基于Pyrosim和Pathfinder的高校學(xué)生宿舍火災(zāi)人員疏散安全性模擬分析

鄒馨捷，薩木哈爾·波拉提，郝 明，龐奇志

(中國(guó)地質(zhì)大學(xué)(武漢) 工程學(xué)院，湖北 武漢 430074)

已有調(diào)查結(jié)果顯示，大學(xué)生在宿舍中存在諸多不安全行為，如在床上吸煙、使用違章電器、夏季點(diǎn)蚊香、冬季使用電熱毯以及在宿舍煮火鍋等，這些行為都會(huì)增加高校學(xué)生宿舍火災(zāi)事故的發(fā)生率[1]。例如：2019年5月20日，某大學(xué)B區(qū)宿舍一寢室發(fā)生火災(zāi)，由于宿舍內(nèi)無(wú)學(xué)生，幸無(wú)人員傷亡，造成此次事故的原因是學(xué)生在宿舍使用大功率電器；2019年9月10日，某師范學(xué)院學(xué)生宿舍由于學(xué)生使用大功率電器導(dǎo)致宿舍起火，寢室內(nèi)部被煙霧完全籠罩，大量濃煙向外擴(kuò)散，室內(nèi)床上有明火，所幸無(wú)人員被困。高校學(xué)生宿舍是學(xué)生學(xué)習(xí)生活的主要場(chǎng)所，一旦發(fā)生火災(zāi)事故，輕則會(huì)造成人員恐慌，重則會(huì)造成嚴(yán)重的經(jīng)濟(jì)損失和人員傷亡，因此對(duì)高校學(xué)生宿舍火災(zāi)人員疏散安全性進(jìn)行數(shù)值模擬研究是十分有必要的，這對(duì)做好高校學(xué)生宿舍安全消防工作具有重要的意義[2]。

由于建筑物發(fā)生火災(zāi)的原因與過(guò)程比較復(fù)雜，人員疏散會(huì)受到較多因素的影響，采用傳統(tǒng)的實(shí)驗(yàn)方法對(duì)其進(jìn)行研究會(huì)耗時(shí)耗力且花費(fèi)較大，難以獲得有應(yīng)用價(jià)值的成果[3]。而運(yùn)用Pyrosim和Pathfinder的數(shù)值模擬研究方法，可以有效地減少研究時(shí)間和費(fèi)用，并能夠?qū)崿F(xiàn)更為直觀的火災(zāi)現(xiàn)場(chǎng)人員疏散過(guò)程模擬。為此，本文以某高校學(xué)生宿舍樓為研究對(duì)象，運(yùn)用Pyrosim和Pathfinder軟件對(duì)該高校學(xué)生宿舍樓發(fā)生火災(zāi)時(shí)火災(zāi)擴(kuò)散過(guò)程和人員疏散安全性進(jìn)行了數(shù)值模擬分析，以為高校學(xué)生宿舍消防安全管理提供依據(jù)。

1 數(shù)值模型的建立

1.1 某高校學(xué)生宿舍樓概況

某高校一棟男生宿舍樓共有6層，每層樓有18間房間，整棟樓共有108間房間，每間房間面積是24.68 m2，每層樓樓高為3.6 m，總建筑面積為4 231.32 m2；每間房間可住4人，每層樓有2個(gè)安全出口，樓梯寬度為1.3 m。該宿舍樓由于修建時(shí)間早、投入使用時(shí)間較長(zhǎng)，大多數(shù)建筑設(shè)施已非常陳舊，而且宿舍樓內(nèi)無(wú)排煙系統(tǒng)、火災(zāi)報(bào)警裝置以及自動(dòng)噴淋滅火系統(tǒng)。某高校學(xué)生宿舍樓層平面圖見(jiàn)圖1。

圖1 某高校學(xué)生宿舍樓層平面圖Fig.1 Floor plan of a college student dormitory building

1.2 火災(zāi)場(chǎng)景設(shè)置

學(xué)生宿舍內(nèi)部易燃物較多，如被褥、窗簾等，未熄滅的煙頭或蚊香極易點(diǎn)燃被褥而發(fā)生火災(zāi)；而在樓道中學(xué)生極易堆放各種雜物，學(xué)生途徑樓道將未熄滅的煙頭扔進(jìn)雜物堆極易點(diǎn)燃雜物，發(fā)生火災(zāi)。

