【摘 要】 隨著經(jīng)濟社會的快速發(fā)展,各種大規(guī)模、多功能、綜合型建筑體不斷涌現(xiàn)。與此同時,建筑物內(nèi)發(fā)生火災(zāi)造成人員傷亡的事件時有發(fā)生。因此,建筑物內(nèi)人員安全疏散設(shè)計,對于整個建筑物的消防安全設(shè)計至關(guān)重要,是建筑防火設(shè)計中最根本、最關(guān)鍵的技術(shù)。文章介紹了規(guī)格式設(shè)計方法和性能化設(shè)計方法的基本原理,分析了兩種方法各自的特點,對于工程實際中人員安全疏散設(shè)計具有一定的指導(dǎo)意義。
【關(guān)鍵詞】 消防安全 人員疏散 設(shè)計
1 人員安全疏散設(shè)計綜述
火災(zāi)中人員的安全疏散是指在火災(zāi)煙氣未達到危害人員生命的狀態(tài)之前,將建筑物內(nèi)的所有人員安全地疏散到安全區(qū)域的行動。人員安全疏散設(shè)計的原則就是在發(fā)生火災(zāi)時,人員疏散到安全區(qū)域的所需時間要小于危險到來的時間,這樣才能確保人員的生命安全。
人員所需疏散時間就當(dāng)建筑發(fā)生火災(zāi)后,處在危險區(qū)域的人員撤離火災(zāi)現(xiàn)場并達到安全區(qū)域?qū)嶋H使用的時間。它包括察覺時間、預(yù)動時間、行動時間。但是一些客觀因素或主觀因素都會對疏散時間有所影響,例如:人員分布及其身體狀況、人流密度、人員對建筑的熟悉程度及發(fā)生火災(zāi)的心理反應(yīng),還有火災(zāi)報警器的性能等各種有關(guān)因素。
可用疏散時間是指從火災(zāi)發(fā)生到火災(zāi)發(fā)展到致使建筑內(nèi)某個區(qū)域達到人的耐受極限的時間。影響可用疏散時間的因素主要有:建筑是否發(fā)生轟然、煙氣層高度、熱輻射、熱對流、煙氣毒性、能見度、建筑構(gòu)造的破壞程度和倒塌等。
2 規(guī)格式人員疏散設(shè)計方法
根據(jù)規(guī)范的人員安全疏散設(shè)計方法,稱為“規(guī)格式”或“處方式”設(shè)計方法,就是依照《建筑設(shè)計防火規(guī)范》、《高層民用建筑設(shè)計防火規(guī)范》等相關(guān)規(guī)范進行安全設(shè)計,設(shè)計人員只需要按照規(guī)范條文的要求按部就班地進行設(shè)計,不用考慮所設(shè)計的建筑物具體達到什么樣的安全水平。我國目前實施的規(guī)范為了達到安全疏散的目標,采用控制安全疏散距離、安全出口的寬度和數(shù)量、確定疏散人數(shù)等方面進行。
2.1 安全疏散寬度的確定
確定安全疏散寬度的方法是預(yù)先按設(shè)定的安全疏散時間、人流通行能力等已知因素,計算出“百人寬度指標”。在設(shè)計時,按使用人數(shù)乘上“百人寬度指標”即為疏散總寬度。百人寬度指標可按下列公式計算:
百人寬度指標=100b/(A・t)
式中 b―單股人流寬度(m),一般取0.55;
A―單股人流通行能力(人/min);對于平坡地面,A=43,對于階梯地面,A=37;
t―安全疏散時間(min),對于一、二級耐火等級建筑的劇院、電影院、禮堂,t=2 min;體育館,t=3~4 min[1]。
2.2 安全疏散距離的確定
在我國的規(guī)范中對各類建筑、場所的安全疏散距離作出了明確規(guī)定,如《建筑設(shè)計防火規(guī)范》對安全疏散距離的規(guī)定如表1、《高層民用建筑設(shè)計防火規(guī)范》對安全疏散距離的規(guī)定如表2。
2.3 疏散出口和疏散樓梯
為了在建筑發(fā)生火災(zāi)時,迅速安全地疏散人員,減少人員傷亡,必須設(shè)置足夠的疏散出口。安全出口是指供人員疏散的直通室內(nèi)外安全區(qū)域的出口。建筑物內(nèi)安全出口設(shè)置的基本原則是,安全出口應(yīng)分散布置,且在一般情況下不應(yīng)少于兩個,使人員能夠雙向疏散。疏散樓梯和樓梯間是安全疏散的重要通道。樓梯的形式多種多樣,其形式不同,火災(zāi)時人員疏散速度和疏散效果也有所不同。在進行人員疏散設(shè)計時,應(yīng)根據(jù)建筑的性質(zhì)、高度、層數(shù)等,選擇符合防火要求的疏散樓梯。
