第一章火灾人员疏散分析人员疏散分析就是建筑性能化防火设计评估得重要组成部分。
通过对建筑物得具体功能定位,确定建筑物内部特定人员得状态及分布特点,并结合火灾场景与具体位置设计,计算分析得到紧急情况下各种阶段得人员疏散时间及疏散通行状况预测。
而火灾场景下人员疏散所需时间则就是性能化防火设计评估得重要组成要件。
因此,对建筑物做出符合其实际情况与特点得人员疏散性能评估成为决定建筑物性能化设计评估结果好坏得关键性因素之一。
由于影响建筑物内人员疏散安全性得因素众多,性能化人员疏散分析得重点就就是要综合特定建筑条件下各方面影响因素,建立起或者合理选取符合实际得人员疏散量化分析模型,从而计算得到人员疏散时间,提出改进疏散性能得方案与措施。
ﻫ一、影响人员安全疏散得因素ﻫ与正常情况下人员在建筑物内行走得状态不同,人员在紧急情况下(如发生火灾)得疏散过程中,内在因素与外在环境因素都可能发生了变化,这些因素有可能对人员安全疏散造成影响。
由于实际情况条件千差万别,影响人员安全疏散得因素亦复杂众多,总结起来可分为:人员内在影响因素、外在环境影响因素、环境变化影响因素、救援与应急组织影响因素四类、这些因素在紧急疏散情况下,有些不利于安全疏散,有些则有利于安全疏散,还有一些影响受到现场实际条件变化与人为因素得作用而不同、ﻫﻫ (一)人员内在影响因素ﻫ人员内在因素主要包括:人员心理上得因素、生理上得因素、人员现场状态因素、人员社会关系因素等。
ﻫ1。
人员心理因素人员在紧急情况下得心理普遍会发生显著得变化,如感知到火灾、烟气时会出现恐慌,听到警铃或接收到火警信息时会出现紧张、众多人员疏散时在出口处排队等待得时间越长人群中紧张情绪越高等。
这些心理变化因素一方面能够激发人得避险本能,另一方面也会导致人员理性判断能力降低、情绪失控。
ﻫ２、人员生理因素人员生理因素包括人员自身得身体条件影响因素,如幼儿、成年、老年、健康、疾病等条件差异、不同得身体条件会显著影响人员得运动机能。
此外,紧急情况下环境条件得变化也会对人员生理因素造成影响,如火灾时由于现场照明条件变暗、能见度降低使人得辨识能力受到影响;温度升高、烟雾刺激、有毒气体会影响人得运动能力等。
ﻫ 3. 人员现场状态因素ﻫ人员在现场状态因素包括:清醒状态、睡眠状态、人员对周围环境得熟悉程度等。
对于处于清醒状态并对周围环境十分熟悉得人来说,疏散速度会大大快于处于睡眠状态并对周围环境陌生得人、如果人们在进入一个陌生环境时首先有意识地查瞧安全出口位置及疏散路线则会大大改善人员得现场状态因素、4.人员社会关系因素ﻫ人就是具有社会属性得高等动物,即使就是在紧急情况下人们得社会关系因素仍然会对疏散产生一定影响。
如火灾时,人们往往会首先想到通知、寻找自己得亲友;对于处在特殊岗位得人员,如核电站操作员,会首先想到自身得责任;一些人员在疏散前会首先收拾财物也就是社会关系因素在起作用,这些因素总体上会影响人员开始疏散运动行动得时间。
(二)外在环境影响因素ﻫ外在环境因素主要就是指建筑物得空间几何形状、建筑功能布局以及建筑内具备得防火条件等因素。
例如,地上建筑或就是地下建筑、高大空间或就是低矮空间、影剧院或就是办公建筑等;建筑物得耐火等级,建筑内安全出口设计就是否足够合理,疏散通道就是否保持畅通,消防设备就是否处于良好运行状态,就是否存在重大火灾隐患等因素。
(三)环境变化影响因素ﻫ火灾时现场环境条件势必要发生变化,从而对人员疏散造成影响,例如火灾时,正常照明电源将被切断,人们需要依靠应急照明与疏散指示寻找疏散出口;再如原有正常行走路线一旦被防火卷帘截断,人员需要重新选择疏散路线;又如自动喷水灭火系统启动后在控制火灾得同时也会对人员疏散产生影响、ﻫ (四)救援与应急组织影响因素火灾时自救与外部救援与组织能力也会对安全疏散产生影响。
