扶手檢測標準之研究
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(2) 098301070000G2010 PG9712-0233. 扶手檢測標準之研究. 研究人員:趙庭佑. 內政部建築研究所自行研究報告 中華民國 98 年 12 月.
(3) 目次. 目次 表次 ················································· Ⅲ 圖次 ················································· Ⅴ 摘要 ················································· Ⅸ 第一章 緒論··········································· 1 第一節 前言······································· 1 第二節 研究緣起··································· 1 第三節 研究內容及流程····························· 3 第四節 扶手設置功能及目的 ························· 5 第二章 文獻回顧······································ 11 第一節 國內有關扶手之相關規定 ···················· 11 第二節 國外扶手設計之安全相關規定 ················ 13 第三節 有關扶手使用性之文獻 ······················ 18 第四節 ASTM 針對浴室設置扶手的消費者安全規範 ····· 22 第三章 扶手檢測標準之探討···························· 25 第一節 扶手合理承載力···························· 25 第二節 國外扶手檢測方法 ·························· 29 第三節 國內扶手施作現況 ·························· 36 第四節 扶手檢測項目擬定 ·························· 38 第五節 試驗機構參訪······························ 43 第四章 扶手相關試驗之研擬···························· 47 第一節 握持檢驗準則······························ 47 第二節 強度試驗準則······························ 49 第三節 耐久試驗準則······························ 59 第四節 試驗方法說明書···························· 62 第五節 現地試驗方法······························ 63 第五章 結論與建議···································· 67 I.
(4) 扶手檢測標準之研究. 第一節 結論······································ 67 第二節 建議······································ 68 附錄一 ··············································· 69 附錄二 ··············································· 87 附錄三 ··············································· 89 附錄四 ··············································· 93 參考文獻 ············································· 95. II.
(5) 表次. 表次 表 1-1 扶手名稱之中英日文對照 ························· 6 表 3-1 NBS 色差單位與感覺色差程度對應表 ··············· 40 表 3-2 CNS 8910 塑膠建築材料加速暴露試驗法參考試驗 時間 ·········································· 40 表 3-3 扶手檢驗項目預擬一覽表 ························ 42 表 4-1 扶手靜態載重試驗規範比較 ······················ 50. III.
(6) 扶手檢測標準之研究. IV.
(7) 圖次. 圖次 圖 1-1 圖 1-2 圖 1-3 圖 1-4 圖 1-5 圖 1-6 圖 1-7 圖 1-8 圖 1-9 圖 2-1 圖 2-2 圖 2-3 圖 2-4 圖 2-5 圖 2-6 圖 3-1 圖 3-2 圖 3-3 圖 3-4 圖 3-5 圖 3-6 圖 3-7 圖 3-8 圖 3-9 圖 3-10. 台灣 SGS 扶手拉力試驗 ··························· 2 研究流程圖 ····································· 4 室內型步行輔助扶手 ····························· 7 室外型步行輔助扶手 ····························· 7 I 型動作輔助扶手································ 8 L 型動作輔助扶手································ 8 馬桶附靠背式動作輔助扶手 ······················· 8 馬桶活動式動作輔助扶手 ························· 8 洗臉台扶手、小便器動作輔助扶手 ················· 9 扶手結構分析例 ································ 14 水平設置步行輔助扶手最適直徑次數分佈圖 ········ 19 動作輔助扶手(以馬桶扶手為例)最適直徑次數分 佈圖 ·········································· 20 扶手冷熱與感官好惡之關係(室溫 8℃時) ········· 21 洗澡區域不同配置情況 ·························· 23 典型扶手之握持長度範圍 ························ 24 扶手承載力評估實驗配置 ························ 26 扶手寬度 700 mm 改變設置高度之右扶手載重值 ····· 27 符合 ICC-ES AC174 規範之扶手中點水平載重試驗 ··· 28 符合 ICC-ES AC174 規範之扶手端點水平載重試驗 ··· 30 符合 ICC-ES AC174 規範之扶手端點垂直載重試驗 ··· 31 步行輔助扶手水平載重試驗 ······················ 31 步行輔助扶手水平載重試驗(原木材質) ·········· 33 步行輔助扶手垂直載重試驗 ······················ 33 步行輔助扶手垂直載重試驗 ······················ 34 動作輔助扶手水平、垂直載重試驗 ··············· 34 V.
(8) 扶手檢測標準之研究. 圖 3-11 圖 3-12 圖 3-13 圖 3-14 圖 3-15 圖 3-16 圖 3-17 圖 3-18 圖 3-19 圖 3-20 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 4-9 圖 4-10 圖 4-11 圖 4-12 VI. 動作輔助扶手殘餘變形試驗 ····················· 35 耐候試驗機 ··································· 35 未滿漿之濕式軟底鋪貼造成設備使用危害 ········· 37 扶手設備與裝修材料未匹配的情況 ··············· 37 金屬扶手表面處理 ····························· 38 ABS 及 AAS 表面被覆···························· 38 簡易扶手經 200 小時中性鹽水噴霧試驗實際結果例 ············································· 41 財團法人鞋類暨運動休閒科技研發中心相關認證 ··· 43 財團法人鞋類暨運動休閒科技研發中心相關認證 ··· 45 加載用氣壓缸(左)與控制器單元(右) ········· 45 支撐托架尺寸量測示意圖 ······················· 48 步行輔助扶手靜態垂直載重試驗示意圖 ··········· 51 步行輔助扶手靜態水平載重試驗示意圖 ··········· 52 動作輔助扶手靜態垂直載重試驗示意圖(I型例) ············································· 53 動作輔助扶手靜態水平載重試驗示意圖(I型例) ············································· 53 垂直設置動作輔助扶手靜態垂直載重試驗示意圖 (I型例) ··································· 54 動作輔助扶手靜態載重試驗示意圖(其他型式例) ············································· 54 馬桶活動式動作輔助扶手(上掀式)靜態載重試驗 示意圖 ······································· 55 馬桶活動式動作輔助扶手(橫移式)靜態載重試驗 示意圖 ······································· 56 馬桶活動式動作輔助扶手疲勞試驗示意圖 ········· 58 扶手疲勞試驗波形(理想狀態) ················· 58 耐候試驗機圖例 ······························· 60.
(9) 圖次. 圖 4-13 色差計圖例 ··································· 60 圖 4-14 光澤度計圖例 ································· 60 圖 4-15 鹽水噴霧試驗機圖例 ··························· 62 圖 4-16 扶手現地試驗示意圖 ··························· 64 圖 4-17 垂直設置動作輔助扶手現地試驗示意圖 ··········· 64 圖 4-18 馬桶活動式動作輔助扶手現地試驗示意圖 ········· 65. VII.
(10) 扶手檢測標準之研究. VIII.
(11) 摘要. 摘要 關鍵詞:無障礙、扶手、檢測標準. 一、研究緣起: 「建築物無障礙設施設計規範」已於民國 97 年 7 月 1 日正式實 施,其中無障礙環境規定應設置之扶手設備,對於其設置地點、尺寸、 型態等皆有詳細規範,並要求扶手必須穩固安全,乃因於國內尚未有 無障礙扶手設備之相關規範而僅作概括規定。扶手設備為建置無障礙 環境之重要介面,甚至對於部份行動不便者必須支持其全部體重,故 其安全性及耐久性必須詳加考量。本研究目的在探討有關扶手強度設 計、檢測之標準,進而試擬一套適合國內扶手檢測之標準,並提供未 來設計檢測實驗階段作為參考。 二、研究內容及流程: 首先蒐集國內外對於扶手安全性、耐久性之規定及研究報告等相 關文獻,進而分析比較試驗標準及方法之可適性後研提初步檢測標準 腹案。並透過參訪國內具扶手檢測實績之檢驗機構及專家訪談,針對 扶手合理之承載能力、材質對於使用性之影響、以及施工對於安全及 耐久性之影響提出看法,最後提出扶手檢測標準及方法之建議以作為 次階段扶手檢測實驗建構之參據。 三、重要發現: 針對國內目前尚無扶手相關之安全性及耐久性規範,本研究已初 步提出適應本土狀況之扶手相關試驗方法及準則,待實際操作並驗證 方法可行之後,即可建議納入相關規定及標準內實施。 國內扶手採不鏽鋼裸製拋光者為數眾多,由於導熱性相對較高及 止滑性較差,使得日照曝曬或較低氣溫之環境下,或潑水潮濕環境 IX.
