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避難容許時間(ASET)、避難所需時間(RSET)是什麼?火災預防的終極應用

最後更新日期: 2022-03-24

你知道 ASET 、 RSET 是什麼嗎?假設你現在身處在人擠人的大賣場、地下車站或機場航廈,這時突然發生火災,你有沒有把握能夠及時逃離火場、免於傷亡?如果當時的人很多或者場所本身的避難動線很差,一定都會讓你在避難時困難重重吧

這些特殊場所跟一般建築物不同,往往因為挑高空間用途複雜避難方向不熟悉等因素,使得內部的人員在避難時會耗費大量的時間,因此我們必須透過「避難安全驗證」來檢驗人員是否能在災害擴大前順利完成避難。這個驗證過程其實跟自衛消防編組驗證是一樣的概念,今天就要來告訴你進行避難安全驗證時有哪些重點需要注意

延伸閱讀:自衛消防編組的意義是什麼?5個消防特考的關鍵重點在這裡!

Marchant 避難理論

避難安全驗證又稱為「性能式防火避難設計法」,一般都是採用英國學者Marchant, E.W所提出的避難理論公式:T=(Tp+Tr+Ta+Ts)/Tf < 1

  • T:避難所需時間比值
  • Tp:偵測火災所需時間(發生火災至發覺火災的時間)
  • Tr:對火災發生做出反應所需時間
  • Ta:確認火災發生而開始採取避難行動所需時間
  • Ts避難逃生行動時間(抵達安全地點所需時間)
  • Tf:傷亡出現,人員無法自力避難之環境出現的時間

偵測火災所需時間(Tp)

無論哪種型式的探測器都需要時間來偵測到火災的發生,在各類場所消防安全設備設置標準中稱這段時間為「動作時間」,動作時間愈短就愈能提前讓人員知道有火災發生、提早開始進行避難。這也是為什麼消防安全設備及必要檢修項目檢修基準中會規定探測器的動作時間

偵煙式探測器動作時間

除了探測器偵測到火災發生以外,我們主動發現火災然後通報,這段過程花費的時間也屬於Tp,不過通常我們主動發現、開啟手動報警設備所花費的時間會比探測器還長,所以最好還是要設置自動警報設備才行

對火災發生做出反應所需時間(Tr)

當探測器偵測到火災發生、發出警報後,我們需要花費時間確認、解讀警報聲的意義。同樣都是警報聲響,對於不同人來說可能代表不同意義,需要花費多少時間來解讀也因人而異,如果能讓我們盡快瞭解警報聲響代表有火災發生,就能盡快開始採取避難行動,這就是為什麼要設置「緊急廣播設備

開始採取避難行動所需時間(Ta)

當我們聽到警報聲響也確認有火災發生後,我們會開始思考接下來該採取什麼動作,是要逃生、就地避難、確認是不是真的有火災發生,還是協助滅火?許多人可能不會立刻採取避難行動,會先觀察其他人都怎麼做才行動,這就會影響我們能避難逃生的時間

避難逃生行動時間(Ts)

確認火災發生、決定要開始避難後,我們需要花費時間到達相對安全區,相對安全區可以是走廊、排煙室、樓梯間、戶外等,無論移動到哪個相對安全區都可能耗費大量的時間,為了縮短避難所需的時間,因此才規定要設置避難標示設備、避難器具、緊急照明設備等

上面幾個時間的總和(Tp+Tr+Ta+Ts)就是「避難所需時間」(Required Safety Egress Time, RSET)的概念,如果畫在時間軸上,就可以得到下面這張圖:

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延伸閱讀:特別安全梯、緊急昇降機間排煙室如何設置排煙設備?

人員無法自力避難之環境出現的時間(Tf)

火災從發生到發展至有危害、造成人員傷亡,或使人員無法自立避難逃生的時間。假設某個區域在火災發展一段時間後,變成人員無法生存其中的環境,沒有離開該區域就不可能存活,這段火災發展的時間就是Tf

Tf就是「避難容許時間」(Available Safety Egress Time, ASET)的概念,可能在時間軸的任何時刻,是一個安全極限時間。如果Tf比Tp+Tr+Ta+Ts還長,代表該場所是安全的(ASET > RSET),反之則代表危險(ASET < RSET)

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其實在自衛消防編組驗證中就有ASET、RSET的概念,ASET相當於「界限時間」,RSET就是實際執行各項自衛消防編組應變行動所需的實際時間