每間宿舍的布局及布置的可燃物幾乎相同，被褥和窗簾的材質(zhì)是純棉纖維，墻壁的材質(zhì)是石膏板，地板的材質(zhì)是瓷磚，參考王志剛等的實(shí)驗(yàn)測(cè)定結(jié)果[4]，設(shè)置火災(zāi)類(lèi)型為快速火，熱釋放速率為1 000 kW/m2，火災(zāi)增長(zhǎng)類(lèi)型設(shè)定為快速t2增長(zhǎng)型，并設(shè)置該棟宿舍樓的模擬網(wǎng)格大小為0.5 m×0.5 m×0.5 m，網(wǎng)格個(gè)數(shù)為126 720個(gè)。本次模擬設(shè)置4種火災(zāi)場(chǎng)景，將火源分別設(shè)置在1F樓道中部、1F中部宿舍內(nèi)部、5F中部宿舍內(nèi)部、3F左邊宿舍內(nèi)部，火源高度均設(shè)置為1 m，并結(jié)合該宿舍樓的實(shí)際，考慮最不利的情況，同時(shí)參考《建筑防煙排煙系統(tǒng)技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)》(GB 51251—2017)，將自動(dòng)噴淋滅火系統(tǒng)有效情況下的火災(zāi)規(guī)模設(shè)置為1.5 MW，自動(dòng)噴淋滅火系統(tǒng)失效情況下的火災(zāi)規(guī)模設(shè)置為3 MW。

4種火災(zāi)場(chǎng)景下分別在距離著火樓層地面以上1.8 m設(shè)置監(jiān)測(cè)截面，監(jiān)測(cè)煙氣能見(jiàn)度，并在著火樓層兩個(gè)安全出口距離地面3.4 m處設(shè)置監(jiān)測(cè)點(diǎn)，監(jiān)測(cè)頂棚溫度和煙氣層高度。假設(shè)所有火災(zāi)場(chǎng)景下防火門(mén)屬于失效狀態(tài)，并將火災(zāi)模擬時(shí)間設(shè)置為1 200 s。具體火災(zāi)場(chǎng)景設(shè)置見(jiàn)表1。

表1 某高校學(xué)生宿舍樓火災(zāi)場(chǎng)景設(shè)置Table 1 Fire condition setting of a college student dormitory building

2 基于Pyrosim的火災(zāi)擴(kuò)散過(guò)程模擬分析

本文利用上述建立的數(shù)值模型，并運(yùn)用Pyrosim軟件建立了某高校學(xué)生宿舍樓在不同火災(zāi)場(chǎng)景下的火災(zāi)擴(kuò)散模型，模擬了著火樓層安全出口處煙氣能見(jiàn)度、頂棚溫度和煙氣層高隨時(shí)間的變化過(guò)程，以為進(jìn)一步分析人員疏散安全性提供基礎(chǔ)數(shù)據(jù)。

2.1 著火層煙氣能見(jiàn)度分析

參考《建筑防煙排煙系統(tǒng)技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)》(GB 51251—2017)，并根據(jù)學(xué)生對(duì)自己的宿舍樓十分熟悉，本次模擬中設(shè)置火災(zāi)時(shí)該宿舍樓著火層安全出口處允許的最小煙氣能見(jiàn)度為5 m[5]。圖2為不同火災(zāi)場(chǎng)景下，某高校學(xué)生宿舍樓著火層兩個(gè)安全出口處煙氣能見(jiàn)度分布云圖。

圖2 不同火災(zāi)場(chǎng)景下某高校學(xué)生宿舍樓著火層兩個(gè) 安全出口處煙氣能見(jiàn)度分布云圖Fig.2 Cloud map of the smoke visibility at the two exits on the fire floor of a college student dormitory building under different fire conditions

由圖2可見(jiàn)，A1、A2、B1和B2火災(zāi)場(chǎng)景下該宿舍樓著火層兩個(gè)安全出口處煙氣能見(jiàn)度分別在火災(zāi)發(fā)生328 s、395 s、367 s和272 s時(shí)下降至5 m，此時(shí)人員的安全疏散受阻。

