2009年8月23日 星期日

建築物防火及避難設施法規制度探討

建築物防火及避難設施法規制度探討
撰稿人:李玉生/內政部營建署建管組副組長【防火耐燃材料之材料設計、製程、測試及工程應用研討會】【清華大學材料科學中心‧1999年11月】
壹、前 言
  建築物火災安全之設計概念,是透過建築設計的過程,將各項火災安全的影響因素加以考慮,做最好的設計及規劃。
  建築防火法規制度是建築設計時對火災安全要求的依循,過去世界各國家在經驗累積與執行方法考量下均採用強制性規格式的法規,便於主管機關查核審驗,但由於環境變異,因此在既有規定之外,一再增加新要求,導致法規變得複雜重疊,甚至失去原有邏輯性。
  近年來,由於防火工程學的進步,對於火災行為及建築防火安全性能分析均有進一步認識,同時建築物規模日漸擴大,建築作業分工細密,各項分工各自形成作業領域,既有分工,就須有整合,以維持建築物整之完整性能。
  建築防火對策,是以確立維護人命與財產安全為目標,將建築物防火避難設施及其消防設備從設置、營運、維護等因素加以綜合考量。
  建築防火已不再是專屬建築師工作,尚待推廣至相關建築業者、施工者、管理者及使用者,進而啟發其防火安全理念及認知。
貳、建築物的防火對策
  建築物防火安全計畫基本觀念就是保障人員生命及財產的安全,免於遭受火災侵犯。從火災發生到人員逃生及救災滅火的過程,可歸納為以下【五項對策】:
一、防止起火:
  建築物肇始於使用微小火源不慎或疏忽而引起火災,除火源及熱源的處理外,並可藉由室內材料之防焰性及室內儲存物、燃氣及可燃物之管理,使其不易起火燃燒或在起火後自行熄滅而減少釀成巨災之次數。
二、發現感知:
  早期發現火災在於採用感知、警報、通報等設備,在火災初期階段以發出警報動作,通報安全避難。火災初期需要有可早期覺知火災發生場所,在火災初期階段以發出警報的動作,通報人員安全避難及進行初期滅火。
三、人員逃生:
  火災發生後,室內可燃物發焰著火,由於氧氣消耗,致火焰形成悶燒狀態,而造成室內充滿可燃氣體。如果室內開口有大量空氣進入時,則可能產生室內在起火點附近牆壁等可燃物開始著火,然後移向天花板,熱由火源向四週擴散,將四周之可燃物溫度提昇至燃點,最後終於達到閃燃( Flash-Over )。但並不是所有火災過程都將出現閃燃現象,例如內部裝修由不燃材料構成的居室,由於可燃物數量較少,致火災成長為緩緩上升。閃燃現象發生或是溫度達到火災全盛期時,人在室內己無法生存,故所有人員必須在此之前向室外逃生。因此閃燃點在決定避難容許時間之目標上,具有重大的意義。
四、防止擴大:
  一旦建築物發生火災無法有效抑制時,必須採取區域措施,希望將火災範圍限制在已發生的空間,而不要再漫延至其他區劃空間,以確保其他區劃空間的安全。
五、防止破壞:
  建築物防止火災所帶來的破壞,具有兩意義:
(一)防止建築物火災時或火災後傾倒破壞,影響更大災區。
(二)積極企求火災後建築物結構方面仍然安全,並未遭到破壞,火災後僅受災部份略為修護、清理即可再使用。

參、建築物防火及避難設施法規與消防安全設備法規比較
一、防火避難設施與消防設備混為一談
  在一般人都認為火災發生時,建築物防火避難設施與消防安全設備,是救災及逃生避難的工具。但各項的設備或設施具備有何種功能,則不甚明瞭。
