have complex structures, have large capacity, use special materials, and they are multi-purposed. All these causes would lead to more property and life threatening results when disaster striking in opposition to shorter office buildings. In view of the lack of knowledge and neglignet emphasis on exercising the concept of “escaping disaster” of our fellow countrymen. This study would apply the international knowledge and domestic laws and regulations, to establish a complete model for escaping calamity from the high-story buildings in the future. There is no still evaluating model of evacuation safety can be used for architecture and fire protection professionals as a reference. This study will use practical cases from investigation domestically, and it will establish basic information for architectural personals to match their behaviors when encounter disasters.That will compare and analyze the each evacuation finish time in practice evaluating model of evacuation safety with JAPAN inspect and prove method and UK building-EXODUS. To inspect the related issues of the high-story buildings in evacuation safety, and then compare the evacuation action characteristics of our fellow countrymen. The above evaluating models raise the related suggestions for the location. Except to establish the reference resources for evaluating model of evacuation safety in the future.. II.

(7) 目錄摘要.............. ..................................................Ⅰ 英文摘要.............. ..............................................Ⅱ 目錄.............. ..................................................Ⅲ 圖目錄.............. ................................................Ⅵ 表目錄.............. ................................................Ⅷ. 第一章. 緒論. 1-1 研究動機與目的 ......................................1 1-1-1 研究動機........................................1 1-1-2 研究目的........................................3 1-2 研究範圍與限制 ......................................3 1-3 研究步驟與方法 ......................................4 1-4 研究流程............................................6. 第二章. 文獻回顧. 2-1 高層辦公建築物 ......................................7 2-1-1 高層辦公建築物之沿革與定義 ......................7 2-1-2 高層辦公建築火災特性與消防安全設計 .............10 2-1-3 高層辦公建築在防火避難上之相關法令 .............12 2-2 避難安全理論.......................................17 2-2-1 避難逃生概念 ...................................17 2-2-2 人員避難行動特性 ...............................19 2-2-3 避難各項所需時間 ...............................21 2-3 國內外避難演練驗證案例 .............................22. III.

(8) 2-4 建築物之避難安全評估 ...............................33 2-4-1 日本建築基準法避難計算評估方法 .................33 2-4-2 英國 building-EXODUS v3.01 軟體模擬評估 .........37 2-4-3 評估模式之比較探討 .............................39. 第三章. 高層辦公大樓案例使用實態調查. 3-1 案例選定...........................................42 3-2 案例使用特性與收容人數調查 .........................42 3-2-1 使用特性與收容人口數調查方法 ...................42 3-2-2 案例使用特性與收容人數整理 .....................45 3-2-3 案例收容人員數整理分析 .........................47 3-3 小結...............................................49. 第四章. 高層辦公建築案例避難實證演練. 4-1 避難實証演練方式與流程 .............................52 4-1-1 避難演練方式 ...................................52 4-1-2 演練樓層順序 ...................................52 4-1-3 避難實證演練流程 ...............................53 4-1-4 避難演練過程記述 ...............................63 4-2 演練案例探討.......................................67 4-2-1 避難演練人員特性觀察 ...........................67 4-2-2 避難演練數據結果探討 ...........................68. IV.

(9) 第五章. 實證案例之安全計算評估分析. 5-1 日本建築基準法避難計算評估方法 .....................71 5-1-1 案例辦公建築避難計算 ...........................71 5-1-2 檢證結果數據比較值之整理 .......................78 5-2 英國 building-EXODUS v3.01 軟體模擬評估 .............79 5-2-1 building-EXODUS 模擬評估基本設定 ...............79 5-2-2 building-EXODUS 模擬評估結果 ...................84 5-3 案例評估應用結果與分析 .............................90 5-3-1 居室避難完成時間比較分析 .......................91 5-3-2 樓層避難完成時間比較分析 .......................96 5-3-3 整棟避難完成時間比較分析 ......................100. 第六章. 結論與建議. 6-1 結論..............................................105 6-2 建議..............................................108. 參考文獻 ......................................................... 109 附件一. 實證案例避難演練相關資料與演練照片 ...................... 112. 附件二. 日本平成 12 年建設省公告第 1441 號法令 .................... 122. 附件三. 英國 building-EXODUS v3.01 軟體說明 ...................... 135. 附件四. 實證案例圖面資料 ........................................ 147. 附件五. 期中簡報會議紀錄 ........................................ 154. 附件六. 聯合研討會會議紀錄 ...................................... 156. V.

(10) 圖目錄圖 1- 1 圖 2- 1 圖 2- 2 圖 2- 3 圖 2- 4 圖 2- 5 圖 2- 6 圖 2- 7 圖 2- 8 圖 2- 9 圖 2-10 圖 2-11 圖 2-12 圖 3- 1 圖 3- 2 圖 3- 3 圖 3- 4 圖 3- 5 圖 3- 6 圖 4- 1 圖 4- 2 圖 4- 3 圖 4- 4 圖 4- 5 圖 4- 6 圖 4- 7 圖 4- 8 圖 5- 1 圖 5- 2 圖 5- 3 圖 5- 4. 研究流程圖 ........................................6 避難逃生之時間關係圖 .............................17 避難所需時間與空間型態關係圖 .....................18 避難需要時間 .....................................21 Marks & Spencer royal avenue store 地面層平面圖...23 Marks & Spencer queens street store 地面層平面圖 ..23 Marks & Spencer sprucefield store 平面圖 ..........24 Marks & Spencer culverhouse cross store 平面圖 ....25 密度函數的特定流動率 .............................29 高層建築的估計疏散時間 ...........................30 居室避難檢證流程圖 ...............................34 樓層避難檢證流程圖 ...............................35 整棟避難檢證流程圖 ...............................36 案例辦公建築避難層平面圖（1 樓平面圖） ............45 各樓層總樓地板面積與居室總面積關係圖 .............49 案例辦公建築各樓層人員數關係圖 ...................50 辦公人員各年齡層佔總人數百分比關係圖 .............51 辦公人員各年齡層平均身高關係圖 ...................51 辦公人員各年齡層平均體重關係圖 ...................51 避難演練人員分區代碼示意圖 ......................54 研究人員觀測點示意圖 .............................56 突發事件應變單位備便區示意圖 .....................57 演練流程圖 .......................................58 起火樓層起火點示意圖（9 樓平面圖） ................59 避難安全評估避難時間比較層平面圖（9 樓平面圖） ....61 避難安全評估避難時間比較層平面圖（13 樓平面圖） ...61 避難安全評估避難時間比較層平面圖（1 樓平面圖） ....62 避難層平面圖 .....................................79 危害物控制設定示意圖 .............................82 避難人群屬性反應設定示意圖 .......................83 模擬過程出口擁擠示意圖 ...........................89. VI.

