防火性能設計導入火災風險評估之研究

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(1)防火性能設計導入火災風險評估之研究. 內政部建築研究所自行研究報告中華民國 98 年 12 月.

(2) 國科會 GRB 編號：PG9803-0253 本部計畫編號：098301070000G2039. 防火性能設計導入火災風險評估之研究. 研究人員：雷明遠. 內政部建築研究所自行研究報告中華民國 98 年 12 月 2.

(3) 目次. 表次‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧Ⅲ 圖次‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧Ⅳ 摘要‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧Ⅴ 第一章. 緒論. ‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧13. 第一節. 研究緣起與目的‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧. 第二節. 研究方法與步驟‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧17. 第二章. 13. 資料蒐集及文獻分析‧‧‧‧‧‧‧‧‧18. 第一節. 瞭解風險‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧18. 第二節. 公共安全與風險管理‧‧‧‧‧‧‧‧40. 第三節. 防火性能設計評估‧‧‧‧‧‧‧‧‧44. 第四節. 風險評估（危害分析）方法比較‧‧‧56. 第三章. 火災風險評估方法之應用‧‧‧‧‧‧‧68. 第一節. 事件樹分析法應用‧‧‧‧‧‧‧‧‧68. 第二節. 科技廠房道氏火災爆炸指數分析應用‧73. 第三節. 風險-成本評估模式應用‧‧‧‧‧‧95. 第四章. 火災風險評估應用指南研議‧‧‧‧‧‧103. 第一節. 概述‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧103. 第二節. 火災風險估算的步驟‧‧‧‧‧‧‧‧104. 3.

(4) 第三節. 不確定性、敏感度、精確度和誤差‧‧120. 第四節. 火災風險評定‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧123. 第五章. 結論與建議‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧. 128. 參考書目‧‧‧‧‧･‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧132 附錄一. 本所研究業務協調會議意見及回應‧‧‧134. 附錄二. 本所期中審查會議意見及回應‧‧‧‧‧‧135. 附錄三. 本所期末審查會議意見及回應‧‧‧‧‧‧137. 4.

(5) 表次表 2-1 定性影響的敘述分類表30 表 2-2 定性機率的敘述分類表30 表 2-3 半定量影響的敘述分類表32 表 2-4 半定量機率的敘述分類表32 表 2-5 火災風險評估方法之類型57 表 2-6 危害分析方法優缺點比較63 表 3-1 MF 與 Nf 及 Nr 對照表79 表 3-2 熱油熱交換系統危害點數87 表 3-3 火災爆炸指數（F&EI）94 表 3-4 損失控制信用係數 95. 5.

(6) 圖次. 圖 2-1 風險管理架構22 圖 2-2 風險辨識的方法28 圖 2-3 半定量風險分析圖(風險等級) 33 圖 2-4 風險處理對策的步驟 38 圖 2-5 公共安全管理架構 42 圖 2-6 標準的性能法規體系層級圖45 圖 3-1 三間房間火災風險分析的事件樹圖70 圖 3-2 IPA 儲槽專用室平面圖 74 圖 3-3 IPA 儲槽供應系統流程圖 75 圖 3-4 道氏係數(F＆EI)計算流程圖 78 圖 3-5 易燃性與可燃性液體釋放壓力 83 圖 3-6 儲存中液體或氣體的危害點數 84 圖 3-7 火焰設備之危害點數86 圖 3-8 毀損係數88 圖 3-9 暴露範圍89 圖 3-10 信用係數91 圖 3-11 最大可能停工日數92 圖 3-12 火災成本評估模型97 圖 4-1 火災風險管理流程圖105 圖 4-2 火災風險估算106. 6.

(7) 摘要. 關鍵詞：關鍵詞：火災風險、火災風險、風險評估、風險評估、性能設計、性能設計、風險管理. 一、研究緣起國際上，國際標準化組織（ISO）、英國標準協會（BSI）、美國防火工程師學會（SFPE）、美國防火協會（NFPA）等組織也都各別有火災風險評估相關技術規範研擬，如 ISO/PD 16732、BSI 7994-7、NFPA 551 等。另外，SFPE 則有火災風險評定指南相關出版品。在法規方面，美國國際規範委員會(ICC)建築物與設備性能規範有許多關於火災風險及建築物風險之參考文獻。NFPA 5000 及 NFPA 101 有關性能手法則揭示辨識最小風險及可信賴因子之重要性，認為是展現法規符合性的工程分析的ㄧ部份。綜上，對於火災及建築領域，深入了解風險觀念有其重要性。。國內的性能式建築防火及消防法規已行之有年，據以採行性能設計的案例亦愈來愈多。由於傳統上我國之建築及消防法規主要師法日本，所以日本性能法規及性能設計所採行方法一直是國內主要參考依據。日本建築防火性能設計遭遇的問題，國內也有類似經驗，因此在日本 BRI 刻正著手於火災風險研究之際，加上歐、美等國際專業團體組織近年紛紛發布火災風險相關技術規範，本所有必要同步進行基本. 7.

(8) 的分析研究，以掌握國際最新研究動態。因此，本所未來之 100~103 年建築防火科技發展中程計畫，除了旨為保障人命安全（減少因火災事故死傷及消防救災人員的生命安全）、減少財物損失（降低個人財產及社會成本之直接或間接損失）、減少財物損失（降低個人財產及社會成本之直接或間接損失）以及建立居住環境之公共安全、生態保護（確保供公眾使用建築物之防火安全，並在防救災措施或手段實施時能降低環境的衝擊），並導入「火災風險為基礎」、「可信賴性（reliability）」及「以人為中心（person-centredness）」理念之防火安全設計及工程技術，俾能達成人與建築物俱能永續安全之目標。二、研究方法與過程 (一) 文獻探討法進行國內外文獻資料之蒐集與分析，包括相關研究報告、期刊及研討會論文、指南、手冊及規範等火災風險評估有關研究資料，如火災發生頻率、火災延燒面積…等概率資料、評估方法、案例研究等。 (二) 分析比較法蒐集彙整相關火災風險評估或火災危害分析法，如 Checklist 、 HAZOP、FMECA、FTA、ETA…等，就其優、缺點加以分析及比較。 (三) 案例評析法從文獻資料蒐集不同性能設計目的之建築物實例，比較應用火災風險分析法計算分析結果。性能設計目的可能是防火區劃面積突破規定上. 8.

(9) 限、自動撒水設備保護減免、不同機械防排煙設計比較…等，就其與防火性能設計配合功能進行評估與分析。 (四) 綜合歸納法彙整火災風險評估有關國際規範，並據以參考完成簡易之「性能設計有關火災風險評估應用指南或標準草案」，其中在危險辨識或設計火災情境部分，將考量新建建築物及原有合法建築物兩大部份。三、重要發現目前在建築及防火研究領域，風險應用於分析、設計及法規的情形已日益普遍，然而瞭解風險卻是複雜的，在不同領域、不同觀點之下，風險的涵義、如何將風險定量化、如何被認知、又如何被類型化等問題，在研究資料已有所探討，未來將再加強。風險評估應用在危險物品發生火災爆炸情況之分析，在工廠類建築及設備之危險分析是常見方法。然而應用在建築物之防火設計（新建及既有者改善的案例），尤其是性能化設計，如何選定辨識火災情境、如何評估嘗試性設計將是另項挑戰。在大多數的防火工程設計應用，僅採用決定性手法分析來演示證明設計是可接受的。此外，完全的概率性風險分析手法可能相當耗費時間及金錢，因此在許多情況下可能不太實用。然而概率性風險分析可以應用在（a）為決定性分析鑑別並選擇火災情境，（b）為決定性分析設定輸入資料，（c）協助分析部分或某特定面之建築物防火設計，（d）. 9.

(10) 甚至於協助分析整體之建築物防火設計。風險評估在性能化設計中可以輔助設計者瞭解其各項決定性手法方案能夠比較優劣差異，亦即區分相同目標之不同設計方法之優劣，例如孰者更可信賴或更為經濟有效。建築物火災風險分析是一個複雜的問題，本文業概要說明該項問題有關的關鍵議題，包括了定義火災風險的討論、風險特性判定的討論、幫助判定危險和結果的工具及方法的討論，建築物火災風險分析方法的討論。本文期待提供有關風險分析應用的一個開端，據此，乃參考國際標準（ISO、BS、NFPA）研提建築物火災風險分應用析指南草案，提供對此課題有興趣者參考。最後必須謹記，當開始建築物火災風險分析時，必須要注意判定並將相關利害關係人員納入，小心謹慎考量相關風險問題的範圍，並尋求解決問題最適當的途徑、工具、方法和資料。四、主要建議事項建議一立即可行建議：應用火災風險分析方法檢視性能設計案例強化防火安全主辦機關（單位）：從事建築物防火性能設計顧問公司協辦機關（單位）：內政部建築研究所經過性能設計及審查通過的建築物案例基本上有一定的防火安全. 10.

