聚焦標準 | 漫談逃生推杆鎖和 UL 305 標準:未曾止步的產品安全故事
談逃生推杆鎖 (Emergency Exits and Panic Hardware) 的歷史和演變
— 作者:UL 全球耐火及阻火部產業經理 Matthew Schumann
逃生推杆鎖設備的起源,與西元 1903 年 12 月 30 日在芝加哥發生的一起消防安全事件密切相關。
那天,大約有兩千人在甫開幕的易洛魁劇院 (Iroquois Theater) 觀看當年高人氣喜劇演員 Eddie Foy 所主演的 “M. Bluebeard”。彼時聚光燈突然引起火災,大火很快席捲整座劇院並吞噬人群,最終為人類的生命安全史帶來極慘痛的一頁。
那場大火造成約 600 名觀眾喪命,其中有許多受害者是在大火開始在劇院蔓延後,試圖離開建築物時而喪生的。他們驚慌失措湧向各個出口,彼此相互推擠,因而導致多人被踩踏致死。當時在這座新的劇院,有多個門是被鎖上,加之內開門結構和出口阻塞,所以加劇踩踏後果。而經歷這場大火,從不幸中所汲取的經驗教訓,正促動了安全出口和生命安全領域的眾多改善。當然,上述的種種演變和進步,常不為進出公共空間的大眾所了解。
當年火災後續帶來的首要成果,就是立法規定位於出口路徑上的門,必須統一朝向行進方向對外擺出,以防在緊急狀況下發生踩踏 ── 這正是在商業結構體外部使用外開門的來由。第二個主要成果,是五金配件在門開口上的正確使用 ── 這些五金配件應在出口方向上保持開鎖狀態,才不會妨礙緊急狀況下的人流疏散。
以一門學問展開的安全標準發展
Carl Prinzler 和 Henry DuPont,這兩位來自印弟安納波里斯 (Indianapolis) 的發明家,隨之發明了第一個門用五金配件,其可確保在門外的安全和鎖定功能,又能允許門從建築物內對外開。他們結合外開門的概念,研發出採用橫杆驅動閂鎖機構,於是這項發明便成為全世界學校、商場、醫院和劇院生命安全的基本組成份子。
隨著生命安全成為一門研究學問,美國國家消防協會 (NFPA) 以其於 1912 年、1916 年和 1918 年出版的系列手冊為本,開始著手編制建築物緊急出口規範,並於 1927 年完成第一版《NFPA 101 生命安全規範》(原名為《建築物緊急出口規範》)。《NFPA 101 生命安全規範》已成為廣泛採用的法規文件,接著被美國九個州採納,並成為所有美國聯邦政府資助的建築專案之建築設計必須符合的規範。事實上,即使在其他未立法的地區,該法規也成為美國、和其他如南美洲、中美洲和中東等地區對進口建物配件的實際要求。
由於 NFPA 101 成為美國強制性規範或為全球其它司法管轄區所認可的可執行法規,此即定義了該規範被視為建築物開口和結構的允收標準。至於 Prinzler 和 DuPont 發明的關鍵生命安全五金配件,如今全球已有數十家公司製造同類產品,而檢測標準經過演繹也成就了《UL 305 推杆鎖安全標準》(UL 305 – UL Standard for Safety Panic Hardware)。
UL 305 標準在全球的開枝散葉
這套 UL 305 用於評估推杆鎖安全,成功涵蓋各種事故、安裝和製造等,其首次的相關規範發布可源自於 UL 在 1920 年發出的第一個推杆鎖列名 (Listing) 認可。UL 305 是特別針對緊急出口所用之推杆鎖安全評估所發展的「檢測方法」。
UL (Underwriters Laboratories – 美國承保實驗室) 在 1955 年發佈 UL 305 第一版,一路發展到今天所用的第六版。再值得一提的是,UL 305 還成為國際規範委員會 (ICC) 所出版的《國際建築規範 (IBC)》強制性要求所參照的文本。對於任何想要出口逃生推杆鎖的公司來說,IBC 規範極其重要,畢竟其已在美國各州落實。而美國以外,則能在中東各地的建築法規中找到引用 IBC 的內容。
UL 305 檢測方法與他的四項關鍵測試
了解了推杆鎖的起源、建築法規和《生命安全規範》及其相互關聯後,現將重點放在 UL 305 檢測方法和立基的四項關鍵測試:耐久性、緊急操作、高溫環境暴露和低溫衝擊。這四項測試為關鍵要求,必須得全部測試通過後,該逃生鎖或出口鎖才能順利取得 UL 列名 (Listed) 認證。這些測試要求旨在驗證優質零件和設計,並檢查閂鎖和制動機構在負載下運行的強度和性能。
以下簡要概述每項測試要求:
• 耐久性測試 (Endurance Test) ── 必須對推杆鎖完成 100,000 次連續循環操作,評估其不會出現故障或過度磨損。另須將設備安裝在測試設備的測試門上,並施以每分鐘 15 次循環的最大速率運作,該測試物件不得超出工廠或製造商所規定的潤滑建議。
•緊 急操作測試 (Emergency Operation Test) ── 當門處於閂鎖位置且沒有外力時,逃生鎖釋放機構必須在施加 66N 或更少的平行力道,即可致動推把或橫杆並順利解鎖。本測項應在耐久性測試 (前述) 的前後進行。量測則必須沿著在擺動方向上垂直於門的方向,於中心處及在距離推把或推桿兩端邊緣的 38mm 處進行。最後,產品完成下述的高溫環境暴露測試和/或低溫衝擊測試之任一項,必須再次進行本緊急操作測試。