(11) 附圖目錄附圖 1附圖 1附圖 1附圖 1附圖 1附圖 1附圖 1-. 1 2 3 4 5 6 7. 附圖 1- 8 附圖 1- 9 附圖 1-10 附圖 1-11 附圖 1-12 附圖 1-13 附圖 1-14 附圖 1-15 附圖 1-16 附圖 1-17 附圖 4- 1 附圖 4- 2 附圖 4- 3 附圖 4- 4 附圖 4- 5 附圖 4- 6 附圖 4- 7 附圖 4- 8 附圖 4- 9 附圖 4-10 附圖 4-11 附圖 4-12 附圖 4-13. 避難演練人員演練號碼條示意圖 ..................112 避難演練活動宣傳布條示意圖 ....................112 演練前辦公室狀況 ..............................117 開始演練辦公室狀況（室內關閉照明設備）.........117 避難引導班人員就定位引導人員避難 ..............117 人員快步依序往特別安全梯進行避難疏散...........118 待該樓層人員疏散完畢，避難引導班人員通報中控室，準備啟動下一階段避難疏散 .....................118 避難引導班人員通報中控室後進行自身避難疏散.....118 人員經由甲座特別安全梯往避難層出口疏散.........119 人員經由乙座特別安全梯往避難層出口疏散.........119 完成避難疏散人員至一樓廣場集合進行清點人數.....119 全棟完成避難疏散人數清點後宣布演習結束.........120 演練結束後人員回各自工作崗位 ..................120 避難引導班人員之避難裝備（臂章、手電筒）.......120 人員避難疏散號碼條 ............................121 支援避難演練之救護車 ..........................121 支援避難演練之消防車 ..........................121 1 樓平面圖 .....................................147 2 樓平面圖 .....................................147 3 樓平面圖 .....................................148 4 樓平面圖 .....................................148 5 樓平面圖 .....................................149 6 樓平面圖 .....................................149 7 樓平面圖 .....................................150 8 樓平面圖 .....................................150 9 樓平面圖 .....................................151 10 樓平面圖 ....................................151 11 樓平面圖 ....................................152 12 樓平面圖 ....................................152 13 樓平面圖 ....................................153. VII.

(12) 表目錄表 2- 1 表 2- 2 表 2- 3 表 2- 4 表 2- 5 表 2- 6 表 2- 7 表 3- 1 表 3- 2 表 3- 3 表 4- 1 表 4- 2 表 5- 1 表 5- 2 表 5- 3 表 5- 4 表 5- 5 表 5- 6 表 5- 7 表 5- 8 表 5- 9 表 5-10 表 5-11 表 5-12 表 5-13. 建築物使用分類分組表 ..............................9 台北市高層辦公建築大樓防火避難之相關法規整理表....13 中國石油股份有限公司演練時間紀錄表 ...............27 國內外避難演練案例特性整理表 .....................31 建築物基本資料調查比較表 .........................39 人員避難調查資料比較表 ...........................40 危害物比較調查表 .................................41 案例建築物問卷調查表 .............................44 案例辦公大樓各樓層使用狀況表 .....................46 案例辦公建築各樓層人數與使用狀況關係表............48 各階段避難演練時間紀錄表 .........................66 實際演練樓層人口密度值說明表 .....................69 建築物各空間設施基本資料表 .......................72 日本檢證居室避難計算公式表 .......................72 日本檢證居室避難安全評估計算表 ...................73 日本檢證樓層避難計算公式表 .......................74 日本檢證樓層避難安全評估計算表 ...................75 日本檢證整棟避難計算公式表 .......................76 日本檢證整棟避難安全評估計算表 ...................77 案例建築物人員避難行動所需時間統計表 .............78 案例建築物內部人員屬性資料整理表 .................80 building-EXODUS 避難人員屬性統計表 ................81 building-EXODUS 各階段避難模擬結果統計表 ..........85 building-EXODUS 軟體預設之各類速度說明表 ..........87 日本檢證法、building-EXODUS 與實證避難演練之假設條件比較表 .......................................90 表 5-14 日本檢證法、building-EXODUS 與實證演練之居室避難開始時間統計表 ...................................92 表 5-15 日本檢證法、building-EXODUS 與實證演練之居室步行速度統計表 .......................................94. VIII.

(13) 表 5-16 日本檢證法、building-EXODUS 與實證演練之居室避難完成時間比較表 ...................................95 表 5-17 日本檢證法、building-EXODUS 與實證演練之樓層避難開始時間比較表 ...................................96 表 5-18 日本檢證法、building-EXODUS 與實證演練之樓層步行速度統計表 .......................................98 表 5-19 日本檢證法、building-EXODUS 與實證演練之樓層避難完成時間比較表 ...................................99 表 5-20 日本檢證法、building-EXODUS 與實證演練之整棟避難開始時間比較表 ..................................100 表 5-21 日本檢證法、building-EXODUS 與實證演練之整棟步行速度統計表 ......................................102 表 5-22 日本檢證法、building-EXODUS 與實證演練之整棟避難完成時間統計表 ..................................104. IX.

(14) 附表目錄附表 1- 1 避難疏散人員代碼時間紀錄表 ....................112 附表 1- 2 高層辦公建築物避難演習問卷調查表 ..............113 附表 1- 3 避難疏散人員注意事項 ..........................114 附表 1- 4 避難引導班人員注意事項 ........................115 附表 2- 1 步行速度（V）數值表 ...........................122 附表 2- 2 有效流動係數（Neff）計算表 ......................123 附表 2- 3 滯留面積（an）數值表 ...........................123 附表 2- 4 有效出口寬度(Beff)計算表 ........................123 附表 2- 5 可燃物發熱量（αf）數值表 ......................124 附表 2- 6 居室內裝修材發熱係數（αm）數值表 ..............124 附表 2- 7 居室內裝載可燃物之發熱量（qt）表 ...............124 附表 2- 8 排煙效果係數（A*）計算表 ......................125 附表 2- 9 排煙量（E）計算表 .............................126 附表 2-10 排煙量（E）計算表 .............................127 附表 2-11 樓層避難開始時間與建築物的用途之關係...........128 附表 2-12 有效流動係數（Neff）計算表 ......................129 附表 2-13 開口部之材料之種類與極限煙層高度對照表.........129 附表 2-14 起火室以外之居室，煙的發生量表 ................130 附表 2-15 排煙效果係數之計算式 ..........................130 附表 2-16 當該防煙區劃內設有排煙設備時 E 值之對應表.......131 附表 2-17 當該居室內設有排煙設備時 E 值之對應表...........132 附表 2-18 整棟避難開始時間與建築物的用途之關係...........133 附表 2-19 有效流動係數 ..................................133 附表 2-20 開口部之材料之種類與極限煙層高度對照表.........134 附表 3- 1 平面建構方式說明表 ............................135. X.

(15) 第一章. 緒論. 1-1 研究動機與目的 1-1-1 研究動機近年來國內由於經濟的快速成長、建築基地地價高漲與工程技術日益成熟，為使土地達到最高效益，使得都市土地在發展使用上密集化且高度化利用，建築物趨向高層化與多元化的高層建築物方式發展。以台灣地區為例，至民國九十一年三月底統計已有3662棟建築物達「建築技術規則」所規定的高層建築物【1】，且主要分佈於台北市（503棟）、台北縣（1332棟）、台中市（442棟）及高雄市（352棟），例如台北新光摩天大樓51層（高245m）、高雄東帝士大樓85層（高368m）及目前興建中TAIPEI 101（高508m）等，都顯示出都市建築物高層化的趨勢與現象。民國九十年台北縣汐止市『東方科學園區大樓』，發生國內消防史上延燒四十三小時最久的單一建築物火災案例，造成財物上損失上百億新台幣，同年位於台北市敦化南路上之『東帝士摩天大樓』亦發生火災，突顯出高層辦公建築物防火避難設施與消防搶救上的問題。雖然近年來人們對於建築物消防安全日益重視，但對於避難逃生的觀念尚未建立。高層建築之面積廣大、構造複雜、人員眾多且使用用途複雜，而國內高層辦公建築缺乏一套適用於國內本土之避難評估模式。建築物設計之初即依都市計畫法之規定，將用途之不同分別規劃，另依建築技術規則規定之建築物防火設施（防火構造、防火區劃、內部裝修限制）及防火避難設施（出入口、走廊、樓梯、排煙設備、緊急昇降機），再加上消防安全設備等防災設備。以往我們常以為建築物只要符合建築法令或消防法令之規定就能保證安全，但實際上有很多通過公共安全檢查之建築物同樣發生火災，且造成重大之人命傷亡及財物損. 1.