(11) 水準，惟可再應用火災風險分析方法檢視這些建築物在火災情境、設計火源、設計方案選擇上是否考慮了全方面的問題，可供日後進行性能設計時修正改進之參考依據。建議二中長期建議：建築物性能防火設計審查作業要求申請案須經一定火災風險評估分析步驟主辦機關（單位）：內政部營建署、消防署協辦機關（單位）：內政部建築研究所目前國內的建築物性能防火設計審查作業分屬內政部營建署、消防署的權責，前者審查防火避難、防火區劃、防火構造等之性能設計案，後者審理火災探測、滅火及排煙等消防設備之性能設計案，當前設計者提出設計構想計畫，概以依據決定性分析手法所設想之計畫為主，再經過審查委員會意見修正後實施，其過程可能是彼此雙方相互妥協或審查者單向意見主導。例如在購物中心中庭或體育館場、表演場所挑高空間如何進行排煙設計及驗證的審查案，常見到火災規模大小及位置的辨論，因此建議審查作業要求在提出申請前須經一定火災風險評估分析步驟，相信申請者所提建議方案較能清楚說明設計及驗證方式的理由，且較容易獲得審查者信心而減少無謂之討論時間。建議三中長期建議：研編建築物性能防火設計有關火災風險評估方法應用手. 11.

(12) 冊主辦機關（單位）：內政部建築研究所協辦機關（單位）：內政部營建署、消防署、財團法人台灣建築中心前階段檢視工作倘進行順利，則將有不少應用案例可供比較分析。該手冊將可涵蓋火災情境選擇擬定、嘗試性先期設計之評估、系統可用性及可信賴性等部分，輔以計算案例說明，並解說應準備何種文件。此外，尚提供可信之統計數據供補充資料。. 12.

(13) 第一章第一節. 緒. 論. 研究緣起與目的. 壹、研究緣起背景當前在防火工程及建築法規領域，甚者我們的週遭環境的其他領域中，有不少應用風險概念在分析設計、行政管理及規要風險，以形塑風險管理文化，提升風險管理能量，有效降低範制定的活動。例如，行政院在 94 年 8 月 8 日特函頒「行政機關風險管理推動方案」，其具體目的係「為培養行政院所屬各機關風險管理意識，促使各機關清楚瞭解與管理施政之主風險發生之可能性，並減少或避免風險之衝擊，以助達成機關目標，提升施政績效與民眾滿意度」，據此，研究發展考核委員會（研考會）乃於 94 年 11 月編撰「風險管理作業手冊（第一版）」。另行政院復於 97 年 4 月 1 日函頒「行政院所屬各機關風險管理作業基準」，而後 97 年 12 月 8 日行政院為進一步強化機關危機處理能量，爰將前開基準納入「危機處理」專章，並配合將名稱修正為「行政院所屬各機關風險管理及危機處理作業基準」，機關各層級參酌作業基準運作時，須設定政策目標、規劃及建置架構、執行與操作、監督審查與矯正預防及改善等作業，而作業之實務說明須參考研考會於 98 年 1 月編撰之「風險管理與危機處理作業手冊」。國際上，國際標準化組織（ISO）、英國標準協會（BSI）、美國防火工程師學會（SFPE）、美國防火協會（NFPA）等組織也都各別有火. 13.

(14) 災風險評估相關技術規範研擬，如 ISO/PD 16732、BSI 7994-7、NFPA 551 等。另外，SFPE 則有火災風險評定指南相關出版品。在法規方面，美國國際規範委員會(ICC)建築物與設備性能規範(ICC Performance Code for Buildings and Facilities)有許多關於火災風險及建築物風險之參考文獻。NFPA 5000 及 NFPA 101 有關性能手法則揭示辨識最小風險及可信賴因子之重要性，認為是展現法規符合性的工程分析的ㄧ部份。綜上，對於火災及建築領域，深入了解風險觀念有其重要性。建築物火災風險分析的目的是為徹底了解火災相關風險並找出其特徵，俾使在建築物的設計、建造和使用相關所必須的眾多決策時，能有清楚的了解。日本自 2000 年建築基準法大修改，並導入防火有關性能基準以來，然而仍然有部份防火設計無法應用性能設計，如防火區劃面積規定放寬、納入自動撒水設備的評估(支援消防活動的性能) 等要求的聲音從未變小。自 2006 年日本建築研究所(BRI)開始進行火災風險與火災安全有關研究－火災風險評估為基礎之性能防火安全設計法之開發，希望不久將來能提出火災安全相關法令修正建議，解決上述法規的突破問題。目前第一階段預期成果是提出火災風險評估的架構，預計在今年底之前會完成。(然根據今年 10 月中旬日本建築研究所該計畫核心研究人員萩原一郎博士訪台時之說法，稿件草案已初步完成，希望能夠如期定稿出版，但卻又無法保證)。國內的性能式建築防火及消防法規已行之有年，據以採行性能設. 14.

(15) 計的案例亦愈來愈多。由於傳統上我國之建築及消防法規主要師法日本，所以日本性能法規及性能設計所採行方法一直是國內主要參考依據。日本建築防火性能設計遭遇的問題，國內也有類似經驗，因此在日本 BRI 刻正著手於火災風險研究之際，加上歐、美等國際專業團體組織近年紛紛發布火災風險相關技術規範，本所有必要同步進行基本的分析研究，以掌握國際最新研究動態。因此，本所未來之 100~103 年建築防火科技發展中程計畫，除了旨為保障人命安全（減少因火災事故死傷及消防救災人員的生命安全）、減少財物損失（降低個人財產及社會成本之直接或間接損失）、減少財物損失（降低個人財產及社會成本之直接或間接損失）以及建立居住環境之公共安全、生態保護（確保供公眾使用建築物之防火安全，並在防救災措施或手段實施時能降低環境的衝擊），並導入「火災風險為基礎」、「可信賴性（reliability）」及「以人為中心（person-centredness）」理念之防火安全設計及工程技術，俾能達成人與建築物俱能永續安全之目標。. 貳、研究目的依國外文獻，性能設計手法概可分為決定性手法 (deterministic approach)及概率性手法(probabilistic approach)兩類。目前國內普遍的性能設計案例皆採用決定性手法進行設計，鮮少應用概率性手法協助評估防火工程設計。此除了因為缺少相關具體研究資料及參考規範或指南可供參採，另國內專業人士對概率性手法普遍感到陌生，欠缺瞭 15.

(16) 解之故。概率性手法除在新建築物之性能設計上，能夠區分相同目標之不同設計方法之優劣（例如孰者更可信賴或更為經濟有效）以外，概率性手法之風險評估更可應用在既有建築物改善防火避難設施設備及消防設備的決擇。依據「原有合法建築物防火避難設施及消防設備改善辦法」，第三條載明「原有合法建築物所有權人或使用人依前條第一項申請改善時，應備具申請書、改善計畫書、工程圖樣及說明書。前項改善計畫書依建築技術規則總則編第三條認可之建築物防火避難性建築物防火避難性能設計計畫書辦理，得不適用前條附表一一部或全部之規定」。當既能設計有建築物採用性能設計改善手法時，概率性風險評估除可以提供建築物改善前後之火災風險比較，亦可以提供不同改善措施（決定性手法的具體措施）之優劣比較，尤其改善之風險及成本分析，提供業主參考。本研究希望不只是新建建築物設計使用，連既有建築物防火安全改善的設計都予以考量，從若干之風險評估分析方法中篩選 2~3 項較適合之評估法，並提供不同設計目的之實例說明如何分析應用在協助性能設計方案之選擇。. 16.

(17) 第二節研究方法與步驟本研究方法與步驟包括： 1. 文獻探討法進行國內外文獻資料之蒐集與分析，包括相關研究報告、期刊及研討會論文、指南、手冊及規範等火災風險評估有關研究資料，如火災發生頻率、火災延燒面積…等概率資料、評估方法、案例研究等。 2. 分析比較法蒐集彙整相關火災風險評估或火災危害分析法，如 Checklist、 HAZOP、FMECA、FTA、ETA…等，就其優、缺點加以分析及比較。 3. 案例評析法從文獻資料蒐集不同性能設計目的之建築物實例，比較應用火災風險分析法計算分析結果。性能設計目的可能是防火區劃面積突破規定上限、自動撒水設備保護減免、不同機械防排煙設計比較…等，就其與防火性能設計配合功能進行評估與分析。 4. 綜合歸納法彙整火災風險評估有關國際規範，並據以參考完成簡易之「性能設計有關火災風險評估應用指南或標準草案」，其中在危險辨識或設計火災情境部分，將考量新建建築物及原有合法建築物兩大部份。. 17.