(12) 扶手檢測標準之研究. 下,其操作舒適性不佳且危及安全甚鉅,故本研究建議試驗準則須檢 查扶手表面是否有被覆及防滑設計,希望藉此可能引導部份廠商朝向 樹脂被覆設計,以提昇扶手在接觸上的使用性。 在扶手耐久性方面,除參考日本 BL 提出耐光耐候試驗外,本研 究另提出鹽水噴霧試驗以確保扶手在台灣使用環境之性能,避免因材 料腐蝕造成安全上的危害。 四、主要建議事項: 建議一. 扶手試驗準則之驗證研究. 依照本研究擬定之試驗方法及準則建置實驗,以驗證各種型式、 材質之扶手皆能以標準程序進行測試,並由此實驗結果瞭解不同材料 之性能優劣,以及收集不同牆材固定強度之比較。如驗證結果其可行 性高,則嘗試設計固定式力學試驗機台,加速試驗速度並有利驗證技 術發展。. 建議二. 扶手固定方式可靠性研究. 國內扶手施工問題應有必要加以研究改善,可採實體實驗及輔以 數值驗證方式,研究分析扶手固定之不同工法、定著之材料、結件等 評估整體強度,並研擬補強方式。實驗結果可製作相關手冊,作為國 內扶手施工之重要參據。. 建議三. 定量防滑試驗研究. 扶手橫軌之防滑性能確實影響使用者安全,尤其浴室設置之動作 輔助扶手及露天設置之步行輔助扶手,可能因潑水、潮濕等提高手部 滑脫之機率而造成使用者受傷,此部份可藉實驗方式加以研究,並參 考地坪材料防滑試驗方法,發展扶手滑動特性相關準則。 X.
(13) 第一章. 第一章. 緒論. 第一節. 緒論 前言. 國內因跌倒、墜落造成之意外傷害佔比極高,兒童及老人在居家 意外傷害中,以跌倒及墜落最為普遍,職業傷害中亦是每四件工安事 故就有一件為跌倒或墜落造成。探究其原因,除了當事者生理狀況、 大意或環境情境之外,若是環境能提供適當輔助元素,例如扶手設備 之設置,則可有效地減少跌倒或墜落發生之機會。 另外,由於國內邁入高齡化社會,未來為適應高齡人口需求,更 須充足提供高齡人口能獨立使用之都市與建築環境,藉由扶手的設 置,在內部可支援高齡人口安全自在的居家生活,在外部可支援其獨 立之社會生活。故扶手設備之設置已成為整體無障礙環境中重要一 環,如何提高扶手使用性及安全性則有必要進一步思考。 由於目前國內尚未有扶手安全規定法令,亦存在施工層面之問 題,故應先提出扶手基本安全標準及標準檢驗方式後,再進一步擴及 包含施工等之整體安全性規範。. 第二節. 研究緣起. 《建築物無障礙設施設計規範》已於民國 97 年 7 月 1 日正式實 施,其中無障礙環境規定應設置之扶手設備,對於其設置地點、尺寸、 型態等皆有詳細規範,並要求扶手必須穩固安全,乃因於國內尚未有 無障礙扶手設備之相關規範而僅作概括規定。若進一步搜尋國內所有 關於建築物扶手之標準,除 CNS 6484「軟質聚氯乙烯塑膠扶手」及 CNS 6485「軟質聚氯乙烯塑膠扶手檢驗法」外,確實是沒有其他規 範可供依循。而國內生產無障礙設備之廠商,部份對產品品質較為重 1.
(14) 扶手檢測標準之研究. 視者,則將產品自行送至不同試驗機構進行測試,唯其測試標準及測 試方法無法統一,由於我國即將邁入已開發國家,對於所有關於人身 安全的設備,實應訂定相關之規範及檢驗標準。 因扶手設備為建置無障礙環境之重要介面,甚至對於部份行動不 便者必須支持其體重,故其安全性及耐久性必須詳加考量。本研究係 鑑於國內尚未有扶手基本檢測標準而影響無障礙環境之可靠性,由於 扶手之材質與型式眾多而不限定於單一材質、斷面形狀、跨度、托架 或錨定型式,研究初期應訂定扶手基本性能所需符合之無障礙需求規 範及檢驗方法,試擬一套適合國內扶手檢測之標準,作為未來設計檢 測實驗階段之參考,另國內確實存在許多因素所造成扶手裝設施工時 之不確定性,即便在先進國家如日本此問題仍然存在 1 ,宜作後續如 現地檢測及裝設補強等相關研究。. 圖 1-1 台灣 SGS 扶手拉力試驗 資料來源:樂齡生活事業股份有限公司網站. 1. 參考「社団法人 リビングアメニティ協会(Association of Living Amenity) 」2007 年 7 月 《ALIANEWS 100 號紀念特輯》『扶手的沿革與演變-由公共物件與BL基準制度共同領導的變革』: 「在現有牆壁上安裝,其安裝牆面之強度會左右安全性。因此,必須配合各種牆面狀況選擇適當 的施工方法…制定現有牆面安裝扶手的規範乃是當務之急。」. 2.
(15) 第一章. 第三節. 緒論. 研究內容及流程. 本研究之研究流程如圖 1-2 虛線框內所示,首先蒐集國內外對於 扶手安全性、耐久性之規定及研究報告等相關文獻,進而分析比較試 驗標準及方法之可適性 2 後研提初步檢測標準腹案。並透過參訪國內 具扶手檢測實績之檢驗機構及專家訪談,針對扶手合理之承載能力, 材質對於使用性之影響,以及施工對於安全及耐久性之影響提出看 法,最後提出扶手檢測標準及方法之建議以作為次階段扶手檢測實驗 建構之參據。實驗建構雖未納入本研究內容,但所有扶手檢測標準之 建議皆應透過實際試驗的操作加以驗證。. 2. 可適性應包含適應本土氣候、建築文化、使用者操作習慣、檢測之合理性及必要性、以及廠商 能力,並在進步願景與法令比例原則之權衡下,取得最佳成效或最大利益。. 3.
(16) 扶手檢測標準之研究. 收集檢視國內外有關扶 手之相關規範及文獻. 分析、歸納及比較扶手檢驗標準及 檢討可適性. 研提初步腹案 修正 訪問國內測試機構或進行專家訪 談以收集扶手相關測試之建議. 提出扶手檢測標準及方法 之建議草案. 實驗建構. 圖 1-2 研究流程圖 資料來源:本研究. 4.