根據(jù)模擬結(jié)果可知，當(dāng)A2火災(zāi)場(chǎng)景中的自動(dòng)噴淋滅火系統(tǒng)有效且著火房間所有窗戶(hù)打開(kāi)時(shí)，可以有效地減緩著火層安全出口處煙氣能見(jiàn)度降低的速率[6]。

2.2 著火層頂棚溫度分析

圖3為不同火災(zāi)場(chǎng)景下，某高校學(xué)生宿舍樓著火層1號(hào)和2號(hào)安全出口處頂棚溫度隨時(shí)間的變化曲線。

圖3 不同火災(zāi)場(chǎng)景下某高校學(xué)生宿舍樓著火層兩個(gè) 安全出口處頂棚溫度隨時(shí)間的變化曲線Fig.3 Change curves of the ceiling temperature at the two exits on the fire floor of a college student dormitory building under different fire conditions

由圖3可見(jiàn)，A2火災(zāi)場(chǎng)景下該宿舍樓著火層兩個(gè)安全出口處頂棚溫度及其增長(zhǎng)速度皆低于A1、B1和B2火災(zāi)場(chǎng)景；B1火災(zāi)場(chǎng)景下該宿舍樓著火層兩個(gè)安全出口處頂棚溫度及其增長(zhǎng)速度都低于A1火災(zāi)場(chǎng)景，這主要是因?yàn)锳1火災(zāi)場(chǎng)景下，樓道發(fā)生火災(zāi)時(shí)阻礙物較少，溫度上升速度較快，到達(dá)安全出口時(shí)熱量損失較少；B2火災(zāi)場(chǎng)景下，火源靠近1號(hào)安全出口，導(dǎo)致1號(hào)安全出口處溫度高于2號(hào)安全出口處溫度，由于該宿舍樓著火層安全出口及著火房間的窗戶(hù)處于關(guān)閉狀態(tài)，兩個(gè)安全出口處溫度上升較快，熱量損失少。

由圖3還可知，A1、A2、B1三種火災(zāi)場(chǎng)景下該宿舍樓著火層安全出口處頂棚溫度從火災(zāi)開(kāi)始到結(jié)束都未達(dá)到60℃，人員的安全疏散不受影響；而在B2火災(zāi)場(chǎng)景下該宿舍樓著火層1號(hào)安全出口處頂棚溫度在火災(zāi)發(fā)生220 s時(shí)達(dá)到60℃，而2號(hào)安全出口處頂棚溫度在火災(zāi)發(fā)生300 s時(shí)達(dá)到60℃，此時(shí)人員無(wú)法安全疏散。

2.3 著火層煙氣層高度分析

煙氣層高度、溫度和有害氣體濃度是影響人員安全疏散的重要因素，其中影響最大的是煙氣層高度[7]。當(dāng)煙氣層高度低于2.5 m時(shí)，將嚴(yán)重影響人員的安全疏散；當(dāng)煙氣層高度低于1.5 m時(shí)，人員無(wú)法安全疏散[8]。圖4為不同火災(zāi)場(chǎng)景下，某高校學(xué)生宿舍樓著火層1號(hào)和2號(hào)安全出口處煙氣層高度隨時(shí)間的變化曲線。

圖4 不同火災(zāi)場(chǎng)景下某高校學(xué)生宿舍樓著火層兩個(gè) 安全出口處煙氣層高度隨時(shí)間的變化曲線Fig.4 Change curves of the height of smoke layer at the two exits on the fire floor of a college student dormitory building under different fire conditions with time