(18) 第二章資料蒐集及文獻分析第一節瞭解風險壹、相關用語定義依據 97 年 12 月 8 日行政院頒行之「行政院所屬各機關風險管理及危機處理作業基準」，另依據行政院研考會於 98 年 1 月編撰之「風險管理與危機處理作業手冊」，有關風險相關用語定義如下： 1. 風險(risk)：潛在影響組織目標之事件，及其發生之可能性與嚴重程度。 2. 機會(opportunity): 一個事項發生之可能後果，該事項對目標達成有正面之影響。 3. 風險管理(risk management)：為有效管理可能發生事件並降低其不利影響，所執行之步驟與過程。 4. 整合性風險管理(integrated risk management)：以組織整體觀點，系統性持續進行風險評估、風險處理、風險監控及風險溝通之過程。 5. 危害 (hazard)：一個潛在的損害或一個可能會造成損失的事態。 6. 事件 (event)：一個特定時期內，在一個特定地點所發生的事態。 7. 利害關係人(stakeholders)：對於決策或活動，具有影響力、可能受其影響或自認可能被影響之個人或組織。 8. 風險評估(risk assessment)：包括風險辨識、風險分析及風險評量之過程。 18.

(19) 9. 風險辨識(確認)(risk identification)：發掘可能發生風險之事件及其發生之原因和方式。 10. 風險分析(risk analysis)：系統性運用有效資訊，以判斷特定事件發生之可能性及其影響之嚴重程度。 11. 影響(consequence)：一個事件的結果，以定量或定性來表示，可能是損失、傷害、賠錢或獲利及形象與聲譽的影響。 12. 機率(likelihood)：用來描述頻率及或然率的實際數值。 13. 或然率(probability)：一個特定事件或其結果發生的機率，以特定事件或結果在所有的可能事件或結果中所佔的比率來表示。或然率是以介於 0 到 1 之間的數字來表示，0 表示事件不可能發生，1 表示事件一定會發生。 14. 風險評量(risk evaluation)：用以決定風險管理先後順序之步驟，將風險與事先制定之標準比較，以決定該風險之等級。 15. 組織風險圖像(organization risk profile)：指組織主要風險項目及優先順序，以及個別風險項目分析資料；包括風險事件及其影響、緩和風險策略與目標等整體呈現。 16. 成本(cost)：直接或間接的活動損失，涉及任何的負面影響，包括了金錢、時間、勞力、分裂、聲譽、政治和無形資產上的損失。 17. 損失(loss)：在經濟上或其他方面所發生的負面影響。 18. 風險容忍度(risk tolerance): 針對某一目標而言，願意接受該目標. 19.

(20) 無法達成的變動程度。 19. 風險處理(risk disposal)：對於風險評量後不可容忍之風險，列出可將風險降低至可容忍程度之對策，進而執行相關對策，以降低事件發生之可能性或其影響之嚴重程度。 20. 風險接受(risk acceptance)：決定接受一個特定風險的影響及其發生的機率。 21. 風險對策(risk treatment)：選擇並執行適當的風險處理方法。 22. 風險規避(risk avoidance)：決定不涉入或退出風險處境。 23. 風險降低(risk reduction)：選擇使用適當技巧及管理原則，以減低風險或其發生機率。 24. 風險保有(risk retention)：特意或非特意承擔風險所造成之損失，或為組織之財物損失負責。 25. 風險轉移(risk transfer)：透過立法、合約、保險或其他方式將損失之責任及其成本轉移至其他團體。 26. 殘餘風險 (residual risk)：執行風險對策後所剩下的風險。 27. 監控(monitor)：定期及不定期檢查、諮商、觀察及記錄活動、動作或措施之過程。 28. 風險溝通(risk communication)：與利害關係人進行風險意識之傳播與交流，包括傳達內容、溝通方式及溝通管道。 29. 不確定性(uncertainty):無法在事前明確預知未來發生的可能性與. 20.

(21) 後果。依前述，風險可視為特定情況下有害結果的可能性，而有害結果的可能性是 3 種係數的函數：有價物品的損失或傷害、可能導致損失或傷害的情事或危險、損失或傷害發生可能性的判斷。火災風險則是火災在不特定情況下有害結果的可能性，且火災是會導致有價物 (例如生命、財產、產業營運持續、史蹟、環境，或這些事物的綜合體) 損失或傷害的危害。建築物物火災風險分析，就是了解建築物物火災危害、火災可能引起之危害結果 (相關損失或傷害)、火災的可能性和伴隨的有害結果，並找出其特徵的程序。. 貳、風險管理風險管理是一個持續改善的反覆過程或循環過程，包括風險辨識、風險分析、風險評量、風險處理等步驟，謹就風險管理的架構詳細說明如後，如圖 2-1 所示。. 21.

(22) -. 建立風險管理執行背景體系建立環境要素建立機關要素風險管理架構發展風險評量標準定義風險分析對象. 風險辨識. - 會發生什麼？ - 如何、為何、何處、何時發生？. 風險分析. 確認既有控制機找出發生的機率評估風險等級找出事件的影響. 監督與審查. 風險評估. 溝通與協商. -. 風險評量. 與風險基準比較，設定優先順序. 風險？. 是. 否 -. 風險處理. 列出可行風險對策評估風險對策選擇風險對策準備處理計畫執行處理計畫. 圖 2-1 風險管理架構. 參、風險辨識風險辨識的步驟是找出需要管理的風險。必須使用一個有系統的步驟來進行廣泛的搜尋，因為在這個階段沒有被發現的風險將被排除. 22.

(23) 在分析的步驟之外。搜尋應包括所有的風險，不論該風險是否已在機關的控制之下。擬定風險情境時，應採用系統化程序，並由事件背景說明開始，以求其完整性，使用結構化的方式進行辨識程序，以確保風險辨識採用的方法有效、可行，且亦有助於完成辨識程序，避免遺漏任何重大問題。一、會發生什麼這個步驟的目的是列出所有會影響分析對象中所訂定的結構的事件，通常會詳細指出事件的內容。二、如何、為何、何處與何時發生列出可能的影響事件後，機關必須考慮其可能的發生原因和發生順序，即所謂的風險情境分析，情境分析是風險辨識與評估中最關鍵的一部分。三、風險辨識程序以下是在此程序中與每項要素有關的問題： (a) 每項政策、施政計畫、業務方案及機關活動或服務的風險來源為何？ (b) 可能導致的情況： (i) 增加或降低達成目標的效率； (ii) 以高或低效率達成目標（財務、人員、時間）； (iii) 利害相關者是否會採取影響目標達成的作為？ (iv) 是否會產生附加效益？ (c) 可能對目標造成什麼影響？. 23.

(24) (d) 可能會涉入或受到衝擊的利害相關者？ (e) 風險可能發生的時機、地點、原因及方式？ (f) 目前的風險控制方法為何？ (g) 分析現有控制方法無法發揮控制功能的原因並提出改善策略？風險特性需要以完善的科學根據、以審慎地考量不確定性和未知性正確地使用分析技術、和讓每個人都能了解所有問題的詳細討論和研究，來清楚定義相關的問題。風險特性判斷程序可能需要隨著新資訊和資料的取得，反覆執行多次。風險特性判斷程序必須是一種互動的程序，且不是一種由單一群人主導研究和 (或) 分析，並強行導出解決方案的程序。為幫助建築物火災風險特性的判定，必須要問幾個問題： 1. 哪些人或哪些事物暴露在建築物火災風險下？ 2. 如果有人暴露在建築物火災風險，是哪些人？ 3. 哪些事物造成建築物火災風險？ 4. 傷害或損失的本質為何？ 5. 危害的哪些特性可能會影響風險的判定？ 6. 危害的感受在哪裡？ 7. 危害在哪裡會如何地同時發生？ 8. 風險資料庫的量是否足夠？ 9. 就如何分析風險上，有多少科學方面的共識？ 24.