(17) 第一章. 第四節. 緒論. 扶手設置功能與目的. 一、無障礙設施: 無障礙設施之服務對象一般考慮以肢障、視障及聽障等行動不便 者為主,然高齡者因生理機能退化亦為行動不便者之一,另暫時性行 動不便者如孕婦、傷患等亦可為服務對象。無障礙設施係指定著於建 築物之建築構件,使建築物或空間為行動不便者可自行到達、進出並 使用 3 。 二、扶手設置功能: 無論無障礙化或使用通用設計建築,為達到使用者自行到達、進 出並使用之目的,通常必須透過建築與使用者間之介面來作為手段以 達成目的,其中扶手是一重要之介面,其主要功能為輔助支持身體移 動或變換姿勢、協助平衡、引導行進方向、提供心理安全感及防護, 亦可預防跌倒發生並支援照護人員之作業。故扶手一般要求為具可及 性、連續性、穩固,分別說明如下: 可及:扶手設置高度、操作淨空間、握持性(Graspability)。其中握 持性一般以扶手截面之外緣周長加以限制,以及考慮表面止滑 性,但目前規範皆未考量扶手斷面形狀之影響,尚待更多研究 證據提供規範參採。 連續:提供引導或防護功能之扶手,除例外情況應為連續不中斷,且 扶手不得有干擾行進中手部滑動之突出阻礙(支撐托架亦不得 影響行進中手部之滑動)或扶手握持表面不連續之狀況。另視 狀況扶手端部應作水平延伸及防勾撞處理。 穩固:扶手橫軌強度、支撐托架強度、防止旋轉設計、定著之建築構 材強度、定著工法等皆影響扶手使用之強度及穩固,故於設計 階段即應考量所有結構之安全。 3. 參考田蒙潔、劉王賓,2007,《無障礙環境設計與施工與施工實務》之定義。. 5.
(18) 扶手檢測標準之研究. 三、扶手名稱及定義 國內一般對於『扶手』名詞未有細部區分,表示上常須以不同設 置地點加以輔助說明,方能明確扶手之型式與功能,故應釐清扶手名 詞後,才能針對扶手功能進行定義並據以研擬測試標準。表 1-1 為中、 英、日文中常見與扶手有關之名稱: 表 1-1 扶手名稱之中英日文對照 英文名稱. 日文名稱. 中文名稱. Handrail. 步行補助手すり. 扶手. Grab bar (Grabrail). 動作補助手すり. 扶手. Guard(Guardrail). 墜落防止手すり. 護欄(欄杆扶手). 資料來源:本研究. 其中,Handrail 一般定義為「為引導或支持而設置供手握持的水 平或斜向橫軌」 ,在國際標準組織(ISO)之定義為「允許手不離開此 設備而能移動至不同地方之設備」,換句話說其功能在引導或輔助支 持行人之行走動作,量體長且必須連續。Grab bar 一般定義是「提供 支持人體體重之橫桿」,重點功能在支持,量體較短且通常必須組成 一套系統。Guard 指的則是「設置在靠近開口或高低差行走面旁以減 少墜落發生機會之建築構件」。 日文對於 Handrail 稱為「步行補助手すり」、Grab bar 稱為「動 作補助手すり」 、Guard 則稱「墜落防止手すり」 。並將步行補助扶手 區分為室內型、室外型,將動作補助扶手分為 I 型、L 型、馬桶附靠 背式扶手、馬桶活動扶手、洗臉台扶手、小便斗扶手等,如圖 1-3 至 圖 1-9 所示。 國內使用之名稱方面,一般對於Handrail 或Grab bar通稱為扶 手,另外國內有部份廠商稱Grab bar為「安全扶手」;對Guard則稱欄 6.
(19) 第一章. 緒論. 杆扶手 4 或護欄 5 。 本研究所稱之扶手,如未特別指明,即是指 Handrail 或 Grab bar 之通稱,必要時分別稱 Handrail 為『步行輔助扶手』、稱 Grab bar 為 『動作輔助扶手』 。. 圖 1-3 室內型步行輔助扶手. 圖 1-4 室外型步行輔助扶手 資料來源:以上圖片(1-3~4)摘自日本 NAKA 公司扶手簡介. 4. 建築技術規則建築設計施工編第 38 條所規定之防護設施稱為「欄杆扶手」 ,欄杆與扶手分指不 同概念,扶手為設置於欄杆頂之橫條(頂軌、Top rail),欄杆通常指其下之防護構件。 5 建築物無障礙設施設計規範第二章 206.4.2 稱此設施為「護欄」或「防護欄」 。. 7.
(20) 扶手檢測標準之研究. I 型直立式扶手:進出浴缸、如廁時起 立與坐下、跨越門檻段差等因身體上下 移動而增加肢體壓力時使用,出入推拉 門等入口時亦可設置。 I 型橫式扶手:保持站立或坐姿時使用。. 圖 1-5. I 型動作輔助扶手. 同一場所需要直立式扶手與橫式扶手來 輔助動作時設置。. 圖 1-6. L 型動作輔助扶手. 為防止無法穩定坐姿者從馬桶上跌落,並 可輕鬆維持長時間的坐姿,對於行動不便 者更具輔助效果。扶手可向上扳起,因此 進行看護作業時,扶手不會造成妨礙,亦 適合輪椅使用者使用。. 圖 1-7 馬桶附靠背式動作輔助扶手. 為避免輪椅使用者在使用馬桶時其位移 動作受到扶手妨礙,且能提供使用者保 持坐姿,此種扶手活動方式一般有垂直 掀起及水平移動兩種型式。. 圖 1-8 馬桶活動式動作輔助扶手. 8.
(21) 第一章. 緒論. 輪椅使用者在暫時起立時可 以用來支撐身體,柺杖的使用 者亦可藉由此種扶手輔助支 撐身體。. 圖 1-9 洗臉台、小便器動作輔助扶手 資料來源:以上圖片(1-5~8)摘自日本 NAKA 公司扶手簡介. 9.
(22) 扶手檢測標準之研究. 10.
(23) 第二章. 第二章. 文獻回顧. 文獻回顧. 第一節 國內有關扶手之相關規定 一、 《建築技術規則建築構造編》 第 22 條. 陽台欄杆、樓梯欄杆、須依欄杆頂每公尺受橫力三十公 斤設計之。. 此條文僅實質規定欄杆之設計承載力,對於欄杆扶手強度並無約 束,僅可視為欄杆扶手之間接規定。此外,國內目前對於若干設施設 備還是停留在現地製作的階段,以致預先通過檢測標準之高品質規格 品,除業主指定或合約特別要求設置之外,此類產品因市場機制通常 較難具有競爭性,這種情況目前也反應在扶手上。. 二、 《建築物無障礙設施設計規範》 207 扶手 207.1 適用範圍 無障礙設施需設置扶手者,其扶手設計應符合本節規定。 207.2 通則 207.2.2 扶手形狀:可為圓形、橢圓形,圓形直徑約為2.8~4 公分, 其他形狀者,外緣周邊長9~13 公分。 206.2.3 表面:扶手表面及靠近之牆壁應平整,不得有突出或勾狀物。. 11.
(24) 扶手檢測標準之研究. 207.3 扶手設置 207.3.1 堅固:扶手應設置堅固,除廁所特別設計之活動扶手外,皆 需穩固不得搖晃,且扶手接頭處應平整,不可有銳利 之突出物。 207.3.2 與壁面距離:扶手若鄰近牆壁,應與壁面保留3~5公分之間 隔。 207.3.3 高度:單層扶手之上緣與地板面之距離應為75公分,雙層扶 手上緣高度分別為65公分及85公分。若用於小學,高 度則各降低10公分。 207.3.4 端部處理:扶手端部應作防勾撞處理,並視需設置可供視障 者辨識之資訊或點字。. 三、法令規定處所應設置扶手 (一)《老人福利機構設立標準》 第4條第3款. 照顧區、餐廳、浴廁、走道、樓梯及平臺,均應設欄 杆或扶手之設備。樓梯、走道及浴廁地板應有防滑措 施及適當照明設備。. (二)《老人福利服務提供者資格要件及服務準則》 第31條1項2款. 改善入口玄關、走道、樓梯等動線,消除障礙物及 高低差、改善出入口之障礙、裝置扶手等。. 第67條1項4款3目. 衛浴設備應有防滑措施、扶手等裝備,並保障 個人隱私。. 12.