由圖4(a)可見(jiàn)，A1火災(zāi)場(chǎng)景下，當(dāng)火災(zāi)發(fā)生210 s時(shí)該宿舍樓著火層1號(hào)安全出口處煙氣層高度開(kāi)始低于1.5 m，且隨著時(shí)間的延長(zhǎng)煙氣層高度逐漸下降至1 m并最終趨于穩(wěn)定，A2火災(zāi)場(chǎng)景下，當(dāng)火災(zāi)發(fā)生360 s時(shí)該宿舍樓著火層1號(hào)安全出口處煙氣層高度開(kāi)始低于1.5 m，且隨著時(shí)間的延長(zhǎng)煙氣層高度降至1 m并趨于穩(wěn)定；B1火災(zāi)場(chǎng)景下，當(dāng)火災(zāi)發(fā)生260 s時(shí)該宿舍樓著火層1號(hào)安全出口處煙氣層高度開(kāi)始低于1.5 m，且隨著時(shí)間的延長(zhǎng)逐漸下降至0.8 m并最終趨于穩(wěn)定；B2火災(zāi)場(chǎng)景下，當(dāng)火災(zāi)發(fā)生190 s時(shí)該宿舍樓著火層1號(hào)安全出口處煙氣層高度開(kāi)始低于1.5 m，且隨著時(shí)間的延長(zhǎng)逐漸下降至0.75 m并最終趨于穩(wěn)定。由圖4(b)可見(jiàn)，A1火災(zāi)場(chǎng)景下，當(dāng)火災(zāi)發(fā)生190 s時(shí)該宿舍樓著火層2號(hào)安全出口處煙氣層高度開(kāi)始低于1.5 m，且隨著時(shí)間的延長(zhǎng)煙氣層高度下降至1 m左右并最終趨于穩(wěn)定；A2火災(zāi)場(chǎng)景下，當(dāng)火災(zāi)發(fā)生250 s時(shí)該宿舍樓著火層2號(hào)安全出口處煙氣層高度開(kāi)始低于1.5 m，且隨著時(shí)間的延長(zhǎng)煙氣層高度逐漸下降至1 m并最終趨于穩(wěn)定；B1火災(zāi)場(chǎng)景下，當(dāng)火災(zāi)發(fā)生220 s時(shí)該宿舍樓著火層2號(hào)安全出口處煙氣層高度開(kāi)始低于1.5 m，且隨著時(shí)間的延長(zhǎng)逐漸下降至0.8 m并最終趨于穩(wěn)定；B2火災(zāi)場(chǎng)景下，當(dāng)火災(zāi)發(fā)生200 s時(shí)著火層2號(hào)安全出口處煙氣層高度開(kāi)始低于1.5 m，且隨著時(shí)間的延長(zhǎng)煙氣層高度逐漸下降至0.75 m并最終趨于穩(wěn)定。

比較在不同火災(zāi)場(chǎng)景下該宿舍樓著火層兩個(gè)安全出口處煙氣層高度隨時(shí)間的變化曲線可以看出,A1、B1和B2火災(zāi)場(chǎng)景是自動(dòng)噴淋滅火系統(tǒng)失效時(shí)發(fā)生火災(zāi)，導(dǎo)致A1、B1和B2火災(zāi)場(chǎng)景下該宿舍樓著火層安全出口處煙氣層高度開(kāi)始下降時(shí)間早于A2火災(zāi)場(chǎng)景；而A1火災(zāi)場(chǎng)景是樓道中部發(fā)生火災(zāi)，阻礙物較少，煙氣可以快速蔓延至疏散樓梯處，導(dǎo)致A1火災(zāi)場(chǎng)景下該宿舍樓著火層安全出口處煙氣層高度下降時(shí)間早于B1火災(zāi)場(chǎng)景；B2火災(zāi)場(chǎng)景是著火房間窗戶(hù)關(guān)閉，火災(zāi)發(fā)生時(shí)熱量損失少，蔓延速度快，導(dǎo)致B2火災(zāi)場(chǎng)景下著火層安全出口處煙氣層高度下降時(shí)間早于A1和B1火災(zāi)場(chǎng)景。

3 基于Pathfinder的人員疏散安全性分析

建筑物發(fā)生火災(zāi)后，人員所需安全疏散時(shí)間(Required Safety Egress Time，RSET)和人員可用安全疏散時(shí)間(Available Safety Egress Time，ASET)這兩個(gè)時(shí)間參數(shù)決定人員是否能夠安全疏散[9]。當(dāng)RSET