  早期『建築技術規則』中,防火避難設施及消防設備的規定共列在同一章節內。民國三十四年二月十六日內政部依據當時的『建築法』第四十七條規定頒佈實施『建築技術規則』,共有二百七十四條條文,其有關建築物防火的規定列於第六章防火構造。自第二百五十三條至二百七十一條係對防火門、防火窗、太平梯( 後改為安全梯 )、防火牆及防火構造之柱、樑、樓板、屋頂、牆壁等材料及構法予以規定,至消防設備則列於第二百七十一條:「建築物通報火警及消防設備得依地方情形由地方主管機關訂之」。
  另民國五十六年八月二十八日基於原『建築技術規則』相關條文已無法適應社會需要,為保障高層或供公共娛樂集會使用建築物之公共安全,內政部訂定『建築物防火避難設備辦法』,規定五層或簷高十五公尺以上之房屋,總樓地板面積在一千平方公尺以上,或集會堂、戲院、電影院、酒家、夜總會、歌廳、舞場、茶室、酒吧使用之場所,總樓地板面積在二百平方公尺以上者為適用範圍。而且訂定太平梯寬度、數量、防火牆開口、太平門寬度、數量、消防設備包括消火栓、火警自動報警器系統、標示燈等之規定。
  民國六十三年二月十五日新的『建築技術規則』依據民國六十年修正公布之『建築法』第九十七條規定訂定。建築設計施工編第三章及第四章,由第六十三條至第一百十六條,就建築物之防火、防火避難設施及消防設備予以規定。由所含各節節名摘述,本章係包括有:防火區內建築物及其建築限制、防火建築物及防火構造、防火區劃、內部裝修限制、出入口及走廊及樓梯、排煙設備、緊急照明設備、緊急用昇降機、緊急進口設備、防火巷及避難空地、消防設備等相關規定。
二、防火避難設施與消防安全設備分別規定
  民國七十八年七月三十一日內政部依民國七十四年公布之『消防法』第八條訂定『各類場所消防安全設備設置標準』,將『建築技術規則』建築設計施工編第一百條至第一百零八條、第一百十三條至第一百十六條及建築設備編第三條至第八條、第十條、第十八條、第四十四條至第七十七條,納入定之。自此,消防安全設備與防火避難設施因隸屬法源不同,適用對象及涵蓋範圍己經各有分野,民國八十五年三月十三日前揭標準修正,『建築技術規則』建築設計施工編第一百零六條設置緊急昇降機及第一百零八條設置緊急進口之規定,從前揭標準中? 岩H刪除,不再重複規定。
  建築防火法規重點係在防火及避難兩項對策,防火對策是針對防止建築物外部的火勢延燒,同時也要預防建築物內部火災發生、成長、漫延及擴大。簡言之,防火對策是要防止建築物從點狀的起火點擴大到面的燃燒以致建築物全面燒毀。避難對策係由安全區劃及避難設施二個體系構成,安全區劃目的在確保建築物內部人員能安全逃離至安全區域,避難設施是在火災發生時,可以確保人員從建築物任何一點到安全地面之間的通路保持順暢無阻。
  消防安全設備則包括發現通報設備、初期滅火設備、煙控設備及消防搶救設備等,從早期發現火災、發出警報動作、通報安全避難,實施火災的初期滅火,則可減少燃燒、抑制發煙量,以加壓方式防止煙霧侵入、利用機械力將煙排出以及提供消防搶救上之必要設備,如連結送水管、消防專用蓄水池、緊急電源插座等。
三、防火避難設施與消防安全設備相輔相成
  防火避難設施是屬於建築物構造的一部分,不易搬移改裝,必須在房屋建造之同時一併考量。消防安全設備則屬於敷設在建築物的器具或設備,具警報、標示之輔助性質及配合消防人員搶救活動之配備,與防火避難設施有相輔相成之效果。
  建築物防火設計亦有以被動式隔火系統(PASSIVE FIRE PROTECTION)及主動式滅火系統(ACTIVE FIRE PROTECTION )方式區分之,主動式滅火系統定義為:受信總機及警報、偵煙器及排煙設備、自動撒水設備、緊急電源、緊急昇降機等。被動式隔火系統則定義為:鋼結構被覆材、防火牆、防火門等。當火災發生時,被動式隔火系統雖然不能立即達到滅火的目的,但可發揮阻止火焰延燒,保護建築物結構的穩定,使人員可以安全撤離而消防人員得以在火場內安全執行任務。人員逃生避難基本上,仍依仍須依靠防火避難設施,如有再多的消防安全設備未必能取而代之。反之防火避難設施亦無從自行滅火,再多嚴密的設施仍難免有? 那或有不可預期性,如是,消防安全設備仍發揮其雙重防護的效果。

