1、 阻止火災(zāi)豎向蔓延性能的數(shù)值模擬分析 多層建筑開(kāi)口部位防火設(shè)計(jì)問(wèn)題的思考火災(zāi)時(shí)人的避難心理行為及建筑疏散設(shè)計(jì) 2007-03-14 11:24:53| 分類(lèi)： 消防與給排水 | 標(biāo)簽：規(guī)范 技術(shù) 建筑 施工 文摘 閱讀 資料 |字號(hào)大中小 訂閱火災(zāi)時(shí)人的避難心理行為及建筑疏散設(shè)計(jì)摘 要: 就建筑火災(zāi)時(shí)人的避難心理行為模式進(jìn)行了研究, 討論了人在疏散過(guò)程中可能的行為方式; 比較分析了常見(jiàn)的水平通道組織形式; 提出了標(biāo)準(zhǔn)通道寬度、首層出入口總寬度和樓梯總寬度的新的參考計(jì)算方法及疏散樓梯不便靠外墻布置時(shí)自然排煙的方式。關(guān)鍵詞: 建筑防火; 疏散; 防煙樓梯 疏散是指當(dāng)火災(zāi)發(fā)生時(shí), 在某一樓層活動(dòng)的人

2、從自身不同的位置作出迅速反應(yīng), 選擇逃生方向, 經(jīng)過(guò)疏散通道, 迅速抵達(dá)地面離開(kāi)火災(zāi)現(xiàn)場(chǎng)的過(guò)程。顯然, 人要在最短時(shí)間內(nèi)離開(kāi)火災(zāi)現(xiàn)場(chǎng), 取決于兩個(gè)因素: 一是人對(duì)火災(zāi)所作出的心理行為反應(yīng), 這將決定他能否在安全時(shí)間內(nèi)到達(dá)疏散通道; 二就是疏散設(shè)計(jì)是否合理。前者無(wú)法控制, 但我們可以對(duì)火災(zāi)情況人們的心理行為反應(yīng)進(jìn)行研究, 并利用它來(lái)指導(dǎo)疏散設(shè)計(jì)。1 火災(zāi)發(fā)生時(shí)避難者的心理與行為特點(diǎn) 人的行為是動(dòng)機(jī)的結(jié)果, 是目的的手段。一般情況下, 動(dòng)機(jī)、行為、目的三者的指向是一致的, 即使在過(guò)程中出現(xiàn)三者指向的偏移, 系統(tǒng)會(huì)通過(guò)反饋?zhàn)詣?dòng)調(diào)整修正心理與行為系統(tǒng)(如圖1)。 但在火災(zāi)情況下, 由于遠(yuǎn)離室外安全地帶

3、的焦慮與對(duì)煙火的恐懼交織在一起,“心理- 行為”系統(tǒng)將會(huì)發(fā)生異常。 1. 1 “動(dòng)機(jī)- 行為”歷程縮短 從感知火災(zāi)信號(hào)到做出行為反應(yīng), 一般在5 s 10s, 在這個(gè)過(guò)程中避難者缺乏理智的分析判斷過(guò)程, 行為具有紊亂性。 1. 2 “動(dòng)機(jī)- 行為- 結(jié)果”的不一致性火災(zāi)發(fā)生時(shí), 常會(huì)出現(xiàn)與結(jié)果不一至甚至相反的行為, 如習(xí)慣往狹窄角落或有光亮的地方奔跑, 甚至從高處往下跳等反常行為。 1. 3 行為的盲目性 火災(zāi)時(shí)人們都隨其他奔跑人流或無(wú)煙火的地方撤離或按照自己最熟悉的出口奔跑, 一旦出口受阻就只能原路返回, 在返回途中有可能因被煙火封堵而遇難。 1. 4 行為的排他性 人們?cè)谔由鷷r(shí), 往往不顧

