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2017
10
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談住宅防火規劃 阻隔火三角

撰文/葉旭原   圖片提供/冠德企業

今年六月十四日凌晨,英國倫敦西區一棟廿七層高的公寓大樓格倫費爾大廈(Grenfell Tower)發生火災,災情慘重。目前這場大火造成的起因仍在調查中,但此一事件又再度引起了民眾對於高層住宅防火性能的關注。關於倫敦大火,我們可以從中學習到什麼?

格倫費爾事件發生後,首先國內外大量媒體都進行了報導,英國官方及民間單位也隨之做了一系列調查,網路上也有專業人士進行諸多分析。究竟,這棟大樓到底發生了什麼問題,導致火災蔓延如此迅速,以至於逃生避難及消防救援都產生了極大的困難度呢?

火災發生都有一個起火點,在格倫費爾這起事件中起火點已被證實是一台冰箱,不過,這牽涉的是設備性能及民眾用電安全的教育,並非建築防火的範疇。話說回來,光是這麼一個點,理當是不會引起如此重大的傷害,問題是在「火的蔓延」!

認識耐燃級數及防火時效

首先,我們得先對材料的耐燃性、構造及設備的防火性有一定的認識。國內於建築技術規則及CNS國家標準內皆有所規定:材料的耐燃性分成了不燃材料(耐燃一級)、耐火板(耐燃二級)、耐燃材料(耐燃三級)等三種,不符最低階(耐燃三級)者稱為級外材料,是用來規範「單一材料」在火災初期及高溫時的著火、延燒、發熱、發煙的性質。

構造則分成防火時效零點五、一、二、三小時;防火門窗分成30B、60B、60B+、30A、60A、120B五級(數字為防火分鐘數;A、B代表阻熱性能);貫穿部防火構造分成防火時效一、二小時,構造及設備的防火時效是為了規範防火區劃之間的阻熱性及延燒時間以利於逃生。

構造及設備是由各種材料組成,所以防火構造及設備的廠商會將各種耐燃等級的材料組合在一起後送去試驗,再定義出該產品的防火時效。故耐燃X級是一種材料耐燃性的描述,防火時效X小時是一種構造型式的描述。

格倫費爾效應,防火蔓延成關鍵

格倫費爾大廈是一個老建物翻修再利用的實作,建物整修的範圍包含了外牆系統的重建,也就是我們常說的「老屋拉皮」。此建物原來的外牆是RC牆,其拉皮工程是在原來的RC牆外再增加一層外殼,這外殼的作用是用作防水及隔熱保溫。目前,根據調查報告,外界普遍認為外牆覆層的保溫裝飾材質,是火勢迅速蔓延的禍首

倫敦大火火勢蔓延路徑圖。主要為順著內層的空氣腔,並藉著垂直的煙囪效應迅速的擴展至其它樓層。圖中綠色為保溫層,黃色為裝飾面層,夾於中間的紅色即為空氣腔。

倫敦大火火勢蔓延路徑圖。主要為順著內層的空氣腔,並藉著垂直的煙囪效應迅速的擴展至其它樓層。圖中綠色為保溫層,黃色為裝飾面層,夾於中間的紅色即為空氣腔。

上圖是格倫費爾大廈建築物的拉皮構造,有三個點是關鍵點:裝飾面層材料(Cladding)、保溫材料(Insulation)、空氣腔(Air Cavity)

  1. 這棟大樓的裝飾面層從各方面的訊息來看應是採用鋁複合板(俗稱三明治板)。這種材料是由兩片極薄的金屬板(通常是鋁板)中間夾著PE聚乙烯板(可作保鮮膜、牛奶桶)組合而成。金屬鋁板屬於不燃材料,問題是中間的聚乙烯材料是級外材料。
  2. 再看保溫層,經過調查它是採用英國Celotex公司RS5000系列的保溫材系統,主要材料是採用聚氨酯類的PIR材料(可作冷媒管包覆材),雖屬於耐燃材料,同時也具遇熱固化的特性,但尚未達到不燃材料等級。
  3. 在構造圖中可發現裝飾面層與保溫層中間存在著空氣層(腔),而這空氣腔是充斥了整個立面且相通,在水平及垂直方向互相貫穿形成了空氣網格通道,空氣可自由流動。一旦發生火災,垂直向的空氣管道就形成了熱空氣上升的 「煙囪效應」,加速火的蔓延,且效應是管道越高效應越明顯。