肆、建築物之防火
  為區分建築物構造上之防火能力,建築物各部構件應具有耐火能力,我國區分為防火建築物、防火構造建築物、非防火構造建築物;而日本則區分為耐火建築物、簡易耐火建築物、一般建築物;美國則區分為五種型態,並分為九類。
一、我國與日本整體建築物的防火性能
二、美國整體建築物防火性能分類 (美國Uniform Building Code)
三、依照建築物用途別限制其建築物防火構造類別
四、建築物各部位構造的防火性能
五、建築材料防火性能測試
 
一、我國與日本整體建築物的防火性能
(一)防火建築物:
依『建築技術規則』建築設計施工編第一條第二十八款之規定 (在日本建築基準法第二條第九之二款稱之為耐火建築物) 防止同一幢建築物由外牆及開口部之外部延燒,即遏止由隔鄰火勢燃燒所波及部分,因此外牆應具有防火性能並裝設防火門窗。受火害時並須避免其有倒塌之堪虞。
建築物主要構造及外牆為防火構造。
防火牆距基地境界線在一.五公尺以內,或同一基地內距他幢幢建築物防火牆間之水平距離在三公尺以內者,牆上設置之開口,應為防火門窗。
面對道路及永久性空地之防火牆牆面,(牆上開口)不在此限。
(二)防火構造:
  依『建築技術規則』建築設計施工編第一條第二十七款規定,具有防火性能與時效之構造。
(二)之1:準耐火建築物 (日本『建築基準法』第二條第九之三款) 建築物受到火勢波及的機率較小,內部構造尚有相當防火時效性能,不會因火災而輕易倒塌,防火性能係介屬於木造建築物與防火建築物之間。即建築技術規則建築設計施工編第八十條所定主要構造部分為不燃材料所建造之建築物。此外,日本建築基準法尚規定有外牆為耐火構造之建築物及主要構造為準耐火構造之建築物。
· 註:準耐火構造係『日本建築基準法施行令』第一○七條之二規定近似耐火構造性能之構造,可以防止外部及內部火災延燒,同時具有防止塌陷性能,其為木質骨架外層釘覆石膏板等耐燃板牆面,且木質柱樑斷面加厚,足夠抵抗火焰穿透燒毀。準耐火構造部位防火時效各在三十分鐘至四十五分鐘。

伍、防火避難設施
為了確保人員在火災發生時,可以安全逃至地面(避難層),因此定有下列措施:
1.避難行動路線構想:
 居室→走廊→直通樓梯→避難層出入口→基地內通路→道路、廣場
2.由屋外進入屋內實施救助,緊急進口、緊急昇降機。
3.引導或便利避難行動之裝備,緊急照明設備、排煙設備。
一、出入口
  避難層出入口是高樓層或地下室人員逃至避難層後,逃到屋外之孔道,須考慮有足夠的寬度俾便人群迅速疏散,同時安全梯到屋外出入口的步行距離應加以限制。避難層出入口寬度的計算,依『建築技術規則』建築設計施工編第九十條之規定,設有觀眾席者,應依觀眾席面積每十平方公尺寬十七公分之計算。百貨販賣業或店鋪者,則由該用途樓層最大一層樓地板面積每一百平方公尺寬三十六公分計算。第九十四條之規定,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。
二、走廊
  走廊是連接居室與直通樓梯 (安全梯) 通道,走廊寬度依『建築技術規則』建築設計施工編第九十二條規定,學校教室走廊兩側有居室者為二.四公尺,其他走廊一.八公尺;醫院或其他用途之同一樓層居室樓地板面積在二百平公尺以上者,走廊兩側有居室者為一.六公尺,其他走廊一.一公尺。其他建築物在同一樓層居室樓地板面積在二百平公尺以下者,為一.一公尺。又防火建築物各層連接直通樓梯之走廊通道牆壁應為防火構造或不燃材料。