4、他人, 全部精力都致力于盡早地逃離火災(zāi)現(xiàn)場(chǎng), 導(dǎo)致混亂和擁擠, 即使在撤離人員不多的情況也會(huì)如此, 從而延誤時(shí)間, 造成不必要的傷亡。 1. 5 行為的無(wú)序性和多向性 由于每個(gè)人的心理素質(zhì)的差異, 所選擇的逃生方式呈現(xiàn)出無(wú)秩序性和多種可能性(如圖2 所示)。 火災(zāi)時(shí)人們所表現(xiàn)出來(lái)的上述心理、行為特點(diǎn), 我們可以得到兩點(diǎn)基本認(rèn)識(shí)。首先, 通過(guò)精心的疏散設(shè)計(jì)是可以引導(dǎo)人的疏散行為的。其次, 從人的行為的方向上來(lái)看, 關(guān)鍵在于建筑內(nèi)的兩大運(yùn)動(dòng)體系水平與垂直方向運(yùn)動(dòng)體系。因此, 水平疏散的組織、各個(gè)出入口的位置、寬度和數(shù)量、作為水平與垂直運(yùn)動(dòng)交點(diǎn)的電梯、樓梯的平面位置、布局方式和數(shù)量成為高層建筑疏散設(shè)

5、計(jì)的核心問(wèn)題。2 標(biāo)準(zhǔn)層水平疏散的組織 在方案設(shè)計(jì)時(shí)就要將合理疏散線路組織、消防方案、樓梯的位置作為一個(gè)重要問(wèn)題來(lái)考慮。保證水平通道有兩個(gè)以上安全出口的“雙向疏散原則”。疏散樓梯是發(fā)生火災(zāi)時(shí), 電梯停止使用情況下最主要的豎向交通疏散途徑, 其位置首先應(yīng)符合安全疏散距離的規(guī)定,也要順應(yīng)人在火災(zāi)時(shí)可能的疏散方向。 樓梯設(shè)置的原則有兩條: 一是靠近電梯廳。由于人在疏散時(shí)習(xí)慣于熟悉線路, 靠近電梯廳布置有利其迅速尋找及時(shí)疏散; 二是雙向疏散。火災(zāi)時(shí)人逃出房間后若在第一個(gè)方向受阻, 必須折向另一方向。根據(jù)這兩個(gè)原則, 標(biāo)準(zhǔn)層由于其他條件的限制, 其水平通道的常見(jiàn)組織形式及特點(diǎn)見(jiàn)表1。3 標(biāo)準(zhǔn)層的水平通道

6、設(shè)計(jì) 為了保證在火災(zāi)時(shí)人流疏散的暢通, 避免阻塞和混亂, 標(biāo)準(zhǔn)層的通道形式應(yīng)直捷通順, 少轉(zhuǎn)彎或以不小于90°的直角轉(zhuǎn)角, 在轉(zhuǎn)角處盡可能安排垂直向疏散口。高層民用建筑設(shè)計(jì)防火規(guī)范(以下簡(jiǎn)稱(chēng)“高規(guī)”)對(duì)通道長(zhǎng)度、寬度作了較原則的規(guī)定: 疏散距離從任一房至疏散口最大距離不得超過(guò)24 m30 m , 位于袋形走道兩側(cè)或盡端的房間距疏散口的最大距離不得超過(guò)12 m 20 m; 內(nèi)走道應(yīng)按通過(guò)人數(shù)每100 人不小于1.00m計(jì)算。在以往的設(shè)計(jì)中, 由于高層建筑功能復(fù)雜, 單憑人員密度來(lái)做通道的寬度已經(jīng)越來(lái)越不適應(yīng)了, 它還與房間面積、功能容量、疏散口的多少等有關(guān)。 應(yīng)以人員是否能從樓層的任何

7、部位在安全時(shí)間內(nèi)通過(guò)安全線路達(dá)到疏散口為原則來(lái)計(jì)算, 見(jiàn)式(1)。 (1) 式中: B 疏散口總寬度,m; k 人員密度, 人/m2; S 房間總面積,m2; P 出口疏散系數(shù), 人/(m ·s) , 一般取1.2; n 功能容量系數(shù), 無(wú)量綱; t 允許疏散時(shí)間, s; N 疏散口數(shù)量。 (1) k 值的確定。k 值是一個(gè)區(qū)域值, 標(biāo)準(zhǔn)層若是單一功能的, 取低值, 若是多種功能, 則按主體的主值或較高值取(見(jiàn)圖3)。 (2) t 值的確定。根據(jù)房間總面積(不含樓梯面積)在圖中查得(見(jiàn)圖4)。 (3) n值的確定。標(biāo)準(zhǔn)層為單一功能時(shí), n=1, 每增加一種功能, n增加0.5。4 首

