現在位置首頁 > 博碩士論文 > 詳目
  • 同意授權
論文中文名稱:博物館火災緊急撤離模式 [以論文名稱查詢館藏系統]
論文英文名稱:The Evacuation Model of Museum for Fire Emergency [以論文名稱查詢館藏系統]
院校名稱:臺北科技大學
學院名稱:工程學院
系所名稱:工程科技研究所
畢業學年度:101
出版年度:102
中文姓名:吳奕哲
英文姓名:Yi-Tse Wu
研究生學號:94679004
學位類別:博士
語文別:中文
口試日期:2013-06-13
論文頁數:132
指導教授中文名:林正平
口試委員中文名:林志棟;何明錦;林利國;張哲豪
中文關鍵詞:文物撤離不確定性風險分析蒙地卡羅模擬火災模擬
英文關鍵詞:collections evacuationuncertaintyrisk analysisMonte-Carlo simulationFDS
論文中文摘要:本研究提供新的撤離模式,模擬博物館各展示區中人員及文物之緊急撤離行動,並評估相關撤離行動中可能遭遇之瓶頸及風險。有關人員緊急撤離模式可提供博物館方評估相關人員於火災緊急撤離所需時間之參考。文物撤離模式係參考物流倉儲常見之檢貨(Order Picking)觀念,並加上軌跡移動模式(Path Moving Model)而建立,可應用於描述於火災情境下文物緊急撤離之搶救行動。另本研究採用蒙地卡羅模擬(Monte-Carlo Simulation),以評估上述2種模式之不確定性及其風險。火災動力模擬軟體FDS (Fire Dynamics Simulator)亦被採用以進行煙流行為研究。另本研究以國立故宮博物院之展覽室為案例研究對象,分別探討於7種火災情境下,煙流之流動、煙層下降情形以及在火災歷程中,各展示區溫度變化之情況,並以此作為人員及文物撤離之時間限制條件。此外,藉由案例中不確定性及風險分析之結果可證明,本研究之模式可提供決策者在制定文物緊急撤離計畫需投入之人力資源分析,以及評估文物與人員進行緊急撤離時可能遭遇之瓶頸與風險,俾供博物人員方進行後續防災設備更新及防災行動改進之參考。
論文英文摘要:This research focuses on fire emergencies and presents a new method to evacuate people and collections in Museum. The people evacuation model present evacuative time limite for fire emergency.The collection evacuation model uses order picking method and describes a path moving model to simulate an collections evacuation in fire emergency. To evaluate the uncertainty and risk of the model, a Monte-Carlo simulation method is applied. A Fire Dynamics Simulator (FDS) is introduced as the tool to investigate smoke behavior. A case study for the National Palace Museum (NPM) in a single exhibition room is discussed. The case study shows the setup for seven types of scenarios. The smoke layer is set up as the limiting condition of evacuation time. In addition, with the risk analysis results, this research is able to prove that it can offer to a decision maker an evaluation of the manpower requirements and the risk probability of the evacuation mission.
論文目次:中文摘要 i
英文摘要 ii
誌謝 iii
目 錄 v
表目錄 ix
圖目錄 x
第一章 緒論 1
1.1 前言 1
1.2 研究背景 2
1.3 問題剖析 3
1.4 研究目標 4
1.5 研究範圍 6
1.5.1 人員安全之既有研究回顧 6
1.5.2 以展示區文物為研究對象 6
1.5.3 以中華文物為研究對象 6
1.5.4 以火災為探討對象 6
1.6 研究方法及流程 7
1.7 研究限制 10
1.8 成果簡要說明 10
第二章 博物館常見風險 12
2.1 博物館 12
2.1.1 博物館的定義 12
2.1.2 博物館類型 13
2.1.3 博物館之空間特性 13
2.2 風險的定義 16
2.3 博物館常見的風險或災害 18
2.4 火災對於文物之傷害 18
2.5 火災預防 20
2.6 文物風險管理 21
2.6.1 文物保存之重要性 21
2.6.2 預防性文物保存 22
2.6.3 文物保存重要控制因子 23
2.7 緊急應變之處置 24
第三章 火災模擬 25
3.1 火災發展原理 25
3.2 火災設計 27
3.2.1 建築物防火避難安全性能驗證技術手冊 27
