1、 阻止火災(zāi)豎向蔓延性能的數(shù)值模擬分析 多層建筑開口部位防火設(shè)計(jì)問題的思考火災(zāi)時(shí)人的避難心理行為及建筑疏散設(shè)計(jì) 2007-03-14 11:24:53| 分類： 消防與給排水 | 標(biāo)簽：規(guī)范 技術(shù) 建筑 施工 文摘 閱讀 資料 |字號(hào)大中小 訂閱火災(zāi)時(shí)人的避難心理行為及建筑疏散設(shè)計(jì)摘 要: 就建筑火災(zāi)時(shí)人的避難心理行為模式進(jìn)行了研究, 討論了人在疏散過程中可能的行為方式; 比較分析了常見的水平通道組織形式; 提出了標(biāo)準(zhǔn)通道寬度、首層出入口總寬度和樓梯總寬度的新的參考計(jì)算方法及疏散樓梯不便靠外墻布置時(shí)自然排煙的方式。關(guān)鍵詞: 建筑防火; 疏散; 防煙樓梯 疏散是指當(dāng)火災(zāi)發(fā)生時(shí), 在某一樓層活動(dòng)的人

2、從自身不同的位置作出迅速反應(yīng), 選擇逃生方向, 經(jīng)過疏散通道, 迅速抵達(dá)地面離開火災(zāi)現(xiàn)場(chǎng)的過程。顯然, 人要在最短時(shí)間內(nèi)離開火災(zāi)現(xiàn)場(chǎng), 取決于兩個(gè)因素: 一是人對(duì)火災(zāi)所作出的心理行為反應(yīng), 這將決定他能否在安全時(shí)間內(nèi)到達(dá)疏散通道; 二就是疏散設(shè)計(jì)是否合理。前者無法控制, 但我們可以對(duì)火災(zāi)情況人們的心理行為反應(yīng)進(jìn)行研究, 并利用它來指導(dǎo)疏散設(shè)計(jì)。1 火災(zāi)發(fā)生時(shí)避難者的心理與行為特點(diǎn) 人的行為是動(dòng)機(jī)的結(jié)果, 是目的的手段。一般情況下, 動(dòng)機(jī)、行為、目的三者的指向是一致的, 即使在過程中出現(xiàn)三者指向的偏移, 系統(tǒng)會(huì)通過反饋?zhàn)詣?dòng)調(diào)整修正心理與行為系統(tǒng)(如圖1)。 但在火災(zāi)情況下, 由于遠(yuǎn)離室外安全地帶

3、的焦慮與對(duì)煙火的恐懼交織在一起,“心理- 行為”系統(tǒng)將會(huì)發(fā)生異常。 1. 1 “動(dòng)機(jī)- 行為”歷程縮短 從感知火災(zāi)信號(hào)到做出行為反應(yīng), 一般在5 s 10s, 在這個(gè)過程中避難者缺乏理智的分析判斷過程, 行為具有紊亂性。 1. 2 “動(dòng)機(jī)- 行為- 結(jié)果”的不一致性火災(zāi)發(fā)生時(shí), 常會(huì)出現(xiàn)與結(jié)果不一至甚至相反的行為, 如習(xí)慣往狹窄角落或有光亮的地方奔跑, 甚至從高處往下跳等反常行為。 1. 3 行為的盲目性 火災(zāi)時(shí)人們都隨其他奔跑人流或無煙火的地方撤離或按照自己最熟悉的出口奔跑, 一旦出口受阻就只能原路返回, 在返回途中有可能因被煙火封堵而遇難。 1. 4 行為的排他性 人們?cè)谔由鷷r(shí), 往往不顧