3 性能化人員疏散設(shè)計方法
3.1 性能化設(shè)計中人員安全疏散標準
建筑物發(fā)生火災(zāi)后,建筑內(nèi)的人員能否安全疏散主要取決于兩個特征時間:(1)火災(zāi)發(fā)展到對人構(gòu)成危險所需的時間,即可用安全疏散時間(ASET);(2)人員疏散到達安全區(qū)域所需要的時間,即所需安全疏散時間(RSET)。
若ASET大于RSET ,則人員能夠安全疏散;反之,則人員不能安全疏散。
3.2 可用安全疏散時間(ASET)的確定
火災(zāi)時對人員構(gòu)成危險主要有五種因素:火焰和煙氣層的熱輻射、煙氣層溫度、煙氣層高度、煙氣毒性以及能見度。
火場的可用安全疏散時間是綜合上述因素的影響,火災(zāi)中,以上的影響因素哪一個先達到危險狀態(tài)就采取哪一個臨界條件的時間作為可用安全疏散時間。數(shù)學(xué)表達式為:
ASET=min(t1,t2,t3、t4,t5)
式中 t1―人員不能承受輻射熱的情況的來臨時間;
t2―人員不能承受火場空氣溫度的來臨時間;
t3―有害氣體濃度達到威脅人員安全的來臨時間;
t4―能見度影響人員疏散速度的來臨時間;
t5―其他因素危及人員安全的來臨時間。
3.3 所需安全疏散時間(RSET)的確定
人員疏散是伴隨著新的沖動的產(chǎn)生和行動過程中采取新的決定的一個連續(xù)過程,包括察覺(外部刺激)、行為和反應(yīng)(行為舉止)、運動(行動)三個階段,這3個階段對應(yīng)的時間分別為ta、tp、tm,則RSET的計算可用下式表示:
RSET=ta+tp+tm
3.4 人員疏散分析過程及疏散模型
人員安全疏散分析研究可按照圖1的程序進行。
人員疏散的研究和分析主要包含兩個方面,其一是人員疏散模型結(jié)構(gòu)的研究;其二是火災(zāi)中人員行為和量化研究。在人員疏散的模型研究方面,目前國內(nèi)外已有20多種較為成熟的人員疏散模型,例如CRISP模型、EXITT模型、EXODUS模型等。
4 結(jié)語
綜上所述,規(guī)格式人員疏散設(shè)計方法和性能化人員疏散設(shè)計方法有各自設(shè)計方法、優(yōu)勢和缺點。
(1)規(guī)格式人員疏散設(shè)計方法所依據(jù)規(guī)范的很多條文是根據(jù)大量經(jīng)驗教訓(xùn)或試驗數(shù)據(jù)總結(jié)出來的,在其規(guī)定的范圍內(nèi)具有很強的可靠性,而且設(shè)計簡單、便于操作。規(guī)格式防火設(shè)計一般不明確指出合理的安全目標或標準是什么,而是給出設(shè)計的最低標準。因此,這種設(shè)計很難做到既經(jīng)濟又合理。(2)性能化人員疏散設(shè)計強調(diào)建筑物消防設(shè)計的整體性,綜合考慮消防設(shè)計的各個技術(shù)要素,注重安全目標的實現(xiàn),有助于實現(xiàn)建筑消防設(shè)計的科學(xué)化、合理化,有利于新產(chǎn)品和新技術(shù)的推廣,適應(yīng)現(xiàn)代建筑高科技化的要求。但也有一定的局限性,要求進行大量的定量計算,設(shè)計者必須具備堅實的火災(zāi)安全的基礎(chǔ)知識,有些計算所需要的時間較長,工作量大。性能化設(shè)計方法還沒有形成一條系統(tǒng)化的分析和設(shè)計方法,在設(shè)計指標、設(shè)計方法、分析工具選擇方面沒有統(tǒng)一的標準,不易被大多數(shù)人所接受。(3)人員疏散設(shè)計一般應(yīng)依據(jù)現(xiàn)行國家規(guī)范進行,只有現(xiàn)行規(guī)范中未涵蓋或性質(zhì)特殊的建筑應(yīng)用性能化的設(shè)計方法。
參考文獻:
[1]周敏莉.安全疏散系統(tǒng)防火設(shè)計綜合分析探討[J]消防科學(xué)與技術(shù).2000,19(2):21-23.
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[3] GB 50045-95,高層民用建筑設(shè)計防火規(guī)范[S].北京:中國計劃出版社,2005.
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