(25) 10.風險計算方面，有多少科學方面的共識？受影響的人之間對於風險本質有多少共識？ 11.對於決策甚為重要的分析，是否有忽略什麼面向？四、工具和技術用來發現風險的方法包括核對風險清單、利用 SWOT 方法、運用經驗及紀錄來判斷、流程表、腦力激盪、系統分析、順序分析，以及系統工程技術。風險辨識的方法不外乎是經驗導向式的小組研討、應用結構化的議題或模式來引導分析及結合兩者的特性。圖 2-2 的示意圖即為表示這兩個不同元素在不同方法中運用程度之強弱。經驗導向式的作法較為領域專家所應用，適用於有顧問協助引導評估與分析的計畫。核對風險清單或使用查核表（checklist）逐項討論，雖然議題容易距焦，分析過程簡單，勿需太多經驗，但分析品質完全取決於所使用的查核表，且掛一漏萬是其先天上的問題，一般也僅作為參考工具。結合結構化與經驗的辨識模式理論上可避免查核表的掛一漏萬和分析上的侷限，也可避免單純的腦力激盪法的不易聚焦和缺乏效率，例如： - SWOT（強項、弱項、機會、威脅）分析，風險來自於內在的弱項與外在的威脅，及新機會可能帶來的新風險。 - 流程表、作業分析、系統分析係針對工作程序中的每一步驟或系統中的每一單元的所有可能錯誤、異常或故障進行分析，較適用於業務執行單位使用；政務或政策執行單位不適用。 - 營運研究是探討每個營運項目/步驟並描述可能影響這些項目或步驟的內部程序和外部因素。 25.

(26) - PESTLE（政治、經濟、社會、科技、法律、道德）分析為外在大環境之趨勢分析，SWOT 分析為本身實力與機會評估之自我分析， SWOT 中之機會（opportunities）與威脅（threats）一般是指外在環境分析，亦是互為表裡，一方之機會即是另一方的威脅，其基本組成即是 PEST 分析，其中 P 為政治（political）、E 為經濟（economic）、 S 為社會（social）與 T 為技術（technological）。一般 PEST 之基本擴展為擴張到 STEEP 與 PESTLE，其中 STEEP 為 STEP 加上環境（environment），PESTLE 為 STEP 加上 legal（法律）與 ethical（道德）。因此 O 與 T 可以擴充到 STEEPLE (social、technology、 economic、environment、political、legal and ethical)，此外 STEEPLE 亦有達到尖端之意。 - 系統工程技術包括： (a) 危害與可操作性分析（hazard and operability study，HAZOP）: 利用偏離引導字辨識系統中所有潛在危害的一種系統化方法。 (b) 故障模式與影響分析（failure mode and effect analysis，FMEA）: 定義系統中典型元件的故障模式，再針對各元件檢視各種故障模式發生時的可能後果及影響。 (c) 失誤樹分析（fault tree analysis，FTA）：1960 年代由貝爾實驗室發展的可靠度分析方法，利用邏輯演繹法由事件的後果推論發生之所有可能的基本原因，並可藉由統計基本原因的失誤率資料推算事件發生的頻率。 (d) 事件樹分析（event tree analysis，ETA）：失誤樹分析的輔助工具，利用邏輯歸納法，事件樹分析法是一種時序邏輯的事故分析方法，它以一初始事件為起點，按照事故的發展順序，分成階段， 26.

(27) 一步一步地進行分析，每一事件可能的後續事件只能取完全對立的兩種狀態（成功或失敗，正常或故障，安全或危險等）之一的原則，逐步向結果方面發展，直到達到系統故障或事故為止。 (e) 決策樹（decision tree）：決策樹是一項建立分類模式(classification models)的方式之一，針對給定的資料利用歸納的方式產生樹狀結構的模式。為了要將輸入的資料分類，決策樹的每一個節點即為一個判斷式，針對一個變數去判斷輸入的資料大於或等於或小於某個數值，每一個節點因而可以將輸入的資料分成若干類。 (f) 統計推論：決策時常會面臨不確定性的狀況，機率便是對不確定性提供量測的指標，而表達機率的方法則以隨機變數最佳，由抽出的少數樣本的資訊對整個母體(或參數)做決策，這種方式在統計學領域上稱之為統計推論。 (g) 蒙地卡羅分析(Monte Carol analysis)：蒙地卡羅模擬是由學者蒙地卡羅所提出，一開始主要運作於分析賭博遊戲。諸如輪盤、骰子、拉吧等。蒙地卡羅可以模擬這些賭博中的隨機行為。當你擲骰子時，你知道共有 1 至 6 的數字可能會出現，但是你不知道一個規則。就像企業主面對問題時，可能知道問題引發的結果與過程，卻無法瞭解每一個變數的嚴重程度（例如：利率、員工、股價、存貨及來電率），模擬最常用的方法就是蒙地卡羅法，它可隨機產生變數在不同情況下的模型結果。. 27.

(28) 經驗導向＋ SWOT 分析流程表或作業分析運用經驗及紀錄來判斷. 系統分析. 腦力激盪. 順序分析營運研究 PESTLE 分析情境分析系統工程技術. －. ＋核對風險清單 Checklist 問卷調查. －圖 2-2 風險辨識的方法肆、風險分析這個步驟的目的是將可接受風險與主要風險分開，並提供風險評量及風險對策所需的資料。風險分析包括風險的結果，以及這些結果發生的機率為何。因此，必須找出會影響這些結果及機率的事件。風險分析是在現有的控制方法下，估計風險的結果及其發生的機率。在進行風險分析前，可以先進行初步的分析，將相似或影響力低. 28. 結構化.

(29) 的風險排除於進一步的分析外。在可能的情況下，也必須列出未被列入分析的風險，以顯示風險分析步驟的完整性。一、列出現有的控制方法列出現有控制風險的管理方法、技術系統和步驟，並了解這些方法的長處及短處。二、影響及機率當事人必須在現有的控制方法下，評估事件的影響程度，以及事件發生的機率。事件的影響及其發生的機率結合起來便是風險的等級。可以使用數據的分析及計算來決定事件的影響及機率。若沒有過去的資料可當參考時，則必須根據個人或機關所認定一個事件或結果發生的可能性，來進行主觀的估計。為了避免主觀上的偏見，必須使用最有效的資訊及技術來分析風險的影響及機率。資訊的來源包括過去的紀錄、相關的經驗、國外的應用及經驗、相關的出版文獻、具公信力之調查與研究、實驗及原型、經濟上/工程上及其他的模型與專家的判斷等。技術上則包括有系統地訪問相關領域的專家、. 雇用不同學術. 領域的專家、使用問卷來了解個人的認知、使用電腦或其他模型協助分析等。在可能的情況下，必須說明風險等級分析的可信度。三、分析的種類風險分析的深入程度會隨著所獲得的資訊與數據而有所不同。一般而言，風險分析包括定性分析、半定量分析、定量分析、或是綜合上述三種方法的分析。分析的複雜度及所需的費用由低至高分別是定. 29.

(30) 性分析、半定量分析及定量分析。通常一開始會使用定性分析大致了解風險的等級，之後依需求決定是否使用更精確的定量分析。 (一)定性分析定性分析是使用文字的形式或是敘述性的分類等級來描述可能影響的程度以及影響發生的機率。可以適當地調整分類等級來配合周圍的環境，不同的風險也可使用不同的敘述文字，如表 2-1 定性影響的敘述分類表，以非常嚴重、嚴重、輕微表示；表 2-2 定性機率的敘述分類表，以幾乎確定、可能、幾乎不可能表示。表 2-1 衝擊或後果非常嚴重. 嚴重. 輕微. 定性影響的敘述分類表. 形象人員國際新聞媒人員死亡體報導負面新聞台灣新聞媒人員重傷體報導負面新聞區域新聞媒人員輕傷. 民眾抗爭目標達成大規模遊行經費/時間大抗爭量增加至中央機關經費/時間中抗爭度增加多位民眾電經費/時間輕話抱怨. 體報導負面新聞表 2-2. 30. 定性機率的敘述分類表. 可能性分類. 詳細的描述. 幾乎確定. 在大部分的情況下會發生. 可能. 有些情況下會發生. 幾乎不可能. 只會在特殊的情況下發生. 微增加.

(31) 定性分析所適用的範圍： 1. 作為一開始的篩選，找出需要進一步分析的風險。 2. 當數據資料不夠充分，無法進行定量分析時。 (二)半定量分析在半定量分析中，會以實際數值表示上述的定性分析等級(如表 2-3 及表 2-4)，但是每一個敘述的數值並不直接等於實際的影響程度及機率。半定量分析的目的是決定一個比定性分析更精確的優先順序(如圖 2-3)，但並不會決定風險的實際價值，這是定量分析的工作。但使用半定量分析時必須注意的是所使用的數據有時候無法適當地表示與風險之間的關聯性，因此會導致不一致的結果。半定量分析也無法適當地區別風險，尤其是當影響及機率過高或過低時。有時候可以適時地將機率分成兩個要素，一個是暴露的頻率，另一個是或然率。暴露的頻率指的是風險來源存在的程度，而或然率指的是風險來源存在時，產生影響的機率。. 31.

