建筑物火災(zāi)時(shí)人員疏散行為規(guī)律的研究

隨著城市化和城市現(xiàn)代化程度的提高，建筑物的結(jié)構(gòu)和功能也越來越復(fù)雜，超防火規(guī)范和為防火規(guī)范的建筑物大量存在，火災(zāi)事故頻發(fā)發(fā)生，建筑物火災(zāi)安全問題和性能化防火設(shè)計(jì)日益引起國內(nèi)外學(xué)術(shù)界的關(guān)注。眾多造成重大人員傷亡和財(cái)產(chǎn)損失的火災(zāi)案例表明，火災(zāi)時(shí)人的行為具有特殊的規(guī)律性。因此，對大型公共建筑物火災(zāi)時(shí)人員疏散行為規(guī)律的研究，將對人員在火災(zāi)時(shí)的疏散和建筑的防火設(shè)計(jì)等方面具有重要的意義。

一、火災(zāi)中人的行為模式及步行速度

建筑物火災(zāi)時(shí)，人員要采取避難行為。由于人長期的生活習(xí)慣和共同的生理特征，其采取的避難行為有一定的共同點(diǎn)。即所謂的一般行為特征。但事實(shí)上，火災(zāi)發(fā)生時(shí)，人員依據(jù)外界信息所采取的避難行為受到自身的知識水平，心理素質(zhì)等因素的影響，具有一定的偏差，影響疏散的可靠性，因此可以建立火災(zāi)時(shí)人的行為模式。

從火災(zāi)是人的行為模式中可以看出，人員在火災(zāi)時(shí)疏散行為的安全性受到人員的認(rèn)識能力、決策能力、疏散行為的能力以及對火災(zāi)燃燒產(chǎn)物的忍耐力等主要因素的影響。其中人員的疏散行動能力是研究的主要內(nèi)容。一般來說，對于人員疏散行動能力的描述，主要可根據(jù)人員的個(gè)體步行速度、群集步行速度、群集流動系數(shù)等參數(shù)。在實(shí)際火災(zāi)中，人員的疏散步行速度不僅受到其所處的事故現(xiàn)場的空間環(huán)境物理?xiàng)l件（建筑物用途、結(jié)構(gòu)、火災(zāi)狀況、空間照明條件）的影響，還受到人員的性別、年齡、著裝、荷重等影響。美國、日本等國已在這方面做了大量的研究，主要通過實(shí)測和現(xiàn)場觀察的方法，建立了比較完善的數(shù)據(jù)庫資料。而本文在研究過程中，經(jīng)過一段時(shí)期的觀測，通過大量翔實(shí)可靠的數(shù)據(jù)（見表1），比以此為基礎(chǔ)，進(jìn)行了系統(tǒng)的分析，得出關(guān)于人員疏散模式的規(guī)律。

二、火災(zāi)時(shí)人員的應(yīng)急疏散行為規(guī)律

當(dāng)建筑內(nèi)發(fā)生火災(zāi)等重大事故時(shí)，人員的應(yīng)急疏散行為屬于群體行為，它涉及到群體流動問題。我們通常將一個(gè)連續(xù)進(jìn)行的群體稱為群集流。如在群體中取一個(gè)基準(zhǔn)點(diǎn)E，則向E點(diǎn)流入的群集稱為集結(jié)群集F1，自E點(diǎn)流出的群集稱為流出群集F2。如果F1和F2人數(shù)相等，這時(shí)我們稱它為定常流，此時(shí)流動穩(wěn)定，不會出現(xiàn)混亂，當(dāng)F1大于F2人數(shù)時(shí)，在基準(zhǔn)點(diǎn)E就會有人員滯留，從而出現(xiàn)滯留群集，這時(shí)人員的步行速度就會因?yàn)槿杭芏鹊脑黾佣鴾p少，從而影響人員疏散出建筑物的時(shí)間。

三、疏散時(shí)間的劃分

建筑物內(nèi)發(fā)生火災(zāi)時(shí)，人員進(jìn)行緊急疏散，疏散的時(shí)間根據(jù)不同情況可以分為三部分：

（一）火災(zāi)警報(bào)時(shí)間

火災(zāi)發(fā)生后，火災(zāi)探測系統(tǒng)發(fā)現(xiàn)火情，發(fā)出警報(bào)，或由人員發(fā)現(xiàn)火情，發(fā)出警報(bào)的時(shí)間。如果是由火災(zāi)探測系統(tǒng)發(fā)現(xiàn)火情，發(fā)出警報(bào)，這部分時(shí)間，可由火災(zāi)探測器的種類和性能而定。如果是有人員發(fā)現(xiàn)火情，時(shí)間可能會較長，由此也可以看出，在建筑物內(nèi)安裝火災(zāi)自動報(bào)警系統(tǒng)的重要性。

（二）疏散的反應(yīng)時(shí)間

人員得到警報(bào)后開始疏散的反應(yīng)時(shí)間，即疏散開始時(shí)間。這部分時(shí)間由于受疏散人員的心理、生理等因素的影響，具有很大的隨機(jī)性。一般來說，疏散的反應(yīng)時(shí)間取火災(zāi)房間30秒，非火災(zāi)房間60秒，非火災(zāi)層120秒的經(jīng)驗(yàn)值。

（三）疏散行動時(shí)間

建筑物內(nèi)從人員開始疏散至全部疏散到安全場所所用的時(shí)間。在建筑物性能化的防火設(shè)計(jì)中，往往假設(shè)疏散人員是井井有條的以一定的平均步速向出口移動，途中無相互超越和折返現(xiàn)象，疏散人群自始至終保持疏散初期的人員密度。但是實(shí)際情況中， 人群具有應(yīng)急疏散的特殊變化。因此，應(yīng)充分考慮疏散過程中群集密度的變化及滯留對疏散時(shí)間的影響。首先假設(shè)當(dāng)距離出口最遠(yuǎn)的人到達(dá)出口前，疏散人群始終保持初期人員密度和步行速度不變，之后根據(jù)出口附近滯留人員密度分布情況，判定滯留人員從出口向外疏散的即時(shí)步行速度的變化。最終，根據(jù)出口附近任意時(shí)刻單位面積滯留人數(shù)、滯留持續(xù)時(shí)間、最終完成疏散的時(shí)間對建筑物的安全疏散性能做出評價(jià)。

四、結(jié)論

經(jīng)研究表明，認(rèn)得步行速度與諸多因素有密切關(guān)系。而眾多造成重大人員傷亡和財(cái)產(chǎn)損失的火災(zāi)事故案例表明，火災(zāi)時(shí)人的行為呈現(xiàn)特殊的規(guī)律性。這種規(guī)律和特點(diǎn)直接影響到火災(zāi)時(shí)人員向外的安全疏散。因此，對于建筑物火災(zāi)時(shí)人員的疏散行為規(guī)律進(jìn)行研究和分析，不僅對于組織人員應(yīng)急疏散有重要的影響，同時(shí)對建筑物的性能化防火設(shè)計(jì)有及其重大的指導(dǎo)意義。