透過這種ASET、RSET的驗證,我們就能瞭解一個場所發生火災時人員是否都能順利避難,國內也有許多學者針對避難安全驗證進行研究,有興趣的話可以參考看看

避難安全餘裕時間

ASET > RSET代表安全,這時如果將ASET減去RSET就會是「避難安全餘裕時間」,餘裕時間愈長代表我們愈能在火災發展到危險的狀況之前完成避難、場所愈安全,因此我們必須設法盡量延長餘裕時間

延長餘裕時間的方法有兩種:延長ASET、縮減RSET

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下面會分別說明影響ASET、RSET的因子有哪些,以及透過哪些方式可以延長ASET、縮減RSET,對場所進行避難安全設計

避難容許時間(ASET)

定義

許多文獻對避難容許時間(ASET)的定義通常包含下列三項:

  1. 火場溫度達到人無法抵抗之時間
  2. 火場煙濃度達到人無法抵抗之時間
  3. 滯留時間太長,達到人無法忍受之時間

Reax Engineering 針對人的忍受度則列出下列三項比較量化的條件:

  1. 能見度需超過10公尺
  2. 溫度必須保持在65° C以下
  3. 一氧化碳濃度必須保持在1400 ppm以下

值得注意的是,每個人無法忍受的程度都不一樣,因此ASET準確地說應該沒有一個標準答案,許多文獻都是利用大眾的平均避難表現,透過各種火災工學程式來模擬火勢發展狀況、計算理論的ASET數值

不過因為計算方式很複雜,而且每個國家的計算標準都不一樣,因此下面我們只討論影響因子有哪些,不實際進行計算

延伸閱讀:火的一生-從起源到熄滅(解密你從沒看過的火災成長曲線)

影響因子

居室火災避難容許時間基準之驗證研究這份報告中,將ASET的影響因子分為物理、生理、心理三方面:

  • 物理:包含居室面積、天花板高度、開口大小、火載量、釋熱率等
  • 生理:對溫度、煙的毒性、遮蔽性或輻射熱的忍耐極限程度
  • 心理:造成人心理恐懼而不敢避難,影響心理的因子因人而異

火災學第四章第二節「煙之危害」提到煙的毒性煙的高熱煙造成的視覺障礙,第五節「火災熱流現象」提到火羽流天花板噴射流,其實都是ASET的影響因子,建議可以直接回去看火災學的內容,我就不再贅述

事實上只要與火煙的產生、蓄積、傳遞、移除有關就都是影響ASET的因子,例如可燃物的種類與數量、是否使用防焰物品、是否設有自動撒水設備與排煙設備、煙控系統是否能正常啟動、建築物室內空間尺寸等

如果消防特考有考ASET影響因子的申論題,就可以結合火災學的內容來申論,說明這些火煙特性會如何影響我們、可能會有哪些無法容忍的危害等

延伸閱讀:消防特考申論題怎麼寫?身為考生一定要知道的3個重點

延長ASET的方法

針對火煙的產生、蓄積、傳遞、移除,有許多對應方法可以解決,下面我舉例五種常見的方法:

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減少火載量

避免大量火煙產生的最有效方法當然就是減少火載量,不僅可以降低火災發生的風險,就算發生火災也不會有太高的熱釋率

裝潢材料使用防焰物品

使用防焰物品也能有效降低火災發生的風險、避免火勢快速擴大延燒,這就是為什麼許多場所都要依規定使用防焰物品

設置消防安全設備

設置完善的自然或機械排煙設備可以避免濃煙蓄積,而設置自動撒水設備則能有效控制火災、避免火勢擴大

延伸閱讀:消防排煙設備是什麼?如何決定自然排煙或機械排煙

設計完善的煙控系統

如果無法順利排煙,我們也可以考慮使用煙控系統,將濃煙控制在一定區域、不影響人員的避難動線。煙控原理可以參考火災學第四章第四節「煙霧之控制與管理」的內容

延伸閱讀:2021最新!你要的火災學重點都在這裡(再不看就晚了)

建立完善的防煙區劃

各類場所消防安全設備設置標準第188條規定的防煙區劃(或防火區劃)就是為了將低火煙擴散至其他居室的風險,火煙擴散的速度愈慢愈有利於我們進行避難逃生。從場所的內部空間來規劃改善是最有效延長ASET的方法

避難所需時間(RSET)

定義

從知道火災發生到完成避難所需的時間總和稱為RSET。日本建築中心防災計畫指針將RSET又分為避難開始時間(Tp+Tr+Ta)、避難行動所需時間(Ts)