(25) 第二章. 文獻回顧. (三)其他如《身心障礙福利機構設施及人員配置標準》第13、16 及18條,《物理治療所設置標準》第3條, 《職能治療所設置標 準》第3條等有關衛浴、盥洗及廁所等應設置扶手等相關條文。. 第二節 國外扶手設計之安全相關規定 一、美國身心障礙者法案 ADA ( Americans with Disabilities Act)規定 之扶手相關設計標準如下: 4.26.3 結構強度. 動作輔助扶手(Grab bar)、洗澡椅、結件(螺釘、. 螺栓等) 、鑲嵌裝置之結構強度須滿足以下規格: (1)施加 250 lbf(1.112 kN)所引起扶手或洗澡椅之最大彎矩,所 引起之撓曲應力必須小於扶手或洗澡椅材料容許應力。 (2)施加 250 lbf(1.112 kN)所引起扶手或浴室椅之剪應力,須小 於扶手或浴室椅材料之容許剪應力。若扶手或洗澡椅與其托 架、錨座或其他支撐之連接考量完全束制,則直接剪應力與扭 轉剪應力加總之聯合剪應力不得超過容許剪應力。 (3)施加 250 lbf(1.112 kN)所引起結件或托座裝置中之剪力,必 須小於結件、錨座裝置或其他支撐結構間較小之容許橫向載重。 (4)施加 250 lbf(1.112 kN)之直接張力加上所引起之最大彎矩, 其在結件中所引起之張力,須小於結件及支撐結構間之容許引 拔載重(Withdrawal Load)。 (5)扶手於接頭配件內不得轉動。. 13.
(26) 扶手檢測標準之研究 作用於任一點任一方向. 扶手結構分析須考量外 力對所有構件造成之組 合應力不得小於其容許 應力. 圖 2-1 扶手結構分析例 資料來源:本研究繪製. 二、美國土木工程師協會(American Society of Civil Engineers)制定 規範 ASCE 7-02 (Minimum Design Load for Buildings and Other Structures),其中第 4.4 節有關扶手相關設計規定: 4.4.2 載重 (a)步行輔助扶手(Handrail)配件及欄杆扶手(Guardrail)系統設 計載重,須抵抗在扶手頂部任意方向所施加之 50 lb/ft(0.73 kN/m)均佈活載重,並透過支撐構件傳遞至建築結構,但一家 或兩家之住宅,活載重得以 20 lb/ft(0.29 kN/m)設計之。 另外所有扶手配件及欄杆扶手系統,沿其頂部任一點皆能抵 抗 200 lb(0.89 kN)之任一方向之單一集中載重,並由連接裝 置及支撐構件傳遞至適當的建築結構上;此外,設計時可不須 考慮與前述均佈載重同時發生。 除扶手本體以外之中間橫條、欄杆、面板填充等區域,每 1ft2 (305mm2)須抵抗 50 lb(0.22 kN)之水平正向載重,前 14.
(27) 第二章. 文獻回顧. 述區域為包含透空部份之面積。但設計時無需與前述均佈載重 或集中載重疊加。 (b)動作輔助扶手系統(Grab Bar System)必須抵抗作用於其上任 一點、任一方向之 250 lb(1.11 kN)大小之單一集中載重。. 三、2006 年版國際建築法規(2006 International Building Code)1607 節活載重設計規定有關扶手部份: 1607.7.1 步行輔助扶手及護欄(Handrails and guards) 扶手配件及護欄之設計載重須抵抗在扶手頂部任一方向所施加之 50 lb/ft(0.73 kN/m)載重,並透過支撐構件傳遞至結構。玻璃扶手配件 及護欄另符合 2407 節之規定。 除外規則: 1.核心家庭或兩代同堂住宅,僅須考慮施加 1607.7.1.1 規定之單一 集中載重。 2.群組I-3、F、H及S建築,未開放一般公眾使用之區域且居住載重 未達 50 lb/ft2(0.73 kN/m) ,最小載重得為 20 lb/ft(0.29 kN/m)。 1607.7.1.1 集中載重 扶手配件及護欄,沿其頂部任一點必須能夠抵抗 200 lb(0.89 kN)之 任一方向的集中載重,並由連接裝置及支撐構件傳遞至適當的建築結 構上,此載重不須考慮與前述載重同時發生。 1607.7.1.2 零件 2 2 除扶手本體以外之中間橫條、欄杆、面板填充等區域,每 1 ft(0.093m ). 15.
(28) 扶手檢測標準之研究. 設計抵抗 50 lb(0.22 kN)之水平正向載重,前述區域包含透空面積; 設計時,無需與前述均佈線載重或集中載重疊加。 1607.7.1.3 應力增加 扶手與護欄依據容許應力法(工作應力法)設計,除 1607.7.1 規定之 載重外,桿件及其配件之容許應力得增加三分之一。 1607.7.2 動作輔助扶手、洗澡椅及更衣室長椅 動作輔助扶手、洗澡椅及更衣室長椅必須抵抗作用於其上任一點、任 一方向之 250 lb(1.11 kN)大小之單一集中載重。 四、日本財團法人 Better Living(BL)針對扶手制定之評價基準「優 良住宅部品評價基準—步行、動作輔助扶手」 ,其 2009 年 3 月發 布之最新版本有關扶手安全規定如下: Ⅱ.1.2.1 機械力學及穩定性的確保 a)步行輔助扶手水平、垂直載重量 若為步行輔助扶手,在相當於牆壁的模擬建築構造物上安裝扶 手,對其中央施力,若為一跨度 1,800 mm 以下,則施加 1.150 kN(120 kgf)的載重,若是超過一跨度 1,800 mm,則將跨度視為 L mm,施 加 1150L/1.8 N(L/15 kgf)的水平、垂直載重,橫軌及安裝用五 金不可有搖晃、脫離、裂縫、損壞或損及橫軌的變形產生。 然而,若是採用墜落防止扶手的選擇性構件組成之步行輔助扶 手,則在安裝於墜落防止扶手支柱上的狀態下進行測試,以取代安裝 於相當於牆壁的模擬建築構造物。 b) 動作輔助扶手的水平、垂直載重量. 16.
(29) 第二章. 文獻回顧. 若為動作輔助扶手,在相當於牆壁的模擬建築構造物或浴室面板 上安裝扶手,在其中一端位置與中心部位依序施加 0.59 kN(60 kgf) 的水平、垂直載重,橫軌及安裝用五金不可有搖晃、脫離、裂縫、損 壞或損及橫軌的變形產生。 c) 動作輔助扶手的變形測試 若為動作輔助扶手,在裝設於固定用鋼材上的扶手中心部位施加 0.59 kN(60 kgf)的載重,卸除載重後的橫軌之殘留扭曲程度必須在 跨度L的 1/500 以下。 Ⅱ.1.2.2 使用時之安全性以及保安性的確保 a)步行、動作輔助扶手必須採用容易握住的形狀。 <範例規格> ①步行輔助用扶手採用直徑為 30~40 mm 的圓形,圖-1 或圖-2 中 表示的尺寸範圍則為橢圓形。. ②動作輔助扶手採用直徑為 28~35 mm 的圓形 b)橫軌與牆壁間之尺寸以 30~50 mm 為準(參照圖-3①)。 c)步行輔助扶手的安裝用五金應該收在圖-3 的斜線內。 d)若有懸臂部分(尺寸為 l)除跨度必須在L的 1/5 以下之外,亦 不得有異常扭曲情形。 (參照圖-4①) e)橫軌尾端必須採用不會勾住袖口的形狀。 17.
