高层消防设计与安全评估有哪些要点?

【专家解说】：资料:高层建筑防火安全设计之评估方法 一、缘起与目的 主要是针对防火安全的，目前先进国家基本上所倾向的方向都是在谈所谓的性能设计，因为有很多建筑物做都市景观的设计，常常都有都市指标的设计，有些体育馆，比如工人体育馆，人数达到数万人的建筑物，都是一些比较特殊的设计。在法规体系里，可能规范的层级就不是那么高，因为目前不管是《中华人民共和国消防法》还是台湾所使用的消防法，都是最低基本的安全需求，不管它里面所定的量化数据，不能超过几公尺的房屋范围，或者必须在多久时间内要行动，这样才能达到初期警报的功能。如果新的设计、或者新的建筑物没有办法适用现行法规基本安全的需求，我们怎么来做一些性能方面的设计，来印证它是不是具有同样的功能。 最常碰到的案件 就像我这里所列的有四个形式:第一种情形，法规发布特别的防火安全工程设计，比如像台湾法规里面目前对于紧急广播，过去有一些规定，我们新的法规里面也导入新的计算方式，可以做一些性能上的计算，或者是避难安全的减震，比如说日本的《避难安全减震法》也在台湾建筑法里纳入这个规范;第二种情形因为结构限制没有办法适用规格法规，比如大型商场，这种天花板高度很高，跨距很大。第三种情形，比如业主要求，作出较现行规格法规同等性能以上之设计，比如提前做一些动作，甚至在生物科技这些厂房，必须做一些新的设计，或者半导体厂，对于尘烟探测的设备没有办法用，我们就使用传统的设备。比如有空气吸收式的原理来做烟雾的分析、感知，或者用监视器针对烟的浓度或者烟的形状，烟粒子的变化，来截取它的分析资料，可能业主基于他本身的考虑，选择由设计者来做一些选项。第四种情形，对成本或安全按极大利益的特别设计，比如有些建筑物外墙没有办法做开口，是不是把台湾的法规里面所要求的缓降机可以用避难器免除掉，像核能发电的厂房，它有一些新的要求和规范。大致在性能的防火安全设计方面，最主要有这四个起因所引起。 台湾的防火法规 左边这个是以规格式的规范，在法规里面清清楚楚定相关的标准数据，右边是防火安全的设计，这个性能方式必须要回归到最上位的以建筑法和消防法体系在防火安全设计目的上，可以归纳为三个目的，一，到底防火安全设计是针对人命安全来优先考量。或者是针对财产保护，像工厂设施或者半导体厂设施，它的财产保护可能优于人民安全。另外一个就是环境保护，比如生物科技厂房，如果我们以一般的火灾抢救观念来做火灾保护，可能它所产生的跟水混合的生物科技的化合物，和生化产品可能影响环境的频度和危害等级更大。所以，在法规体系里面有建筑和消防，斟酌设计的目的，加上功能，再到最后的性能上的要求，比如重点是在避难上，或者出入口大小或者数量上的选择，应该考虑到人数等等特性。这个是目前在台湾法规发展，大致上在防火安全设计有建筑和消防两大体系。在大陆有一部分建筑楼梯、出入口、走廊好象划在消防领域里面，简单就台湾防火法规体系做一个介绍。 必须要提供的一个概念，今年有关防火安全工程评估分为三个等级，最主要的概念，它的危险度到底危险到什么程度?防护的对象主要是以为主?由这个来做区分，然后再经过风险的分析，像左边所列的属于第一极的原则，可能在建筑或消防的部分，有一些变动的设备，它是超越法规，跟法规具有同等性能的，比如我刚才提到的探测警报系统，它如果不是用现有法规所规定的设备，它可以选择具有同等性能的效果，来达到我们法规上所谓安全的要求，这个是属于第一极的评估，比较简单，在防火安全里面只有一个子系统，我们可以很快地把它解决。