(32) 表 2-3 半定量影響的敘述分類表等級. 衝擊或. 形象. 後果. 人員. 民眾抗爭財物損失目標達成. 人員死亡大規模遊大於一億經費/時間 (如 1 名以行抗爭元(含) 大量增加上) 人員重傷至中央機一千萬(含) 經費/時間以上中度增加 (如 1 名以關抗爭一億元以上) 下區域新聞人員輕傷多位民眾一千萬以經費/時間. 國際新聞非常嚴重媒體報導負面新聞台灣新聞媒體報導嚴重負面新聞. 3. 2. 輕微. 1. 媒體報導 (如 1 名以電話抱怨下. 輕微增加. 負面新聞上). 表 2-4 半定量機率的敘述分類表等級. 可能性分類發生機率百分比. 詳細的描述. 3. 幾乎確定. 61-100%. 在大部分的情況下會發生. 2. 可能. 41-60%. 有些情況下會發生. 1. 幾乎不可能. 0-40%. 只會在特殊的情況下發生. 32.

(33) 影響. 風險分布. (衝擊或後果) 3 (high risk) 高度危險的風. 6 (high risk) 高度危險的風. 非常嚴重(3) 險，管理階層需督險，管理階層需督導所屬研擬計畫導所屬研擬計畫. 嚴重(2). 並提供資源. 並提供資源. 2 (moderate risk) 中度危險的風. 4 (high risk) 高度危險的風. 9 (extreme risk) 極度危險的風險，需立即採取行動 6 (high risk) 高度危險的風. 險，必須明定管理險，管理階層需督險，管理階層需督階層的責任範圍導所屬研擬計畫導所屬研擬計畫 1 (low risk) 低度危險的風. 輕微(1). 並提供資源. 並提供資源. 2 (moderate risk) 中度危險的風. 3 (high risk) 高度危險的風. 險，以一般步驟險，必須明定管理險，管理階層需督處理. 階層的責任範圍導所屬研擬計畫. 可能(2) 機率圖 2-3 半定量風險分析圖(風險等級) 幾乎不可能(1). 並提供資源幾乎確定(3). 33.

(34) (三)定量分析定量分析使用實際的數據(而非定性分析及半定量分析所使用的敘述性分類)來描述影響及機率，所使用的數據來自不同的來源(如過去的紀錄、國外相關的經驗、產業的應用及經驗、相關的出版文獻、行銷測試及市場研究、實驗及原型、經濟上/工程上及其他的模型與專家的判斷等)，分析的品質有賴所使用的數據的精確度。可以藉由列出一個或一串事件的結果來估計事件的影響，也可從實驗性的研究或過去的數據來推斷。可以用金錢、技術、民眾反應或其他標準來表示事件的影響。在某些案例中，可能需要一個以上的數據來表示不同時間、地點、團體或情境的影響程度。通常是以或然率、暴露的頻率、或者綜合或然率及頻率來表示機率。機率及影響的呈現方式以及結合兩者來表示風險等級的方式會隨著風險的種類以及評估風險等級的架構而有所不同。伍、風險評量風險評量是將風險分析中所決定的風險等級與先前訂定的風險標準相比較。風險評量中所使用的比較標準應該與風險分析具有相同的基礎。因此，定性評量指的是比較風險的定性等級與定性標準，而定量評量指的是比較風險的實際數據等級與以特定數據所表示的標準，如死亡人數、頻率或貨幣價值。風險評量的結果是挑出一些需要進一步優先處理的風險。機關應該考慮機關的目標以及冒險可能會帶來的機會。決策時應該考慮較大範圍的風險，並將機關以外的團體所造成的風險容忍度列入考量，因 34.

(35) 為有時機關會從其他團體的風險中獲得好處。如果評量的結果顯示風險的危險性低或為可接受的程度，則這些風險將接受程度最小的風險處理。機關應監督並定期檢討這些低危險或可接受的風險，以確定這些風險仍維持可接受的程度。如果風險沒有被列為低危險或可接受的風險，則機關應使用風險對策來處理。陸、風險處理處理風險指的是找出處理風險的可能方法，評估這些方法，準備風險對策計畫，以及執行這些風險對策。一、列出可行的風險對策圖 2-4 顯示了風險對策的步驟。每一個步驟之間並不一定互相排斥，也不一定適用於所有的情況。一般而言，常用的對策如下： (一)避免風險採取不涉入可能產生風險的活動(在可行的情況下)，因為多數人都會有躲避風險的傾向(通常是受機關內部文化的影響)，所以有時候風險規避的採用不一定是適當的。風險規避會造成. 不願面對風險或淡化處理風險所需要的成. 本；無法成功地處理風險；依賴其他團體來做重要的決定；延後機關必須要做的決定或在不考慮利益的情況下，選擇這個處理方法。 (二)減低發生的機率其方式包括稽查及遵守計畫；正式檢討必要條件、明細事項、設計、工程和操作；檢查和過程控制；投資和有價證券的管理；計畫管. 35.

(36) 理；預防管理；品質保證、管理和標準化；研究和開發、技術開發；規劃良好的訓練及其他計畫；監督；測試；機關的配置；技術控制等。 (三)減低影響與衝擊其方式包括處理偶發事故的計畫；合約的要求；業務持續計畫；工程和結構的強化；控制貪污計畫；減少暴露於風險來源；有價證券的計畫；價格政策及控制；活動和資源的分離或重置；公眾關係；基於道義責任所付的款項等。 (四)風險轉嫁風險轉嫁指的是由其他的團體來承擔或分擔部份的風險，其方法包括契約的簽訂、保險和機關的結構，如合夥經營和共同投資。將風險轉嫁給其他團體，或將風險轉移至其他地方，可以降低風險對機關的影響，但無法減低風險對整個社會所產生的所有影響。當風險全部或部分被轉移時，將風險轉嫁給其他團體的機關會遭遇新的風險，因為接受風險的團體可能無法有效地處理該風險。 (五)保有風險在機關降低及轉嫁部分風險後，他們會保有剩餘的風險。機關應該訂定計畫來管理這些風險發生時的影響，包括處理風險時所需的經費來源與之支應方式。當機關無法適時地發現並轉嫁風險，或應用其他的風險對策時，機關會因此而必須保有風險。降低風險的影響及發生機率被稱為風險控制。風險控制包括找出相較於現有的控制方法，新的控制方法所可能帶來的相對利益。控制包括了有效的政策、程序或實際的改變。. 36.

(37) 評量風險並分類. 可容忍的風險. 是. 接受. 否列出可行的風險對策. 減低發生的機率. 減低影響. 全部或部份轉嫁. 規避. 監督及檢討. 溝通及協商. 考慮可行性、成本及利益. 評估並選擇風險對策. 列出可行的風險對策選擇風險對策準備處理計畫. 準備處理計畫. 減低發生的機率. 減低影響. 執行處理計畫. 全部或部份轉嫁. 規避. 部分保有可容忍的風險. 是. 部分轉嫁保有. 否. 圖 2-4. 風險處理對策的步驟. 二、評估風險對策機關必須根據風險的降低程度以及所創造的額外利益及機會來評估風險對策。可以同時考慮數個風險對策，可個別應用之或將它們組合起來。在選擇最適當的對策時，應考慮執行對策所需的成本以及從中可 37.

(38) 獲得的利益兩者之間的平衡。一般來說，管理風險所需的成本要相等於從中可獲得的利益。當一個對策只需花較少的費用但可以大大降低風險時，機關應該執行該對策。其他的改善對策可能不夠經濟，因此必須審慎判斷其必要性。決策時應該仔細考慮發生機率低但影響嚴重的風險，這些風險的處理方法花費較高，通常無法通過嚴格的經濟評估。一般來說，風險的負面影響應該儘可能地降到最低。如果風險的等級很高，但冒險可能會帶來相當大的機會(如應用新的科技)，則是否接納風險就須透過成本評估，比較改善風險影響所需的成本與冒險所帶來的機會。在許多情況下，一個風險對策不一定可以完全解決一個特定問題。通常機關為了獲得實質上的利益必須結合數個對策，如降低風險的機率、降低風險的影響，以及轉嫁或保有剩餘的風險。有效地利用合約以及風險減低計劃的風險資金便是一例。當執行風險對策的總成本超過現有的預算時，則必須排列執行風險對策的優先順序，可以使用許多方法來決定對策的優先順序，如風險排名以及成本-利益分析。無法在現有的成本下執行的風險對策必須等待進一步的資金來源，或者當所有剩下的對策都很重要時，則必須想辦法籌措剩餘的經費。選擇風險對策時應該考慮被影響的團體如何看待風險，以及如何適當地與這些被影響的團體溝通。三、準備處理計畫. 38.