8、層疏散口設(shè)計(jì) 裙樓是高層建筑的公共體, 是整個(gè)建筑的總出入口。高層中的全部人員必須通過(guò)首層離開(kāi)火災(zāi)現(xiàn)場(chǎng), 但裙樓空間復(fù)雜, 功能繁多, 不易組織人流, 設(shè)計(jì)不當(dāng)會(huì)造成擁擠、阻塞; 下到裙樓公共空間的疏散樓梯及消防電梯也不宜置于顯著位置; 裙樓各層的疏散通道和首層出入要科學(xué)計(jì)算。 4. 1 平地層出口總寬度的計(jì)算 “高規(guī)”規(guī)定: 高層建筑內(nèi)的觀眾廳、展覽廳、多功能廳、餐廳、營(yíng)業(yè)廳和閱覽室等。其室內(nèi)任何一點(diǎn)至最近的疏散口的直線距離不宜超過(guò)30 m; 其它房間內(nèi)最遠(yuǎn)點(diǎn)至房門(mén)的直線距離不宜超過(guò)15m。按照這一規(guī)定可以大致確定出口位置和個(gè)數(shù)。在確定出口總寬度時(shí),過(guò)去常用B = 疏散總?cè)藬?shù)×單股

9、人流寬度?單股人流通行能力×疏散時(shí)間或B = 疏散總?cè)藬?shù)×百人寬度指標(biāo)/100 的經(jīng)驗(yàn)公式來(lái)計(jì)算, 這對(duì)于單一功能的多層建筑其結(jié)果比較可靠, 但隨著高層建筑功能的日趨多樣化, 疏散總?cè)藬?shù)很難準(zhǔn)確確定。事實(shí)上裙樓中各層的疏散能力與人員密度、面積、上一層疏散量和高層疏散量有關(guān)。設(shè)計(jì)時(shí)可按(2) 式計(jì)算: B = (s×n1×k/p ×t) ×f (2) 式中: n1為上層通至本層公共空間的疏散口數(shù); k、t可在圖3、圖4 中查得; P取1. 2; f為裙樓樓層系數(shù), 當(dāng)首層是平街時(shí)f = 3,是第二層時(shí)f = 2.5, 以此類(lèi)推,每增加一

10、層f 值減0.5。 4. 2 裙樓樓梯總寬度的計(jì)算 裙樓疏散的第二個(gè)重要問(wèn)題就是樓梯總寬度的確定。有專(zhuān)家提出過(guò)用式(3) 計(jì)算。(3) 在實(shí)際運(yùn)用中,M 和N 都很難準(zhǔn)確確定, 而最簡(jiǎn)便的可靠方法是用人員密度來(lái)確定, 即用B0=S×n/k×100 來(lái)計(jì)算。式中: S 為本層總面積; n為上一層通至本層公共空間的疏散口人數(shù); k 為人流密度, 可在圖3 中查得。 4. 3 合理引導(dǎo)高層疏散人流 有一個(gè)問(wèn)題要特別注意, 當(dāng)疏散樓梯與通往地下層的樓梯連通時(shí), 應(yīng)在其通往大廳與通往地下層之間用防火門(mén)作可變性隔斷, 并在適當(dāng)位置設(shè)置安全出口指示燈。 5 防煙樓梯 防煙樓梯和消防電梯必須有嚴(yán)格的防煙和防火措施, 要做到疏散人員一經(jīng)到達(dá)樓梯前室、電梯廳就是第一個(gè)安全點(diǎn)。在高層建筑中常見(jiàn)的防煙樓梯有如下幾種: (1) 防煙樓梯靠外墻布置, 附有能自然排煙的前室或陽(yáng)臺(tái)、凹廊的樓梯間。 (2) 當(dāng)樓梯及前室靠外墻布置有困難時(shí), 可采取內(nèi)設(shè)自然排煙井的方法。這種方式已經(jīng)實(shí)驗(yàn)證明, 約6m2的天井可迅速排除著火房間90% 以上的煙熱, 在特定條件下它比通常的樓梯間開(kāi)設(shè)外窗的方式效果更好。 (3) 由于種種原因, 許多高層建筑是利用標(biāo)準(zhǔn)層不靠墻的