建筑防火设计中人员安全疏散方法

【关键词】 消防安全 人员疏散 设计 

　　1 人员安全疏散设计综述 

　　火灾中人员的安全疏散是指在火灾烟气未达到危害人员生命的状态之前，将建筑物内的所有人员安全地疏散到安全区域的行动。人员安全疏散设计的原则就是在发生火灾时，人员疏散到安全区域的所需时间要小于危险到来的时间，这样才能确保人员的生命安全。 

　　人员所需疏散时间就当建筑发生火灾后，处在危险区域的人员撤离火灾现场并达到安全区域实际使用的时间。它包括察觉时间、预动时间、行动时间。但是一些客观因素或主观因素都会对疏散时间有所影响，例如：人员分布及其身体状况、人流密度、人员对建筑的熟悉程度及发生火灾的心理反应，还有火灾报警器的性能等各种有关因素。 

　　可用疏散时间是指从火灾发生到火灾发展到致使建筑内某个区域达到人的耐受极限的时间。影响可用疏散时间的因素主要有：建筑是否发生轰然、烟气层高度、热辐射、热对流、烟气毒性、能见度、建筑构造的破坏程度和倒塌等。 

　　2 规格式人员疏散设计方法 

　　根据规范的人员安全疏散设计方法，称为“规格式”或“处方式”设计方法，就是依照《建筑设计防火规范》、《高层民用建筑设计防火规范》等相关规范进行安全设计，设计人员只需要按照规范条文的要求按部就班地进行设计，不用考虑所设计的建筑物具体达到什么样的安全水平。我国目前实施的规范为了达到安全疏散的目标，采用控制安全疏散距离、安全出口的宽度和数量、确定疏散人数等方面进行。 

　　2.1 安全疏散宽度的确定 

　　确定安全疏散宽度的方法是预先按设定的安全疏散时间、人流通行能力等已知因素，计算出“百人宽度指标”。在设计时，按使用人数乘上“百人宽度指标”即为疏散总宽度。百人宽度指标可按下列公式计算： 

　　百人宽度指标=100b/（A・t） 

　　式中 b―单股人流宽度（m），一般取0.55； 

　　A―单股人流通行能力（人/min）；对于平坡地面，A=43，对于阶梯地面，A=37； 

　　t―安全疏散时间（min），对于一、二级耐火等级建筑的剧院、电影院、礼堂，t=2 min；体育馆，t=3～4 min[1]。 

　　2.2 安全疏散距离的确定 

　　在我国的规范中对各类建筑、场所的安全疏散距离作出了明确规定，如《建筑设计防火规范》对安全疏散距离的规定如表1、《高层民用建筑设计防火规范》对安全疏散距离的规定如表2。 

　　2.3 疏散出口和疏散楼梯 

　　为了在建筑发生火灾时，迅速安全地疏散人员，减少人员伤亡，必须设置足够的疏散出口。安全出口是指供人员疏散的直通室内外安全区域的出口。建筑物内安全出口设置的基本原则是，安全出口应分散布置，且在一般情况下不应少于两个，使人员能够双向疏散。疏散楼梯和楼梯间是安全疏散的重要通道。楼梯的形式多种多样，其形式不同，火灾时人员疏散速度和疏散效果也有所不同。在进行人员疏散设计时，应根据建筑的性质、高度、层数等，选择符合防火要求的疏散楼梯。 

　　3 性能化人员疏散设计方法 

　　3.1 性能化设计中人员安全疏散标准 

　　建筑物发生火灾后，建筑内的人员能否安全疏散主要取决于两个特征时间：（1）火灾发展到对人构成危险所需的时间，即可用安全疏散时间（ASET）；（2）人员疏散到达安全区域所需要的时间，即所需安全疏散时间（RSET）。 

　　若ASET大于RSET ，则人员能够安全疏散；反之，则人员不能安全疏散。 

　　3.2 可用安全疏散时间（ASET）的确定 

　　火灾时对人员构成危险主要有五种因素：火焰和烟气层的热辐射、烟气层温度、烟气层高度、烟气毒性以及能见度。 

　　火场的可用安全疏散时间是综合上述因素的影响，火灾中，以上的影响因素哪一个先达到危险状态就采取哪一个临界条件的时间作为可用安全疏散时间。数学表达式为： 

　　ASET=min（t1，t2，t3、t4，t5） 

　　式中 t1―人员不能承受辐射热的情况的来临时间； 

　　t2―人员不能承受火场空气温度的来临时间； 

　　t3―有害气体浓度达到威胁人员安全的来临时间； 

　　t4―能见度影响人员疏散速度的来临时间； 

　　t5―其他因素危及人员安全的来临时间。 

　　3.3 所需安全疏散时间（RSET）的确定 

　　人员疏散是伴随着新的冲动的产生和行动过程中采取新的决定的一个连续过程，包括察觉（外部刺激）、行为和反应（行为举止）、运动（行动）三个阶段，这3个阶段对应的时间分别为ta、tp、tm，则RSET的计算可用下式表示： 

　　RSET=ta+tp+tm 

　　3.4 人员疏散分析过程及疏散模型 

　　人员安全疏散分析研究可按照图1的程序进行。 

　　人员疏散的研究和分析主要包含两个方面，其一是人员疏散模型结构的研究；其二是火灾中人员行为和量化研究。在人员疏散的模型研究方面，目前国内外已有20多种较为成熟的人员疏散模型，例如CRISP模型、EXITT模型、EXODUS模型等。 

　　4 结语 

　　综上所述，规格式人员疏散设计方法和性能化人员疏散设计方法有各自设计方法、优势和缺点。 

　　（1）规格式人员疏散设计方法所依据规范的很多条文是根据大量经验教训或试验数据总结出来的，在其规定的范围内具有很强的可靠性，而且设计简单、便于操作。规格式防火设计一般不明确指出合理的安全目标或标准是什么，而是给出设计的最低标准。因此，这种设计很难做到既经济又合理。（2）性能化人员疏散设计强调建筑物消防设计的整体性，综合考虑消防设计的各个技术要素，注重安全目标的实现，有助于实现建筑消防设计的科学化、合理化，有利于新产品和新技术的推广，适应现代建筑高科技化的要求。但也有一定的局限性，要求进行大量的定量计算，设计者必须具备坚实的火灾安全的基础知识，有些计算所需要的时间较长，工作量大。性能化设计方法还没有形成一条系统化的分析和设计方法，在设计指标、设计方法、分析工具选择方面没有统一的标准，不易被大多数人所接受。（3）人员疏散设计一般应依据现行国家规范进行，只有现行规范中未涵盖或性质特殊的建筑应用性能化的设计方法。 

　　参考文献： 

　　[1]周敏莉.安全疏散系统防火设计综合分析探讨[J]消防科学与技术.2000，19（2）：21-23. 

　　[2] GB 50016-2006，建筑设计防火规范[S].北京：中国计划出版社，2006. 

　　[3] GB 50045-95，高层民用建筑设计防火规范[S].北京：中国计划出版社，2005. 

　　[4]公安部消防局编.中国消防手册.第三卷[J]上海科学技术出版社.2006，12：726.