所以,倫敦大火是由某家的電冰箱起火,先在該戶竄起火災,再藉由外窗空隙將高溫傳至新外牆引燃耐燃性差的面層材料(PE)及保溫材(PIR),而空氣腔則提供足夠氧氣,讓其有足夠火力延燒至旁邊的板片。隨著火越燒越大,空氣網格內的對流作用越強,更源源不絕的提供氧氣,如此惡性循環下去,沿著空氣網格及強大的煙囪效應,火勢快速地從四樓延燒至十四樓,再蔓延至室內,形成了這場無法挽回的悲劇。

住宅防火規劃:阻隔火三角

「火三角」闡明了一場火的燃燒之規律,需齊備以下三種元素,熱量燃料氧化劑(通常為氧氣,缺一不可,因此,住宅的防火規劃可由此觀念闡釋。

熱量的產生一開始會由起火點發生,可能是人為,如點煙或點香,但也可能是電線或電器起火。對此,住宅的電源及設備最好都要設置漏電斷路器及保險裝置,避免電載負荷過大產生過熱形成起火點,這一點也是冠德建設一直堅持的地方。

燃料方面則是指建材。以冠德建設來說,每棟住宅的結構體、室內裝修構體(隔間、天花)都是耐燃一級材料,尤其是外牆材料,不論是溼式或是乾掛外牆,採用的是石材、磁磚、金屬等不燃材料,完全斷絕了燃料的提供。

建築規劃防火,以冠德建設來說,每棟住宅的結構體、室內裝修構體(隔間、天花)都是耐燃一級材料,尤其是外牆材料,不論是溼式或是乾掛外牆,採用的是石材、磁磚、金屬等不燃材料,完全斷絕了燃料的提供。

建築規劃防火,以冠德建設來說,每棟住宅的結構體、室內裝修構體(隔間、天花)都是耐燃一級材料,尤其是外牆材料,不論是溼式或是乾掛外牆,採用的是石材、磁磚、金屬等不燃材料,完全斷絕了燃料的提供。

氧氣是無法杜絕提供的,只要有空氣就會有氧氣,但可以避免源源不絕提供氧氣的空氣通道產生。這就必須回到防火區劃的觀念。防火區劃是將每一居室空間用防火一小時以上的樓板、牆體區隔出來(以冠德為例,即是以戶為單位),避免某戶的火災延燒至隔戶,確保火災發生時,住戶有時間逃生。

在防火區劃的細部規劃中,最重要也比較容易忽略的一點:貫穿不同防火區劃的水平或垂直向穿孔。在水平向會是電器管路的穿越,而在垂直向會是機電管道間或外牆各樓層之間的孔隙(層間孔隙),垂直向的孔隙更會形成煙囪效應。所以,這些貫穿部的防火阻隔是一個非常重要的議題,它必須是三度立體空間的考量。冠德企業的施工標準程序即是在施工前,作好全棟防火阻隔檢討及規劃,務必讓每一區防火規劃滴水不漏。

防火阻隔的實際作為,是在乾掛外牆與樓板之間的層間孔隙全部施作防火層間塞,而在水平及垂直向的機電穿孔則施作凝固型防火阻泥,更精進的作法,是在一些非金屬管材(如PVC管)穿越處施作膨脹型防火阻泥,務必讓火苗無法跨越防火區劃一步。

磚紅色構造為乾掛式外牆(如玻璃帷幕牆......)與樓板間之防火層間塞。

磚紅色構造為乾掛式外牆(如玻璃帷幕牆……)與樓板間之防火層間塞。

金屬管穿越防火區劃隔間牆之空隙處施作凝固型防火阻泥。

金屬管穿越防火區劃隔間牆之空隙處施作凝固型防火阻泥。

非金屬管穿越防火區劃隔間牆之空隙處施作膨脹式防火阻泥,當非金屬管材(如PVC管)遇熱融化,此時阻泥亦會同時遇熱膨脹填滿管材被融化後的空間,確保阻隔性。

非金屬管穿越防火區劃隔間牆之空隙處施作膨脹式防火阻泥,當非金屬管材(如PVC管)遇熱融化,此時阻泥亦會同時遇熱膨脹填滿管材被融化後的空間,確保阻隔性。

星星之火可以燎原,要杜絕一切火勢蔓延的可能,建築規劃防火及消防設備防火兩個層次都要面面俱到。而從群簇式住宅的防火間隔、獨棟建築物的防火區劃、防火阻隔乃至火災發生時的消防警報、避難逃生、滅火、搶救等設備,皆以最高標準規劃及施工,則是冠德企業對每一戶住宅的承諾,以嚴謹管理保證建築品質,讓所有住戶生命財產能得到完整的保護,居住更加安心。

 

本文收錄於《居心誌 NO.11》自然食桌

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