某綜合交通中心(GTC)安全疏散模擬分析

于孝紅

（山東省青島市消防救援支隊）

1 某綜合交通中心概況

某綜合交通中心（以下簡稱 GTC），總建筑面積約21 萬㎡，東西總長度369m，南北總長度183m，建筑高度12.5m，最高點高度22.2m。停車樓分為地上兩層及地下一層，總停車數(shù)量約3600 輛；高鐵設兩站臺4 線；地鐵2 條線。

2 影響安全疏散主要問題

2.1 防火分區(qū)面積超標

本建筑中地下一層和地下一層夾層大部分為通高設計，其室內(nèi)空間高度約8m，在一層處通過在中庭四周設置防火卷簾將一層和換乘大廳部分進行了防火分隔，當中庭到二層后，由于二層屋面高度較高，屋面到二層地面約13m，且屋面為玻璃屋面，導致在二層無法設置防火措施，將換乘大廳上部中庭和二層中庭所在防火分區(qū)進行分隔，造成本項目中換乘大廳防火分區(qū)貫穿了4 層，包含三部分：地下一層（B1 層）換乘大廳部分10072.7m2、地下一層夾層（B1A 層）交通廳部分1987.6m2、地上二層（L2 層）交通廳部分4644m2，其防火分區(qū)面積為16704.3m2，超出了規(guī)范地上5000m2，地下1000m2的要求[1]。

圖1 某綜合交通中心效果圖

2.2 換乘大廳部分疏散距離超出規(guī)范要求

由于GTC 體量較大的原因，地下一層部分換乘大廳其疏散樓梯基本分布在兩端，導致其疏散距離超出了規(guī)范要求的37.5m 的要求，現(xiàn)有設計中疏散距離達到了54m[2]。袋行走道疏散距離超過了22m，達到了52m[3]。

3 安全疏散模擬及判定

利用性能化設計的方法，一是利用STEPS 軟件進行模擬，計算疏散行動時間，得出人員疏散時間（TRSET）；二是利用煙氣流動狀態(tài)軟件模擬計算，得出人體耐受極限的時間（TASET）。并利用兩個判據(jù)，進行安全性分析。

3.1 人員安全疏散時間判據(jù)

TASET為人體耐受到達危險狀態(tài)時間，TRSET為人員疏散完畢時間，為保證場內(nèi)人員能在危險來臨前撤離到安全地帶，必須保證TASET大于TRSET。各時間關系構成見表1 所示[4]。

建筑空間大，視野通透，按規(guī)范設置疏散照明系統(tǒng)和疏散指示標志，探測報警時間Talarm取為60s。

建筑內(nèi)設置火災探測報警和監(jiān)控系統(tǒng)，工作人員及保安人員訓練有素，人員反應時間Tresp取為120s。

利用STEPS 軟件模擬計算獲得疏散行動時間。

表1 人員安全疏散判據(jù)

表2 人員生命安全標準

表3 火災場景統(tǒng)計表

圖2 換乘大廳火源位置示意圖

3.2 人員生命安全判據(jù)

為保證火災時人員安全，火災發(fā)生后，地面至煙氣層的清晰層高度內(nèi)的能見度、溫度及有毒氣體濃度保持在一定限度內(nèi)。本項目煙層危險高度根據(jù)層高結合有關規(guī)范性文件確定，人員處于以下環(huán)境中，生命安全是可以保證的[5]。生命安全標準見表2 所示。

4 火災場景的設定

火災場景按照最不利的原則設定。結合該GTC 的使用功能和建筑特性，合理合情設置火情，重點考慮三個方面：①火災發(fā)生可能性最大；②火災發(fā)展迅速；③火災后果嚴重。該項目共設定了2 個火災場景。并就影響火災發(fā)展火災類別、自動滅火系統(tǒng)和排煙系統(tǒng)工況、最大火災熱釋放速率進行設定。火災場景的設定有關數(shù)據(jù)見表3 和圖2 所示。

B：起火點設置在地下一層換乘大廳內(nèi)，換乘大廳，建筑面積10072.7m2

夾層建筑面積1987.6m2，層高8.3m，采用機械排煙方式，排煙量按照大廳不小于60m3/(m2·h) 計算?？疾鞊Q乘大廳發(fā)生火災時，換乘大廳各層內(nèi)距地面2m處煙氣的溫度、CO、CO2以及能見度的指標，從而判斷人員的疏散是否安全。

5 FDS 模擬火災煙氣流動預測

利用FDS 軟件，對2 個場景進行煙氣流動模擬，得出危險來臨前的時間（TASET）前影響人身生命安全的各項參數(shù)（見表4）。

6 人員疏散的必需疏散時間TRSET 的模擬分析

6.1 疏散場景

疏散場景的設定原則為假設最可能火災發(fā)生后，最不利于人員安全疏散的情況。本項目發(fā)生火災時按整體疏散考慮，根據(jù)4 個火災場景，設置2 個疏散場，基本條件如下（見表5）：

表4 各火災場景危險來臨時間

表5 整體疏散場景基本情況

表6 必需疏散時間TRSET 匯總表

表7 各火災場景危險來臨時間

6.2 疏散人員數(shù)量

疏散人數(shù)根據(jù)GTC 功能，分別按人流量和區(qū)域密度進行計算。經(jīng)計算，地下一層換乘大廳1091 人，地下一層夾層換乘交通廳353 人，地上二層換乘交通廳652 人，總計2096 人。參照國際上通用的一般公共建筑場所推薦的數(shù)值比例構成，對于本GTC 人員類型組成按成年男士、成年女士、兒童和老者比例分別為45%、40%、7%、8%確定[6]。

模擬計算得出疏散行走時間，按照表1 人員安全疏散判據(jù)，可得到各場景下不同區(qū)域的必需疏散時間TRSET，見表7。

7 結論與建議

7.1 結論

6.1 節(jié)中對 4 個火災場景和2 種疏散場景中數(shù)據(jù)進行匯總，可見4 個火災場景中，2 個疏散場景人員疏散安全余量都遠遠大于零，根據(jù)疏散安全判據(jù)，火災發(fā)生后，該建筑內(nèi)人員有足夠時間疏散至安全地帶（見表7）。

分析結果表明，對于超出規(guī)范規(guī)定防火分區(qū)面積的大空間區(qū)域，涉及安全疏散因素多，利用性能化分析方法，可以驗證消防安全設計目標的有效性。

7.2 建議

①明確建筑各功能分區(qū)，對各分區(qū)結構和使用功能進行嚴格管理。同時通過智慧消防等手段提高自動消防設施的運行功效，對動用明火作業(yè)場所嚴格管理。

②加強疏散通道、安全出口管理，保持疏散路線始終暢通。

③建立完善消防安全管理制度，定期對消防設施器材進行檢查、維護保養(yǎng)，保證建筑內(nèi)消防系統(tǒng)能夠正常啟動并發(fā)揮作用。

④制定個性化滅火預案，開展消防安全培訓，明確工作人員各自的職責、任務，提高組織人員安全疏散的能力。

⑤建立微型消防站，加強一呼百應消防系統(tǒng)建設，提高初期火災處置能力。