基于性能化質(zhì)量評估提升大型綜合體安全疏散對策研究

李劍 王政錦

摘要：現(xiàn)階段，大型綜合體單體空間和人員密度不斷增加，這給火災(zāi)情況下人員安全疏散提出了新的挑戰(zhàn)。以百佳城某大型綜合體為例，通過分析建筑特點(diǎn)、功能要求、人員狀況和消防設(shè)施情況，運(yùn)用性能化分析方法對城市綜合體的安全疏散系統(tǒng)進(jìn)行了綜合評估，完善了大型綜合體的安全疏散措施。

關(guān)鍵詞：安全疏散;大型綜合體;性能化防火評估

近年來發(fā)生的大型綜合商業(yè)體火災(zāi)事故中，80%以上火災(zāi)與安全疏散不利有直接聯(lián)系，不完善的安全疏散條件造成的人員傷亡較大。分析災(zāi)害事故如何發(fā)生、發(fā)展過程及人員疏散行為是建筑物安全疏散設(shè)計(jì)的關(guān)鍵[1-2]。本研究實(shí)例是基于實(shí)體火災(zāi)實(shí)驗(yàn)進(jìn)行分析，以現(xiàn)場觀測、實(shí)地實(shí)驗(yàn)和數(shù)據(jù)研究為手段，對大型綜合體疏散環(huán)境和疏散主體進(jìn)行分析，研究其火災(zāi)特點(diǎn)和主體內(nèi)人員情況，證明實(shí)例中的大型綜合體滿足安全疏散要求。

1? 大型綜合體發(fā)生火災(zāi)時人員疏散影響因素

百佳城為某市中山北路一家大型綜合體，一層為品牌服裝部，高5.4m，夾層為餐飲，二層和三層為超市，高4.5m，超市面積為4350m2。我們選擇人流量相對較多的周末進(jìn)行實(shí)地調(diào)查，采用現(xiàn)場記錄客流量的方法，檢測點(diǎn)為二層進(jìn)出口斷面和三層斷面。

該建筑耐火等級為一級，框剪結(jié)構(gòu)，消防設(shè)施包括火災(zāi)自動報(bào)警、自動噴水滅火、防排煙以及火災(zāi)廣播等系統(tǒng)，并設(shè)有室內(nèi)消火栓、疏散指示標(biāo)識，三層廚房設(shè)干粉滅火系統(tǒng)。

當(dāng)發(fā)生火災(zāi)后，人員首先會評估火災(zāi)危險是否對自己構(gòu)成威脅、威脅程度有多大、是否需要采取行動等。能否做出正確行動選擇，將會導(dǎo)致人員成功逃離、局部成功逃離或逃離失敗的結(jié)果[3]。影響人員安全疏散的另一重要因素是建筑構(gòu)件耐火極限及裝修材料的耐火性能，當(dāng)火災(zāi)發(fā)生時通過疏散通道到安全場所的人流量又和樓層最大疏散距離以及疏散總寬度有直接關(guān)系，因此人員能否安全疏散關(guān)鍵在于疏散通道、安全出口是否暢通。

2? 大型綜合體性能化防火評估

本研究根據(jù)建筑內(nèi)部結(jié)構(gòu)、用途和可燃物分布等情況，對大型綜合體安全疏散進(jìn)行性能化分析，為審定大型綜合體是否滿足人員安全疏散提供科學(xué)依據(jù)。

2.1? 消防安全目標(biāo)及疏散性能指標(biāo)

百佳城屬于公共聚集場所，火災(zāi)危險性高，人員密度大，消防安全極其重要。針對百佳城有以下消防安全目標(biāo)，如表1所示。

根據(jù)百佳城建筑結(jié)構(gòu)和使用功能特點(diǎn)，確定人員安全疏散性能指標(biāo)為將煙氣層安全高度設(shè)置為2m，在煙氣層安全高度處煙氣平均溫度不大于180℃，同時煙氣層安全高度以下空間內(nèi)空氣溫度不超過60℃，商場內(nèi)能見度設(shè)定為10m，折算成減光度為0.1m-1，當(dāng)CO濃度達(dá)到3000ppm時疏散失敗。

2.2? 火災(zāi)場景設(shè)置

選取的火災(zāi)場景應(yīng)具有代表性，火災(zāi)場景參數(shù)設(shè)定如下：商場內(nèi)設(shè)有自動報(bào)警系統(tǒng)、自動噴淋系統(tǒng)和機(jī)械防排煙系統(tǒng)，排煙量為120m3/（h·m?）;設(shè)計(jì)火災(zāi)類型為快速火，最大規(guī)模為5MW。室內(nèi)環(huán)境溫度設(shè)置為20℃、室內(nèi)相對濕度為50%;大氣壓力1atm;風(fēng)速0m/s;天花板、墻面材質(zhì)為石膏板;地板材質(zhì)為復(fù)合板。

2.3? 疏散人數(shù)調(diào)查

2.3.1? 客流量數(shù)據(jù)

對百佳城人流量密度進(jìn)行實(shí)地調(diào)查，分節(jié)假日（2021年6月14日）、平時（2021年6月16日）、周末（2021年6月19日）三種情況。調(diào)查方法采用現(xiàn)場監(jiān)視記錄客流量方法，檢測點(diǎn)為二層進(jìn)出口斷面和三層斷面。節(jié)假日和周末客流量觀測，從9時～23時進(jìn)行分時段統(tǒng)計(jì)分析;對平時客流量的觀測調(diào)查，以營業(yè)高峰時間段（17時～23時）計(jì)算樓層某段時間滯留人數(shù)（樓層某時段滯留人數(shù)=上一時段滯留人數(shù)+本時段進(jìn)入人數(shù)-本時段離開人數(shù)）。分別計(jì)算出二、三層每小時人數(shù)，如圖1～6所示。