3.2.2 火源位置 28
3.2.3 火源設計 28
3.3 濃煙 30
3.3.1 濃煙對人體的影響 30
3.3.2 濃煙對文物的影響 31
3.3.3 濃煙對撤離行動的影響 31
3.4 高溫 31
3.4.1 高溫對人體的影響 31
3.4.2 高溫對文物的影響 32
3.5 火災模擬模式 33
3.5.1 FDS模擬程式 33
3.5.2 FDS適用範圍及限制 33
第四章 人員緊急避難模式 35
4.1 人員避難相關研究 35
4.2 火場中人類行為 37
4.3 建築物防火避難安全性能驗證技術手冊 38
4.4 人員避難模式 39
4.4.1 人員避難方程式 39
4.4.2 人員避難風險分析 41
第五章 文物緊急撤離模式 42
5.1 預防性文物保存相關研究 42
5.2 博物館文物管理策略 44
5.3 展示文物之分級分類 45
5.3.1 文物分級 45
5.3.2 文物分類 47
5.3.3 撤離優先順序 48
5.4 文物緊急撤離流程 49
5.5 文物緊急撤離模式 50
5.5.1 文物提取模式 50
5.5.2 路徑行進模式 52
5.5.3 文物撤離效率影響因素 54
5.5.4 文物撤離時間方程式 56
第六章 不確定性與風險分析 57
6.1 不確定性與風險分析 57
6.2 文物撤離模式之風險分析及其不確定性 58
6.3 人員避難模式之風險分析及其不確定性 59
第七章 案例分析及情境模擬 61
7.1 案例簡介 61
7.1.1 國立故宮博物院 61
7.1.2 館舍說明 62
7.1.3 案例分析重點 63
7.2 FDS相關設定 63
7.2.1 設定起火點 63
7.2.2 設定火源大小 64
7.2.3 空間模型示意 65
7.2.4 FDS程式碼 66
7.3 人員避難情境模擬 66
7.3.1 人員避難路徑 66
7.3.2 人員避難之參數設定 68
7.4 文物緊急撤離情境模擬 70
7.4.1 文物撤離路徑 70
7.4.2 文物撤離之參數設定 72
7.5 蒙地卡羅模擬 74
7.5.1 模擬參數輸入 74
第八章 結果與討論 75
8.1 火災模擬結果與討論 75
8.1.1 模擬情境1:1樓區劃2假設為電氣設備起火 75
8.1.2 模擬情境2:1樓區劃4假設為電氣設備起火 76
8.1.3 模擬情境3:2樓區劃2假設為電氣設備起火 76
8.1.4 模擬情境4:2樓區劃4假設為電氣設備起火 77
8.1.5 模擬情境5:3樓區劃2假設為電氣設備起火 78
8.1.6 模擬情境6:3樓區劃4假設為電氣設備起火 79
8.1.7 特別模擬情境7:假設有暴徒於2樓區劃2縱火 79
8.2 人員撤離模擬結果與討論 80
8.3 文物撤離模擬結果與討論 86
第九章 結論及未來研究建議 88
9.1 FDS模擬結論及建議 88
9.2 人群避難結論及建議 88
9.3 文物撤離結論及建議 89
9.4 不確定性及風險分析結論及建議 89
9.5 其他 89
9.6 總結 90
參考文獻 91
附錄A FDS模擬程式碼 96
附錄A-1主程式碼 97
附錄A-2 各模擬情境程式碼 103
附錄B FDS火災情境模擬結果 104
模擬情境1:1樓區劃2假設為電氣設備起火 105
模擬情境2:1樓區劃4假設為電氣設備起火 107
模擬情境3:2樓區劃2假設為電氣設備起火 109
模擬情境4:2樓區劃4假設為電氣設備起火 111
模擬情境5:3樓區劃2假設為電氣設備起火 114
模擬情境6:3樓區劃4假設為電氣設備起火 116
特別模擬情境7:假設有暴徒於2樓區劃2縱火 118
附錄C 蒙地卡羅模擬輸入參數及結果 120
附錄C-1 人員緊急避難模擬輸入參數 121
附錄C-2 人員緊急避難模擬結果 121
附錄C-3 人員緊急避難模擬輸入參數 123
附錄C-4 人員緊急避難模擬結果 123
附錄C-5 人員緊急避難模擬輸入參數 125
附錄C-6 人員緊急避難模擬結果 125
附錄C-7 3組文物撤離人力模擬輸入參數 127
附錄C-8 3組文物撤離人力模擬結果 127
附錄C-9 4組文物撤離人力模擬輸入參數 129
附錄C-10 4組文物撤離人力模擬結果 129
符號彙編 131
作者簡介 132
論文參考文獻:1.G. E. Burcaw, Introduction to Museum Work, American Association for State and Local History, 1975, pp. 98.
2.D. Liston, Museum Security and Protection: A Handbook for Cultural Heritage Institutions, ICOM and the International Committee on Museum Security, 1993, pp. 292-293.
3.T. T. Solley, J. Williams and L. Baden, Planning for Emergencies: A Guide for Museums, Association of Art of Museum Directors, 1987, pp. 7.
4.W. K. Chow and J. Li, “Evacuation Of Atria Under Different Uses”, Journal of Architectural Engineering, vol. 13, no.2, 2007, pp. 72- 83.