三、直通樓梯
  直通樓梯係指使用樓梯時,其行進路徑具有一致性。直言之,樓梯為直梯者,其行進方向應呈現為直線:轉折梯者,其各樓層樓梯水平投影應在同一範圍內。
  直通樓梯應設置座數,決定因素有二,其一是基於二方向避難原則,依『建築技術規則』建築設計施工編第九十五條規定,對戲院、電影院、演藝場、歌廳、集會堂用途使用之建築物,無論其使用面積大小,均應設置二座以上直通樓梯。其餘用途使用建築物則在一定面積以上者,始設置二座以上直通樓梯。另構造之防火性能亦將原面積予以折減。其二是基於任一樓面至樓梯之最大步行距離限制,依建築技術規則建築設計施工編第九十三條規定,以樓梯梯級終端為起點,而最大步行距離為路徑長度,應能相互重疊。
四、安全梯
  安全梯係屬直通樓梯之一種,法規所稱之應設置「安全梯」者,應係指設置「室內安全梯」或「戶外安全梯」。至需設置特別安全梯時,則明文列示為「特別安全梯」有別於「安全梯」。安全梯之樓梯間應為獨立之防火區劃,而直通樓梯則無。
  應設置為安全梯或特別安全梯之依據有二,一為建築物樓層,二為建築物用途。依『建築技術規則』建築設計施工編第九十六條之規定:
(一)依樓層區分:
通達六層以上,十四層以下或地下二層各樓層之直通樓梯,二座以上(但僅需設一座直通樓梯者,則該直通樓梯改設即可,毋需增設至二座 )應設置為安全梯。
通達十五層以上或地下三層以下各樓層之直通樓梯,二座以上(同前註)應設置為特別安全梯。
建築物達十五層以上或地下三層以下者,為安置該層留滯人員,樓梯間與排煙室或樓梯間與陽台之面積,在用途為戲院、電影院、演藝場、歌廳、集會堂、觀覽場、商場、市場、展覽場場、夜總會、舞廳、餐廳、酒家、公共浴室、飲食店、保齡球館、溜冰場者,不得小於各該層居室樓地板面積百分之五;如供其他使用,不得小於各該層居室樓地板面積百分之三。
(二)依用途區分:
  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、超級市場等用途者,依下列規定:
通達四層以下之直通樓梯應設置為安全梯,其中至少一座為戶外安全梯或特別安全梯。
通達五層以上之直通樓梯均應設置為特別安全梯並通達屋頂避難平台。
(三)安全梯的構造規定:
1. 室內安全梯之構造
(1)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。
(2)進入安全梯之出入口,應裝設甲種或乙種防火門。
(3)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。
2. 戶外安全梯之構造
(1)安全梯應為防火構造。
(2)安全梯與建築物開口(設有安全門者除外)之距離,不得小於二公尺。
(3)對外透空開口( 未開設窗戶部分 )面積應在二平方公尺以上。
(4)出入口應裝設甲種或乙種防火門,但以室外走廊連接安全梯者,出入口免設安全門。
3.排煙室型特別安全梯之構造
(1)樓梯間及排煙室四周牆壁應為防火構造,天花板及牆面應以不燃材料裝修。
(2)樓梯間及排煙室應設有緊急電源之照明設備。
(3)由室內進入排煙室之出入口應裝設甲種防火門,由排煙室進入樓梯間之出入口應裝設甲種或乙種防火門。
(4)樓梯間與排煙室之間開設之窗戶應為固定窗。
   註:排煙室空間可兼作緊急昇降機之川堂部分。
4.陽台式特別安全梯之構造