(16) 失。因此符合各項法令規定，只是安全之最低標準，並無法確保建築物之絕對安全，設計超越過法令規定之標準只能降低災害發生率。因此，在建築物防火對策中，避難逃生對策比消防設備設置更為重要，且是不可或缺的。但是建築物內部各種空間要素的配置、動線的安排、使用型態及內部收容人員特性與避難逃生的難易度具有密切的關係，而當建築物發生火害時，內部收容人員利用該設施，而不受到火害並能安全避難，避難之安全與否，則視建築物中所提供之防火避難設施之質與量是否適切，所以探討使用型態及其內部收容人員特性與避難逃生之間的關係，在建築物的防火安全上極為重要。國內目前尚無避難安全評估模式可供建築、消防從業人員參考與遵循。高層建築物之面積廣大、構造複雜、人員眾多且使用用途複雜，造成消防搶救上的困難。有鑑於國人對於避難逃生概念之缺乏，建立避難逃生觀念是國人極待加強的部分，因此本研究希望藉由國內實際案例的調查，建立高層辦公大樓避難時人員特性之本土化基本調查資料，並對辦公類型之高層建築型態與其內部收容人員之避難逃生行動特性進行評估分析，並配合進行實際案例之全尺寸避難逃生演練與避難評估計算，配合實際演練結果，以探討此類型建築物在避難逃生上之相關議題，再將國人的避難行動特性相比較，並針對各評估模式提出本土適用上之相關建議，以期作為日後避難評估模式建立之參考依據。. 2.

(17) 1-1-2 研究目的由上述內容得知，目前尚無明確適合國內之避難安全評估模式可供建築、消防從業人員參考與遵循，而與國人終日作業環境場所之高層辦公建築避難安全問題亦乏人探討研究，故本研究計畫之目的如下列三點：一、鑒於國人對於建築物避難演練概念之缺乏與不重視，藉由本研究擬定高層建築避難演練模式以供日後演練時之參考。二、針對高層辦公建築為主進行特定案例建築物利用實態之調查，並請台北市消防局協助進行避難演練。藉由避難演練之實際現場觀察，探討國人於高層辦公大樓避難演練時人員之行動特性。三、透過避難理論計算與實證演練所觀測之結果值，進行比較分析探討，配合國人的避難行動特性與相關法規，對於各評估模式提出本土適用上之具體建議，以期作為日後避難評估模式運用之參考依據。. 1-2 研究範圍與限制台北市為我國首善之區，轄區內大樓林立，其高層建築物數量眾多（503 棟，佔台灣高層建築總數 13.73％）【1】，另一方面台北市為消防人力最充足之區域【3】，其建築消防管理制度推動比較確實。本研究配合台北市消防局推動之全尺寸消防避難安全演練所得資料進行評估與研究，故以台北市轄區內高層辦公建築為調查對象。本研究之避難評估模式乃採用日本避難計算評估方法與英國 building-EXODUS 避難模擬評估軟體，其有數點研究限制說明如下：一、本研究安全計算評估分析之實證公式，採用日本平成十二年（2000）六月施行之新修正建築基準法告示規定之避難計算評估方法，其建. 3.

(18) 築物內部可燃物發熱量與裝修材發熱係數乃引用日本相關實證研究數據。電腦模擬驗算程式採取英國 Greenwich 大學開發之 building-EXODUS v3.01 避難模擬評估軟體。此軟體所需輸入人員特性、避難行動影響參數等相關數據乃引用國內外相關實證研究或統計資料，若無法取得或修正時，得採用軟體預設值。二、建築物避難安全評估對象含指建築物內部特定人員（工作人員）及非特定人員（洽公與訪客等），且避難人員僅指具有自我行動能力的人員。三、建築物火災成長模式包括一般起火燃燒、爆燃、爆炸或化學物質燃燒等，本研究因受實證演練模擬上的限制，僅對於兩避難評估模式與實證避難演練所得之避難者行動時間值分析探討，研究過程中無考量模擬對象因火災發生所產生之危害物之影響。. 1-3. 研究步驟與方法本研究首先進行建築物利用實態之本土化基本資料調查，調查其. 空間、設施、利用形態…等使用特性及實際收容人員數與收容人員特性（年紀、身高、體重等），由實地調查之結果，歸納出辦公建築之使用特性形態，以探討其使用特性（空間、設施、利用形態等）因子與避難逃生設計之相互影響性關係。此外，並同步進行各國避難逃生時間計算評估模式與避難逃生驗證相關資料之蒐集、比較分析與相關理論探討。其次請台北市消防局給予協助進行實際案例之避難逃生演練。配合實際演練結果，將實際演練所得之觀測結果與避難評估計算結果進行比較，並與國人之避難行動特性相比較，最後針對各評估模式提出本土適用上之具體建議，以期作為日後避難評估模式運用上之參考依據。. 4.

(19) 本研究計畫實施上之研究方法茲分述如下：一、文獻回朔法（Literature Survey Method ）蒐集與研究下列三大方向：（一）高層辦公建築沿革與定義、避難相關法規及火災特性與消防安全設計。（二）避難逃生概念、人員避難行動特性、國內外避難演練案例調查與分析。（三）建築物避難安全評估方法：本研究以日本平成檢證法與英國 building-EXODUS 為主要評估方法，經文獻蒐集整理探討兩評估模式之差異性，以供本研究分析之基礎進行。二、實地調查法（Field Survey Method）針對選定實際全尺寸避難演練之案例進行實地調查，包括其空間、設施、利用形態等使用特性及實際收容人員數，以作為後續避難計算之探討依據。三、行動觀察法（Action Observation Method）針對選定之案例進行全尺寸避難模擬演練，於各避難節點（居室、樓層、地面避難層之主要出口）採用監視器材與人力紀錄進行群流觀察，藉以取得群流通過各該節點之各項避難時間（居室、樓層、整棟避難完成時間）與群流速度（人/m/sec）。四、電腦模擬評估法（Computer Simulation Assessment Method）建立選定案例之空間數值資料，透過電腦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。五、比較分析法（Comparative Analysis Method）應用避難逃生理論計算，進行案例避難安全檢證評估，以避難逃生角度進行探討，將電腦模擬評估結果與理論計算結果與實際演練結果進行探討分析，藉以檢討法規規定之防火避難設施量是否足夠，並探討避難逃生演練與避難逃生設計及防火避難設施設置之相關課題。. 5.

(20) 1-4. 研究流程. 圖 1-1 研究流程圖. 6.

(21) 第二章 2-1. 文獻回顧. 高層辦公建築物. 2-1-1 高層辦公建築物之沿革與定義一、高層辦公建築物之沿革由於科技的日新月異，新材料新工法的研發，使用機能與空間結構也不斷符合現今社會的需求，加上結構新觀念高層化的大樓逐漸成為現今社會經濟繁榮的標的物。所以高層辦公大樓在近代建築類型中以明顯的量體與龐大的數量，並構成現代都會意象最具代表性的建物之一。而最早高層辦公建築的發源地那就要追塑 1820 年芝加哥【4】。 1820 年芝加哥只是一個遙遠的湖邊小鎮。但在南北戰爭後城市迅速發展，40 年後成為美國開發西部的前哨和航運與鐵路樞紐，鐵路延伸 1.77 萬公里，每天進出 75 趟客運列車。這時期城市人口高速增長，城市發展惡性膨脹，規劃、建築質量低劣。然而，於 1871 年 10 月 8 日夜晚，芝加哥的城市發展戲劇化地停止了。當晚 8 時左右，芝加哥郊區農家牛篷失火，在強力風力作用下，火勢不斷擴大、漫延，最終越過兩道河流，一直燒到芝加哥的市中心。而當時大型商業建築和政府建築中的都具有所謂防火構造設施卻成為悲劇性的笑話。火災後芝加哥的建築防火變得謹慎和嚴密，重建計劃開始考慮使用防火材料和技術，而不是從前的木材和裸露的鑄鐵。大火過後城市重建十分迫切，因而也創造了難得的發展機遇。大規模的重建有利於合理規劃，有利於發展新的建築技術和材料，也有利於電梯的發明與改良。由於城市土地昂貴，建築向高空發展比購買更多的土地更為經濟。在建築技術上，由於採用鋼框架結構，結構自重減輕，穩定性提高在築可以建得更高。電梯廣泛利用使 5 層以上的建築成為實用。以上各種因素結合起來，促成了高層建築的誕生和發展。. 7.