5.M. Isobe, D. Helbing, and T. Nagatani, “Experiment, Theory, And Simulation Of The Evacuation Of A Room Without Visibility”, Physical Review E, vol.69, no.066132, 2004, pp. 1-10.
6.D. Helbing and A. Johansson, “Dynamics Of Crowd Disasters: An Empirical Study”. Physical Review E. vol.75, no.046109, 2007, pp. 1-7.
7.P.A. Thompson, E.W. Marchant, “A Computer Model For The Evacuation Of Large Building Populations”. Fire Safety Journal, vol.24, 1995, pp. 131-148.
8.S. Gwynne, E.R. Galea, P.J. Lawrence, and L. Filippidis, “Modeling Occupant Interaction With Reconditions Using The Building EXODUS Evacuation Model”, Fire Safety Journal. Vol.36, 2001, pp. 327-357.
9.J.M. Watts, “Fire Risk Assessment Using Multiattribute Evaluation: Fire Safety Science”. The Fifth International Symposium. International Association of Fire Safety Science, 1997, pp. 679-690.
10.E.K. Budnick, L.A. McKenna, and J.M. Watts. “Quantifying Fire Risk for Telecommunications Network Integrity”. Fire Safety Science. The Fifth International Symposium. International Association of Fire Safety Science, 1997, pp. 691-700.
11.P. Baril, “Museum Fires and Losses”, CCI Note 2/7, Ottawa: Canadian Conservation Institute, 1998, pp. 1-4.
12.NFPA 909, “Code for the Protection of Cultural Resource Properties Museums, Libraries, and Places of Worship”, 2005 Edition, pp. 118-122.
13.C. E. Guthe, “So You Want a Good Museum – Guide to the Management of Small Museums”, American Association of Museums, Washington, D.C., 1953, pp. 34.
14.王鴻濱,文化資產展示收藏館舍之防火規劃,碩士論文,中華大學,新竹, 1999。
15.朱愛群,危機管理:解讀災難謎咒,台北:五南圖書出版股份有限公司,2002,第23-45頁。
16.Longman dictionary of contemporary English, Essex, England: Pearson Education Limited, 2003.
17.S. Fink, Crisis Management: Planning for the Inevitable, Linclon, NE: iUniverse, Inc. , 2002, pp. 15.
18.J. Hunter, Preparing a Museum Disaster Plan, Omaha, NB: National Park Service, 1980, pp. 1.
19.孫揚文,博物館等場所及其收容物消防搶救管理策略之研究,碩士論文,中央警察大學,台北, 2003。
20.岩素芬,「檔案保存概論」,檔案季刊,2002,第69-77頁
21.S. Michalski, “A Systematic Approach to Preservation: Description With Other Museum Activities ”, Preventive Conservation Practice, Theory and Research, The International Institute for Conservation of Historic and Artistic Works, Ottawa, Canada, 1994, pp. 8-11.
22.R. Waller, “Conservation Risk Assessment: a Strategy for managing Resources for Preventive Conservation” Preventive Conservation Practice, Theory and Research, The International Institute for Conservation of Historic and Artistic Works, Ottawa, Canada, 1994, pp. 12-16.
23.S. Michalski, Conservation Framework Wallchart, Canadian Conservation Institute, Ottawa, Canada, Draft No.2,1994.
24.張婉真,「保存與維護定義」,古物保存維護簡易手冊,國立歷史博物館出版,1997 ,第4-5頁。
25.B. Appelbaum, Guide to Environmantal Protection of Collections, Madison: Sound View Press, 1991, pp. 65-95.
26.陳弘毅,火災學,鼎茂圖書出版公司,1996,第12頁。
27.吳玉祥,消防工程,五南圖書出版股份有限公司,2010,第29-30頁。
28.楊冠雄、陳海曙,建築物火災時煙流動特性之研究,內政部建築研究所籌備處專題研究計畫成果報告,1997,第7頁。
29.內政部消防署火災調查組,全國火災次數、起火原因及火災損失統計表(2013年5月17日統計資料),內政部消防署全球資訊網,2013,http://www.nfa.gov.tw/main/List.aspx?ID=&MenuID=342。
30.陳建忠、王榮進、林慶元、許宗熙、馮俊益、費宗澄、楊冠雄、熊光華及簡賢文等,建築物防火避難安全性能驗證技術手冊,台北:內政部建築研究所,2004。
31.何明錦、簡賢文、沈子勝、曾偉文、蔡秀蓉、孫立言、張尚文及陳玠祐等,建築物防火避難安全性能驗證技術手冊修訂之研究,台北:內政部建築研究所,2008。
32.G. Heskestad, “Engineering Relations for Fire Plumes”, Fire Safety Journal, vol. 7, 1984, pp. 25-32..