另在完成耐久性測試及緊隨其後的推力測試,尚需進行額外的操作強度測試 ── 目的是要量測當需克服在門上施加外力時,其逃生鎖解鎖所需的力道。測試過程中,門設在閂鎖位置,在門的外側邊緣中點處,以水平方向施加 1100N 的力,接著在此條件下,當推把或橫杆施加 220N 或更小的力道,必須要使門能夠開啟。在本測試中,另推把或橫杆不得變形或彎曲。此外,若在橫杆上水平施加力道時,橫杆和門面之間必須保有 25.4mm 以上的空間。
• 高溫環境暴露測試 (Elevated Ambient Exposure Test) ── 本測項專用於產品含有固化熔點低於 538°C 的材料。測試中,必須將兩個完整的樣品置於溫度為 204°C 空氣循環烘箱中,並持續進行 7 小時,在這之前,其一樣品已完成耐久性和緊急操作測試。在完成烘箱的暴露後,前述的樣品在冷卻後須進行另一組緊急操作測試,而另一樣品則立即進行物理檢查,以確保其機構有按預期方式運作,且不會發生材料降解狀況,以避免阻礙設備運作。
• 低溫衝擊測試 (Low Temperature Impact Test) ── 本測試專用於任何包括固化熔點低於 538°C之操作零件的緊急裝置。此主要評估當設備發生以下狀況後,仍能無明顯損壞跡象地按預期運作,且符合緊急操作測試求:
- -20°C 環境中連續放置7小時;
- 擺錘撞擊三次,其中擺錘包括帶有半球形端部的實心鋼制圓柱。撞擊時,必須在安裝在門表面的逃生設備上附接泡沫聚苯乙烯撞擊緩衝裝置。擺錘要求、行程方向和重量一如標準所述:必須在門處於關閉位置時進行撞擊,並且對逃生鎖致動裝置的左側、右側和中心區域進行撞擊。
在加拿大銷售的產品,加拿大國家標準《CAN/ULC-S132》規範了額外的開啟力測試,其中必須在耐久性測試的前後,於逃生鎖左側、中間和右側量測用於驅動設備和打開門的力道大小。這是針對需要同時滿足美加兩國市場要求的產品,必須進行評估的唯一額外測試要求。另若欲在防火門元件上安裝和使用某個產品,即須根據《ANSI/UL 10C 門元件正壓耐火要求》完成額外測試。
防火等級的性能要求
一旦發生防火等級要求時,該平推門上不僅須進行火爐設備測試,且五金配件須具有如后性能:控制門的撓曲,閂鎖與授口片持續保持緊扣,並通過耐火和水衝擊測試後仍維持門體完整性;同時門上不得穿孔或出現貫穿縫隙,且不得出現有限燃燒。
對於符合逃生和防火雙項檢測標準的產品,產業用語將變成「防火出口門逃生鎖」而非逃生鎖。產業用語的變化乃為了確保不管外觀如何,終端用戶或建築監管官員皆能確保在正確的位置使用正確的產品。對於產品類型之間的另一個差異點,為火警出口五金配件不得配備任何機械形式的鎖閂保持或縮回裝置 (通常稱為「壓緊鎖定裝置」)。
除了 UL 305 推杆鎖符合性要求,承上,該類產品通常必須同時滿足 BHMA (建築五金製造商協會) 發佈的《ANSI/BHMA A156.3 出口設備標準》和 UL 發布的《ANSI/UL 294 門禁控制系統及元件標準》(適用於其將用來延時出口系統的一部分) 進行評估。ANSI/BHMA A156.3 將基於 UL 305 的機械性能檢測,透過強制性增加循環測項、建築外觀要求、外部把手檢測和強度要求等,進一步強調產品機械性能;而延時出口功能,則能允許逃生鎖在容許的指定持續時間後,仍讓出口保持在避難開啟的狀態,本功能適用於在緊急情況下可能需要開口用於逃生的區域,但又需要在日常操作中進行保護。而這些設備通常與磁力鎖和門禁控制設備結合使用,以調整門扇或閘用五金的閉鎖時間和解鎖,來有利於操作。
不容妥協的生命安全要求
生命安全和門開口為多面向的議題。在我們所處辦公室、飯店和醫院等場合,其日常所用之逃生鎖為這些出口的重要組成。這也是為何對這些元件的要求,必須具一定程度的性能水準,而建築法規亦要求逃生設備必須附上第三方機構的認證標誌,才能取得法規機構的認可。
為因應產品合規和市場認可等各方面挑戰,UL 能提供第三方機構的檢測、認證和持續性工廠監控計畫,使得製造商能仰賴 UL 近百年的推杆鎖認證經驗,成功獲得市場和建築法規對其生產的五金產品之認可。繼 UL 在美國及台灣的門鎖五金測試實驗室,近期,UL 在英國交通便利處亦建置營運五金配件檢測實驗室,除可提供整套 UL 305 檢測項目,還可依據 EN 1125 進行測試,使產業能夠便捷地運用一個檢測合作夥伴,滿足全球多個市場的需求。
生命安全要求的逐日提高、UL 305 等安全標準的發展、以及一個世紀前由印弟安納波里斯的兩位發明人所創之逃生門五金,這些林林總總已在提高建築物安全和減少生命損失方面,有很大的貢獻。時至今日,任何減少或消除類似於 1903 年 12 月那場災難所造成的生命損失措施,皆刻不容緩,而要實現此一目標,對推杆鎖進行相對應的測試和認證,正為其一手段。
而幫助滿足未來百年的推杆鎖認證要求,UL 責無旁貸!
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