(30) 扶手檢測標準之研究. <範例規格> 步行輔助扶手尾端採用彎向牆壁方向或向下的形狀。(參照圖-4 ②) f)橫軌、安裝用五金可能與人體接觸部分,不可有凸邊、捲曲或危 險的凸出物。. 第三節 有關扶手使用性之文獻 由於我國人體計測相關資料庫較為不足,但國人與日本人之人體 尺寸接近,在考量扶手使用性方面以調查日本文獻為主。日本一些生 產扶手的企業自 1989 年正式與建築研究所及大學共同進行扶手之相 關研究,並於 1990 年發表於日本建築學會論文梗概集。在「支援高 齡人士用之扶手的應有型態之相關研究」中,針對扶手的粗細、位置、 觸感及強度等進行一系列之產學合作研究。 其中針對步行輔助扶手粗細所作的實驗統計可以發現,水平設置 的圓形扶手,在輕握場合(指多數人會滑動手部但輕握扶手的場所) 最適直徑平均值為 40.6 mm(標準差±3.9 mm) ,在緊握場合(指多數 人會滑動手部且緊握扶手的場所)最適直徑平均值為 31.9 mm(標準 18.
(31) 第二章. 文獻回顧. 差±6.4 mm),眾數為 34 mm,如圖 2-2 所示。. 圖 2-2 水平設置步行輔助扶手最適直徑次數分佈圖 資料來源:日本建築學會論文梗概集,1990.10,高齢者に対応した手すりのあ り方に関する研究。(中譯:支援高齡者扶手應有型態之相關研究). 另針對動作輔助扶手粗細,以馬桶旁扶手為例進行使用情況調 查,統計資料顯示如圖 2-3 所示:最外側曲線係垂直設置扶手,其最 適直徑平均值為 35.8 mm(標準差±3.8 mm) ;最內側曲線係水平設置 扶手,其最適直徑平均值為 35.6 mm(標準差±3.7 mm) ;介於前兩者 之曲線係採斜項 45 度設置之扶手,其最適直徑平均值為 38.0 mm(標 準差±6.2 mm),可發現斜項 45 度設置之扶手粗細統計之變異程度較 大,顯示人類對其粗細之偏好不若水平或垂直設置等特定角度來得明 顯,有其實驗上之侷限性。. 19.
(32) 扶手檢測標準之研究. 圖 2-3 動作輔助扶手(以馬桶扶手為例)最適直徑次數分佈圖 資料來源:日本建築學會論文梗概集,1990.10,高齢者に対応した手すりのあ り方に関する研究。(中譯:支援高齡者扶手應有型態之相關研究). 因日照曝曬或因冬天氣溫寒冷,造成使用者在使用扶手時的感受 有很大差異,尤其室外設置之金屬面材扶手更是如此,這種現象亦可 能影響使用意願進而導致安全問題的發生,此種因材質影響使用觀感 的現象,縱然幾乎每個人都有過類似經驗,但國內尚未有科學實驗文 獻,僅參考日本實驗結果質化之數據,扶手在相對較低之固定室溫環 境(室溫 8℃),受測者感受為溫度越高感受越佳的定性趨勢(如圖 2-4 所示),在此強調的是: 一、該實驗亦未進行室外曝曬之相關研究,故高於人體體溫之較 高溫度接觸情況缺乏數據。 二、此實驗設定條件為日本人於日本氣候下的感官實驗,實驗結 果受地域性決定。但仍可確定接觸扶手之冷熱感受,確實與 20.
(33) 第二章. 文獻回顧. 扶手面材之高熱傳導率及低比熱有關。 此實驗結果並解釋了日本在西元 1965 年出現鋁材壓出成型樹脂 被覆扶手後,至今幾已為扶手標準型態之原因,除樹脂被覆具有較佳 之握持力 1 外,因其材料平均熱傳導率僅有不鏽鋼的 1/100 左右,面材 熱傳導係數較低者成為扶手面材優先選用之條件。. 圖 2-4 扶手冷熱與感官好惡之關係(室溫 8℃時) 資料來源:日本建築学会大会学術講演梗概集,1990年10月,講演番号1082「手 すりの感触評価方法に関する研究」(中譯:扶手觸感的評估方法之相關研究). 1. 日本NAKA公司曾經針對人類手部與扶手間的滑動阻力,使用不銹鋼光面及樹脂被覆兩種型態扶 手進行調查,發現樹脂被覆扶手在軸向或旋轉向之滑動皆較具止滑性,溼潤情況下亦同。. 滑動抵抗力. 滑動抵抗力. 樹脂 ψ34. 樹脂 ψ34. 不銹鋼ψ34. 平時. 不銹鋼 ψ34. 平時. 溼潤時. 溼潤時. 資料來源:NAKA 公司. 21.
(34) 扶手檢測標準之研究. 第四節. ASTM 針對浴室設置扶手的消費者安全規範. 美國材料試驗協會(American Society for Testing and Materials) 訂定之 ASTM F446-85(reapproved 2004) ,係依據美國消費產品安全 委員會(CPSC)指出浴室設置之合適的動作輔助扶手與衛浴附屬設 備確能防止某些意外發生,進而訂定此規範。 該規範定義「關鍵支持區域(Critical Support Area)」(如圖 2-5 所示)須裝置動作輔助扶手。無/附蓮蓬頭浴缸應在背牆 2 裝設可握 持長度(如圖 2-6 所示)不少於關鍵支持區域總水平長度 30%之水平 扶手,其他關鍵支持區域牆面應分別裝置一具水平或垂直之動作輔助 扶手,水平扶手可握持長度至少 9 in(22.86 cm) ,垂直扶手可握持長 度至少 6 in(15.24 cm)且浴缸進出區域應設置此種扶手。淋浴間應 於每一牆面裝設可握持長度至少 9 in(22.86)之水平扶手。 另所有設置於「潛在危害區域 3 」且突出牆面 1 in之動作輔助扶手 或衛浴附屬設備(除設至於關鍵支持區域外之肥皂架等類似配件 外) ,應能承載至少 250 lbf(1.11 kN)之靜態載重。 此規範所定義之「潛在危害區域」,亦包含了一般設置於浴缸邊 上緣之水平動作輔助扶手,因為此類扶手對於浴缸內站起或坐下的動 作極為重要,雖 ASTM F446 未將其納入「關鍵支持區域」 ,但仍請讀 者注意其設置必要性,俾確保安全。. 2. 背牆(back wall)是指相對於進出側相對之牆面。 潛在危害區域(potential hazard area)指的是洗澡區域內洩水孔至 66 in(170 cm)高度內之任 一表面,其可能在跌倒發生時與人體接觸之區域。. 3. 22.
(35) 第二章. 無蓮蓬頭浴缸. 附蓮蓬頭浴缸. 雙面牆淋浴間. 三面牆淋浴間. 文獻回顧. 圖 2-5 各種型式之洗澡區之關鍵支持區域 資料來源:ASTM F446-85 Standard Consumer Safety Specification for Grab Bars and Accessories Installed in the Bathing Area. 23.
(36) 扶手檢測標準之研究. 圖 2-6 典型扶手之握持長度範圍 資料來源:ASTM F446-85 Standard Consumer Safety Specification forGrab Bars and Accessories Installed in the Bathing Area. 24.
