逃出生天:大型購物中心地下停車場疏散模擬研究

    近來台灣大型公共建設的避難疏散爭議不斷,除了提高社會大眾對於公共安全問題之關注,也讓建築物的防火避難設計、性能驗證技術等專業知識,以及特定建築物(註1)如何合乎現行之建築防火法規的程序規定,開始受到輿論的公開檢視與討論。大型公共建築物的緊急避難疏散,由於建築複雜性與容留人數較多,導致內部收容民眾的疏散時間(egress time)較長,且難以掌握路徑上危險情況。例如台北車站被稱為是台灣最大迷宮,當火災發生時,如何在濃煙密佈的巨大迷宮中快速疏散大量人潮,將是火場避難疏散的重大挑戰。因此,緊急避難現場的出口標示如何有效指引,更成為疏散規劃的重點項目! (延伸閱讀:大型公共建築安全把關–從都市防災談起

20170317_6.jpg

(圖/台北車站結構複雜,疏散指引更應妥善規劃)

致力解決火場難題 永不間斷的火焰挑戰

    瑞德感知自2011年起致力於開發智慧型疏散技術—「動態導引系統」,以解決火場逃生難題,加快人員疏散速度,降低火災傷亡人數。我們積極投入消防安全之科學研究與產品研發,高精度模擬真實火災情境,瞭解火災發展過程與人員疏散行為之間的關連性,持續改善火場避難疏散情況。

{{cta(‘3c5fba74-e795-4741-9158-edcda4183424’)}}

    在瑞德感知研究團隊最新發表於International Journal of Scientific  & Engineering Research國際期刊論文中,以「動態導引系統在地下建築結構之應用」(Applying Active Dynamic Signage System in Complex Underground Construction)為研究主題,使用台灣某大型購物中心地下停車場為模擬場域,來比較傳統靜態逃生指標與動態導引系統兩者的火場疏散指引效果差異,以下就讓我們來瞭解這份研究帶來了哪些重要的火場逃生思維! (延伸閱讀:逃生指示系統的更多可能

20170316_01.png

(圖/瑞德感知最新發表國際期刊研究) 

逃生指示大進化 動態導引系統問世

    緊急出口逃生號誌或燈具的使用之目的,在於使不熟悉場所動線之民眾瞭解最近出口位置,目前緊急逃生號誌的使用已非常普及,在全球的大型建物中都可見其蹤跡,其硬體規格與設置方法在各國亦受相關法令規範。然而現行普遍的傳統靜態逃生指標只能傳遞單一且被動的資訊,無法因應火場改變指引方向,顯示既有設計的不足之處。(延伸閱讀:小綠人的誕生(一)之浴火重生的緊急出口標誌

20170316_7.png

(圖/瑞德感知根據EU-FP7研究重建聖庫加特車站實驗模擬)

    為了尋求更佳的火場疏散導引技術,歐盟EU-FP7研究針對靜態號誌與動態號誌導引效果,在西班牙巴塞隆納的聖庫加特車站進行真人疏散實驗。這項計畫由BMT管理、格林威治大學消防安全工程小組(FSEG)提供技術指導,共同參與研究單位包括西班牙鐵路公司(Ferrorcarrils de la Generalitat de Catalunya)、英國消防燈具廠商(Evaclite Ltd)、消防大廠(Hochiki)、監視系統廠商(Vision Semantics)、消防工程公司(Kingfell)等產官學機構。研究結果顯示,只有38%的受試者會注意到靜態號誌,而增加閃爍光流的動態號誌則可將民眾注意力提昇至76%。也因此,催生了動態導引系統的出現,希望改善靜態指示燈具的現有問題,以期在緊急情況中,可即時應變導引安全疏散路徑的逃生指示系統。(延伸閱讀:GETAWAY Project與 IADSS概念

20170316_8.png(圖/靜態指示號誌與動態指示號誌)

大型場域疏散模擬 尋找最佳逃生路徑

   為了瞭解傳統靜態逃生指示與動態導引系統兩者實際應用於大型複雜場域之效果評估,我們援用EU-FP7研究中的車站疏散實驗數據,轉換為火災疏散模擬軟體Pathfinder的模擬參數,並推演至某大型購物中心B5地下停車場,以了解靜態號誌與動態導引系統兩者在該場域中的避難疏散指示效果,並探討在不同指示號誌的情況下,出口選擇、人員疏散效果以及火場煙毒危害評估有效分量FED值(Fractional Effective Dose)對於民眾的生命傷害影響。接著,針對全場域進行不同起火點與出口選擇指向共20種火場模擬實驗,瞭解不同火場情境與出口選擇所造成的人員生命危害情形。(延伸閱讀:停車場火災的災害特性–你必須要知道的6件事)

