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
|
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