(37) 第三章. 第三章. 扶手檢測標準之探討. 扶手檢測標準之探討. 第一節. 扶手合理承載力. 一、國際規範對於扶手設計承載力之看法 由文獻回顧可知,步行輔助扶手的設計承載力,IBC(International Building Code)及 ASCE(American Society of Civil Engineers)規定 略有不同,但扣除一些但書條款後大致相同,皆規定扶手頂部任一點 任一方向,須能承載 50 lb/ft(0.73 kN/m)均佈載重及 200 lb(0.89 kN) 之單一集中載重,其兩項檢核皆須符合但無需考慮力量同時作用。但 在動作輔助扶手方面,無論在 ADA(Americans with Disabilities Act) 標準、ASCE、IBC 皆規定扶手承載力為任一點任一方向須能承載 250 lb(1.11 kN)之單一集中載重。 另外,日本 BL(Better Living)優良部品評價基準則是規定步行 輔助扶手之跨度在 1.8 m 以下須能承載 1.15 kN 之集中載重,跨度超 過 1.8 m 則須能承受依每公尺承受 0.64 kN 的比例換算之每跨度單一 集中載重,動作輔助扶手則須能承受 0.59 kN 之集中載重。 可以發現美國及日本對於步行輔助扶手及動作輔助扶手的要求 不同,美國規範對於動作輔助扶手的載重能力要求較步行輔助扶手為 高,日本 BL 優良部品評價基準則是相反的情況。因 BL 優良住宅部 品在步行輔助扶手方面,係考慮 1 名成年男性以手握住扶手支撐起身 體的情況作為設定;而動作輔助扶手係考慮以 1 名成年男性以手握住 扶手在起立、坐下時產生之扶手載重作為設定,由於此種設定不考慮 支撐使用者全部體重(亦即使用者下肢尚具機能),故扶手承載能力 要求較低。若回歸扶手原始定義,步行輔助扶手主要功能在提供引導 前進時支撐小部份體重,動作輔助扶手則為協助身體變換姿勢、移動 位置,應考慮支持大部份體重的情況則較接近實際使用狀況。 25.
(38) 扶手檢測標準之研究. 二、扶手承載力評估實驗 參考日本獨立行政法人產品評估技術基礎機構於 2006 年所提出 之「標準化等相關業務—扶手之工學安全性評估方法的開發」完成報 告書,透過人體計測的方式進行扶手載重評估,該實驗方法為 20 位 高齡試驗者(身體機能自然退化且無肢體障礙情形)實際使用馬桶扶 手時,測量不同配置高度及寬度扶手之反作用力,進而分析扶手承載 力,其 20 位受測者平均身高 156.0 cm、平均體重 54.3 kg(532.14 N) , 實驗配置如圖 3-1 所示。. 圖 3-1 扶手承載力評估實驗配置 資料來源:独立行政法人製品評価技術基盤機構,2006,平成18年度標準化等関 係業務終了報告書-手すりの工学的安全性評価方法の開発(中譯:扶手之工學 安全性評估方法的開發). 實驗結果顯示 1 ,最大載重數據(測定値)出現最大値之實驗條 件為「扶手寬度 700 mm,扶手高度 550 mm之右扶手」(如圖 3-2 所 示),此時最大載重係「267.5 N」。依據此實驗結果,雙邊設置之馬. 1. 參考日本獨立行政法人產品評估技術基礎機構,2006 年,「平成 18 年度標準化等相關業務完 成報告書-扶手之工學安全性評估方法的開發」P.8. 26.
(39) 第三章. 扶手檢測標準之探討. 桶扶手,在使用者一連串的操作動作中,其單側扶手承受最大載重約 為身體重量之一半(267.5 N/532.14 N)。. 圖 3-2 扶手寬度 700 mm 不同設置高度(mm)之右扶手載重值(N) 資料來源:独立行政法人製品評価技術基盤機構,2006,平成 18 年度標準化等 関係業務終了報告書-手すりの工学的安全性評価方法の開発(中譯:扶手之工 學安全性評估方法的開發). 另參考 2005 年 9 月日本建築學會大會學術講演梗概集「各種行 為動作之扶手荷重計測-於起立坐下使用不同型式輔助扶手之相關建 築人因工程研究」,該實驗係進行各種扶手使用時之三維力量量測, 分為正常使用狀態(A 組)及人體發揮力計測(B 組)2 個試驗組別 (如圖 3-3 所示)。受試者平均身高 166.5 cm、平均體重 55.8 kg。由 圖中可以發現 A 組(A1-A8)之正常使用狀態下,無論 I 型垂直設置 扶手或 L 型扶手其三維合力平均量測值為 30.1 kgf,最大值約為 60 kgf;人體發揮力(B1-B5)三維合力平均量測值為 81.7 kgf,最大值 則達 150 kgf 左右。. 27.
(40) 扶手檢測標準之研究. 圖 3-3 各種行為動作之扶手荷重計測實驗結果一覽 資料來源:摘自日本建築學會大會學術講演梗概集「各種行為.動作之扶手荷重 計測-於起立坐下使用不同型式輔助扶手之相關建築人因工程研究」. 28.
(41) 第三章. 扶手檢測標準之探討. 由以上兩項實驗得知,正常使用下,扶手承載力需求在體重以 下,但人類可發揮力量(動態作用且非常態)很可能達到體重之 2 倍。 因此,由統計資料其世界最高之美國成年男性體重 2 第 50 百分位 75.6 kgf、第 95 百分位 100.8 kgf,則扶手載重推估需求最大值落在 150 至 200 kgf,國內扶手載重需求推估最大值則在 130 kgf以上。. 第二節. 國外扶手檢測方法. 一、ASTM D7032-08 有關護欄及步行輔助扶手試驗準則: ASTM 是基於 IBC 1607.7.1 來規定步行輔助扶手結構載重之試驗 載重值,但除撓度量測以 IBC 1607.7.1 規範之載重值施加外,其餘試 驗載重值乘上 2.5 倍之安全係數,以作為性能要求。 (一)欄杆扶手及步行輔助扶手之測試載重大小,必須依據終端用途 校正係數 3 加以補正,當有溫度及濕度效應產生時,其強度準 則須引進破裂模數MOR(或彎矩容量)校正係數,其撓度準 則須引進彈性模數(或撓曲剛度EI)校正係數。 (二)扶手測試規定(集中載重測試):扶手試體須以原廠說明書規 定方式設置,每一種被認可之配置型態皆須進行測試。 (三)採用許可之工程原理原則進行結構計算,完整之扶手與支撐結 構至少須能承受 200 lb(890 N) ;或採以試驗方式,則完整之 扶手與支撐結構須能抵抗任一點任一方向 500 lb(2,224 N)之 集中載重。 2. 參考Wesley E. Woodson, Barry Tillman, Peggy Tillman, Human Factors Design Book, McGraw-Hill Inc。另根據行政院衛生署食品資訊網 - 研究調查 - 國民營養調查顯示我國 45-64 歲男性平均體重 65.2 kgf(標準差±10.4 kgf)http://food.doh.gov.tw/foodnew/ research/NationalResearch.aspx) 3 此處終端用途校正係數(End-use Adjustment Factor)包含:溫度及濕度效應、紫外線試驗、 凍融試驗等三項試驗規定之修正係數。. 29.
(42) 扶手檢測標準之研究. (四)若試驗後無失敗、無證據顯示有任何構件分離、無明顯可見裂 縫發生,則認定為合格。. 二、ICC-ES AC174 評估準則: 國際建築規範設立之評價服務公司(ICC Evaluation Service, ICC-ES)之 AC174 評估準則,該準則主要參考 ASTM D7032 規定, 再將其規定予以嚴格化及細緻化,且生產廠商須通過國際認證服務公 司(International Accreditation Service, IAS)之品管認證,針對扶手採 以設計載重 2.5 倍作為測試載重,故 ICC-ES 採用高標準試驗條件以 彰顯通過 ICC-ES 評估產品之優良性。圖 3-3 至 3-5 為符合 ICC-ES 測 試規範之實驗情形。. 圖 3-4 符合 ICC-ES AC174 規範之扶手中點水平載重試驗. 30.
(43) 第三章. 扶手檢測標準之探討. 圖 3-5 符合 ICC-ES AC174 規範之扶手端點水平載重試驗. 圖 3-6 符合 ICC-ES AC174 規範之扶手端點垂直載重試驗 資料來源(圖3-3~6) :Architectural Testing, Test Report for Compliant Rail ( 1-1/2" Diameter PVC Secondary Handrail, Manufactured by TUSCAN MANUFACTURING, LP ). 三、ASTM F446-85(reapproved 2004)針對設置於浴室之動作輔助扶 手檢測方式: (一)扶手試體必須裝設於能反映實際建築之模擬牆面上,並使用符 31.