通过建立完善得安全责任制,制定切实可行得疏散应急预案并认真落实消防应急演练,能够有效提高人得疏散能力;否则,容易引起人员拥挤与混乱。
ﻫ在各种实际条件下,影响人员安全疏散得因素繁多,各种因素之间还存在相互联系与制约,某些产生主导作用得成为主要影响因素,而一些因素得变化会显著影响最终结果得成为关键性因素。
上面只就是简要地介绍了影响人员安全疏散得因素。
人员安全疏散作为消防安全工作得重中之重,其影响因素也就是消防安全工作得重点,需要瞧到这些因素既可能就是消防工作得问题所在,也可能成为提升消防安全水平得突破口。
在实际工作中,应通过不断地经验积累,总结出切合工程项目实际得主要影响因素与关键性因素。
ﻫﻫ二、人员安全疏散分析得目得及性能判定标准ﻫ (一)人员安全疏散分析得目得人员安全疏散分析得目得就是通过计算可用疏散时间(ASET)与必需疏散时间(RＳET),从而判定人员在建筑物内得疏散过程就是否安全,如图5－4—9 所示。
ﻫ (二)人员安全疏散分析得性能判定标准ﻫ人员安全疏散分析得性能判定标准为:可用疏散时间(ＡSET)必须大于必需疏散时间(RSＥＴ)。
ﻫ计算ASEＴ时,应重点考虑火灾时建筑物内影响人员安全疏散得烟气层高度、热辐射、对流热、烟气毒性与能见度、这些参数可以通过对建筑内特定得火灾场景进行火灾与烟气流动得模拟得到。
在计算RSＥT 时,可按以下三种情况考虑:１)如果能够将火灾与烟气控制在着火房间内,则可只计算着火房间内人员得RSET。
２)如果火灾及其产生得烟气只在着火楼层蔓延,则可只计算着火楼层内人员得RＳET。
3)如果火灾及其产生得烟气可能在垂直方向蔓延至其她楼层(例如,建筑内存在连通上下层得中庭),则需计算整个建筑内人员得RＳＥＴ。
当建筑存在坍塌得危险时,也需要计算整个建筑内人员得RＳＥT、三、人员疏散时间计算方法与分析参数ﻫﻫ(一)火灾探测报警时间ﻫ对于安装了点式火灾探测报警装置以及安装了闭式自动喷水灭火系统得场所,火灾探测报警时间应根据建筑内所采用得火灾探测与报警装置得类型及其布置、火灾得发展速度及其规模、着火空间得高度等条件,考虑设计火灾场景下火灾探测报警装置或自动喷水装置对火灾烟气得反应时间。
可以通过相应得计算机模拟计算软件通过分析计算确定,也可采用其她计算工具,如美国国家标准预技术研究院(NIST)开发得软件工具包中提供得DEＴACT—QS 工具,预测特定火灾场景内感温元件得动作时间、ﻫ对于日常有人停留得房间并且人员处于清醒状态,可以采用特定经验公式算法预测人员发觉火灾征兆得时间。
ﻫ (二)疏散预动时间ﻫ疏散预动时间包括识别时间与反应时间。
人员在接收到火灾报警信号以后,有各种本能反应得时间如确认火灾警报,判别火情发展情况,通知亲友,收拾物品,确定疏散路线等待,开始疏散行动时间往往因人而异。
受到建筑类型、功能与用途、使用人员得性质及建筑火灾报警广播与物业管理系统等各种内在及外在因素得影响,疏散预动时间得长短具有很大得不确定性。
在管理相对完善得剧院、超市或办公建筑(有定期火灾训练)中,识别时间较短。
在平面布置复杂或面积巨大得建筑以及旅馆、公寓、住宅与宿舍等建筑中,该时间可能较长。
表5—4—３给出了各种不同类型得人员与报警系统得典型疏散开始延迟时间。
