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技師報於85年11月18日土木日創刊
新聞局出版事業登記證局版省報字第48號


中華民國九十八年四月十八日

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文字記者:許素梅

淺談建築物貫穿部防火填塞系統之遮煙性能

蔡東宏 技師

煙,是火災過程中一項危險的產物。在火災發生時,煙的傷害往往比火場溫度更早使人受到危害,在火災意外中,因煙致死的人數超過被火燒傷或致死的一半。根據美國NFPA報告顯示,1990年全美國火災事故死亡統計,其中因濃煙嗆傷而死亡之人數:2,986人約佔73%,因大火燒傷而死亡人數有1,138人約佔26%。另外在日本的火災研究報告中顯示,人員傷亡的各種原因中,因煙的原因造成人員死亡約佔40%,人員損傷約佔70%。同樣歐洲各國的火災研究報告中亦指出因煙而造成人員傷亡約佔70%。去年1217日在台灣晚上7點多,台大醫院突然發生火災,火由4樓之開刀房開始延燒,濃煙並隨即竄升至5樓及6樓,共造成11人受傷,據報導在當時有兩名病患正在進行手術,濃煙竄進了開刀房,兩名開刀的醫師為了堅持把傷口趕緊縫合,甚至因此被濃煙嗆傷,還可能造成氣管永久性灼傷。由這個案例得知,火災發生當時,因為濃煙的上昇速度比人類逃生速度還快,以致於被濃煙嗆傷的人一直比被火直接燒燙傷的人還多由此可見,火災所產生濃煙通常是火場中人員最大的致命原因。

在建築物防火安全上,希望藉由防火區劃設計將火災限制在一定範圍內,防火區劃中包含了防火牆、防火門窗、防火樓板及其他因電線電纜、塑膠管、金屬管、空調管路等貫穿防火牆、防火樓板的穿孔,這些貫穿孔之防火即被稱為貫穿部防火填塞系統。在建築物內牆壁及樓板之貫穿處,可能之縫隙如下列所示:

1.給水、排水管貫穿樓板及牆壁部分縫隙。

2.電線、電纜()貫穿樓板及牆壁部分縫隙。

3.空調風管貫穿樓板及牆壁部分縫隙。

4.排煙風管貫穿樓板及牆壁部分縫隙。

5.帷幕牆與樓板交接處。

6.樓板與樓板、樓板與牆、牆與牆間之伸縮縫接合縫隙。

7.防火牆內開關、插座、電信及開關箱盒等。

當火災發生時,由於煙囪效應的原因,煙毒會四處流竄,建築物之貫穿部往往會成為煙流通的管道,如圖1,假使建築物貫穿部本身與壁體未具備良好之防火填塞時,小小的縫隙累積會積少成多,會使煙流受到火場熱浮力(buoyancy)、煙囪效應(stack effect)、熱膨脹(expansion)及風力(wind)的影響,四處流竄至各個非起火區域,而且這些縫隙及孔洞大多位於樓板下方,火災時越高的地方,煙流壓力越大,所以當火災發生時,火、煙及毒氣在最短時間內必隨著孔洞及縫隙迅速擴散,造成人員逃生的困難或傷亡。然而在台灣,現行建築物貫穿部施工都著重於填塞材料之阻熱性能,對於填塞後之遮煙性能都未予重視,更確切的說,貫穿部只要確保火災時阻熱性及完整性之性能足夠時,其遮煙性能就可忽視嗎?其實火災發生時,建築物各貫穿部填塞狀況都關係著人員生命安全,貫穿部之火災行為或煙流都與門窗縫隙有相同之傳播及延燒行為,所以沒有理由僅重視貫穿部之阻熱性及完整性,而忽略貫穿部之遮煙性能。

在台灣CNS 14514建築物防火區劃貫穿部耐火試驗法」中,對防火區劃貫穿結構的防火試驗要求有阻熱級(A)及遮焰級(B)等規定,在美國有UL 1479ASTM E814)中有分阻熱級(T-Rating遮焰級F-Rating)及氣密級(L-Rating)等;此兩種規範測試方法類似,都有阻熱級及遮焰級兩種等級。歐洲採用EN 1366PART 3,英國採用BS476 PART20做為判定基準,如附表1所示。以上這些規範大多只要求貫穿部之防火性能,在遮煙性能試驗上尚未加以詳細規定,目前僅有UL 1479填塞施作後之氣體漏氣量做測試,此測試稱為氣洩性時效(Leakage Rating),主要測量煙霧穿透防火填塞系統的情形(每英尺/每分鐘所收集到煙霧總量)。目前在世界各國中,對於建築物開口部洩漏量都已訂有試驗標準,例如ISO 5925-1ISO 5925-2UL 1784BS 476-31DIN 18095-1DIN 18095-2JIS A1516CNS 15038,這些試驗都可檢驗出開口部於火災時的洩漏量。近年來對於門縫及窗縫之洩漏量試驗都有相當成果,然而對於建築物的牆或樓板之貫穿孔及其層間塞洩漏量,並無相關之研究或檢測,煙是這麼的危險,目前卻無法知道施工完成的填塞材料,在常溫、中溫(200℃)及高溫時之洩漏量情形,這也是防煙區劃是否能完全落實的關鍵,因此目前對這一區域範圍之洩漏量,實有必要進行特別了解。

由於台灣地狹人綢,使得建築物發展朝向樓層多、室內裝修材料多、機電設備多、管線多等特點,相對建築物貫穿結構穿孔也多,而建築師及營造廠或工程公司在設計及施工時,大多會依據CNS 14514建築物防火區劃貫穿部耐火試驗法」等相關試驗進行防火測試,結果這些貫穿部防火填塞系統雖然符合防火標準,但會因為溫度變化而熱漲冷縮、填塞材料老化及填塞不確實等諸多因素影響,使得貫穿部可能仍存有相當多縫隙,能提供煙流(毒氣)穿越到另一居室進行分析。在台灣市面上,建築物貫穿部防火填塞系統充斥各種材料產品及施工方法,但業主基於規範要求或預算及成本等因素,對遮煙性能都未另加考慮,以致於這一區域範圍之洩漏量一直沒有如同建築物開口部洩漏量試驗標準來檢測,所以我們期待政府及相關研究單位能重視建築物貫穿部防火填塞之遮煙性能,訂定一套合理且安全的規範做為施工業者遵循依據,如此才能真正完全達到建築物防火區劃及防煙區劃安全。

1 貫穿部若未做好防火填塞,會使煙流流竄至各個非起火區域

1 各國貫穿部防火材料試驗判定基準

各國標準 CNS 14514 ASTM E814/UL 1479 BS 476: Part 20 EN 1366: Part3
遮焰性 試體無穿透性縫隙及非加熱面無持續性火焰超過10秒鐘
阻熱性 阻熱性: T-Rating : 非加熱面平均溫度小於140°C+室溫
非加熱面溫度需小於210°C 非加熱面溫度小於 180°C+室溫 非加熱面最高溫度小於181°C+室溫
噴水衝擊試驗 消防瞄子噴水衝擊試驗 無明確規定
判定基準 阻熱性: T-Rating : 遮焰性+阻熱性
完整性+阻熱性 +噴水衝擊試驗。 遮焰性+隔熱性+噴水衝擊試驗。
  F-Rating:
遮焰性: 遮焰性+噴水衝擊試驗。
遮焰性+噴水衝擊試驗。 L-Rating:
  (氣密等級)規定。

 

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