33.R. Waller, “Incorrect temperature as a risk- how significant is it?”, Natural Sciences Conservation Newsletter: Ten Agents of Deterioration, Insert No. 5/6 “Temperature and Relative Humidity”, vol.10, 1999, pp. 16-21.
34.K.B. McGrattan, S. Hostikka, J.E. Floyd, H.R. Baum, R.G. Rehm, “Fire Dynamics Simulator (Version 5)”, Technical Reference Guide. NIST Special Publication 1018-5, National Institute of Standards and Technology, Gaithersburg, Maryland, 2007, pp. 3, 35, 72, 77, 83, 89.
35.黃文旭,建築物避難通道安全性評估方法之研究-以電影院為例,國立成功大學碩士論文,台南,1988。
36.黃楚材,火災中避難行為之研究,碩士論文,中央警官學校,桃園,1988。
37.沈東石,建築物內部人員交通系統緊急疏散效率之評估模型與應用,碩士論文,台灣大學,臺北,1994。
38.吳孟訓,動態規劃應用於公共空間火災逃生避難決策支援系統之初研,碩士論文,國立台北科技大學,臺北,2003。
39.高任瑋,超高層建築火災避難決策支援系統之研究,碩士論文,國立台北科技大學,臺北,2004。
40.李慶彥,煙流行為於博物館火災避難逃生決策支援模式之研究-以國立故宮博物院為例,碩士論文,臺北科技大學,臺北,2007。
41.丁育群,火災對人體危害與避難行為之探討-高層建築防火設施規劃計畫之研究,博士論文,中國文化大學,臺北,1987。
42.王鵬揚,博物館內部環境維護與管理之研究-以國立台灣美術館為例,碩士論文,南華大學,嘉義,2003。
43.郭祐麟,談古物分級指定及實施策略(上)(下),國家數位典藏通訊,第10期,2002。
44.鄭蓮音,解與結―博物館藏品古物分級與財產登錄,博物館學季刊,卷25,第4期,2011,第17-27頁。
45.邱景祥,博物館火災之潛在因子及搶救危害因子,現代消防,2001,頁第55-66頁。
46.陳育欽,博物館災害防阻,博物館學季刊,卷16,第4期,2002,第21-36頁。
47.徐雨村,博物館火災災後應變措施,博物館學季刊,卷16,第4期,2002,第109-120頁。
48.簡賢文,以歷史性建築物設置的博物館防火設計與評估,博物館學季刊,卷16,第4期,2002,第89-98頁。
49.張賽青,文物預防性保存措施之危機管理—以鴻禧美術館為例,碩士論文,國立雲林科技大學,雲林,2002。
50.P. Baril, “Fire prevention programs for museum”, Technical Bulletin, No.18, Canadian Conservation Institute (CCI), 1997.
51.M.S. Upton and C. Pearson, Disaster planning and emergency treatments in museums, art galleries, libraries, archives and allied institutions, the Institute for the Conservation of Cultural Material, Canberra, 1978.
52.Dorge and Valerie, Building An Emergency Plan: A Guide For Museums And Other Cultural Institutions, 1999.
53.J. Hunter, Preparing a museum Disaster Plan, National Park Service, Omaha, NB, 1980, pp. 1.
54.D. H. Dudley, I. B. Wilkinson & others, Museum Registration Methods, American Association of Museums , 1979.
55.H. S. Hwang, G. S. Cho, “A performance evaluation model for order picking warehouse design”. Computers & Industrial Engineering, vol.51, 2006, pp. 335–342
56.B. Rouwenhorst, B. Reuter, V. Stockrahm, G. J. Houtum, R. J. Mantel, W. H. M. Zijm, “Warehouse design and control: framework and literature review”, European Journal of Operational Research, vol. 122, 2000, pp. 515-533.
57.張哲豪,考量非常分佈資訊於水利系統不確定性分析之研究,博士論文,國立交通大學,新竹,1994。
58.國立故宮博物院,國立故宮博物院施政績效(2013年7月5日網路資料),國立故宮博物院全球資訊網,2013,www.npm.gov.tw/zh-TW/Article.aspx?sNo=04003978&print=1。
59.R. W. Firzgerald, Building Fire Performance Analysis, England: John Wiley & Sons, 2004, pp. 21-22.
60.賴以軒,通道與樓梯一般通行及緊急疏散行人流分析與模擬模式建立之研究,博士論文,國立台灣大學,台北,2001。
61.陳火炎,建築物消防避難問題之研究,碩士論文,中央警官學校,桃園, 1982。
62.黃彼得,「逃生通道設計的一些運算方法」,現代消防,18期,1981,第9-13頁。
63.沈子勝,建築物避難通道設計之研究,碩士論文,中央警官學校,桃園,1990。
論文全文使用權限:同意授權於2013-08-26起公開