2.3.2? 調(diào)查結(jié)果與計(jì)算結(jié)果的對比

商場內(nèi)滯留人數(shù)即火災(zāi)時需要疏散的人數(shù)，對疏散人數(shù)進(jìn)行計(jì)算，計(jì)算公式為：

（1）

式中：P為商場內(nèi)理論疏散人數(shù);S為商場各層建筑面積;a為商場營業(yè)部分所占建筑面積比例（根據(jù)《商店建筑設(shè)計(jì)規(guī)范》第3.1.2條規(guī)定為0.34～0.55;而在《建筑設(shè)計(jì)防火規(guī)范》對商店建筑營業(yè)廳面積折算值為0.5～0.7）。b為商場營業(yè)部分人員密度（人/m2），根據(jù)《建筑設(shè)計(jì)防火規(guī)范》第5.5.21條規(guī)定，第一、二層為0.43～0.60，第三層為0.39～0.54。確定人員密度值時，當(dāng)建筑規(guī)模較小（營業(yè)廳的建筑面積小于3000m2）時宜取上限值，當(dāng)建筑規(guī)模較大時，可取下限值。對商場實(shí)測人數(shù)最大值和理論計(jì)算人數(shù)對比，如表2所示。

由表2可知，按照現(xiàn)行規(guī)范計(jì)算理論人數(shù)比正常營業(yè)狀態(tài)下實(shí)際人數(shù)大，理論上相對安全。

2.4? 綜合體內(nèi)疏散中所需時間（TRSET）計(jì)算

疏散時間由三部分組成：火災(zāi)探測報(bào)警時間、人員響應(yīng)時間和疏散時間。

2.4.1? 火災(zāi)報(bào)警時間

對于大型綜合體內(nèi)常規(guī)空間，點(diǎn)型感煙火災(zāi)探測器一般設(shè)在高度為3.5～4.5m的吊頂天花板上，探測到火災(zāi)并啟動報(bào)警。根據(jù)火災(zāi)蔓延速度計(jì)算[4]，百佳城內(nèi)常規(guī)空間高度為4.4m，將常規(guī)空間內(nèi)火災(zāi)報(bào)警時間取1min。

2.4.2? 人員響應(yīng)時間

人員響應(yīng)時間與很多因素有關(guān)，統(tǒng)計(jì)結(jié)果表明[5]：發(fā)生火災(zāi)時，人員的響應(yīng)時間與建筑內(nèi)采用的火災(zāi)報(bào)警系統(tǒng)的類型有直接關(guān)系，百佳城屬于大型綜合體，設(shè)有火災(zāi)現(xiàn)場廣播、火災(zāi)探測器和自動噴淋滅火系統(tǒng)，設(shè)定所有人員處于清醒狀態(tài)，對突發(fā)事件有快速判斷能力，人員響應(yīng)時間取1min。

2.4.3? 疏散行動時間

計(jì)算疏散運(yùn)動時間所需參數(shù)主要包括：人員荷載、水平方向通行速度和通行流量，樓梯通行速度和通行流量，如表3所示。

2.4.4? 允許疏散時間

根據(jù)火災(zāi)發(fā)展蔓延規(guī)律，從火災(zāi)煙氣層高度、煙氣上下層溫度、CO濃度、能見度等，計(jì)算出允許疏散時間。安全疏散必須根據(jù)百佳城建筑結(jié)構(gòu)和使用功能特點(diǎn)確定人員安全疏散性能指標(biāo)進(jìn)行。

由火災(zāi)場景設(shè)計(jì)規(guī)律研究煙氣特性模擬結(jié)果統(tǒng)計(jì)表明[6]，如表5所示。

綜合煙氣溫度、沉降高度、CO2濃度、CO濃度、能見度分析，火災(zāi)發(fā)展致使環(huán)境條件達(dá)到人體耐受極限的時間（TASET）為450s，大于人員總疏散時間（TRSET）246s。

基于安全考慮，本研究認(rèn)為實(shí)際疏散時間應(yīng)為計(jì)算人員總疏散時間乘以安全系數(shù)[7]，采用安全系數(shù)1.2，即TASET ≥1.2TRSET，如表6所示。

3? 結(jié)論

文章根據(jù)百佳城建筑特點(diǎn)和人員狀況，運(yùn)用性能化分析方法對安全疏散系統(tǒng)進(jìn)行全面評估，在現(xiàn)有疏散條件下，假設(shè)火災(zāi)場景情況煙氣層高度、煙氣上下層溫度、CO濃度、能見度等，計(jì)算火災(zāi)發(fā)展致使環(huán)境條件達(dá)到允許疏散時間TASET大于從火災(zāi)發(fā)生直至人員全部疏散到安全地點(diǎn)的安全疏散總時間TRSET，且安全余量有204s。結(jié)果表明，在消防設(shè)施均正常的情況下，百佳城現(xiàn)行設(shè)計(jì)能夠滿足人員安全疏散要求。

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Research on the safety evacuation countermeasures of large scale complexes based on performance-based quality assessment

Li Jian，Wang Zhengjin

（Nanning Municipal Fire and Rescue Brigade of Guangxi，Guangxi? Nanning? 530000）

Abstract：At this stage， the single space and personnel density of large scale complexes are increasing， which brings new challenges to the problem of personnel safety evacuation under fire conditions.Taking a large-scale complex in Baijia city as an example， by analyzing the building characteristics， functional requirements， personnel conditions and fire-fighting facilities. the performance-based analysis method is used to comprehensively evaluate the safety evacuation system of the urban complexes， and improve the safety evacuation measures of the large scale complexes.

Keywords：safety evacuation; large scale complex; performance-based fire protection assessment