(39) 應該明定計畫來執行所選擇的對策。處理計畫應包括明定責任、工作表、資源分配、預期的結果、預算分配、績效測量以及檢討步驟。計畫也應包括根據績效標準、個人責任及其他目標來評估對策的執行情況，並且監督重要的執行階段目標。四、執行處理計畫一般而言，應該由最能掌控風險的人來負責風險對策的執行，且應盡早決定責任的分配。為了成功地執行風險對策，必須要具備一個有效率的管理系統，來明定所選擇的對策、分派個人所負責的工作，以及根據詳細的標準來監督執行工作的進行。如果在執行對策後仍有風險殘留，則必須決定應該保有該風險或重複風險對策的步驟，再次評估。. 39.

(40) 第二節. 公共安全與風險管理. 我們的社會，基本上是由健康、教育、生活、環境以及政府這五根支柱所支撐的，這五項指標重要性相當，而且每一項之間也都有著密不可分的關係，而以這五項指標為基礎，進而向上發展出藝術與文化的層面，有了穩定舒適的生活，便會開始想要擁有心靈方面的享受，當然這所有的一切都立基於安全之上；也就是說，如果要維持人類社會的發展，最重要的議題就在於公共安全。由圖 2-5 我們可以得知公共安全分為總體安全與個體安全，個體安全的部分，因為所涉及的問題較為單純，是故，我們對公共安全著墨的重點將在於總體安全的部分，也就是與我們息息相關的社會公共安全。每當談到社會公共安全時，就不得不討論到風險管理與急難管理；大致上來說，風險管理做的是急難發生前的急難預防與急難發生時的緩衝，以及事後檢討急難發生的原因，並找出弱點，而急難管理則是負責在災難發生時，能夠讓組織即時做出應變處理與事後的修復，讓災害所造成的損失能低。. 40.

(41) 維持人類社會發展. 個體. 公共安全總體風險管理弱點減少. ＋. ＋. 急難管理. ＋. 急難緩衝. 急難預防及緩衝. ＋急難預備重建與修復. 緊急災難. 非緊急災難. 地震. 流行傳染病. 圖 2-5 公共安全管理架構風險會隨著危險存在而產生，如果當發生的情況超出了控制之外，就會造成所謂的急難狀況；由發生的範圍以及涉及到的管理層級來看，大至戰爭、小至個人受傷，都可以將其歸類為急難狀況，我們可將其分為三大型態：大量傷亡事件、流行傳染病與災難以及複合緊急狀況等三類。而所謂的公共安全風險，指的是在社會暴露於危險下時，有可能產生的結果，所以我們可以利用下列的公式來評估公共安全風險的指標：. 41.

(42) 由以上的公式我們可以發現，危險是風險型態的決定因素，不同的危險類型會產生不同的風險，而弱點則是在風險發生之前決定對風險的影響，至於完善準備則會決定在風險發生後，會對風險發生的地區產生什麼樣的影響，而社會風險管理的目標就在於強化事先的預防，保障社會的公共安全；也就是說，減少將社會暴露於危險之下的情況、減少安全管理上的弱點、還有增加事前準備的完善度，將可以有效的降低公共安全風險。同時也可以利用風險降低監控指標來評估十年間的滑動平均值，來進行社會風險管理（包含預防與舒緩規劃、弱點減少規劃以及急難預備計畫），以期達到更安全的社會。在災難發生之後，其首要的工作便是重建與修復，在這裡我們利用衛生部門及其相關機構單位作為架構的應用實例。首先，在舒緩階段中，衛生部門有許多重要的工作，包括了損害與需求的評估、監視系統還有組織與管理。損害與需求評估的部分主要是針對建築與設備的損害，受災地區的人民是否有健康情況上的問題需要進行救護，還有對於人手、計畫等等的需求，並且將情況向上回報，以讓相關單位能夠進行初步的準備來進行處理；監視系統並不單指影像上的監視，還包括了一些飲水品質與其他相關數據的監控，不要讓情況因為災害的發生而變得更糟；除此之外，還會需要將組織管理控制好，除了原 42.

(43) 本的組織架構之外，也要另外視情況來決定是否應該要設立緊急處理措施。而藉由以上的部分另外也衍伸出了診所照護以及傳染病控制等機制，讓受傷的病患能夠快速的分配至鄰近的診所，並且監控當地的衛生環境，不要因為環境受損而導致傳染病的產生，最後統整出來所有的情況經由報告系統將發生的情形一併上報，讓高層來決定下一步的行動。而在緊急事件的醫院診所規劃上分為內部的院內緊急事件規劃、外部的大規模傷亡事件規劃與整體的災難規劃，以內部規劃來說，很單純的就是醫院對於緊急傷亡事件的處理流程；而外部的大規模傷亡事件就會牽連到各個鄰近地區醫院的合作計畫，需要有不同單位的合作才能達成；在整體的部分則又要牽涉到了各個地區的合作，情況又更為複雜。從以往的經驗與統計資料來看，在公共安全的健康、行為修正與相關硬體設備建設與經費投入之後，災難事件中的死亡率有了大幅的下降，而在進行了規劃上的改善之後，將風險管理修正，並減少制度上的弱點，另外加強了預備措施之後，隨著經費的增加，死亡率也有了大幅的下降，由此我們可以看出，進行相關的規劃與改進對於我們的公共安全來說是必要的動作，是故政府單位應該對於此方面多加進行研究，以保障人民的人身安全。 43.

(44) 第三節防火性能設計評估壹、性能法規與性能設計在探討到性能法規前，應先了解性能標準或性能設計的架構。以下該架構以北歐模式(Nordic model)的 5 階段層級圖加以說明，如圖 2-6 所示。第 1 層是以概念表示目的，第 2 層是表示針對其目的，建築物所應具備的功能性要件，第 3 層是表示針對其功能性要件所須性能要求(定量化、定性化)。因應以上性能要求則在第 4 層以下；第 4 個層是以指標或標準表示性能設計的方法，第 5 層則是表示評估該性能設計的驗證方法。在防火性能法規之標準化方面，建議應該遵循所提及的架構或等級，並且加以具體化。. 目的功能性要件性能要求. 人命安全避難手段的確保防煙的安全煙層高度 ﹥○○. 性能設計法工學性驗證方法. 指標、規定等工學性手法、實驗、圖 2-6. 假設適合的規定. 標準的性能法規體系層級圖. 綜觀各國發展性能防火法規架構，概皆採用上述北歐之五層級圖加以修正，再融入本地法規體系中。 44.

(45) 性能法規較條例式法規具有下列優點：(1)鼓勵新技術開發、(2)帶動設計及驗證創新、(3)減少貿易障礙、(4)法規立意清楚透明、(5)建造成本經濟有效。因此，在性能法規的保護傘下，性能設計將更能應用及發揮功能。防火性能式設計（performance-based design，PBD）簡言之乃是為達成法規規範之防火功能目標，應用各種預防火災、被動式(passive) 防火、主動式(active)防火及避難安全對策及方案之設計。防火功能目標可以是社會共同遵行法規(強制性規定)或者是企業團體採行規範 (自願性規定)所訂的防火安全基準。防火設計則是以防火安全工程(fire safety engineering，FSE)手法為主，所謂 FSE 設計手法乃是具備以下幾項條件: (1) 依據火災安全目標、損失目標及預期功能進行設計。 (2) 依據火災情景(火災之發生、成長及發展)進行決定性(deterministic) 或概率性(probabilistic)評估。 (3) 設計符合火災及煙之物理化學性質、原理。 (4) 提供多元化替代設計方案，並能有效定量分析。 (5) 隨時考慮最接近合理成本的防火對策、措施。由上可知，性能式設計有幾點特質；(1)以目標(的)及功能為導向， (2)知其所以然(先瞭解不同火災危險或風險因素)後再進行設計(目前則是參照條例式規定”知其然”後，即可設計)，(3)多重選擇性(可選擇. 45.

(46) 出既滿足法規，又滿足自訂條件的方案)，(4)考慮成本有效性(cost effectiveness)。建築物防火安全策略概可分為預防起火、抑制火災成長、探測及滅火、限制火災擴大延燒、煙控及避難、結構耐火保護、消防救助等重點項目，其中的各種火災行為及對應的人類行為(火、煙擴散移動行為、材料受火反應、構件與結構體高溫行為、人類避難行為…等) 皆可應用 FSE 手法模擬預測、計算分析，因此上述抑制火災成長、探測及滅火、限制火災擴大延燒、煙控及避難、結構耐火保護、消防救助等，均可發展為各自獨立的 PBD 方法去達成各自安全目標，或者彼此聯合成為全方位 PBD 方法。. 貳、性能設計之程序步驟依據 SFPE 之「建築物性能式防火工程指南」所提示之性能設計之程序步驟，包括以下：(1)設定計畫範圍；(2)確定防火安全目標 (goal)；(3)設定設計目的(objective)條件；(4)擬定性能基準(performance criteria)；(5)擬定可能火災情境(possible fire scenarios)並確定設計火災情境(design Fire scenarios)；(6)進行嘗試性先期設計（trial design）；(7) 準備防火工程設計簡要資料；(8)評估嘗試性先期設計；(9)選定最終設計方案；(10)準備設計文件並完成報告；(11)變更設計管理以確保性能設計持續有效。以下進一步闡述：. 46.