20170316_4.png

(圖/停車場疏散模擬場域相關資訊)

   根據模擬驗證的研究結果,顯示出以下重要的火場避難疏散規劃原則:

1.動態導引系統可有效導引逃生人員前往特定安全出口,有效疏散人數高達3倍。

透過動態導引系統指引,可幫助60%逃生民眾前往指定安全出口,相對於傳統靜態號誌的21%,有效疏散人員數高達將近3倍。

螢幕快照 2017-03-17 下午6.34.04.png

(圖/動態導引系統與傳統靜態號誌疏散比較)

2.傳統靜態號誌導致人員誤闖火場,傷亡數為動態導引系統2倍。

傳統靜態號誌情境中,FED值高於3.0(高致死率值)的人數高達36人,相較於動態導引系統的19人,可能致死人數將近2倍。在延伸模擬的20種情境模擬中靜態號誌的高危險致死人數為動態導引的1.89至2.18倍。在實際火場情況中,傳統靜態導引系統將人員導引至為危險區域(起火點位置),將導致更嚴重的人員傷亡情形。

 (影片/傳統靜態號誌將人員導向危險區域)

3.在FED數值落於安全值的情況下,火場疏散的路徑安全性優於整體疏散速度。

在實驗中,由於傳統靜態號誌傾向將人員導引至最近出口,因此整體疏散時間可能優於將人員導向指定出口的動態導引系統。然而,兩者在FED累積值部分,傳統靜態號誌情境卻累積高出2倍數值,導致更嚴重的人員致死機率。因此,在吸入FED值為安全值情況下,疏散路徑安全性應高於疏散速度。

4.疏散路徑途經起火點區域,是造成高FED值的重要關鍵。

動態導引系統可透過偵測建築物中起火點位置,避免導引人員前往危險區域。並能透過路徑模擬選擇最佳逃生路徑,將可有效降低人員傷亡。

{{cta(’83e96c81-7034-4fd1-980c-24d8be8561fd’)}}

5.透過多次模擬累積數據,可建立更加完善的火場避難疏散計畫。

經由模擬分析避難人員所經過的火場溫度、氧氣濃度與FED值分析,可獲得在不同火場情境中對人員傷害最小、致死率最低,並可成功逃離火場之路徑。透過模擬建立場域安全疏散路徑,更能有效降低意外傷亡人數,提高建築安全係數,保障民眾生命。

6.以火災疏散模擬進行防火避難疏散規劃,成本低且更能有效獲取數據。

透過電腦火災疏散模擬,不僅可以省去高昂的人事與實驗費用,直接藉由模擬產生大量數據,並可於事後加入變因或結合其它環境資訊進行探討,亦便於運用電腦進行各種自動化的統計分析。(延伸閱讀:大型場館建築的防火避難安全評估–以利維斯體育場為例

20170316_3-1.png

(圖/研究程序說明)

科技導入消防產業 顛覆傳統創新價值

   從該研究中,我們可以發現火場安全路徑的設計,應選擇民眾吸入FED值最低,可成功逃離火場,且整體累積致死率最低之疏散路線。研究結果發現,動態導引系統確實能有效指引逃生路徑,降低火場疏散傷亡人數。藉由消防科學研究與火災疏散模擬技術,讓動態導引系統能接受更加專業嚴謹的驗證與挑戰!

   未來,經由不斷累積實驗與研究數據,發展更精準的火場模擬技術,並且運用數位化的優勢,將周遭環境變數更加精細地置入模擬設定中,獲取更多關於火場最佳出口規劃之顯著指標,除了能針對各式建築建立更加完善的防火避難性能設計,更能加速火場導引系統或其他相關領域的研究發展。我們將科技導入消防產業,加快台灣消防產業革新速度,引領建築營造業重視消防安全課題,帶動整體產業前進,全面提昇國內外建築安全係數,打造更安心舒適的生活空間。

{{cta(‘bde91eb4-b32b-4b17-bd55-b2a6c399f729’)}}

註1.民國92年修正「建築技術規則總則編」第3條及第3條之4規定,以下三類建築物應檢具防火避難綜合檢討報告書及評定書,或建築物防火避難性能設計計畫書及評定書,並經中央主管建築機關認可:
(一)高度達二十五層或九十公尺以上之高層建築物;
(二)供商場百貨組使用部分之樓地板面積達三萬平方公尺以上者;
(三)與地下公共運輸系統連接之地下建築物。

Leave a Reply

你的電子郵件位址並不會被公開。 必要欄位標記為 *