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60

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  • Abstract “Arcade”, the most common type of structures in the streets in Taiwan, conceals various

    dangerous elements because it is a public access area. The rising number of serious casualties caused by motorcycle arsons under the arcade amplifies the importance of the prevention of arcade fires. Besides, the residential complexes less than five floor built before 1996 are not in the category of places which should be installed fire equipment by regulation. The commercial buildings, classified by use and the total floor area, here are comparatively at most equipped with three simple fire equipment (emergency lighting equipment, indicating equipment and fire extinguisher) and/or fire escape equipment, detector and emergency broadcasting equipment. The above mentioned situation highlights the inadequate fire safety equipment in the buildings especial for public accommodation and the disadvantaged. Thus, the project will aim at studying the prevention strategy of commercial-pattern arcade fires through a variety of approaches, inclusive of (1) analyzing arcade fire statistics and the related case reports of investigations in recent years to find the related factors and the reasons of causing serious casualties in arcade fires; (2) exploring the literature on the research of related regulations and experimental/numerical studies to get important parameters used in CFD simulations; and (3) conducting CFD simulations of commercial-pattern arcade fires in order to fulfil the goal of the project.

    The subject buildings of this research focus on the fire simulation and analysis of motorcycle fires in arcade which is legally existed five-storey residential and commercial complex building. Through the performance of FDS, we can simulate the impact of high temperatures and dense smoke on the building itself and people inside. In addition, with contrast of different kinds of FDS scenarios we may submit a more economical, reasonable, and effective precaution measure. Finally, we verify, by animation and reviews of pictures of FDS for arcade fires, the concept of immediately closing doors and windows and then staying inside for rescue. Key Words: Arcade, Fire, FDS

  • 1 何明錦(2005),住商複合建築物火災危險評估與防火避難安全對策之研究,內政部建築研究所研究報告,155~156 頁。 2 呂博清(2002),騎樓式建築結構配置的探討,國立中興大學土木工程學系研究所碩士論文,3 頁。

  • 3張尚文(2008),水系統在騎樓機車火災之防護效果與展望,建築研究簡訊第 59 期。 4廖茂為(2006),火災調查與鑑識實務,鼎茂圖書出版股份有限公司,75~84 頁。 5林金宏(2003),蘆洲大火,真相剖析,消防月刊(9 月),2~9 頁。 6林誠興、陳德啟、虞嘉駿、周國達、張兆興(2009),舊式五層樓公寓火災電腦場模式模擬,工業安全科技,46~56 頁。 7高士峰、賴協隆、吳玉祥、張寬勇(2008),舊公寓以 FDS 模擬進行分析及改善,消防與防災科技雜誌, 96-101 頁。 8沈子勝、黃育祥、郭聰誠(2005),應用火災工學與火災模擬軟體 FDS 於火場之重建,中央警察大學災害防救學報第 6 卷,21-41 頁。 9 John H. Mammoser III, Francine Battaglia, “A computational study on the use of balconies to reduce flame

    spread in high-rise apartment fires”, Fire Safety Journal, pp.277-296, 2004. 10 K. B. McGrattan, H. R. Baum, R.G. Rehm,“Large Eddy Simulations of Smoke Movement”, Fire Safety

    Journal,Vol.30,pp.161-178, 1998. 11 Jason E. Floyd, K. B. McGrattan,“CFD Fire Simulation Using Mixture Fraction Combustion and Finite

    Volume Radiative Heat Transfer”, Journal of Fire Protection Engineering,Vol.13, 2003.

  • 12

    郭全豐、林慶元、莊英吉(2009),為安全構築一道防火線-命懸防火遮煙門,消防與防災科技雜誌,96~98 頁。

  • 研究動機

    研究目的

    確定研究範圍

    文獻探討

    蒐集並分析相關數據資料

    訪視臺北縣商業型態騎樓式建

    築物之共用樓梯出入口防火門

    及臨街 2,3 樓窗戶設置情形

    蒐集騎樓式建

    築物相關災例

    及數據

    蒐集國內既有騎樓

    式建築物之法規與

    相關文獻

    火災模擬軟體驗證

    結論與建議

  • 13 維基百科,自由的百科全書。(http://zh.wikipedia.org) 