(22) 國內建築技術發展在台灣光復後初期，由於當時政治、經濟、社會等各方面尚未穩定，加上建設開發量少及材料物資供給缺乏，建築技術發展可說是處於停頓狀態，直到民國 50 年國內方完成第一棟興建的辦公大樓。民國 49 年起社會型態由農業社會逐漸轉變為工業社會，物價漸趨穩定，經濟穩定成長，建築建設量開始增加。此時期磚造建築仍為主流，而鋼筋混凝土造建築物已日漸增多，與磚造建築之差距已逐漸縮小，鋼架及其他構造建築數量則逐漸增加。民國 57 年國內首棟鋼骨鋼造之嘉新大樓，為辦公建築邁向高層化的里程碑。現今台灣各地區都市化與高度化下之發展，促使地價高居不下，在寸土寸金與建築技術日益精進之情況下，建築物遂朝向高層化之發展，也因此有「超高層建築物」的產生【5】。二、高層辦公建築物之定義民國 79 年內政部建築研究所籌備處召開「中日高層建築技術準則與管理制度研討會」中【6】，各研究小組因為站在不同的觀點，對超高層建物的定義不同，在建築規劃設計組中指出：高層建築物指 36 公尺以上，60 公尺以下之建築物；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；建築設備組則未針對超高層建築物加以定義，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 25 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 92 年 10 月 14 日建築技術規則建築設計施工編修正實行之第十二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【7】，但並未對超高層建築物有所定義，僅要求建築高度達 25 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。. 8.

(23) 表 2-1 類別. 組別. 建築物使用分類分組表【8】. 組別定義供商談、接洽、處理一. G2-1 般事務，且使用人替換頻率高之場所. 使用項目列舉. 實際營業項目內容（經濟部商業司營業項目定義）. 金融機構、證券交易. ---. 場所. 凡中央政府及各級行政機關﹐. 政府機關 G2. 辦公、供商談、接洽、處服務類 G2-2 理一般事務之場所. 縣市政府及各級行政機關﹐及縣市以下自治機關均屬之. 一般辦公室事務所. G2-3. 省､市政府及各級行政機關､. 凡提供商談、接洽及處理一般事務之場所凡提供商談、接洽及處理特殊事務之場所. 供一般門診、零售、日一般診所、衛生所、店常服務之場所. 舖、理髮、安養中心. ---. 建築法第 73 條執行要點（表 2-1）將辦公服務類型之建築物歸類為 G2 類，依其使用項目可細分為政府機關、一般辦公室與事務所。辦公建築依空間使用性質可以分為自用型辦公建築、出租型辦公建築、自用兼出租型辦公建築、特殊型辦公建築、公寓型辦公建築、複合型辦公建築等六大類【9】。台北市辦公建築依建築平面類型可以分為雙邊核型、單邊核型、中央核形與綜合型四種【4】： 1.雙邊核型：服務核心在建築兩側邊之服務形式，為一般常見之辦公室形式。 2.單邊核型：指服務核心在建築單一側邊之服務形式。 3.中央核形：指服務核心在建築物內部，與建築物外牆部份並無銜接。 4.綜合型：服務核心綜合上述三種，常見於規模較大之建築平面形式。. 9.

(24) 2-1-2 高層辦公建築火災特性與消防安全設計一、高層辦公建築火災特性由於現今高層辦公大樓都伴隨著智慧化的設計，在建築防火安全上的種種的問題已明朗化，但若不慎引燃火災，即可能造成重大的人命傷亡或財物損失。而根據國內學者陳弘毅【11】認為高層大樓發生火災時，具有下列特性：（一）濃煙密佈：高層建築物之結構牢固，且都是不燃材料，因此結構不至燃燒，而其內部材料雖多屬易燃物品，唯初期外部進入之空氣不足，通常形成不完全燃燒，而產生大量濃煙。濃煙有向上竄昇之特性，因而經由各種開口部、通道、樓梯及管路向上層蔓延。在極短時間內整棟大樓即陷入煙霧之中，造成視線之阻礙與搶救之困難。（二）高溫灼熱：高層建築物多為密閉式建築，內部燃燒所產生之熱量不易擴散至外部，因此熱量蓄積之結果形成高溫、高熱的現象。此種現象不但使被困者易造成灼傷，亦使外部之搶救人員不易靠近。又高熱蓄積之結果，一旦外部有大量之空氣進入時，將瞬時引起熾烈之火勢。（三）延燒快速：火焰之特性乃向上作垂直之擴展速度遠大於向平面擴大。而高層之樓層向高空聳立，正符合火焰之特性。尤其前述高樓內部之垂直管道與上下樓梯通道，不但造成火勢延伸之孔道，更形成所謂「煙囪效應」（stack effect），亦即內部受熱之空氣，由各種管道上升，外部之冷空氣則進入補其空位，形同煙囪。此種作用，樓層越愈高，內部與外部溫差越大，其牽引力量也越大，延燒也越迅速。（四）逃生不易：. 10.

(25) 高層建築物由於距離地面高、縱深大、通路轉折，導致人們逃生避難不易。火災發生時，通常又形成停電狀態，內部漆黑，加上濃煙嗆鼻，促使避難人員驚慌恐懼，造成恐慌（panic）之現象，結果爭先恐後互相推擠踐踏造成人命傷亡。（五）搶救困難：建築物之高度如果超出雲梯車之界限，便無法達到搶救動作（國內目前雲梯車最高僅可達 76m，台北市），即使雲梯車可到達，亦因風力、荷重及噴水反作用力之關係，其穩定性與安全性大打折扣。雲梯越長，一方面車體越笨重，操作昇梯之時間越長，一方面頂端搖晃擺動越厲害，射水、搶救亦越困難。此外，樓層越高消防車之水力越無法到達，故高層建築唯有加強自身內部之消防避難設備，始能防護。二、高層建築消防安全設計高層建築物是目前必然的趨勢，火災的威脅又難以完全有效的避免。為減少火災所帶來的危害，將初期的被動滅火轉為主動事先防範安全設計，藉由消防安全設計來保障人命安全、避免財務損失與維護建築物之持續耐用。下列為高層建築消防安全設計之基本原則【11】：（一）內部裝潢之不燃化設計依建築技術規則建築設計施工編第 88 條規定，高樓內部之防火，主要使其裝潢材料或物品盡量不燃化。由於火焰有下往上竄升之特性，因此室內裝修材之牆面、窗台、板條等裝修材，應規定使用耐燃或不燃材料。（二）高樓結構之耐火設計建築之耐火時效應考量內部之可燃物與火災之燃燒時間，推算出防火區劃之時間溫度曲線，才決定鋼材之最高受熱溫度，最後計算鋼結構之臨界負載量然後與實際做比較，再決定耐火強度是否足夠。. 11.

