防火工程
防火工程主要是利用各種設計方法以提供火災下結構物(如房屋結構、橋梁結構、或廠房)中之受力構件及非受力構件的保護措施,以減少火災對人民和財產造成的損傷。
依據國內內政部統計資料顯示(表1)[1],102年-111年火災事故死傷人數近5000人,其中死亡人數約占1/3人數,受傷人數佔2/3;財務損失超過十億元,房屋損失則超過貳十億元。雖然單一火災事故或許比不上百年一次大地震所造成的損害,但從災害風險的觀點來看,地震是較不可預期,反觀火災則具有相對較高的預防性。由圖1[2]中建築物火災佔國內火災事件之3/4以上,亦顯示建築物防火安全之重要性。
表 1 台灣歷年火災造成之人員及財物損失
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 | 死亡人數(人) | 受傷人數(人) | 房屋損失 (千元) | 財物損失 (千元) | 合計 (千元) | 
| 102年 | 92 | 189 | 160,190 | 372,931 | 533,121 | 
| 103年 | 124 | 244 | 111,388 | 324,747 | 436,135 | 
| 104年 | 117 | 733 | 199,497 | 331,066 | 530,563 | 
| 105年 | 169 | 261 | 128,529 | 329,984 | 458,513 | 
| 106年 | 178 | 302 | 203,251 | 488,033 | 691,284 | 
| 107年 | 173 | 290 | 186,965 | 408,960 | 595,925 | 
| 108年 | 150 | 478 | 757,767 | 684,438 | 1,442,205 | 
| 109年 | 161 | 464 | 166,032 | 474,686 | 640,718 | 
| 110年 | 192 | 304 | 94,424 | 261,781 | 356,205 | 
| 111年 | 152 | 194 | 101,843 | 325,928 | 427,771 | 
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 | 1508 | 3459 | 2109886 | 4002554 | 6112440 | 
近數十年間,火災造成建築結構的破壞案例以圖2[3]中2001年9月11日的恐怖份子在美國紐約的恐怖攻擊事件影響最為深遠。此事件不僅造成世貿大樓及裙樓的倒塌,人民生命財產的損失,亦使美國National Institute of Standards and Technology投入大量的資源,進行建築物火害安全之研究。
火災對橋梁方面的影響可以圖3[4]106年8月6日在國內桃園國門陸橋發生的火災為例。橋梁因位於開放空間,不似高樓建築有防火時效之要求。若因外在因素而使橋梁整體或局部區域受火,鋼橋在無防火被覆材隔絕溫度,鋼材強度及勁度隨溫度上升而下降的情況下,易造成鋼橋之損壞,如圖3中鋼橋局部區域鋼板挫屈。對於採用混凝土的橋柱,則會造成混凝土剝落、混凝土裂縫等損壞現象。
火災下,混凝土鋼及材的強度及勁度隨著溫度上升而下降,使得結構物在火災下發生局部損壞甚至倒塌的危險。火害後,隨著溫度逐漸下降,依火場中的溫度不同混凝土及鋼材可回復部分強度及勁度,但是否仍可繼續使用,則需進一步評估。
隨著結構物求新求變,建築物高度不斷創新高,橋梁跨徑不斷增加,設計與施方法不斷更新;再加上設計與施工細節對結構的破壞有決定性的影響。如圖4中,同一火災現場,不同的結構細部設計可能造成鋼柱不同的破壞模式。因此,如何降低火災下結構物的損壞,及火災後的維修補強已成為目前世界各國研究者努力的目標,以為土木新鮮人可投入了解的方向。




參考文獻
[1] https://data.gov.tw/dataset/8562 [2] 105年全國火災統計分析,內政部消防署全球資訊網。 [3] FEMA 403 / May 2002. Federal Emergency Management Agency. Federal insurance and Mitigation Administration,. Washington, DC. FEMA Region II. [4]中工高雄會刊第25卷第1期作者:范嘉程教授 / 國立高雄科技大學營建工程系
楊國珍教授 / 國立高雄科技大學營建工程系