    14 李乾朗(1979),臺灣建築史,雄獅圖書。 

    15 李乾朗(2003),臺灣古建築圖解事典,遠流書局。 

    16 朱啟明(2005),『閩南街屋建築之研究-以福建省泉州市中山南路「騎樓式」街屋為例』,國立雲林科

    技大學空間設計研究所,碩士論文。 

    17 李乾朗(2005),台灣古建築鑒賞二十講,台北市:藝術家出版社。 

    18 李東明(2003),台灣傳統街屋建築空間形式與再利用之研究,25 頁,內政部建築研究所研究報告。 

    19 同註 8。 

  • 20 林慶元(1999~2002),騎樓及其延續建築正面之火災安全設計研究,行政院國家科學委員會專題研究

    計畫成果報告。 

    21 張尚文(2008),水系統在騎樓機車火災之防護效果與展望,建築研究簡訊第 59 期。 

    V = 62 cm/min5 m

    圖 2.1、騎樓火災延燒示意圖

    資料來源: 臺北縣政府消防局李勝傑,賴哲祥繪

  • 22 李東明(2003),台灣傳統街屋建築空間形式與再利用之研究,70 頁,內政部建築研究所研究報告。 23 張維能(2005),最新實用建築法規,詹氏書局,(台灣省建築管理規則)。 24 張敏昌(2004),消防安全法令彙編,財團法人消防安全中心基金會。

  • 25張維能,(2005),最新實用建築法規,詹氏書局,(台灣省建築管理規則)。 26李勝傑、黃伯全、林元祥,(2008),騎樓式建築物火災之初探,災害防救學報第九卷第一期,25~42

    頁。

  • 27 內政部消防署,(2008),97 消防白皮書,第一章 災害概況分析,21 頁。 28.同註 2。

  • 29.張冠吾、郭豐裕、謝博毅(2005),騎樓火災,消防月刊(3 月),18~27 頁。 30. 陳建忠、蔡尤溪(2008),鈴木華城住宅天井火災之煙囪效應及防止延燒對策,內政部建築研究所研究報告。 31. 陳建忠、紀人豪(2008),住宅類建築物防火安全性能驗證之研究,內政部建築研究所研究報告。   

  • 32. 林慶元(1999~2002),騎樓及其延續建築正面之火災安全設計研究,行政院國家科學委員會專題研究

    計畫成果報告(PART1)。 

    33. 同註 3。 

    34. Sherman C. P. Cheung, S. M Lo, G. H. Yeoh , Richard K. K Yuen , “ The influence of gaps of   

    fire‐resisting doors on the smoke spread in a building fire”, Fire Safety Journal, Vol.41, pp. 539–546, 

    2006. 

  • 35. 趙育德、黃伯全、林元祥(2008),消防安全設施功能表現之探討‐以被動式消防安全設施為例,災害

    防救學報第九卷第二期,111~132 頁。 

    36. 同註 12 

    37. V. Babrauskas , “ Glass Breakage in Fires”, Fire Science and Technology Inc., 

    2005,http://www.doctorfire.com/glass.html.     