(47) （一）設定計畫範圍性能式設計中的第一步是設定計畫的範圍。基本上包括了確認和提供證明文件：設計和計畫進度的控制。參與計畫之相關人員。建築物所有人或使用者對建築物建造和特色的需求。建築物內容物特性和建築物特性。建築物的用途和使用。適用的法規和規範。這些項目必須清楚的了解才能使設計確實符合相關人員的需要。（二）確定防火安全目標計畫的範圍定義清楚後，性能式設計流程的下一個步驟便是確認相關人員的火災安全目標與證明文件，前述內容之目標應為性能式設計所要達到者。火災安全目標可以是人員和財物被保護之程度，或是避免製程中斷、歷史文物之保存、環境保護或其他要求。目標會因為相關人員的需要不同而異。相關人員應討論哪個目標對於計畫而言是最重要的。為了避免日後因設計流程發生問題，所有相關人員應在設計前知道並同意火災安全目標。（三）設定設計目的條件. 47.

(48) 設計程序中的第三步驟是設定設計目的條件。設計目的是從設計目標衍生而來，將目標表達成更深入且明確的內容，用量化的方式表達。目的可能包括特定財產損失金額、生命損失或最大可忍受火災狀況，如火災擴散程度、溫度極限、燃燒產物的擴散、財產或使用的衝擊等。（四）擬定性能基準設計程序的第四步驟是發展能符合設計的性能基準。性能基準是從設計目的衍生而來，而且可以用數值表達並預測試驗設計之成效。性能基準可能包括物質溫度、氣體溫度、羧基血紅素（carboxyhemoglobin，COHb）濃度、煙遮蔽程度和熱暴露程度或低限值(threshold values)分佈所組成。當擬定性能基準時，須特別注意的是完全零危害或零風險的環境是不可能達成的。此外，當危害或風險等級降低時，連帶達到該降低風險等級所需的成本將會增加。（五）擬定可能火災情境並確定設計火災情境一旦性能基準已經被建立，工程師應發展和分析符合這些基準的可選用設計。這個程序的第一個部份是去確認可能的火災情境和設計火災情境。火災情境是可能的火災事件的描述，包括火災特性、建築物特性和使用特性等所組成。一些用來辨識或確認可能火災情境的工具，如常見之失效模式與影響分析 (FMEA) 、失誤分析 (failure. 48.

(49) analysis)、“如果會是什麼？”分析(“what-if?” analysis，“W-I”A)、記錄資料-使用手冊-檢核表(historical data, manuals, and checklist)…等，也都是風險評估（危害分析）常用方法，此將於後節詳述。從性能設計計畫的一些可能火災情境，通常須將可能火災情境數量降至可信的設計火災情境的一個可操作數量，且又適當反映其火災危險。一般大範圍的火災情境過濾成代表性的設計火災情境，可以使用不同方法，如限定性或概率性手法，或檢討規範標準中提出的資訊，又或經由工程專業判斷。（六）進行嘗試性先期設計當計畫範圍、性能標準和設計火災情境建立後，設計者便開始發展符合計畫要求的初步設計。進行設計火災情境評估時，嘗試性設計包括被提出的火災安全系統、建設特色和為了設計符合執行基準所提供的操作。（七）準備防火工程設計簡要資料程序中應準備設計概要並提供給所有相關人員進行審核和統合意見。此設計概要應紀錄計畫範圍、目標、目的、試驗設計、性能基準、設計火災情境和分析方法。設計程序中這些因素的紀錄和認同將可避免日後可能的誤解。（八）評估嘗試性先期設計一系列選定的嘗試性設計將對應至每一個設計火災情境進行評. 49.

(50) 估，而每一個評估的結果將顯示嘗試性設計是否符合性能基準。若某一嘗試性設計是成功的，必要時也要對任何其餘的嘗試性設計加以評估。假如嘗試性設計不成功，則嘗試性設計必須加以修正且重新測試過，或考慮不使用。在這些選定的嘗試性設計經過測試後，特定的嘗試性設計或一系列的嘗試性設計將被選出，代表整體建築設計規格。假如所有的嘗試性設計都不成功，工程人員應確認嘗試性設計已考慮了所有可能的移除策略。假如在考量所有可能嘗試性設計之後，仍無成功的嘗試性設計時，則可能要重新檢討利害關係者目的與性能基準。進行評估的方法必須合適且須經相關人員同意。基本上評估方法有二：概率性方法與決定性方法。決定性方法分析特定可能的設計火災情境來決定潛在的危害結果。概率性方法使用風險分析來鑑別特定事件的後果及發生的可能性。當順利完成評估時，有一個隱含的假設就是不會發生比原先所預期更嚴重的事件，或這樣的事件不在 PBD 計畫的範圍內。唯有符合性能基準的嘗試性設計，才可考慮將其作為最後之設計提案，除非性能基準被相關人員加以修正。（九）選定最終設計方案當試驗設計經由評估確認後，即可認為是最終計畫設計。從試驗設計到成為最終設計，是依據不同的參數，包括財物考量、安裝時間、系統和物質的取得、安裝的難易、維修和使用以及其他的因素。（十）準備設計文件並完成報告. 50.

(51) 當最終設計確認完成後，必須著手準備設計文件。適當的文件將確保所有相關人員了解防火設計的實施、維護和一致性所含蓋之內容。文件應包括設計摘要、性能設計報告、詳細的說明書和圖說以及建築物的操作、維護手冊。（十一）變化情況管理性能設計的持續成功必須倚賴設備整個使用期限（life cycle）的設計基準。該使用期限可能會有各別關係人的變化，包括業主、設施承租戶、管理及維護人員，以及預想的設施形態及使用情形的變化。這些變化情況經由認可及遵守設施維護手冊、既有核可及變更設施使用及形態文件的程序加以管理乃是重要的，以確保性能設計持續有效。. 叁、概率性手法如前述，在性能設計的程序步驟中，步驟五（擬定可能火災情境並確定設計火災情境）及步驟八（評估嘗試性先期設計）會使用限定性或概率性手法進行計算評估。國內普遍使用限定性手法進行性能設計計畫，對於概率性手法相對較為陌生，其相關研究及實務應用例亦較欠缺。概率性手法一般通常處理火災會發生的可能性及火災真發生所導致的結果。決定是否選擇某一可能火災情境為設計火災情境是受相似情境分類所影響。分類後的情境可能從進一步評估中被刪除掉，如果. 51.

(52) 利害關係人同意認為風險或結果可以接受的話。. 一、概率（或然率）一事件發生特定結果的可能性以介於 0~1 之間數值表示，意指符合某條件的事件在所有可能發生的事件中所佔的比率。0 代表不會發生，1 代表確實會發生。其公式如下： PA = nA / N N 代表所有可能的事件，nA 代表在 A 條件下會發生的事件。. 二、統計及歷史資料（一）火災統計根據統計資料鑑別出最容易起火地點、最先引燃物品、火勢延燒散佈的可能性。統計資料可能是全國性或地方性資料，但通常皆適用於特定用途別或建築物類型。如果可以獲得足夠有用的資料庫，也就可以訂定情境發生頻率值，並建立相對排序。該過程結果將會有詳細的風險分析。（二）記錄資料有關特定既有建築物或建築物類組或相似型式設備等的火災記錄資料。（三）火災發生頻率火災發生頻率指一定損失金額以上的火災發生的可能性，亦即發生在某特定時間區隔內之火災次數。通常以一年當中發生幾. 52.

(53) 次火災事件來計算，例如假設多個房間火災的發生頻率為每萬年有 5 次，則可以預期的是兩個或兩個以上的房間大約每 2000 年會發生一次火災，而事實上兩個房間的火災可能超過此期間後才發生, 但也可能在下個星期就發生了。（四）起火頻率計算起火頻率概以建築物樓板面積或用途為準。事實上當我們在討論火災頻率時，最重要的是要評估超過標準的事件之發生頻率，而不只是專注於某特殊事件的頻率。. 三、火災風險在傳統的觀念裡，風險是指任何物件均可能發生潛在不好的結果，這個結果可能是人員傷亡疾病、財物經濟損失、生產線中斷、環境受到污染、社會騷動不安等，因此我們必須去評估風險發生的可能性。風險可以用任何形式來表示它，譬如做投入產出分析時，風險可以轉換成多少金錢的損失或獲得，其他如死亡、傷害都可以依此類推，只不過有些事物的風險式難以量化的。火災風險（fire risk）是一種衡量火災危險程度的尺度，若用數學模式來表示，火災風險是指火災發生可能性（概率）與火災後果嚴重程度的組合。一般來說，火災發生概率很小的話，即使後果十分嚴重，火災風險也不會很大；反之，火災發生概率很大，即使後果不太嚴重，其火災風險依然很大。火災風險的大小一般可以用火災風險率加以表. 53.