3.1 不同火災(zāi)場(chǎng)景下人員疏散可用安全疏散時(shí)間的確定

(1) A1火災(zāi)場(chǎng)景下人員可用安全疏散時(shí)間確定：分析A1火災(zāi)場(chǎng)景下火災(zāi)擴(kuò)散過(guò)程的模擬結(jié)果發(fā)現(xiàn)，在整個(gè)火災(zāi)發(fā)展過(guò)程中，該宿舍樓著火層安全出口處頂棚溫度都未達(dá)到60℃；當(dāng)火災(zāi)發(fā)生328 s時(shí)，該宿舍樓著火層安全出口處煙氣能見(jiàn)度已降到5 m；當(dāng)火災(zāi)發(fā)生210 s時(shí)，該宿舍桉著火層兩個(gè)安全出口處煙氣層高度已經(jīng)低于1.5 m，此時(shí)人員無(wú)法安全疏散。綜合考慮，在A1火災(zāi)場(chǎng)景下，整棟樓的人員必須在發(fā)生火災(zāi)后的210 s內(nèi)完全疏散。

(2) A2火災(zāi)場(chǎng)景下人員可用安全疏散時(shí)間確定：分析A2火災(zāi)場(chǎng)景下火災(zāi)擴(kuò)散過(guò)程的模擬結(jié)果發(fā)現(xiàn)，當(dāng)火災(zāi)發(fā)生395 s時(shí)，該宿舍樓著火層兩個(gè)安全出口處煙氣能見(jiàn)度都低于5 m；當(dāng)火災(zāi)發(fā)生360 s時(shí)，該宿舍樓著火層兩個(gè)安全出口處煙氣層高度降至1.5 m；在整個(gè)火災(zāi)發(fā)生過(guò)程中，該宿舍樓著火層安全出口處頂棚溫度都未達(dá)到60℃。綜合考慮，在A2火災(zāi)場(chǎng)景下，整棟樓的人員必須在發(fā)生火災(zāi)后的360 s內(nèi)完全疏散。

(3) 場(chǎng)景B1下人員可用安全疏散時(shí)間確定：B1火災(zāi)場(chǎng)景是在5樓中部宿舍內(nèi)部發(fā)生火災(zāi)，分析B1火災(zāi)場(chǎng)景下火災(zāi)擴(kuò)散過(guò)程的模擬結(jié)果發(fā)現(xiàn)，在火災(zāi)發(fā)展的整個(gè)過(guò)程中，煙氣和溫度都是向上蔓延，該宿舍樓著火層安全出口處頂棚溫度都未達(dá)到60℃；該宿舍樓著火層兩個(gè)安全出口處煙氣能見(jiàn)度在火災(zāi)發(fā)生367 s時(shí)均降至5 m；當(dāng)火災(zāi)發(fā)生260 s時(shí)，該宿舍樓著火層兩個(gè)安全出口處煙氣層高度下降至1.5 m。綜合考慮，在B1火災(zāi)場(chǎng)景下,整棟樓的人員必須在發(fā)生火災(zāi)后的260 s內(nèi)完全疏散。

(4) B2火災(zāi)場(chǎng)景下人員可用安全疏散時(shí)間確定：分析B2火災(zāi)場(chǎng)景下火災(zāi)擴(kuò)散過(guò)程的模擬結(jié)果發(fā)現(xiàn)，當(dāng)火災(zāi)發(fā)生272 s時(shí)，該宿舍樓著火層兩個(gè)安全出口處煙氣能見(jiàn)度均低于5 m；當(dāng)火災(zāi)發(fā)生300 s時(shí)，該宿舍樓著火層兩個(gè)安全出口處頂棚溫度開(kāi)始高于60℃；而當(dāng)火災(zāi)發(fā)生200 s時(shí)，該宿舍樓著火層兩個(gè)安全出口處煙氣層高度均低于1.5 m。綜合考慮，在B2火災(zāi)場(chǎng)景下，整棟樓的人員必須在發(fā)生火災(zāi)后該宿舍樓200 s內(nèi)完全疏散。

3.2 人員疏散所需安全疏散時(shí)間的確定

假設(shè)從發(fā)生火災(zāi)到室內(nèi)人員察覺(jué)的時(shí)間為t1(s)，人員疏散準(zhǔn)備的時(shí)間為t2(s)，人員疏散到安全地帶的時(shí)間為t3(s)[2]，則有下列關(guān)系：

RSET=t1+t2+t3

(1)