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自衛消防編組應變能力驗證要點的附錄三「避難時間推測要領」其實就是在計算RSET,有些收容人員因身體因素無法實際參與驗證演練,因次就會用公式進行推算。同樣地,這裡也有區分開始避難時間和完成避難時間

推測所需時間計算表

比較特別的是,「開始避難時間」還有計算被照護者移至輪椅、擔架等輔具的時間,這其實就包含在Ta中,是避難弱勢場所與其他場所不同的地方

準備避難需花費時間係指被照護者準備避難所花費時間
使用輔具時,被照護者移至輔具等準備時間,其中輪椅準備避難需花費時間=30 秒、擔架準備避難需花費時間=60 秒,其他方式以實際測量為主(以準備時間最久之數值帶入)

影響因子

下面我們分別就避難開始時間與避難行動所需時間探討各自的影響因子:

避難開始時間

火災發生到偵測火災(Tp)是所有避難行動的起點,因此探測器種類、靈敏度、動作時間都是影響Tp的因子。而如果是由人員發現火災,是否有完善的手動報警設備也會影響火災訊息的傳出時間

探測器偵測到火災到人員做出反應(Tr)所需的時間因人而異,這跟警報聲響的種類、辨識度、平時是否受過教育訓練等有關

對火災做出反應到採取避難行動(Ta)所需的時間也是因人而異,這跟是否有人員或語音提示、是否受過教育訓練有關

避難行動所需時間

人員完成避難的時間會受到逃生梯的數量、是否有明確的避難指標、是否有避難器具輔助、自衛消防編組是否能發揮功能有關

以人員自身的狀況來說,是否為避難弱勢、是否會因為心理因素而不敢避難、是否容易方向迷失等也是會影響避難行動時間的因子,值得我們特別注意

縮短RSET的方法

縮減RSET的方法包含提前避難開始時間縮短避難行動時間,下面我列舉五個常見的方法:

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管控場所收容人數

場所內的收容人數如果太多,勢必會增加避難逃生的困難性,除了降低步行速度外,也很容易發生出口堵塞、踩踏事件等。因此特殊、高風險的場所應該管控收容人數,尤其長照機構、安養中心等避難弱勢場所更應避免超收

完善各類消防安全設備

你一定有聽過「火警自動警報設備是帶動一切防災對策的火車頭」這句話。由此可知設置完善的火警自動警報設備可以有效地讓我們提前開始避難行動,設置緊急廣播設備也可以直接告知有火警發生,減少人員判斷警報聲響意義所需的時間

在避難的過程中為了避免濃煙遮蔽視線、方向迷失,應設置完善的緊急照明設備和避難指標、優化避難動線,讓不熟悉場所空間配置的人都能順利依照指示進行避難,縮短避難行動所需時間

延伸閱讀:應設 、免設-消防安全設備超級考題(全台唯一內容揭露)

強化避難逃生觀念

平時我們應該強化避難逃生觀念,聽聞警鈴或緊急廣播後就要立刻採取避難行動,減少猶豫的時間。另外,我們也應該建立正確的火場求生觀念、採取適當的應變行動,避免讓自己陷入危險的環境、浪費避難逃生的時間

延伸閱讀:打火哥的30堂烈焰求生課(第一線消防員要教你的事)

強化自衛消防編組功能

火災發生初期有賴自衛消防編組的各項應變作為,如果自衛消防編組能適時地進行通報、避難引導,就能讓人員提前開始避難、縮短避難行動時間,尤其避難弱勢族群更需要自衛消防編組人員的協助,因此平時應該強化其功能

建立完善的防煙區劃

避難不一定要到室外,建立完善的防煙區劃能讓人員到「相對安全區」避難,只要確保相對安全區不會遭火煙影響就能確保人員的安全,而人員到達相對安全區避難所需的時間相對較少,因此特殊、高風險的場所都應該依照規定規劃

總結

消防法包含了消防安全設備、防焰物品、自衛消防編組等火災預防制度,火災學也介紹了許多燃燒理論、煙控原理等,我們學習這些知識與法規的最終目的就是要應用在「避難安全驗證」上

不過上面提到的各項制度、設備與研究其實都是治標的方法,在思考如何增加逃生避難機率之前,我們更應該先思考如何預防火災發生,如果我們致力於降低火災發生的機率,自然就能減少後續產生的避難安全議題

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