  • 建築物火災於起火燃燒到結束,可分成起火期、成長期、閃燃、最盛期與衰退

    期等各階段,因此各國亦針對火災發展之各階段 , , , 研擬出各項防火對策(如圖

    2.3),其中閃燃(Flashover)之發生係火勢進入最盛期之關鍵,構成之因素係建築物居室內燃燒所產生之熱能向周圍擴散並形成煙霧層蓄積於天花板下方,同時間因

    輻射、對流或傳導等熱傳方式加速居室內之可燃物進行裂解,所產生之可燃性氣體

    與空氣混合濃度達燃燒界限,且溫度持續上升達多數材料著火點以上而造成室內全

    面燃燒之現象,故與本研究之建築物騎樓開放空間有所不同,又由於國內外建築物

    火災之研究多數以建築物內部火災為主,建築物下開放空間之火災文獻相當缺乏,

    故本研究將以林慶元氏於 1999 至 2002 年間之騎樓下全尺寸機車火災燃燒實驗所測得之數據進行火源設計,再由電腦模擬程式自行計算,另為避免設定延燒而造成模

    擬結果複雜化,故本研究以安全門之有無及門、窗之開啟與關閉為主,設定不同情

    境以探討建築物內部空間溫度分佈及濃煙擴散情形,藉以評估建築物內部人員初期

    避難逃生之危險性及因應對策,未設定內部傢俱及梯間雜物或違建之延燒。

    38 John Wiley & Sons, An Introduction to Fire Dynamics-Second Edition, University of Edinburgh, UK,pp292~296, 1998. 39Richard L.P. Custer, Brian J, Meacham, Introduction to Performance-Based Fire Safety, Massachusetts USA, pp93~117, 1997. 40 日本火災學會,火災與建築,共立出版株式會社,93~101 頁,2002 年 3 月。 41 陳弘毅,防火管理,鼎茂圖書出版有限公司,59~72 頁,1999 年

  • 42 ASHRAE Handbook, HVACA Application, 2007,Chapter51,Fire and Smoke Management.

  • 人為縱火

    47%

    其他

    17%

    電器設備

    12%

    原因不明

    3%

    敬神

    2%

    機械設備

    3%

    菸蒂

    5%

    敬神

    人為縱火

    其他

    玩火

    機械設備

    電器設備

    菸蒂

    交通事故

    爐火不慎

    自殺

    原因不明

    瓦斯漏氣.爆炸

    烤肉

    施工不慎

    化學物品

    43 內政部消防署,火調資訊系統。

  • 26

    22

    5

    19

    21

    2

    29

    26

    2

    16

    16

    1

    19

    13

    0

    0%

    10%

    20%

    30%

    40%

    50%

    60%

    70%

    80%

    90%

    100%

    92年 93年 94年 95年 96年

    人為縱火-其他

    人為縱火-建築物

    人為縱火-車輛

  • 0 20 40 60 80 100

    民國92~96年騎樓下火災發生數

    臺北縣

    臺北市

    桃園縣

    台中縣

    高雄市

    彰化縣

    高雄縣

    臺南縣

    台中市

    屏東縣

    臺南市

    雲林縣

    苗栗縣

    嘉義縣

    南投縣

    新竹縣

    宜蘭縣

    新竹市

    基隆市

    花蓮縣

    嘉義市

    台東縣

    澎湖縣

    金門縣

    連江縣

    12

    34

    56

    78

    910

    1112

    1314

    1516

    1718

    1920

    2122

    2324

    25

    (

    )

    民國92年

    民國93年

    民國94年

    民國95年

    民國96年

    44 內政部戶政司全球資訊網(2008 年 5 月底),http://www.ris.gov.tw/

  • 75

    117

    77

    19 18 20 1624

    19 21 21

    39

    0

    20

    40

    60

    80

    100

    120

    140

    00~02 02~04 04~06 06~08 08~10 10~12 12~14 14~16 16~18 18~20 20~22 22~24

    時段(每2小時1間格)