第二种，它可能包含了两个子系统以上，或者安全等级的需求，我们可以用时间序列或者其他方式来处理，对于烟尘下降，对于整个烟控的环境，我们做排烟的时候，做到烟控设计，对于烟控下降的时间和高度，必须控制它的时间和设定它的高度，像这样的安全等级，是由来做分析，然后做设定，这个由设计者和主管机关来做决定。第三种评估等级，就整体防火安全来看整体系统，变化的子项就比较多，而且牵扯到建筑物整个防火避难设施，包括出入口的大小或者楼梯的数量，甚至有关消防安全设备这些系统综合评估。前面的演讲人提到风险管理和危机管理，把风险机遇必须纳进来做一些评估。 刚才谈到一级评估的案例，台湾的防火法规里，比如广播扬声器，原先是每十公尺必须要设一个扬声器，它的音必须要在92dB以上，我们现在法规里把它纳入性能式的设计，也就是说它不一定按照多大距离设一个扬声器，像左边这个规格式的设计(见图)，用一个固定的空间，设多少数量的扬声器是一定的，右边的设计模式，可以经由这个空间的传响时间，还有平均吸音率还有指向性，与指向系数，只要达到受音点，达到音压75dB以上就可以。以上属于一级的评估，对子系统做了改变。 从扬声器的位置，总远的角度，在0到10度的时候，音量可以达到的距离是最高的，随着它的角度变化，越呈横向变化，它的音量就变低。这个是针对刚刚我们提到的一级评估，在高雄市有一个现代体育馆，原先照我们规格设计必须设100多个消防紧急广播用的扬声器，我们最后核定的结果只要26具扬声器就可以了，因为体育场的空间是挑高的，扬声器的设置基本上经过这样的运算方式来达到法规上的要求。 二级评估，很多人去过的台北101，它的101层是用来办公的，旁边的附属建筑物称为群楼，是购物中心。我们做烟控计算的时候，这是一个模拟的动态图，一个火源在一层的位置起火，类似这样的案例，比如这个是在第五层，最高的人站的位置，设定它的安全高度，烟尘下降不能到地面高度的两公尺，我们也可以选择1.5公尺，一个更严谨的高度，甚至1.2公尺，这就是二级评估。如果用时间序列来看，烟尘上升的速率，烟的可视度，一氧化碳浓度，二氧化碳浓度，再参照这栋建筑物开口大小，跟外气的温度等参数，当烟如果往下继续沉降，我们通过机械的排烟风机排掉，让烟尘控制在两公尺可以是1.8公尺，可以是1.5公尺，这个是由下降生成的方式决定。烟尘下降，跟它具有相关性的就是避难，我们控制烟尘，就是按内部人员安全离开，在避难的评估计算有很多的评估工具，我们看一下避难的动态资料，利用各种电脑模拟运算程式做一些评估，因为这个牵扯到一些行为，比如收容不收容的有老、幼、妇女，人的行为模式有推挤，人跟人在一起挤的时候会有推挤的行为，没有跑掉的可能就会向图上所出现的位置，在这些地方受到伤害。类似这样的二级评估，这是我们对防火安全设计上实际使用的一些评估工具。 三级评估，牵扯到的风险跟机遇。我们设定发生多大的火灾，探测火警的声音探测系统成功率是多少，失败率是多少。灭活系统是不是能够成功，我们也做一些几率的预算，设定各种情境，这些情境所得出来的这些数据，最后导算出来每年的风险损失的估算，用这样的方式是属于比较中和，而且比较复杂，但是可以比较精准的评估，投资者或者业主对这种建筑物在设计的时候到底采用多高的安全等级。 在整个防火安全设计体系中，除了原有的传统规格条例式的方法，如果超越法规的新的设计方式，或者是同等性能以上的，我们可以用可接受的方案设计概念，按照设计者或者业主的要求，看它变动的程度到底达到什么样的等级，因为任何一个建筑物的防火安全设计都用最复杂的模式去处理，可能只是变动局部的，我们就用简单的方式，在第一级的时候做解决。如果是比较复杂的话，我们再用比较复杂的方式来做处理。我介绍的不仅是高层建筑物，在其他的建筑物的防火安全的需求上，往往有超出现行法规规定的情形，只是对几个模式跟思考的理念做了简要的报告。