(26) （三）高層防火區劃設計依建築技術規則建築設計施工編第 79~87 條規定，防火區劃通常依下列方式為之： 1、分為面積區劃：依規定面積達一定範圍者必須予以區劃。 2、垂直動線區劃：電梯間及樓梯間等垂直動線成一個獨立的區劃。 3、防火牆區劃：以防火區域之防火牆的耐火時效為區劃者。 4、用途區劃：以不同使用目的而區劃者。（四）排煙通風設計 1、法令規定設置排煙設備之對象：依建築技術規則建築設計施工編第 99~102 條及第 126 條第 3 款規定，排煙設備之設置對象如下：建築物在五層以上之樓層供戲院、電影院、演藝場、歌廳、集會堂、觀覽場、夜總會、舞廳、視聽歌唱業、商場、百貨公司、市場、展覽場、夜總會、舞廳、餐廳、酒家、公共浴室、飲食店、保齡球館、溜冰場等遊藝場及養老院、兒童福利設施之建築物。 2、排煙設備之規定：高層建築物之排煙設備，須符合建築技術規則建築設計施工編第 100~102 條之相關規定；防火閘門板設備，須符合建築技術規則建築設備編第 93~94 條之相關規定。. 2-1-3 高層辦公建築在防火避難上之相關法令政府為保障人民之生命財產安全，對於高層辦公建築在都市計畫法、建築法與消防法內均有訂定相關法規。下表為高層辦公建築大樓防火避難之相關法規總整理（表 2-2）。. 12.

(27) 表 2-2 母法. 法規名稱相關子法. 高層辦公建築大樓防火避難之相關法規整理表. 規定項目. 法規條文內容概要 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. 都市計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、住四分區畫法則第 6~24 條區管制. 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. 本法第 73 條. 使用管制. 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。. 本法第 77-2 條. 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。. 建築技術規則建築設計施工人口密度編第 89-1 條. 辦公類型建築物採行性能式設計法進行防火避難安全設計時，經提具建築物防火避難安全計畫書，送中央主管建築機關認可者，得不適用本章一部或全部之規定。前項建築物防火避難安全計畫書，應依下列各類用途建築物之避難人員數檢討必需之防火避難安全設施，達到本規則各條文同等以上之安全性能。辦公區：0.30、會議室：0.60、會議廳：1.有固定席位者，以實際席位數計，站席部分：2.00。2.無固定席位者：座椅型式：1.45；桌椅型式：0.75；站席：2.00。. 建築技術規則建築設計施工編第 90 條建築技術規則建築設計施工建築法編第 91 條建築技術規則建築設計施工編第 92 條. 避難層之出入口. 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，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。. 避難層以外樓層出入口. 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，並應裝設甲種防火門。. 走廊構造. 防火建築物內各層連接直通樓梯之走廊通道之走廊通道之牆壁，應為防火構造或不燃材料。. 建築技術規則直通樓梯步建築設計施工行距離編第 93 條. 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）。. 建築技術規則屋外出入口建築設計施工步行距離編第 94 條. 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。. 建築技術規則二座以上之建築設計施工直通樓梯編第 95 條. 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。. 13.

(28) 續表 2-2. 建築技術規則安全梯之構建築設計施工造編第 97 條. 建築技術規則建築設計施工編第 100 條建築技術規則建築設計施工編第 104 條建築法建築技術規則建築設計施工編第 106 條. 高層辦公建築大樓防火避難之相關法規整理表. 安全梯之構造，依下列規定：一、室內安全梯之構造：(一) 安全梯間四周牆壁應為防火構造，天花板及牆面，應以不燃材料裝修。(二) 進入安全梯之出入口，應裝設安全門，其構造應符合甲種防火門或鑲嵌鐵絲網玻璃之乙種防火門，並不得設置門檻；安全門之寬度不得小於安全梯之寬度，安全門應向避難方向開啟。 (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，應與其他窗戶或開口或非防火構造之外牆屋簷等相距九十公分以上。二、戶外安全梯之構造： (一) 安全梯應為防火構造。(二) 安全梯與建築物任一開口間之距離，除至安全梯之安全門外，不得小於二公尺，但開口面積在一平方公尺以內，並裝置鑲嵌鐵絲網之固定玻璃者，不在此限。(三) 出入口應裝設符合甲種防火門或鑲嵌鐵絲網玻璃之乙種防火門規定之安全門，但以室外走廊連接安全梯者，其出入口得免裝設安全門。(四) 對外開口面積 (非屬開設窗戶部份) 應在二平方公尺以上。三、特別安全梯之構造： (一) 自室內至安全梯，應經由陽台或本編規定之排煙室，始得進入；樓梯間及排煙室之四週牆壁應為防火構造，其天花板及牆面之裝修，應為不燃材料。(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台外牆開設之開口，除開口面積在一平方公尺以內並鑲嵌鐵絲網玻璃之固定玻璃者外，應與其他開口相距九十公分以上，但在防火帶範圍內，不得開口。 (三) 自室內通陽台或進入排煙室之出入口，應裝設甲種防火門，自陽台或排煙室進入樓梯間之出入口，應裝設甲種或乙種防火門。 (四) 樓梯間與排煙室或陽台之間所開設戶應為固定窗。. 排煙設備. 本編第六十九條第一類、第四類使用及第二類之養老院、兒童福利設施等建築物內部空間需設置排煙設備，並無強制規定辦公建築物（第三類）內部空間需設置排煙設備，亦無規定須強制作防煙壁區劃。. 緊急照明設備. 無強制規定辦公建築物內部空間需設置緊急照明設備。. 緊急用昇降機設置標準. 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、○ ○○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。. 建築技術規則緊急用昇降建築設計施工機之構造規編第 107 條定. 緊急用昇降機之構造應依下列規定：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。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道路或通道。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。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。. 建築技術規則建築設計施工消防設備編第 113 條. 辦公廳類型建築物需設置滅火設備、警報設備及標示設備. 建築技術規則建築設計施工滅火設備編第 114 條. 高層辦公建築各層之樓地板面積在 300 平方公尺以上者，需設置室內消防栓。但建築物為防火構造，合於本編第八十八條規定者，其樓地板面積加倍計算。建築物在第十一層以上之樓層，各層之樓地板面積在一○○平方公尺以上者，需設置自動撒水設備。. 14.

(29) 續表 2-2. 高層辦公建築大樓防火避難之相關法規整理表. 建築技術規則建築設計施工名詞定義編第 227 條. 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。. 建築技術規則兩方向避難建築設計施工原則編第 241 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。. 建築技術規則建築設計施工防火區劃編第 242 條. 高層建築物除應依本規則規定設防火區劃外，其升降機道及梯廳應自成一獨立防火區劃。前項防火區劃使用防火鐵捲門者，應留設逃生門，並予標示。. 建築技術規則建築設計施工緊急昇降機編第 244 條. 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。. 建築技術規則建築設計施工配管管材編第 247 條. 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。. 建築法建築技術規則建築設計施工設備材質編第 248 條. 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。. 建築技術規則電線電纜配建築設計施工線方式編第 255 條. 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。. 建築技術規則火警自動警建築設計施工報設備編第 257 條. 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。但已設有其他自動滅火設備者，其於有效防護範圍，內得免設置。. 建築技術規則建築設計施工警鈴鳴動編第 258 條. 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，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。. 建築技術規則建築設計施工防災中心編第 259 條. 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。. 15.