本文利用Pathfinder軟件建立了該高校學(xué)生宿舍樓人員疏散模型。Pathfinder軟件中默認(rèn)的人員疏散路徑為最短疏散路徑，即認(rèn)為人員將按照最短疏散路徑疏散至安全出口，但是在實(shí)際疏散過(guò)程中，人員采取的疏散路徑可能與模型中默認(rèn)的疏散路徑不一致，故在分析人員所需安全疏散時(shí)間時(shí)需要考慮安全系數(shù)[10]。本文參考《防火工程手冊(cè)》的推薦，將安全系數(shù)設(shè)定為1.1[11]。

由于學(xué)生對(duì)宿舍樓十分熟悉，并且該宿舍樓的結(jié)構(gòu)比較簡(jiǎn)單，因此在確定人員察覺(jué)到火災(zāi)發(fā)生的時(shí)間和疏散準(zhǔn)備的時(shí)間時(shí)，將人員察覺(jué)到火災(zāi)發(fā)生的時(shí)間設(shè)定為30 s，即t1=30 s；由于學(xué)生宿舍樓的人員居住集中，一旦發(fā)現(xiàn)火災(zāi)，人員會(huì)迅速做出反應(yīng)，故設(shè)定人員疏散準(zhǔn)備的時(shí)間設(shè)定為30 s，即t2=30 s[12]?；赑athfinder軟件建立的某高校學(xué)生宿舍樓人員疏散模型見(jiàn)圖5。根據(jù)Pathfinder軟件的參數(shù)設(shè)置，本次人員疏散模擬采用的疏散速度符合正態(tài)分布[13]，人員平均疏散速度為1.19 m/s，肩寬為45.58 cm，考慮火災(zāi)發(fā)生時(shí)所有學(xué)生都在宿舍樓，疏散人數(shù)為432人，人員隨機(jī)分布在各個(gè)宿舍、樓道、樓梯間，人員從宿舍樓的兩個(gè)安全出口進(jìn)行疏散[14]。Pathfinder模擬計(jì)算出人員疏散到安全地帶的時(shí)間為258.5 s，即t3=258.5 s，計(jì)算出整棟樓全部人員完全疏散所需安全疏散時(shí)間為

圖5 基于Pathfinder軟件的某高校學(xué)生宿舍樓人員 疏散模型Fig.5 Personnel evacuation model for a college student dormitory based on Pathfinder software

RSET=30 s+30 s+258.5 s×1.1=344.35 s

3.3 人員疏散安全性分析

在對(duì)該學(xué)生宿舍樓人員進(jìn)行安全疏散時(shí)要考慮整棟樓人員完全疏散所需的時(shí)間。通過(guò)對(duì)4種火災(zāi)場(chǎng)景下該宿舍樓人員疏散可用安全疏散時(shí)間(ASET)和人員所需安全疏散時(shí)間(RSET)的模擬，可得到不同火災(zāi)場(chǎng)景下人員疏散安全性模擬結(jié)果的比較見(jiàn)表2。

表2 不同火災(zāi)場(chǎng)景下人員疏散安全性模擬結(jié)果的比較Table 2 Comparison of simulation results of personnel evacuation safety under different fire conditions

由表2可知，在A1火災(zāi)場(chǎng)景下人員疏散可用安全疏散時(shí)間只有210 s，在A2火災(zāi)場(chǎng)景下人員疏散可用安全疏散時(shí)間為360 s，在B1火災(zāi)場(chǎng)景下人員疏散可用安全疏散時(shí)間為260 s，在B2火災(zāi)場(chǎng)景下人員疏散可用安全疏散時(shí)間為200 s，而該宿舍樓全部人員完全疏散所需安全疏散時(shí)間為344.35 s;在A1火災(zāi)場(chǎng)景下，210 s時(shí)該宿舍樓著火層兩個(gè)安全出口處煙氣層高度低于1.5 m，導(dǎo)致人員安全疏散十分困難，此時(shí)部分人員處于危險(xiǎn)狀態(tài)；在A2火災(zāi)場(chǎng)景下，360 s時(shí)該宿舍樓著火層兩個(gè)安全出口煙氣層高度完全低于1.5 m，此時(shí)人員已安全疏散完全；在B1火災(zāi)場(chǎng)景下，該宿舍樓著火層兩個(gè)安全出口處煙氣能見(jiàn)度低于5 m需要367 s,但是該宿舍樓著火層兩個(gè)安全出口處煙氣層高度在260 s時(shí)完全低于1.5 m，因此人員在260 s時(shí)還未完全疏散至安全地帶就已經(jīng)處于危險(xiǎn)狀態(tài)；在B2火災(zāi)場(chǎng)景下，火災(zāi)發(fā)生200 s時(shí)該宿舍樓著火層兩個(gè)安全出口處煙氣層高度已下降至1.5 m，此時(shí)人員還未完全疏散就已經(jīng)處于危險(xiǎn)狀態(tài)。