4、他人, 全部精力都致力于盡早地逃離火災(zāi)現(xiàn)場(chǎng), 導(dǎo)致混亂和擁擠, 即使在撤離人員不多的情況也會(huì)如此, 從而延誤時(shí)間, 造成不必要的傷亡。 1. 5 行為的無序性和多向性 由于每個(gè)人的心理素質(zhì)的差異, 所選擇的逃生方式呈現(xiàn)出無秩序性和多種可能性(如圖2 所示)。 火災(zāi)時(shí)人們所表現(xiàn)出來的上述心理、行為特點(diǎn), 我們可以得到兩點(diǎn)基本認(rèn)識(shí)。首先, 通過精心的疏散設(shè)計(jì)是可以引導(dǎo)人的疏散行為的。其次, 從人的行為的方向上來看, 關(guān)鍵在于建筑內(nèi)的兩大運(yùn)動(dòng)體系水平與垂直方向運(yùn)動(dòng)體系。因此, 水平疏散的組織、各個(gè)出入口的位置、寬度和數(shù)量、作為水平與垂直運(yùn)動(dòng)交點(diǎn)的電梯、樓梯的平面位置、布局方式和數(shù)量成為高層建筑疏散設(shè)

5、計(jì)的核心問題。2 標(biāo)準(zhǔn)層水平疏散的組織 在方案設(shè)計(jì)時(shí)就要將合理疏散線路組織、消防方案、樓梯的位置作為一個(gè)重要問題來考慮。保證水平通道有兩個(gè)以上安全出口的“雙向疏散原則”。疏散樓梯是發(fā)生火災(zāi)時(shí), 電梯停止使用情況下最主要的豎向交通疏散途徑, 其位置首先應(yīng)符合安全疏散距離的規(guī)定,也要順應(yīng)人在火災(zāi)時(shí)可能的疏散方向。 樓梯設(shè)置的原則有兩條: 一是靠近電梯廳。由于人在疏散時(shí)習(xí)慣于熟悉線路, 靠近電梯廳布置有利其迅速尋找及時(shí)疏散; 二是雙向疏散。火災(zāi)時(shí)人逃出房間后若在第一個(gè)方向受阻, 必須折向另一方向。根據(jù)這兩個(gè)原則, 標(biāo)準(zhǔn)層由于其他條件的限制, 其水平通道的常見組織形式及特點(diǎn)見表1。3 標(biāo)準(zhǔn)層的水平通道

6、設(shè)計(jì) 為了保證在火災(zāi)時(shí)人流疏散的暢通, 避免阻塞和混亂, 標(biāo)準(zhǔn)層的通道形式應(yīng)直捷通順, 少轉(zhuǎn)彎或以不小于90°的直角轉(zhuǎn)角, 在轉(zhuǎn)角處盡可能安排垂直向疏散口。高層民用建筑設(shè)計(jì)防火規(guī)范(以下簡(jiǎn)稱“高規(guī)”)對(duì)通道長(zhǎng)度、寬度作了較原則的規(guī)定: 疏散距離從任一房至疏散口最大距離不得超過24 m30 m , 位于袋形走道兩側(cè)或盡端的房間距疏散口的最大距離不得超過12 m 20 m; 內(nèi)走道應(yīng)按通過人數(shù)每100 人不小于1.00m計(jì)算。在以往的設(shè)計(jì)中, 由于高層建筑功能復(fù)雜, 單憑人員密度來做通道的寬度已經(jīng)越來越不適應(yīng)了, 它還與房間面積、功能容量、疏散口的多少等有關(guān)。 應(yīng)以人員是否能從樓層的任何

7、部位在安全時(shí)間內(nèi)通過安全線路達(dá)到疏散口為原則來計(jì)算, 見式(1)。 (1) 式中: B 疏散口總寬度,m; k 人員密度, 人/m2; S 房間總面積,m2; P 出口疏散系數(shù), 人/(m ·s) , 一般取1.2; n 功能容量系數(shù), 無量綱; t 允許疏散時(shí)間, s; N 疏散口數(shù)量。 (1) k 值的確定。k 值是一個(gè)區(qū)域值, 標(biāo)準(zhǔn)層若是單一功能的, 取低值, 若是多種功能, 則按主體的主值或較高值取(見圖3)。 (2) t 值的確定。根據(jù)房間總面積(不含樓梯面積)在圖中查得(見圖4)。 (3) n值的確定。標(biāo)準(zhǔn)層為單一功能時(shí), n=1, 每增加一種功能, n增加0.5。4 首