(30) 續表 2-2 本法第 9 條. 消防法. 消防設備定期檢修. 高層辦公建築大樓防火避難之相關法規整理表. 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。. 實行細則第 15 消防防護計條畫. 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：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。. 各類場所消防場所用途分安全設備設置類標準第 12 條. 辦公室屬於乙類第六款場所. 各類場所消防收容人員之安全設備設置計算標準第 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。. 各類場所消防避難器具免安全設備設置設條件標準第 159 條. 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。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。. 各類場所消防室內排煙設安全設備設置備標準第 189 條. 辦公室依 12 條第 2 款規定為乙類場所，不屬於強制規定範圍內之建築物。. 特別安全梯各類場所消防或緊急昇附安全設備設置機間之排煙標準第 190 條設備. 特別安全梯或緊急昇附機間之排煙設備應依左列規定選擇設置：一、設置直接開向戶外之窗戶時，應附合左列規定：(一) 在排煙時窗戶與煙接觸部分應使用不燃材料。 (二) 窗戶有效開口面積應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不得小於二平方公尺。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) ，不得小於三平方公尺。(四) 前目平時關閉之窗戶應設手動開關裝置，其操作部分應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、進風管道時，應符合左列規定：(一) 排煙設備之排煙口、排煙管道、進風口、進風管道及其他與煙接觸之部分均應以不燃材料建造。 (二) 排煙口應設於天花板高度二分之一以上之範圍內，開口面積不得小於四平方公尺 (兼用時，應為六平方公尺) ，並直接連通排煙管道。(三) 排煙管道內部斷面積不得小於六平方公尺 (兼用時，應為九平方公尺) ，且其頂部應直接通向戶外。(四) 設有排煙量在每秒四立方公尺 (兼用時，每秒六立方公尺) 以上，且可隨排煙口開啟而自動啟動之排煙機者，得不受本款第二目及第三目之限制。(五) 進風口應設於天花板高度二分之一以下之範圍內，開口面積不得小於一平方公尺 (兼用時，應為一點五平方公尺) ，並直接連通進風管道，管道斷面積不得小於二平方公尺 (兼用時，應為三平方公尺) ，且接接連通戶外。 (六) 進風口、排煙口應依前款第四目設置手動開關裝置或偵煙式探測器連動開關裝置，且平時保持關閉狀態，開口葉片之構造應不受開啟時所生氣流之影響而關閉。. 16.

(31) 2-2. 避難安全理論當建築物發生火災時，避難人員對逃生概念是否健全，將會影響避. 難者是否安全逃離建築物。我們可藉由文獻回顧，收集人員避難時所遭遇的情境及建築物發生火災時避難者的行為特性、行為學理論，探究各項相關理論及文獻，作為本研究之參考依據。 2-2-1 避難逃生概念所謂的「避難」是指建築物發生火災時，使其內部人員遠離火災危險現場進行移動。對於避難逃生理論中，避難逃生安全基本考量是火場燃燒之成長變化的因素、火場避難者心理生理狀態、避難行動的特性變化及火場避難環境之狀態之三項因子之相互關係。英國學者 Marchant 為將配合上述三項因子，避難進行隨時間而變化，所引伸出公式如下如下【12】： T : 所需時間. T=. Tp + Tr + Ta + Ts ≤1 Tf. Tp : 偵測火災發生. Tr : 對火災發生作反應. Ta : 逃生避難行動. Ts : 抵達安全地點. Tf : 傷亡出現，避難者無法自立逃生之環境出現. 依上項公式所述，分母表示避難人員傷亡時間之出現，自發現火災，此時間之長短視火警燃燒開始起算，則 Tf 亦可稱為『避難容許時間』之程度、火場環境與可燃物而定，如可燃物為爆炸物，則 Tf 的時間可能遠小於一秒鐘；若是自燃，則自發現火警起至人員傷亡之出現，也有可能要數十小時，因此 Tf 值極難推算。如下圖（圖 2-1）火災發展過程與時間變化之關係 Tp. 確認及覺知發生火災. Tr 思考及心理應變狀態之建立. Ta 生理應變狀態之建立. Ts. 移動抵達至安全區. 建築物火災燃燒的狀況. 圖 2-1. 避難逃生之時間關係圖【18】. 17. Tf.

(32) 透過上述文獻知道避難安全的評估，簡單的來說是透過避難所需時間和避難容許時間做比較。而避難所需之考量主要是避難之開始時間、步行時間、出入口之滯留時間（至安全避難梯或出口），以上之三者所匯成時間即是避難所需時間，再與避難容許時間相互比較計算其是否安全。但是從另外角度來探索，避難所需時間亦於建築物規模大小及建築物使用情形、避難者的行動特性等都會間接影響（圖 2-2），日後為求避難安全評估更為嚴謹，未來將對建築物之空間屬性、人員避難行動特性做進一步之調查，對避難所需時間更為精確。. 圖 2-2. 避難所需時間與空間型態關係圖. 18.

(33) 2-2-2 人員避難行動特性當人員於建築物內遇到火災緊急事件時，隨著火災的發展及避難容許時間消失，人在避難行動中會產生不同的變化反應。在人員的行動特性中，當人員遇到火災緊急事件，火場中人員心理狀態變化及人員避難特性有相當關係，對日後操作避難避難軟體及檢證運算可作為參考依據，就目前國內外的相關文獻已有相當的研究探討。相關文獻對人員避難逃生特性之探討如下: 一、1984 年，日本學者本藤、羽倉兩位著作（現代建築防災工學）【13】認為人員於緊急避難會經往平時較常使用出入口及普遍使用樓梯作為人員避難逃生逃生的方向。建築物遇到火災燃燒所產生的煙及有毒物質會也會影響到避難人員進行的方向，如人員對光的向光性，當避難時人員會朝明亮的方向目標作為避難的方向出口，如特別安全梯之明亮場所及避難人員對於火及煙抱著恐懼心理而向反方向進行避難。當緊急避難進行時由於人員心理因素，導致辦難時全部的精力集中，表現出異常力量行為，造成避難時的另一種傷害。二、1984 年，我國學者廖明川歸納出火災中人員避難所產生行為【14】，於著火建築物內工作的人員採習慣性行為最明顯。例如服務生多使用樓梯，顧客多使用電梯，當火災發生後服務生自然會朝向樓梯移動。在公眾使用的建築物火災中，從眾的行為是相當的明顯，對環境不熟悉又火災引起的驚慌心理因素，使其人員避難時失去主見，造成盲從現象，如集體逃生。反之，當災害發生時若避難人員對避難場所的不確定性，往往會停留在原地不做任何避難的動作，等待進一步訊息、協助或通知。三、1987 年，國內學者丁育群博士認為【15】，在避難的計畫上必須考慮影響人員行動的本能。如人員遇到危害時，為求自保會本能地折返原來的路徑，當人們察覺異狀時，為求確定會接近異狀，瞭解事. 19.

(34) 態嚴重，會直覺躲回原來地點場所。火災發生時產生黑煙四處流動，能見度有礙避難進行，因此人員避難時會朝向有光線之處移動，如避難誘導燈之裝置。由於一般人常使用右手右腳，在黑暗中步行避難時，卻自然變成左轉，若避難者能預先想好並在動線的交叉點，以左轉往下的方式進行避難，有更高存活率。四、1988 年，國內學者黃楚材先生以民國 76 年元月至 11 月【16】，進行台北是建築物火災受災戶之問卷調查得出，災民在火災發生時到逃生結束之行為。確認火災的訊息、逃生方式利用樓梯及窗戶及陽台、避難逃生的路徑選擇、逃生時未都能見避難指標。五、1998 年，國內學者王琳及花茂琴首先提出行為分類【17】，逃生前行為及逃生行為。逃生前通知家人、朋友及家人、報警、察看火源、滅火、拿貴重物品及預防災害擴大（關瓦斯及電源等）。逃生後的行為如：自覺火場狀況是否適合進行避難、逃生的路線以樓梯居多、避難通道上的障礙物與人員遇煙時的避難行為等等。六、1970 年，英國學者 Peter G. Wood 針對英國將近 1000 個火災案例當事人進行研究調查該研究指出【14】，人員或人群進行避難逃離建物、展開滅火行動或控制火勢之蔓延、通知其他人之逃離現場或通報消防隊滅火。避難個體視火災的嚴重性越快速逃離火災現場，再回火災的現場大多是男性。. 經由上述之各項行為是幾位專家學者的見解，乃是避難者對於火災時共同行動特性，從避難者對環境的熟悉程度、各國風俗民情、不同文化背景的情況下，對其避難行動特性亦會不同。若要針對國內避難評估模式建立也相對要人員行動特性的探討，可作為日後避難軟體及檢證運算的參考的依據。. 20.