(44) 扶手檢測標準之研究. 合原廠規定之適當結件固定。 (二)水平裝設扶手:於扶手支點間中央 3.5 in(90 mm)長度之區 段,緩慢施加垂直向下之載重達到 250 lbf(1.1 kN),可連續 性加載或以每次增加 5 至 50 lbf(22 至 222 N)之步進方式加 載。 (三)垂直裝設扶手:於扶手下部支點間 3.5 in(90 mm)長度之區 段,緩慢施加與壁面呈 30±5 度之向下集中載重達到 250 lbf (1.1 kN),可連續性加載或以每次增加 5 至 50 lbf(22 至 222 N) 之步進式方式加載。 (四)加載須在 30 分鐘內達到 250 lbf(1.1 kN) ,並維持至少 5 分鐘。 期間內扶手及牆面不得有損壞或失敗,前述損壞或失敗指的是 扶手之維持平衡、防止跌倒或輔助進出等功能受到影響。. 四、日本優良住宅部品性能試驗方法 日本優良住宅部品性能試驗針對步行、動作輔助扶手計有六項試 驗,分別為「動作輔助扶手防潑水試驗」 、 「步行輔助扶手水平載重試 驗」 、 「步行輔助扶手垂直載重試驗」 , 「動作輔助扶手水平/垂直載重 、 「動作輔助扶手變形試驗」 , 「步行輔助扶手耐候試驗」等項, 試驗」 試驗方式分別說明如下: (一)步行輔助扶手水平載重試驗: 將扶手安裝於相當於實際建築物之之模擬構造上或墜落防止扶 手上,依廠商規定之標準施工長度為最大跨度,分別以支撐托架部份 與其跨度中心部份作為施力點,沿著水平方向加載,最大跨距若為 (120 kgf) ,最大跨距若超過 1,800 1,800 mm 以下則施加載重量 1,150 N mm,則將最大跨距視為 L mm,持續加載至最大極限載重(1150L/ 1800) N(即 L/15 kgf) 。設置變位計測量扶手欄杆橫軌中央位置與 32.
(45) 第三章. 扶手檢測標準之探討. 托架位置的變位,如圖 3-7、3-8 所示。在最大載重之下,橫軌及托架 不可有搖晃、脫落、裂縫、損壞、或是損及橫軌的變形產生。. 圖 3-7 步行輔助扶手水平載重試驗 資料來源:財團法人 Better Living, BL 認定基準選粹. 圖 3-8 步行輔助扶手水平載重試驗(木質橫軌) 資料來源:日本白熊株式會社. (二)步行輔助扶手垂直載重試驗: 與步行輔助扶手水平載重試驗相當,僅將施力方向及變位計設置 方向變更為相對於扶手設置之垂直方向,如圖 3-9、3-10 所示。. 33.
(46) 扶手檢測標準之研究. 圖 3-9 步行輔助扶手垂直載重試驗 資料來源:財團法人 Better Living, BL 認定基準選粹. 圖 3-10 步行輔助扶手垂直載重試驗 資料來源:日本白熊株式會社. (三)動作輔助扶手水平/垂直載重試驗及潑水試驗 在扶手安裝部位的一端以及中心部位依序施加大小為 590 N(60 kgf)之水平或垂直載重,檢查扶手與扶手裝設部位是否有會損及使 用的變形、裂縫、損毀、晃動等情況產生,實驗設置如圖 3-11 所示。 並針對於浴室設置扶手,於加載後立即在扶手欄杆的裝設部位進行潑 水測試,以檢查牆壁內部是否漏水。 34.
(47) 第三章. 扶手檢測標準之探討. 圖 3-11 動作輔助扶手水平、垂直載重試驗 資料來源:財團法人 Better Living, BL 認定基準選粹. (四)動作輔助扶手變形試驗 將扶手裝設於固定用鋼板上,在橫軌中心部位施加 590 N (60 kgf) 的載重量,於除去載重量後量測扶手中心部位之殘餘變位,合格變位 量為 L/500 以下,試驗方式如圖 3-12 所示。. 圖 3-12 動作輔助扶手殘餘變形試驗 資料來源:日本 NAKA 公司扶手簡介. (五)步行輔助扶手耐光耐候試驗 屋外設置之步行輔助扶手,其被覆材料使用JIS A 1415:1999 規 35.
(48) 扶手檢測標準之研究. 定之Open Frame碳弧光燈(WS-A型) ,進行 1,000 小時的加速耐候性 測試,結束後以肉眼測量外觀、色差(△E*)及光澤度(60 度鏡面 ,其中測試中水噴霧之間隔為每照射 120 分內應含 18 分鐘水 光澤度) 噴霧。每一張測試片量測 3 個不同位置之色差(△E*)及光澤度(60 度鏡面光澤度),以 2 張測試片共計 6 個位置之測量平均值表示之。 經 1,000 小時測試後,試片不得有色差(△E*)必須在 5.0 以下,光 澤維持率必須在 80%以上。. 第三節. 國內扶手施作現況. 由於國內以往扶手之施作以工地現地施作為大宗,尤其步行輔助 扶手最為普遍,導致品質不穩定。另查行政院公共工程委員會「公共 (92 年版)針對扶手 工程施工綱要規範 4 」第 05520 章「扶手及欄杆」 所訂定之內容,亦顯示其亦屬材質及工地施工之規定而略有不足,反 而第 05521 章「玻璃護欄及扶手」 (91 年版)中針對玻璃護欄扶手工 廠製作之規格品相關規定較為完善。 在扶手裝設方面,樓梯間扶手、欄杆扶手施工規範多以預埋螺栓 方式固定於 RC 建築構件或以焊接固定於鋼構建築構件等較無安全疑 慮外,設置於廁所及衛浴間之扶手設備因牽涉較多之隔間裝修及牆面 處理等因素,扶手常採用「加裝」之方式,因此等施工傳統上視為因 地制宜而未有標準施工工法或規範,可能衍生較多之問題。如圖 3-13 所示為石材面磚因採濕式軟底鋪貼但未滿漿,導致設備結件錨定於實 牆內深度不足產生破壞的情況;或如圖 3-14 所示,活動扶手使用時 造成之應力集中將導致磁磚牆面的破壞及影響扶手耐久性,此乃未考 慮牆面裝修材料而使用不適當之扶手設備的情況。 4. 行政院公共工程委員會所釋出之「公共工程施工綱要規範」尚非屬標準施工規範,目前僅供工 程司依工程性質選擇於工程契約中採用。. 36.
(49) 第三章. 扶手檢測標準之探討. 圖 3-13 未滿漿之濕式軟底鋪貼造成設備使用危害 資料來源:本研究拍攝. 圖 3-14 扶手設備與裝修材料未匹配的情況 資料來源:建築物無障礙設施設計規範解說手冊. 若現地製作之扶手須進行測試,則僅能就現場抽樣測試之方式, 因施工品質差異、實驗器材受限、抽樣無法系統化,屬較粗糙之檢驗 方式,但無可否認現場測試仍有其存在價值,唯國內若須訂定扶手檢 測相關規範,建議比照國外針對工廠製作成品於實驗室中,採裝設於 模擬構材進行檢驗之方式較為完備,並能藉以提高國內建築水準。. 37.