(54) 示，如下式：火災風險率＝火災風險率＝火災發生後果嚴重度 × 火災發生概率有時會轉換成災害損失金額，俾於了解火災引起之經濟損失，此通常是火災保險公司慣於使用來評估風險的方式。例如下式：損失金額/單位時間損失金額/事故次數損失金額單位時間＝單位時間＝(損失金額損失金額事故次數)×(事故次數事故次數事故次數/單位時間事故次數單位時間) 單位時間. 四、危害與失誤分析特定用途之火災危害與失誤模式之系統化分析，可用於決定火災情境。常用於工業用建築物的分析，如 HAZOP、FMEA、FTA、ETA、原因推論（cause consequence）等可用來擬定火災情境。. 五、系統可用性及可信賴性（一）消防系統可用性消防系統並非總是百分百可運轉的，有的時候也會失去功效。當進行火災頻率估計時，就應注意到可用性概念。所謂可用性，乃是一個系統在某一條件下在某一時刻表現出必要的功能狀態就可視為可用(有效)。亦即系統到底是否有效，端看在事件發生時能否發揮功能，能夠發揮就是有效，不能發揮就是無效。(例如撒水系統故障等)一套明明應該是有效的系統卻無法發揮其功能稱之為不可靠、不可信賴的系統，或然率即可評估之。（二）消防系統可信賴性當消防系統於火災發生時不能發揮其功能，往往造成重大的 54.

(55) 悲劇，因此在設計火災歷程時亦須將可靠性這個重要的參數一並考量進去。（三）既有建築物之系統可用性及可信賴性分析當我們為性能式分析設計火災歷程時，都必須考慮這兩個因素，如此我們才能夠確信我們裝設的消防系統能夠發揮一定的功效而不至於因故障失靈而發生悲劇，而類似這樣的分析方法亦可應用在被動式消防設備的評估如防火閘門、防煙閘門。. 55.

(56) 第四節風險評估（風險評估（危害分析）危害分析）方法比較依據 NFPA 550，火災風險評估方法概可分成 5 種類型。依照複雜程度的增加來排列，如下所示（另參見表 2-5）： (1) 定性方法 (2) 半定量可能性方法 (3) 半定量後果方法 (4) 定量方法 (5) 成本-效益風險方法表 2-5 火災風險評估方法之類型類型. 定義. 產出值的類型. 範例. 可能性和後各種火災場景的結果與 “如果會是什麼” 果都以定性相對可能性，及其如何分析方式處理受到各種防火系統護選風險矩陣項的影響，以條狀圖顯風險指標示。消防安全概念樹半定量可可能性以定決定各種火災類型的發精算⁄損失的統計能性方法量方式處理生率與頻率及(或)在各分析及後果以定種防火系統類型下的火獨立事件樹分析性方式處理勢。半定量後後果以定量火災模式的決定性產出揭露可信度最差的果方法方式處理及值，及可能性以定性方火災場景的火災模可能性以定式展現。模式式。性方式處理定性方法. 56.

(57) 定量估算可 (1) 判斷損失的預期以火災風險評估能性和後果值，或來判定核電廠因 (2) 判斷閃燃機率，或火災發生反應器 (3) 判斷建築物其他房堆心熔化的機間或樓層居民的死率。亡機率，或事件樹分析與火 (4) 對死亡頻率與死亡災模式結合。人數繪圖，或 (5) 對損失的頻率與損失的多寡繪圖，或 (6) 判斷傷害、死亡、財產損失以及企業中斷的機率可能性，或 (7) 判斷(對建築物內居民的)個人風險以及（對整體群眾的）社會風險成本 -效益納入各種替 (1)判定達成降低不同層整合機率、後果以風險方法代方法的成級的風險所需的成及成本數據的計算 (風險-成本本來限制後本，或模式。評估方法) 果及 ( 或 ) 可 (2)依據可降低的整體風能性險，或一些其他風險準則來判定最佳防火程度。定量方法. 玆針對常用之風險評估（危害分析）方法，進一步說明如下：（1）檢核表(checklist)：檢核表用在工業檢查作業場所之危害評估已行之有年，其以結構化之檢查項目或問卷方式填寫事前列出危害分析查核項目以供檢查人員現場逐漸檢查記錄是既簡便又實用的分析方法，屬於定性評估法。 57.

(58) 檢核表為一種特別項目的點查（enumeration），用以確認已知類型的危害、設計缺失及火災的可能性以及後果。指出的項目應與適宜的標準進行比較。（2）“如果會是什麼？”分析(“W-I”A)： “W-I”A 是一種以經驗為導向的危害分析方法，利用小組成員腦力激盪來檢討製程或操作上之安全性的方法，由評估小組成員以各自的專長提出許多「如果…會是什麼(後果)？」的問題來研討出可能發生的事故、事故的結果、現有的安全措施、建議改善措施，屬於定性評估法。 “W-I”A 是種非結構性的腦力激盪法，用以找出可能產生不利後果的事件。此方法包括檢查可能來自設計、建構、改建或操作標準的偏差。假設問題是依據對何者預期將發生，及那裡會出錯的基本了解而擬訂，舉例來說，當火災發生時，幫浦失效會發生什麼事？此分析的目的在於找出可能意外事件的順序，從而指出危害、後果及可行的降低風險的方法。此分析法與其他鑑定危害技術的區別是其本質上非結構性的形式，以及問句的使用方式。此分析法的產出值通常是表列出可能意外事故的清單，但未加以排序或顯示量化的影響。（3）NFPA 消防安全概念樹 NFPA 550「火災安全概念樹的指引」，係使用分枝圖來顯示防. 58.

(59) 火系統與火災損害控制策略間的關係。它提供整體的架構，來分析建築、內容物的可燃性、防護設備以及居民程序等火災安全性策略的可能影響。此方法可指出火災防護的缺縫與贅餘的區域，以輔助作出火災安全設計的決策。概念樹檢查所有方面的消防安全，演示了如何可能會影響到每一個實現火災安全目標。概念樹區分可能性（『預防火災引火？』的分支）及影響結果（『管理火災影響？』分支）。此方法的產出值是一套或多套直覺上符合目標的火災安全性策略。（4）風險指標火災風險指標系統為火災安全的啟發式模式。它們包含各種分析與計量危害，及系統的其他屬性，以迅速及簡單估算相對火災風險的流程。火災風險指標系統也稱為評級表、計分方案、排名、數值分級以及計分。利用專業判斷及過去的經驗，火災風險指標示會指定數值至代表火災安全正向與負向特徵的選定變數上。這些被選定的變數及指定的量值，接著以一些算數函數運算而得到單一量值，然後將此量值與其他類似的評估或標準進行比較。或許最常用的火災風險指標法是 NFPA 101A 規範「生命安全替代法之指引」中所述的火災安全評量系統（FSES）。（5）風險矩陣風險矩陣利用機率等級以及嚴重性的類型來分別代表二維的風. 59.

(60) 險矩陣的兩個軸。此矩陣將不可能發生及後果可忽略的危害顯示為低風險，而將經常發生且後果較嚴重的危害顯示為高風險。（6）道氏火災爆炸指數（Dow F＆EI）道氏化學公司於 1964 年推出道氏火災爆炸指數（Dow Fire and Explosion Index）以評估化工廠之火災爆炸危害，是一種相對等級的風險分析技術，是使用量化分析方法，計算廠內各種不同設備或操作的危害風險程度，而依估計所得風險的大小，依序逐一排比所得的風險等級。Dow Index 自 1964 被 Dow Chemical Company 發展以來，至今應用在火災爆炸的風險評估已超過 30 年歷史，是廣為採用的評估工具之一，並獲荷蘭政府規定為火災爆炸的評估方法。Dow F＆EI（火災爆炸指數）是累積道氏化學公司多年的操作與管理經驗，歷經多次的發展已可用於決定發生於製程工廠或相關設施的實際最大損失，即實際經驗裡最惡劣操作情況下所發生的損失，其計算是建立於可量化的基礎上，洩漏速率、閃火點、沸點、製程溫度、壓力、釋壓系統、通道、排水、防火條件都是考量的因素，Dow F＆EI 可針對不同製程區中的設備評估出相對的風險指標，也可得到火災爆炸的財物危害損失，適用於大型製程設備、塔槽（5000LB 以上）。（7）危害及可操作性研究(HAZOP) 是由幾個不同背景且受過專業訓練的成員（HAZOP 小組），會. 60.