(35) 2-2-3 避難各項所需時間建築物內避難者之安全性受到下列數種時間之影響【18】，分別記述如下：一、避難開始時間：從火災發生到人員開始避難之時間稱之。主要受到建築物的利用、管理狀態、火警自動警報設備的設置狀況、通報、傳達系統之信賴度等之左右。現階段之避難開始時間評估，以日本為例，其採行對火災警報探測器反應動作時間、防火管理人火警確認作為、收容人員之反應能力及對避難路徑選擇判斷能力等之檢測、觀察及實驗分析，評估出該階段所需之時間。二、避難行動所需時間：避難開始到避難結束之時間，即為避難行動所需時間，此受建築物中避難設施的形狀與配置、避難者的行動能力所左右。三、危險狀態發生時間：因煙之下降、閃燃現象的產生、煙之擴散等造成居室、避難路徑造成危險狀態，此種由火災發生到危險狀態發生之時間稱之。而此時間主要受到居室形狀、內部裝潢的狀態、防排煙性能、撒水設備和防火區劃的設置狀況所左右。四、避難安全餘裕時間：透過避難所需時間和安全容許極限時間做比較，以判斷建築物內避難人員安全與否。. 圖 2-3. 避難需要時間【19】. 21.

(36) 2-3. 國內外避難演練驗證案例於歷年之火災案例中，可以歸納出形成火災之最主要原因有下列八. 項：(一)火災之發現過遲、(二)通報消防隊延誤、(三)初期滅火失敗、 (四)火源處理不當、(五)避難引導不當、(六)滅火設備不良、(七)建築物構造不良、(八)裝潢材料易燃。以上八項中，除最後三項屬硬體設備外，其餘五項均可歸結為管理不善與教育訓練不足，可見只有怠忽防火管理與教育訓練之重要性，才是造成火災最大因素【20】。由上節避難各項所需時間得知，避難安全餘裕時間越大，避難者於火場中安全逃生機率越大，而為增加避難安全餘裕時間，必須提早避難開始時間及縮短避難行動所需時間，故透過避難逃生教育訓練，使建築物內部人員於火警發生時警覺性提高及熟悉避難路徑與動作之練習，便可增加避難安全餘裕時間。為預防高層辦公大樓火災發生及減少火場人員生命財產之傷亡，世界各國均有進行相關緊急逃生演練，其中可分為預警式（事先已通知該單位內人員演習時間與內容）與無預警式（事先無通知該單位內人員演習時間與內容）兩種。為日後研究案例進行全尺寸模擬避難演練，故蒐集國內外相關避難演練案例（英國大型零售商店與台北中國石油辦公大樓等）與實際避難逃生案例（美國世界貿易中心）以作為基本參考資料，茲分別記述如下：一、避難案例（一）英國大型零售商店【21】 1、建築物基本資料：此為在英國四間大型零售商店舉行無預警演習。四個英國零售商店其中三個為城鎮中心零售商店，另一個城鎮外之零售商店。. 22.

(37) 圖2-4. Marks & Spencer royal avenue store 地面層平面圖【21】. Marks & Spencer royal avenue store 是由基本層、地面層與 1 樓層共三個樓層所組成。基本層為家庭商品區、兒童服飾區、餐飲區，有兩座電扶梯與兩座服務樓梯提供出入串聯基礎層與地面層，地面層為淑女流行區，1 樓層為男服飾區與客戶服務區，進出是藉由週邊之電扶梯與客服樓梯。地面層共有 8 個出口處（如圖 2-4 所示）。. 圖2-5. Marks & Spencer queens street store地面層平面圖【21】. 23.

(38) Marks & Spencer queens street store共為三層樓層所組成，地面層有餐飲區、淑女服飾區、兒童服飾區，一樓樓層有男服飾區，出入口經由4座樓梯和2座客戶電梯進出，1、2號服務樓梯提供更多穿越性可達到 2樓女性福室斯和家庭傢俱部門，地面層共有9個出口處、其中3個為緊急出入口（如圖2-5所示）。. 圖2-6. Marks & Spencer sprucefield store平面圖【21】. Marks & Spencer sprucefield store 為單層大面積之零售商場，內有生鮮食品區、餐飲區、男女服飾區、兒童服飾區、家庭飾品區等，共有 14 個出入口，圖面標示圓形箭頭符號為室內監視攝影機（如圖 2-6 所示）。. 24.

(39) 圖2-7. Marks & Spencer culverhouse cross store平面圖【21】. Marks & Spencer culverhouse cross store 為單層大面積之零售商場，內有男女服飾區、兒童服飾區、生鮮食品區、客戶服務區、儲藏區等。商場有 2 個主要出入口與 6 個緊急出入口，共有 8 個出口（如圖 2-7 所示）。 2、避難演練過程：（無預警式避難演練）本演練為無預警式避難演練，即事先無通知該單位內人員演習時間與演練內容，避難活動定於星期四與星期五之下午三點，原因為該時段會有特價活動，較會吸引較多的顧客人潮。為準備執行這項避難活動，必須先與突發事件服務機關（如消防局、醫院等）取得聯繫與協助。避難過程將用室內攝影機與攜帶式攝影機用錄影帶記錄起來，運用室內攝影機記錄室內全場的避難活動過程，至於一些居室、走廊通道、避難樓梯內之重點監視區域，則利用手提式攝影器材攝影記錄與研究人員記錄時間點。在以不妨礙進行逃生動作之門外要求參與避難活動的顧客們填. 25.

(40) 寫研究問卷，研究人員於每一避難出口門外對每一避難者發放問卷，透過發放問卷方式可得知一些避難相關資訊與情報。問卷之設計必須藉由引導方式來得知避難者之性別、年紀、購買頻率（影響環境熟悉度）、是否結伴同行等基本研究資料與避難行動時之避難逃生行為。透過此份演習數據資料可得知避難者行為描述與避難過程之相關研究。. （二）、台北中國石油股份有限公司【22】 1、建築物基本資料：建築物座落於台北市信義計畫區內，為 23 層之高層單一業主純辦公建築大樓。 2、避難演練過程：（無預警式避難演練）本案例為配合內政部消防署研究案『自衛消防編組演練與驗證暨相關問題研究案』所進行之無預警式之避難演練。假設起火樓層為該棟建築物第 18 樓，隨即將該樓層、上二樓層與下一樓層共四層（依據建築技術規則建築設計施工編第 258 條所規定之警鈴鳴動順序樓層規定）進行起火區劃（18F）、鄰接區劃（18F）與垂直鄰接區劃（17F、19F、20F），完成火災搶救與疏散之區劃範圍。火災避難演練採用自衛消防編組之模式進行，即建築物內部員工自行編組（滅火班、通報班、安全防護班、避難引導班與救護班），於火災發生時進行先期滅火、災情通報、災情控制、人員避難引導輔助與人員救助等各項任務。該次演練各項過程時間紀錄如下表所示：. 26.