(50) 扶手檢測標準之研究. 第四節. 扶手檢測項目擬定. 本節初步研擬扶手檢測項目大綱,至於詳細試驗規定於下一章節予以 具體化。 一、握持檢測: 量測檢查扶手橫軌握持尺寸及支撐托架操作空間是否符合建築 物無障礙設施設備設計規範之要求,並檢視是否有防止扶手橫軌旋轉 之機制,以及是否有表面防滑被覆、防滑處理或其他止滑機能。. 圖 3-15 金屬扶手表面處理例 資料來源:Grab Bar Specialists, Inc.. 圖 3-16. ABS 及 AAS 表面被覆例. 資料來源:Grab Bar Specialists, Inc.. 38.
(51) 第三章. 扶手檢測標準之探討. 二、強度測試: 考量扶手設置功能,則強度為扶手最基本之要求。測試應以工廠 製造扶手的前提並依據原廠說明書(結構計算書)規定之設置型態及 配附結件(或認可結件),裝設於相當牆面材質之上,於第三公正機 構內進行測試。強度試驗包含: (一)靜態載重試驗:扶手設置後於關鍵受力區域,靜態加載水平/ 垂直集中載重至規定試驗載重值並維持適當時間,扶手橫軌、 支撐托架、錨座、結件及其他配件等不得有明顯可見龜裂、離 縫、斷裂、扭轉挫曲或妨害使用之永久變形產生。 (二)衝擊試驗:扶手設置後於關鍵受力區域,施加垂直之衝擊集中 載重,扶手橫軌、支撐托架、錨座、結件及其他配件等不得有 明顯可見龜裂、離縫、斷裂、扭轉挫曲或妨害使用之永久變形 產生。 (三)疲勞試驗:扶手設置後於關鍵區域,反覆施加一定頻率之垂直 試驗集中載重,於規定加載次數後,扶手橫軌、支撐托架、錨 座、結件及其他配件等不得有明顯可見龜裂、離縫、斷裂等疲 勞破壞情形發生。 三、耐光耐候試驗: 使用符合CNS 11231 之日光碳弧燈式耐候性試驗器進行扶手試 片試驗,經固定時間照射及間段噴灑水後,扶手試片表面不得有龜裂 情形,試片表面之色差程度以色差計檢驗,取樣點總色差值ΔE*ab平 均值必須在一定值以下;試片表面光澤度差異以光澤度計(固定檢測 角)檢驗,取樣點光澤平均維持率須在一定比值以上。. 39.
(52) 扶手檢測標準之研究. 表3-1. NBS(NATIONAL BUREAU OF STANDARD) 色差單位與感覺色差程度對應表. 色差程度. 感覺色差程度. △E (NBS). 第一級色差. 極微差別. 0.0~ 0.5. 第二級色差. 輕微差別. 0.5~ 1.5. 第三級色差. 可注意的差別. 1.5~ 3.0. 第四級色差. 可評價的差別. 3.0~ 6.0. 第五級色差. 明顯差別. 6.0~12.0. 第六級色差. 十分明顯差別. >12.0. 資料來源:本研究整理. 表 3-2 CNS 8910 塑膠建築材料加速暴露試驗法參考試驗時間 參考. WV 型裝置試驗時間 之最高值(小時). 受到暴露之程度. 2,000. 經常. 更換之難易 非常困難. 機能 重視物性變化. 價格高昂 1,500. 比經常略少. 困難. 重視物性變化. 價格稍昂 1,000. 比較少. 500. 極稀少或部份. 普通. 重視物性或外觀變化. 容易. 主要觀察其外觀變褪. 便宜. 色. 註:WS 型(日光型)試驗時間為 WV 型(紫外線型)之 1/2 倍 資料來源:CNS 中華民國國家標準. 40.
(53) 第三章. 扶手檢測標準之探討. 四、鹽水噴霧試驗: 使用符合 CNS 8886 鹽水噴霧試驗法之鹽水噴霧試驗機,將扶手 之橫軌、支撐托架、錨座、結件及其他配件等所有金屬零件進行試驗, 經一定時間試驗後,所有零件須符合一定腐蝕標準。. 測試前. 測試後. 圖 3-17 簡易扶手經 200 小時中性鹽水噴霧試驗實際結果例. 資料來源:独立行政法人製品評価技術基盤機構,2006,平成 18 年度標準化等 関係業務終了報告書-手すりの工学的安全性評価方法の開発(中譯:扶手之工 學安全性評估方法的開發). 五、試驗對象: 前述各種檢測項目,應依據各式扶手不同之特性選擇採行,另設 置馬桶旁之活動扶手,應比照浴室用之動作輔助扶手項目加以測試。 各種扶手型式對應之檢驗項目如表 3-3 所示。. 41.
(54) 扶手檢測標準之研究. 表 3-3. 扶手檢驗項目預擬一覽表 檢驗項目 強度檢測. 扶手型式. 握持. 靜態載重試驗 衝擊. 檢測. 耐光耐. 鹽水噴. 候試驗. 霧試驗. 疲勞. 垂直. 水平. 載重. 載重. ◎. ◎. ◎. ◎. ◎. ◎. ◎. ◎. ◎. ◎. ◎. ◎. ◎. ◎. ◎. ◎. ◎. ◎. ◎. ◎. ◎. ◎. ◎. 試驗. 試驗. 步行輔助扶手 (室內設置) 步行輔助扶手 ◎. (戶外設置) 動作輔助扶手 (一般型) 動作輔助扶手 (浴室用). 馬桶活動扶手. 資料來源:本研究整理. 42.
(55) 第三章. 第五節. 扶手檢測標準之探討. 試驗機構參訪. 為瞭解國內扶手相關試驗之操作,本研究搜尋非營利性 質之相關財團法人試驗機構後,選定「財團法人鞋類暨運動 休閒科技研發中心」作為參訪對象,其主要原因為該機構有 扶手相關試驗經驗,亦為「內政部矯正義具與行動輔具資源 推廣中心」 ,其服務內容與全人關懷議題有所相關(圖 3-18) 。. 圖 3-18 財團法人鞋類暨運動休閒科技研發中心相關認證 資料來源:本研究攝. 經與該中心檢驗認證組交流意見綜整如下: 一、國內在沒有相關檢測方法或標準的情況下,目前檢 測機構多以針對產品本身之品質採取適當之力學 原理加以驗證。至於扶手將來之裝設施工,由於生 產廠商現階段皆將重點置於確保產品本身品質及 安全,對於施工責任部份則未予擔保,故檢測實務 43.
(56) 扶手檢測標準之研究. 上一般未慮及裝設之層面。 二、如圖 3-19 之馬桶活動扶手試驗為例,扶手係以廠商 提供之螺栓鎖固於鋼製反力架,使用氣壓缸於扶手 距轉軸中心 2/3 全長處施加載重,接觸面採用人造 皮革墊連接,並裝置荷重元於活塞連桿。測試條件 乃依據廠商需求,靜力測試以 150 kgf、耐久測試以 105 kgf 為試驗載重。實驗結果則依實際結果判定其 有無損壞或影響功能。 三、有關高分子材料之耐候試驗,如材料有結構強度之 考量,可於進行耐候試驗機試驗後,再以力學試驗 驗證或以用途修正係數修正靜態載重試驗結果以 求得材料耐候力學強度。 四、如未來訂定扶手檢測標準,發展測試用之固定式機 台可以大量且迅速進行扶手試驗,唯固定式機台試 驗對象及試驗方法受限較多。若內政部建築研究所 未來仍有其他人體力學尺度相關設備之檢測需 要,應於現有建築用大型力學實驗設備外,建議可 再建置一套人體力學尺度專用之多用途之實驗反 力架系統。. 44.
(57) 第三章. 扶手檢測標準之探討. 圖 3-19 財團法人鞋類暨運動休閒科技研發中心相關認證 資料來源:本研究攝. 圖 3-20 加載用氣壓缸(左)與控制器單元(右) 資料來源:本研究攝 45.
(58) 扶手檢測標準之研究. 46.
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