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巴別塔的火焰挑戰(二):高樓建築類型與防火安全避難設計

Posted by 瑞德感知 on 2016-7-12 18:27:52
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   前一篇文章中,我們瞭解到高樓火災的風險特性。高層建築的特殊結構,尤其是樓高數百公尺的超高層建築,在防火與避難設計上,需要經過更縝密的規劃。本篇文章主要節錄RonchiNilsson針對高樓建築消防疏散的文獻回顧(註1),瞭解不同使用類型的高樓建築在防火安全避難設計的差異性與設計考量重點。

各國高樓建築防火安全法規

   據美國國家防火協會(NFPA2012),高層建築被定義為「建築高度高於消防車輛能作用的最低高度,大於75英尺(約23米)高的建築物」。根據NFPAHall,2011)針對高樓火災的研究報告中指出,一般高層建築的使用機能,主要為辦公大樓,住宅大樓(如酒店,公寓)和醫療照護機構三大類。不同的建築使用類型,在基礎設施與人口結構上都擁有不同特性。因此,建築物使用類型影響居住者在災害發生時的行為判定,同時也是防火安全設計的重要考量。事實上,火災的動態疏散情況,受到建築本身的基礎設施與疏散人群人口特性,如居住者的體能狀態與對環境的熟悉程度等等。

   在高層建築的防火安全避難設計上,建築法規的強制性規定,可降低滅火與救援行動的複雜性與困難度。綜觀各國對於高層建築防火工程上的技術指導原則,如美國的NFPA 101生命安全規範(NFPA 101®, Life Safety Code)、英國防火安全建築規章(Approved Document B),都提供了對於高層建築防火避難設計的重要建議。另一方面,高層建築的特殊性,驅使國際與國家建築法規中制定明確規範,包括中國大陸的GB50045-95法案、新加坡超高層建築消防安全法規、與印度國家建築法規等等。在我國法規中,建築法的建築設計施工編中,亦針對高層建築制定多項防火安全規範,以確保建物公共安全

高層建築的使用類型與防火安全避難設計

   建築物的使用類型與設計,影響火災發生時人員的疏散行為。包括建築設計、人口特徵、人員的防災訓練、大樓管理人員與消防設備等,都是影響高層建築防火安全避難設計的關鍵因素。舉例而言,較高樓層的民眾,到達地面完成逃生需要更長的時間,必須計算到避難時暫時休息的情況,以及隨之增加的疏散時間。以下就高層建築三種主要類型:商辦大樓、住宅大樓與醫療照護機構,分述在防火安全避難設計上的考量重點。

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圖一、2016年杜拜阿德理斯飯店大火(圖片來源:The Guardian)

一、商辦大樓

   就設計的角度而言,商辦大樓內部多半以開放式空間為主,因此在防火隔間區劃設計上較為困難。在內部人員人口特徵上,商辦大樓住員(與其他建築類型相較之下)多半參與過大樓防災避難演習訓練、著裝整齊、對環境有警覺性,並且具有行動避難能力,撤離前的準備時間短,可快速進行疏散避難。其次,由於避難人員多屬於商辦大樓的上班族,對於場域熟悉度高,當災害發生時且電梯可作用的情況之下,避難人員熟悉電梯疏散路線,加快疏散避難時間。

   一般而言,商辦大樓的防火系統多半擁有良好的維護管理計畫,包括語音訊息與火災警報。此外,大樓管理人員也會被訓練在災害發生時,如何快速引導人員疏散避難。然而,儘管相對其他類型高層建築,商辦大樓人員準備進行疏散過程較快速,但因商辦大樓往往聚集大量人口,造成避難時出現推擠壅塞的情形。例如1993 年美國紐約世貿中心的恐怖炸彈攻擊事件,兩棟大樓近三萬人疏散花了四個多小時。因此,匯聚大量人潮的超高層辦公大樓,在避難疏散上更應做好分流與導引工作,纔能加速大樓人員撤離工作。

二、住宅大樓

   住宅大樓在防火安全避難設計上,具有截然不同的設計考量。舉例而言,住戶在災害發生時,可能還在睡覺,或是衣著不整等情形,導致住戶在疏散前需要更長的準備時間,而無法及時完成避難撤離。例如2011年杜拜火炬塔夜半遭惡火吞噬,數以千計的民眾在睡夢中驚醒逃命,歷時近三小時才撲滅火勢。

   以住宅大樓而言,住戶對於自身住所與財物的情感因素,造成疏散時需要耗費更多時間,且居住者具有再次進入火場搶救個人財產的潛在可能,導致人員傷亡情況發生。相對於其他類型大樓,因住宅大樓的住戶各自處於自己的居室當中,火災資訊傳遞速度較慢,尤其在飯店大樓中,短暫留宿的旅客並不熟悉環境,容易延長撤離的時間。因此,在防火安全避難設計上,針對既有隔間區劃進行就地避難,等待救難人員進行救援,可避免人員誤闖火場或吸入過量煙氣的危機。

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三、醫療照護機構

   過去在防火安全避難研究當中,較少以醫療照護機構為研究對象。由於醫療照護機構的人口特徵的特殊性,包含臨時或永久殘疾與行動障礙的患者,無法進行自救疏散工作的人員比例相對較高。在避難疏散的過程中,人員的行動能力對於逃生時間影響重大。高樓建築避難的長時間、長距離與垂直疏散的特性,讓醫療照護機構的災害疏散更為艱難。

   在醫療照護機構的避難疏散設計中,首要考量行動不便病患與醫護人員之數量比例。在避難過程當中,避難人員的疲勞程度、尋找逃生路徑,以及垂直分量疏散(運用樓梯或電梯疏散),都是重要的考量因素。例如日前的新店安養院大火,即因醫護人員協助逃生不及,造成6死28傷的慘劇。因此,擁有足夠協助疏散醫護工作人員、充足的避難訓練,以及完善的垂直分量規劃,是醫療機構在防火安全避難設計上的重要關鍵。

表一、建築使用類型與防火安全避難設計重點

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   綜上所述,可見除了建築本身基礎設計之外,建築使用功能與內部人員人口特徵,都係高層建築在進行防火安全避難設計的重要考量。惟有針對內部人員特質與疏散行為評估,纔能設計出完善的防火安全避難計畫,快速完成火災疏散工作,有效降低人員傷亡。

 

【閱讀更多】 

*瞭解高樓建築火災:

巴別塔的火焰挑戰(一):高層建築的火災風險

*瞭解防火安全性能驗證:

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*瞭解其他國外案例:

大型場館建築的防火避難安全評估:以利維斯體育場為例

 

註1. 引用自Ronchi, E. & Nilsson, D. (2013). Fire evacuation in high-rise buildings: a review of human behaviour and modelling research, Fire Science Reviews, 2: 7.

Topics: 建築與防火

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