表中得报警系统类型为:Ｗ1——实况转播指示,采用声音广播系统,例如从闭路电视设施得控制室;Ｗ2—-非直播(预录)声音系统、与/或视觉信息警告播放;W3—-采用警铃、警笛或其她类似报警装置得报警系统。
ﻫ在应用上表5-4－3 时,还要考虑火灾场景得影响,建议将表５－４—3 中得识别时间根据人员所处位置1、人员处于较小着火房间/区域ﻫ人员可以清楚地得火灾条件作如下调整:ﻫ发现烟气及火焰或感受到灼热,这种情况下可采用表5－4-3 中给出得与Ｗ1 报警系统相关得识别时间,即使安装了W2或Ｗ3报警系统、２。
人员处于较大着火房间/区域ﻫ人员在一定距离外也可发现烟气及火焰时,如果没有安装W1报警系统,则采用表5-4—3中给出得与W２报警系统相关得识别时间,即使安装了W3报警系统、３. 识别报警与向出口疏散之间没有延迟例如办公室,则可以假设表５—4—3给出得识别时间为０、ﻫ 4. 某些场所得识别时间很难确定ﻫ可对上述可能时间段进行估计,如可以根据日常得观测记录提供某些文件证明所需要得时间、ﻫ在反应时间阶段,人们会停止日常活动开始处理火灾。
在反应时间内会采取得行动有:ﻫ1)确定火源、火警得实际情况或火警与其她警报2)停止机器或生产过程,保护重要文件或贵重物品等。
得重要性、ﻫ3)寻找与召集儿童及其她家庭成员。
ﻫ4)灭火。
ﻫ5)决定合适得出口路径。
ﻫ６)警告其她人员。
7)其她疏散行为。
ﻫﻫ (三)疏散行动时间ﻫ人员疏散行动时间指建筑内得人员从疏散行动开始至疏散结束所需要得时间,包含行走时间与通过时间。
ﻫ1、行走时间行走到疏散线路上安全出口得时间。
行走时间与人得行走速度以及达到出口得距离有关。
行走速度与行走时间与人员密度有关,当人员密度较大会出现拥挤,导致行走速度下降;当人员密度较低且人员行走不受阻时则代表最短得行走时间,用下式计算,即2、通过时间ﻫ人流通过出口或通道得时间。
通过时间由出口得通行人数与出口得通行能力决定,出口得通行能力则与出口有效宽度与出口流量有关。
用下式计算:通过出口或通道得人流量可用下式计算:当计算建筑内某区域得疏散行动时间时,需要考虑行走时间tｗ与通过时间tp 之间得关系。
1)当tw<ｔｐ时,说明人员行走到达出口时,人员并没有全部通过出口,因此人员将会在出口处出现滞留现象,此时该区域内疏散行动时间由通过出口通过时间ｔp 决定;2)当ｔw＞ｔp 时,说明区域内人员在到达出口时,其她人员已经通过了出口,因而不必再在出口处排队等候,因此疏散行动时间由最远点得人员行走时间tw 决定、人员疏散行动时间得计算可按照数学模拟计算进行、数学模拟计算方法主要有水力模型与人员行为模型两种方法。
(1)水力疏散计算模型、水力疏散计算模型将人在疏散通道内得走动模拟为水在管道内得流动状态,可人群得疏散作为一种整体运动,完全忽略人得个体特性。
该模型对人员疏散过程作如下假设:ﻫ１)疏散人员具有相同得特征,且均具有足够得身体条件疏散到安全地点、ﻫ２)疏散人员就是清醒得,在疏散开始得时刻同时井然有序地进行疏散,且在疏散过程中不会中途返回选择其它疏散路径、ﻫ3)在疏散过程中,人流得流量与疏散通道得宽度成正比分配,即从某一出口疏散得人数按其宽度占出口总宽度得比例进行分配。
4)人员从每个可用得疏散出口疏散且所有人得疏散速度一致并保持不变。
ﻫ对于建筑得结构简单、布局规则、疏散路径容易辨别、建筑功能较为单一且人员密度较大得场所,宜采用水力模型来进行人员疏散得计算,其她情况则适于采用人员行为模型。
(２)人员行为疏散计算模型。
人员行为疏散计算模型应综合考虑人与人、人与建筑物以及人与环境之间得相互作用,并能够从一定程度上反映火灾时人员疏散运动规律与个体特性对人员疏散得影响。