8、層疏散口設(shè)計(jì) 裙樓是高層建筑的公共體, 是整個(gè)建筑的總出入口。高層中的全部人員必須通過首層離開火災(zāi)現(xiàn)場(chǎng), 但裙樓空間復(fù)雜, 功能繁多, 不易組織人流, 設(shè)計(jì)不當(dāng)會(huì)造成擁擠、阻塞; 下到裙樓公共空間的疏散樓梯及消防電梯也不宜置于顯著位置; 裙樓各層的疏散通道和首層出入要科學(xué)計(jì)算。 4. 1 平地層出口總寬度的計(jì)算 “高規(guī)”規(guī)定: 高層建筑內(nèi)的觀眾廳、展覽廳、多功能廳、餐廳、營(yíng)業(yè)廳和閱覽室等。其室內(nèi)任何一點(diǎn)至最近的疏散口的直線距離不宜超過30 m; 其它房間內(nèi)最遠(yuǎn)點(diǎn)至房門的直線距離不宜超過15m。按照這一規(guī)定可以大致確定出口位置和個(gè)數(shù)。在確定出口總寬度時(shí),過去常用B = 疏散總?cè)藬?shù)×單股

9、人流寬度?單股人流通行能力×疏散時(shí)間或B = 疏散總?cè)藬?shù)×百人寬度指標(biāo)/100 的經(jīng)驗(yàn)公式來計(jì)算, 這對(duì)于單一功能的多層建筑其結(jié)果比較可靠, 但隨著高層建筑功能的日趨多樣化, 疏散總?cè)藬?shù)很難準(zhǔn)確確定。事實(shí)上裙樓中各層的疏散能力與人員密度、面積、上一層疏散量和高層疏散量有關(guān)。設(shè)計(jì)時(shí)可按(2) 式計(jì)算: B = (s×n1×k/p ×t) ×f (2) 式中: n1為上層通至本層公共空間的疏散口數(shù); k、t可在圖3、圖4 中查得; P取1. 2; f為裙樓樓層系數(shù), 當(dāng)首層是平街時(shí)f = 3,是第二層時(shí)f = 2.5, 以此類推,每增加一

10、層f 值減0.5。 4. 2 裙樓樓梯總寬度的計(jì)算 裙樓疏散的第二個(gè)重要問題就是樓梯總寬度的確定。有專家提出過用式(3) 計(jì)算。(3) 在實(shí)際運(yùn)用中,M 和N 都很難準(zhǔn)確確定, 而最簡(jiǎn)便的可靠方法是用人員密度來確定, 即用B0=S×n/k×100 來計(jì)算。式中: S 為本層總面積; n為上一層通至本層公共空間的疏散口人數(shù); k 為人流密度, 可在圖3 中查得。 4. 3 合理引導(dǎo)高層疏散人流 有一個(gè)問題要特別注意, 當(dāng)疏散樓梯與通往地下層的樓梯連通時(shí), 應(yīng)在其通往大廳與通往地下層之間用防火門作可變性隔斷, 并在適當(dāng)位置設(shè)置安全出口指示燈。 5 防煙樓梯 防煙樓梯和消防電梯必須有嚴(yán)格的防煙和防火措施, 要做到疏散人員一經(jīng)到達(dá)樓梯前室、電梯廳就是第一個(gè)安全點(diǎn)。在高層建筑中常見的防煙樓梯有如下幾種: (1) 防煙樓梯靠外墻布置, 附有能自然排煙的前室或陽臺(tái)、凹廊的樓梯間。 (2) 當(dāng)樓梯及前室靠外墻布置有困難時(shí), 可采取內(nèi)設(shè)自然排煙井的方法。這種方式已經(jīng)實(shí)驗(yàn)證明, 約6m2的天井可迅速排除著火房間90% 以上的煙熱, 在特定條件下它比通常的樓梯間開設(shè)外窗的方式效果更好。 (3) 由于種種原因, 許多高層建筑是利用標(biāo)準(zhǔn)層不靠墻的