4 消防安全管理措施

利用Pyrosim和Pathfinder軟件分別模擬了某高校學(xué)生宿舍樓火災(zāi)擴(kuò)散和人員疏散過(guò)程，對(duì)比分析其模擬結(jié)果發(fā)現(xiàn)：目前該宿舍樓的消防設(shè)施不完備或過(guò)于老舊，導(dǎo)致該宿舍樓發(fā)生火災(zāi)時(shí)火災(zāi)蔓延速度較快[15]，特別是樓道發(fā)生火災(zāi)時(shí)短時(shí)間內(nèi)煙氣能見(jiàn)度均低于5 m,著火層安全出口處煙氣層高度低于1.5 m,導(dǎo)致人員在疏散過(guò)程中不具備充足的時(shí)間，在實(shí)際疏散過(guò)程中會(huì)造成生命和財(cái)產(chǎn)損失[16]。因此,針對(duì)老舊學(xué)生宿舍樓可以采取以下的消防安全管理措施。

(1) 學(xué)校應(yīng)組織專(zhuān)業(yè)人員在宿舍樓內(nèi)部安裝消防設(shè)施，消防設(shè)施包括自動(dòng)噴淋滅火系統(tǒng)、排煙系統(tǒng)、滅火器等，并定期組織專(zhuān)業(yè)人員對(duì)其進(jìn)行維護(hù)與更新。

(2) 通過(guò)分析發(fā)現(xiàn)宿舍樓樓道著火造成的后果更加嚴(yán)重，故學(xué)校應(yīng)禁止學(xué)生在樓道堆放可燃物并定期派人清掃樓道的垃圾，并將樓道中的垃圾桶放置在消防設(shè)施附近，盡可能避免樓道發(fā)生火災(zāi)。

(3) 學(xué)校應(yīng)減小老舊宿舍的人員居住密度，將原來(lái)的4人間宿舍盡量安排為2人間宿舍，這樣在發(fā)生火災(zāi)時(shí)有助于提高人員疏散速度，減少疏散時(shí)間。宿舍樓內(nèi)部的窗戶(hù)在有人時(shí)須長(zhǎng)期敞開(kāi)。

(4) 學(xué)校應(yīng)定期組織專(zhuān)業(yè)人員對(duì)學(xué)生進(jìn)行消防知識(shí)和消防技能培訓(xùn)，提高學(xué)生的消防意識(shí)和火災(zāi)自救能力。

5 結(jié) 語(yǔ)

本文利用Pyrosim軟件模擬分析了高校學(xué)生宿舍樓在自動(dòng)噴淋滅火系統(tǒng)是否有效和著火房間窗戶(hù)是否關(guān)閉等情況下發(fā)生火災(zāi)時(shí)，著火層安全出口處煙氣能見(jiàn)度、煙氣層高度和頂棚溫度的變化規(guī)律，并結(jié)合Pathfinder軟件模擬計(jì)算出人員疏散所需安全疏散時(shí)間，結(jié)果表明自動(dòng)噴淋滅火系統(tǒng)的有效性和著火房間窗戶(hù)的敞開(kāi)性對(duì)火災(zāi)中人員疏散安全性的影響較大。

高校學(xué)生宿舍是人群密集的場(chǎng)所，也是安全隱患較多的場(chǎng)所，因此對(duì)高校學(xué)生宿舍進(jìn)行有針對(duì)性的火災(zāi)人員疏散安全性分析是十分有必要的?？蔀楦咝２扇∠腊踩芾泶胧┨峁﹨⒖?。