    92~96騎樓下火災數加總

    92~96騎樓下人為縱火數加總

  • 45 何明錦,(2005),住商複合建築物火災危險評估與防火避難安全對策之研究,內政部建築研究所研究報告,頁 155~156。

  • 由上述五個市區中之 7公尺以上道路,共計 824 條,調查 11,719 筆資料(附

    件 5),進行分析,首先針對騎樓停放機車之情形分成(1)無停放機車(2)機車單

    排停放(3)機車雙排停放,共三類,各類所占的比例如圖 11 所示,其中建築物騎

    樓下停放機車者之比率高達 52%,又有 1%雙排停放,故臺北縣建築騎樓下以停放

    機車之情形最為常見。又針對建築物騎樓下攤販擺設情形納入探討後得圖 3.5 所

    示,由調查樣本中,設置攤販總數共 1501 件,占樣本總數的 12.8%,其中又以騎

    樓 下 無 機 車 停 放 時 , 有 高 達 20.5 % 的 比 率 擺 設 攤 位 ( 如 圖 3.6 )。

    153, 1%

    5904, 51%5662, 48%

    機車停放雙排 機車停放單排 無停放機車

    528

    963

    5376

    4699

    10 143

    0 1000 2000 3000 4000 5000 6000

    機車停放雙排

    機車停放單排

    無停放機車

    其中擺攤者 未擺攤位者

    未擺攤位者 143 5376 4699

    其中擺攤者 10 528 963

    機車停放雙排 機車停放單排 無停放機車

  • 508, 34%

    129, 9%222, 15%

    642, 42%

    燃氣設備 電器設備 燃氣與電器並存 無擺放者

  • 3010, 26%

    4034, 35%

    4551, 39%

    未設門者 有設門並可密閉者 有設門但不可密閉者

    46 台北市火災案例手冊(1998),台北市政府消防局編印。 

  • 47 何明錦等人(2005),住商複合建築物火災危險度評估與防火避難安全對策之研究,附錄,內部部建

    築研究所研究報告。 

    48 張冠吾、郭豐裕、謝博毅(2005),騎樓火災,消防月刊,18~27 頁,3 月。 

  • 往上

    往上

    422巷114弄

    19號15號

    13號

    17號23號

    25號 27號

    29號

    31號穿堂

    21號

    二樓以上樓層平面配置圖

    23-1號

    3樓、4樓、5樓、7樓31號與29號併為29號一戶

    2樓、3樓劃分為21號與21-1號兩戶

    49 林金宏(2003),蘆洲大火,真相剖析,消防月刊,2~9 頁,9 月。 

    圖 3.9、大囍市社區一、二樓配置圖

    資料來源: 台北縣政府消防局火災調查報告書

  • 50 游增財(2006),偵破大園鄉菓林村 9 鄰 21‐2 號遭縱火案新聞稿,桃園縣政府警察局網站/新聞活動/

    警政新聞/2006‐07‐14 09:45:37。   

  • 51  Hall, J., ”Direction and Strategies for Research on Human Behavior and Fire, Are We Prepared to 

    Support Decision‐Making on the Major Themes?”, Human Behavior in Fire, Conference Proceedings 

    of 3rd International Symposium, London InterScience Communications Limited,2004.   

    52  Daniel J., O,Connor,” Integrating Human Behavior Factor Into DESIGN,” Fire Protection 

    Engineering,Fall,2005.   

    53  Jun‐ho. Choi*, Hyun‐seung. Hwang, Won‐hwa. Hong & Yeol. Choi,” Analysis on occupantsʹ escape 

    圖 3.10、起火場所 1樓平面

    資料來源: 桃園縣消防局火調報告書

    圖 3.11、起火場所 2樓平面圖

    資料來源: 桃園縣消防局火調報告書

  • speed and reason of bottle‐neck occurrence through the trial evacuation experiment at a high‐rise 

    apartment housing”, Human Behaviour in Fire Symposium 2009. 

    54  Silke Eder, Johanna Brutting, Andreas Muhlberger, Paul Pauli, University of Wurzburg, Germany” 

    Human behaviour in tunnel accidents”, Human Behaviour in Fire Symposium 2009. 

    54 廖茂為(2006),火災調查與鑑識實務,75~84 頁,鼎茂圖書出版股份有限公司。 

    55 洪滄浪等三人(2005),南陽特區機車退出騎樓宣導實施計畫,都市交通季刊,第二十卷,第一期。 

    56.Noah L. Ryder, Jason A. Sutula, Christopher F. Schemel, Andrew J. Hamer, Vincent Van Brunt,

    (2004)  Consequence modeling using the fire dynamics simulator,  Journal of Hazardous Materials, 

    pp.149‐154 

    57.Kevin McGrattan, Bryan Klein, Simo Hostikka, Fire Dynamics Simulator (Version 5)‐ User’s 

    Guide,(2009), National Institute of Standards and Technology,NISTIR 1019‐5 

  • 58 美國國家標準及科技研究所網頁,http://www.nist.gov./

    59Kevin McGrattan, Simo Hostikka, Jason Floyd, Howard Baum, Ronald Rehm,William Mell, Randall 

    McDermott, Fire Dynamics Simulator (Version 5)‐ Technical Reference Guide,(2009),National 

    Institute of Standards and Technology,NISTIR 1018‐5 

    60Glenn P. Forney ,User’s Guide for Smokeview Version 5‐ A Tool for Visualizing Fire Dynamics 

    Simulation Data,(2009),National Institute of Standards and Technology,NISTIR 1017‐1 