(1)樓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。
(2)樓梯間應設有緊急電源之照明設備。
(3)由室內通陽台之出入口應裝設甲種防火門,由陽台進入樓梯間之出入口應裝設甲種或乙種防火門。
(4)樓梯間與陽台之間開設之窗戶應為固定窗。
五、屋頂避難平台
  在民國八十六年四月九日修正建築技術規則之前,係規定建築物在五層以上之樓層供公眾使用時,應設置樓梯通達可供避難使用之屋頂平台,其面積不得小於建築面積之二分之一。修正後以供戲院、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、超級市場等用途者,應設置具有特別安全梯通達之屋頂避難平台。
· 註:日本『建築基準法施行令』第一二六條規定,作為販賣物品商店使用之樓層,五層以上十四層以下者,應有一座以上特別安全梯並通達屋頂避難平台,其餘直通樓梯應為安全梯。十五層以上者,直通樓梯均應為特別安全梯,並通達屋頂避難平台。
六、緊急昇降機
  建築物高度超過三十一公尺或十層以上部分,消防人員可借助所設緊急昇降機進入搶救。
依『建築技術規則』建築設計施工編第一百零七條規定,緊急昇降機:
(一)應能連通每一樓層之任何部分。
(二)機間四週應為防火牆及防火樓板構造,其天花板及牆面裝修應使用不燃材料,其出入口應為甲種防門。除供住宅使用者外,防火門應向避難方向開啟。
(三)機間應設置排煙設備,並設有緊急電源之緊急照明設備。
(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,並將機箱呼返避難層或其直上層、下層之特別呼返裝置,並設置於避難層或其直上層或直下層等川堂或大樓集中管理室。
七、緊急進口
  依『建築技術規則』建築設計施工編第一百零八條之規定,建築物在二層以上,第十層以下之各樓層,應設置緊急進口。但面臨道路或四公尺寬通路且各層之外牆每十公尺設有窗戶或其他開口者,不受限制。
八、排煙設備
  火災時將屋內天花板、牆壁及其他可燃物所產生的煙霧及氣體有效排到屋外,確保建築物內部人員能夠順利逃生。依『建築技術規則』建築設計施工編第一百零一條之規定,每層樓地板面積在五○○平方公尺以內者,得以防煙壁區劃,區劃範圍內任何一部分至排煙口之水平距離,不得超過四十五公尺,排煙口之開口面積不得小於防煙區劃部分樓地板面積百分之二,其開口位置應在天花板或天花板下方八十公分範圍內之外牆或直接與排煙風道(管)相接。
  防煙控制初期可在起火樓層,提供安全及不被煙火波及的暫時避難地點以確保人員有足夠時間撤離火場,同時在火場中,對於消防人員而言,可提供少濃煙及增加能見度的環境,協助及有效的作出拯救及滅火的動作。防煙控制規劃包括以下一項或數項措施:
(一)防煙區劃來控制煙霧蔓延。
(二)蓄煙空間減緩煙霧擴散速度,爭取人員撤離時間。
(三)逃生通道、樓梯間的正壓送風系統。
(四)適當在不同分區進行加壓或減壓。
(五)自然排煙或機械排煙。
(六)防止濃煙經由通風系統、室外天窗或豎井蔓延。
(七)供應足夠新鮮空氣。
九、防火間隔
(一)防火構造建築物除基地二面以上臨接寬度四公尺以上之道路或臨接深度四公尺以上之永久性空地者外,應自基地後側或側面之境界線退縮淨寬一.五公尺以上之空地為防火間隔。
(二)非防火構造建築物除臨接建築線部分外,應自基地各側境界線(後側及兩側)退縮淨寬二.五公尺以上之空地為防火間隔。


陸、我國建築防火法規制度面臨問題
 
  國內建築物高層化、大型化及用途複合化趨勢所致,在防火及避難兩項對策方面,經由以上檢討,建築防火法規所面臨的問題,尚可歸納如下:
一、建築技術規則對於整體建築物防火性能之分類,尚乏完整定義
  建築物依防火性能及時效區分為防火建築物,尚有主要構造為不燃材料建造之建築物,木造建築物等類。在日本建築基準法對於各構造部分之防火性能,可分為四種,除耐火構造外有準耐火構造、防火構造及水泥牆同等構造等,在美國UBC (Uniform Building Code)則將建築物構造型態區分為五類,Type I防火構造至Type V木構造。各構造型態將對應各使用分類 (Occupancy)要求。
二、建築物使用分類應加強整合
  在防火避難設施方面,各設施數量及寬度依使用類別而異。『建築技術規則』建築設計施工編各條文對於用途名稱尚未統一,對於分類原則也不一致,例如第三章第六十九條與第八十八條分類不同,與第四章第一百十三條亦不相同。現行『建築法第七十三條執行要點』,已將建築物用途依使用強度及危險指標整合為九類二十四組,但『建築技術規則』有關建築物防火規定,仍然以用途名稱加以規定,有待整合。
三、個別規格式規定為主,缺乏互補替代性
  現行『建築技術規則』有關建築防火安全規定,主要仍以個別規格式規定為之,對於大型建築物或特殊建築物適用上,若以比例方式增加設施尺度,如防火區劃面積、樓梯步行距離及樓梯總寬度等要求,造成大型平面空間或挑高空間適用上之困難。另如,排煙設備之規定,除自然式排煙外,強制式排煙現行法規僅有機械排煙之規定,如果能遵循性能式設計,亦可利用樓梯間加壓方式或正負壓區劃方式達到應有之功能,則可大量節省設備投資經費與建築空間。
四、建築物整體防災安全評估技術有待發展
  依『建築技術規則』之規定,地下公共運輸系統連接之地下街或地下商場興建時應檢附防災計畫書,另特種建築物申請審議時亦要求申請單位提出防災計畫書。然而防災計畫如何製訂,記載內容及記載事項認定基準尚乏規定,防災計畫書不僅是防災系統的書面報告,同時應該是設計者防災觀念的表現,配合防火安全工程發展趨勢,性能式的設計方法獲得國際上防火安全專家的共識。性能式設計之替代方案,其可行性評估將配合防災計畫書之製作,達到推動的目的,因此相關技術發展將成為今後建築研究之重要發展課題。
五、防火材料與防火構造測試設備有待加強
  現行『建築技術規則』對於防火材料及防火構造有列舉之規定,但所列舉的項目,係以傳統性之材料及構造方式為主,已無法滿足實際需要,對於新型防火材料及防火構造之使用,必須由主管機關審核認可,而該審核認可之依憑係依實驗室的測試結果。目前國內相關測試設備仍然不足,往往影響審核認可作業的推動。

柒、未來展望
  為因應國內建築發展需,以確保建築物防火避難安全。同時解決目前在建築防火管理上所遭遇之困難,短期應從相關技術規定之修正及如何落實相關替代性規定著手,而長期則應參照先進國家作法,建立性能法規制度,以提昇國內建築防火之安全性,並兼顧合理性與經濟性。
一、修正『建築技術規則』有關規定
(一)建築物用途分類之整合,推動建築執照用途採用以類組定義分類記載,以減少不必要的建築物用途變更。
(二)建築物防火構造型態再細分,以適用各種用途規模建築物。
(三)增訂水平避難相關規定,以確保超高層建築、複合用途及行動不便者避難安全。
(四)增訂替代性規定,以適應大型平面空間或挑高挑空需求建築物,在無法符合某個別規格式規定時,得以提具建築防災計畫之替代性方案。
二、推動民間專業機構協助辦理防災計畫之審查及防火建材審核認可作業,並推動實驗室認證制度以及使用防火建材追蹤管理制度。
三、推動國內建築防火法規朝性能法規發展。