(41) 表 2-3 應變事項. 中國石油股份有限公司演練時間紀錄表【22】動作時刻完成時刻 0：00 00 1、火警警報（示） (警報發佈) 0：00 28 2、確認起火處所 (中控室確認並通知現場) 0：00 40 3、確認現場（火災） (現場人員至起火點確認) 0：00 52 4、通報消防機關 (通報指揮官及 119) 5、自衛消防編組通報 0：00 52 （通知指揮官） (通報指揮官及 119) 滅火器操作. 0：01 03 (滅火器到達). 消防栓操作. 0：01 56 (消防栓開始滅火) 0：00 00 (警報發佈立即廣播疏散) (不做全棟疏散). 6、初期滅火. 起火層. 7、避難廣播. 全棟. 0：01 26(18F). 8、形成區劃起火區劃（18F）鄰接區劃. 0：03 46 (警報開始 18→16 樓) 0：02 29(警報開始 18→16 樓). （室內安全梯）. 垂直鄰接（天井或直上 9、避難完成一、二樓層、直下一層）. 0：03 41(警報開始 17→16 樓) 0：03 51(警報開始 19→16 樓) 0：03 56(警報開始 20→16 樓). 全員離開大樓至戶外 10、訊息傳達（相關空調、瓦斯設備關閉，排煙啟動、急救等）. 0：08 16 (20F 人員至 1F). (未演練). 參加演練人數：滅火班 4 人通報班 10 人安全防護班 4 人避難引導班 11 人救護班 5 人各層避難人數：17F--86 人，18F--69 人，19F--80 人，20F--98 人。樓地板面積：起火區劃（18F）1330m2，鄰接區劃（18F）1330m2，垂直鄰接區劃（17F）1366m2，垂直鄰接區劃（19F）1366m2，垂直鄰接區劃（20F）1330m2。. 27.

(42) （三）、美國世界貿易中心辦公大樓（World Trade Center，New York，USA）. 【23】建築物基本資料：世界貿易中心位於美國紐約市西南側，緊鄰曼哈頓南端的哈德森河。世界貿易中心基本上由七座大樓建築群所組成，共約 1,200 萬平方英尺建築面積供保險及金融行業等出租使用。世貿中心 1 號大樓與世貿中心 2 號大樓此兩棟大樓配置有三部獨立的火災緊急疏散樓梯，其中 2 部（名各為 1、2 號大樓梯）各寬 44 英寸，直達 110 樓；第 3 部樓梯（名為 3 號大樓梯）寬度 56 英寸，直達 108 樓，這些樓梯間從上到下透過轉換走廊並不是直通相連（1、2 號大樓梯於 42 樓、 48 樓、76 樓有設轉換走廊；3 號大樓梯於 76 樓有設轉換走廊）。樓梯處配置電池供電之照明燈，在梯板邊塗抹螢光塗料。避難逃生過程：（真實避難逃生案例，2001/09/11） 2001 年 9 月 11 日美國發生商務客機遭受恐怖挾持撞擊世貿中心大樓，本研究引用世貿中心 1 號大樓與世貿中心 2 號大樓真實避難逃生相關數據，以作為真實火災逃生過程資料收集。該建築物群內之三層消防安全防護系統為大樓提供深層的保護，第一層防護為自動撒水系統保護，撒水系統用於快速自動撲滅進而控制火勢。第二層防護為人工消防能力（由紐約市消防局和港務局消防隊員承擔），受建築儲水系統、緊急升降梯、煙控系統和其他設施的輔助。第三層防護為結構體防火，防火材料的厚度和質量是樓版和其它結構部份中溫度上升的速度與程度的關鍵因素。於飛機撞擊下使得前兩層防護失效，而第三層防火材料在損傷下對結構系統增加了重大額外壓力，建築結構受損嚴重進而倒塌。世貿中心 1 號大樓北面受到撞擊並同時引發大火（AM08：46），於建築物受創後 103 分後開始倒塌（AM10：29）；世貿中心 2 號大樓受到撞擊 28.

(43) 並亦同時引發大火（AM09：03），建築物受創後 56 分後開始倒塌（AM09： 59），由於受撞擊與發生倒塌的時間有差距，該兩棟建築物受撞擊部位以下各樓層內所有人（99％）幾乎都安全逃出大樓。由於事件發生時並無人實際對於避難者疏散時間與流量作一正式紀錄，故事後透過美國消防工程師學會消防工程手冊計算方式由 Nelson 和 MacLennan 進行推估計算，其推估計算結果如下所示： 1、穿過門口的人流密度在觀察值範圍內（即 6-10 人/平方英尺）。同樣的，每個門有效寬度上每英尺的流動速度預計在 18-24 人/分鐘範圍內（如圖 2-4）。因此，世貿中心大樓每個門口的人流速度應該近於 30-50 人/分鐘。. 圖 2-8. 密度函數的特定流動率【23】. 2、最早撤離者到達樓梯並佔用的最低樓層（7 樓）下到 1 樓與 2 樓出口時間估計用了 3 分鐘，隨後湧出的人流達到它的容量極限。估計撤離者的緊急感使出口人流保持或接近樓梯口人流理論上的最大值. 29.

(44) （即每英尺 24 人/分鐘）。 3、最末兩段樓梯寬 44 英吋，中央樓梯寬 56 英吋。每段樓梯有一個單獨的保持疏散能力的 36 英吋寬出口門，這樣每個樓梯門有效寬度為 24 英吋（2 英尺）。從樓梯門口預期的穩定人流速度為 48 人/分鐘。在已知世貿中心 1 號大樓撤離用了 90 分鐘，世貿中心 2 號大樓用了 50 分鐘的基礎上，估計能夠通過樓梯撤離人數，世貿中心 1 號大樓為 13,000 人，世貿中心 2 號大樓為 7,200 人。這些估計不包含當時使用電梯、2 樓購物中心或大樓更低樓層中的人，也不包括世貿中心 1 號大樓受襲後立刻從世貿中心 2 號大樓中撤離的人。. 圖 2-9. 高層建築的估計疏散時間【23】. 30.

(45) 二、避難案例特性整理表 2-4. 國內外避難演練案例特性整理表. 演練避難演練案例名稱. 演練內容與特點. 種類英國 Marks & Spencer royal ＊避難活動定於較多顧客人潮之日。 avenue store 全尺寸無預警式避難演練【21】. 英國 Marks & Spencer queens ＊先與突發事件服務機關（如消防局、醫院 street store 等）取得聯繫與協助。英國 Marks & Spencer sprucefield store. ＊避難過程運用室內監視攝影機、手提式攝影機以錄影帶記錄起來；研究人員記錄時間點。. 英國 Marks & Spencer culverhouse cross store. ＊研究人員於每一避難出口門外對每一避難者發放問卷。. 英國金絲雀碼頭辦公大樓＊演習過程中有專責引導人員輔助進行逃生全尺寸（Canary Wharf Tower）【30】動作。預警式＊建築物內有專門負責疏散的工作人員，起避難演中國上海金茂大廈【31】火樓層先行疏散，然後整個大樓再發布疏練散命令。台北中國石油股份有限公司（無預警式）. ＊配合內政部消防署研究案『自衛消防編組演練與驗證暨相關問題研究案』所進行之避難演練。. 特定樓層避難＊特定樓層數為起火樓層與其上二樓層與下基隆麗榮皇冠大樓（預警式）演練一樓層共四層。【22】＊火災避難演練採用自衛消防編組之模式進台北凱悅大飯店（預警式）行（滅火班、通報班、安全防護班、避難引導班與救護班）。. 經由世界各國進行之避難演練案例可得知避難演練有不同的演練方式與特點整理如上表（表 2-4），分析其演練特性可整理出下列數項特性，可供作日後避難演練進行操作過程之參考。. 31.