    61 陳俊勳,楊智欽,(2009),大場館防火性能設計與探討以台北大巨蛋為例,體育場館防火避難安全設

    計與管理研討會論文輯。 

    62John H. Mammoser III, Francine Battaglia, A computational study on the use of balconies to reduce flame spread in

    high-rise apartment fires,(2004), Fire Safety Journal,pp.277-296

  • ( ) 0/ =•∇+∂∂ ut ρρ

    ( )( ) τρρ •∇++=∇+∇•+∂∂ fgpuutu /

    ( ) ( ) lll

    lr YDhTkqqDtDphuht ∇•∇+∇•∇+•∇−′′′=−•∇+∂∂ ∑•

    ρρρ //

    ( ) ( )•′′′+∇•∇=•∇+∂∂

    lllllWYDuYYt ρρρ/

    ρ lY

    •′′′

    lW

    τ•′′′q

    rq

  • 63註 32,27 頁,調查機車環繞建築物情況,由台北市羅斯福路、基隆路、和平東西路等 674 件(每 1 商家之騎樓店鋪視為 1 個樣本單位)有效樣本統計,其中於騎樓下方單排停放占 62.9%。 64註 32,37 頁,機車 125CC 與 50CC 之熱燄峰值相近(12.25W/cm2 及 11.7 W/cm2),故以 50CC 機車作為模擬實驗之主要可燃物。

  • 陽台外推並設

    玻璃窗及鐵窗

    向上

    板橋市四維路109號 板橋市四維路107號

    HZB-941

    伊麗沙美髮店 康齡牙醫診所

    女兒牆上設鐵窗

    隔間牆設落地窗

  • 圖 4.5、模擬建築物立體外觀及網格設計

  • 65 同註 32,107 頁。

    圖 4.6:有無裝修連續騎樓機車火災實驗熱釋放率比較圖(註 65)

    設計火源

    參考曲線

    kW HRR

    0.00E+00

    5.00E+03

    1.00E+04

    1.50E+04

    2.00E+04

    2.50E+04

    -3.60E+02 -6.00E+01 2.40E+02 5.40E+02 8.40E+02 1.14E+03 1.44E+03 1.74E+03 2.04E+03 2.34E+03

    kW HRR

    (sec)

  • 66. Kevin McGrattan, Bryan Klein, Simo Hostikka, Fire Dynamics Simulator (Version 5)‐ User’s Guide, 

    National Institute of Standards and Technology, NISTIR 1019‐5, 2009. 

    67. Kevin McGrattan, Simo Hostikka, Jason Floyd, Howard Baum, Ronald Rehm, William Mell, 

    Randall McDermott , Fire Dynamics Simulator (Version 5)‐ Technical Reference Guide, National 

    Institute of Standards and Technology, NISTIR 1018‐5, 2009. 

    68. Glenn P. Forney ,User’s Guide for Smokeview Version 5‐ A Tool for Visualizing Fire Dynamics 

    Simulation Data, National Institute of Standards and Technology, NISTIR 1017‐1, 2009. 

  • 建物正面

    前 109 號

    後 107 號

  • 建物正面

    前 107 號

    後 109 號

    245℃

    45℃

  • 195℃

    145℃

    107 號 109 號

    170℃

    140℃ 25℃

  • 107 號 109 號

    109 號

    107 號

    170℃

  • 107 號

    107 號

    109 號

    109 號

    380℃

    300℃

  • 69 洪滄浪等三人(2005),南陽特區機車退出騎樓宣導實施計畫,都市交通季刊,第二十卷,第一期。 

    70  Canter, D. (1980) ‘Studying the experiences of fires’, In D. Canter (Ed.) Fires and Human

    Behaviour,pp1‐15. 

    71  Daniel J., O,Connor,” Integrating Human Behavior Factor Into DESIGN,” Fire Protection 

    Engineering,Fall,2005.   

    72  Jun‐ho. Choi*, Hyun‐seung. Hwang, Won‐hwa. Hong & Yeol. Choi,” Analysis on occupantsʹ escape 

    speed and reason of bottle‐neck occurrence through the trial evacuation experiment at a high‐rise 

  • apartment housing”, Human Behaviour in Fire Symposium 2009. 

    73  Silke Eder, Johanna Brutting, Andreas Muhlberger, Paul Pauli, University of Wurzburg, Germany” 

    Human behaviour in tunnel accidents”, Human Behaviour in Fire Symposium 2009. 

    73 廖茂為(2006),火災調查與鑑識實務,75~84 頁,鼎茂圖書出版股份有限公司。 

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