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高层建筑消防安全疏散设计

2010-09-26 17:01  来源于网络  【  【打印】【我要纠错】

  近年来,国内外高层建筑火灾频发,它不仅造成了大量的财产损失和人员伤亡,而且造成了不良的社会影响。因此,高层建筑消防安全与火灾情况下安全疏散越来越受到人们的重视。目前欧美、日本等国已建立了或正在建立火灾烟气流动的动态模拟以及人员疏散行为的动态模拟,并规定大型公共建筑及高层建筑设计均须进行上述计算机模拟,以检验其安全疏散设计的正确性和可靠性,或依据模拟结果提出合理的设计数据以对设计进行修改、完善。我国的安全疏散研究起步较晚,目前大多还停留在定性分析阶段。只是近几年才开始出现了一些关于建筑物火灾的安全疏散模拟模型,但由于模型过于简化,并没有真正结合人员疏散的实际情况,这些模拟模型都不太完善,且都缺乏一定的通用性[1]。我国正在执行的《高层民用建筑设计防火规范 》、《建筑设计防火规范 》等对安全疏散设计做了一些规定,但这些规定,特别是其中的疏散设计数据是直接引自国外或参照国内已建成的建筑状况提出的。既缺乏依据和实验验证,也未见有关理论发表,按此进行的设计能否确保人们在火灾发生时安全、通畅、及时撤离,仍需进一步深入研究。所以现阶段研究高层建筑的疏散设计很有必要,对提高高层建筑安全疏散性能,减少高层建筑火灾造成的财产损失和人员伤亡有较强的现实意义。

  1 高层建筑火灾危险性

  1.1 功能复杂,起火因素多高层建筑在设备、设施、装修等方面的特殊要求,使得火灾荷载大大增加。而且引起高层建筑火灾的原因很多,主要有:电气、吸烟、用火不慎等。

  1.2 火势蔓延途径多,蔓延快高层建筑的楼梯间、电梯井、管道井、风道、电缆井、排气道等竖向井道,如果防火分隔或防火处理不好,在“烟囱效应”的作用下,烟气和火势竖向蔓延快。尤其是高级旅馆、综合楼以及重要的图书楼、档案楼、办公楼、科研楼等高层建筑,一般室内可燃物较多,有的高层建筑还有可燃物品库房,一旦起火,燃烧猛烈,容易蔓延。一座高100m的高层建筑,在无阻挡的情况下,半分钟左右,烟气就能顺竖向管井扩散到顶[2]。

  1.3 疏散困难人员集中,容易出现混乱、拥挤的情况。在疏散过程中由于人群中普遍存在的从众心理及恐慌心理等因素,往往是向熟悉的、明亮的路线疏散,增加了疏散的难度[2]。

  1.4 扑救困难扑救高层建筑火灾主要立足于自救,由于受到消防设施条件的限制,常常给扑救工作带来不少困难,遇到大面积火灾,室内消防水量就不够用,不能及时有效控制火势蔓延;一旦消防水泵等室内消防给水设施发生故障,就须完全依靠消防车抽吸室外消防用水进行扑救,但消防水带耐压有限,容易将水带胀破,延误灭火战机。由于高度限制,人员疏散抢救极其困难。

  2 影响安全疏散的因素

  除了烟气和火灾高温辐射对人员的安全疏散造成严重威胁外,影响人员安全疏散的因素,还包括人的因素、内装修材料的耐火性能及通道尺度等因素,这些因素均影响室内人员安全、准确、迅速的撤离火灾现场。

  2.1 影响安全疏散的人的因素

  人的因素主要有建筑物和通道中的人员密度、人群迁移速度及人的火灾行为心理。根据建筑物中各种房间的功能不同,其人员密度也不相同,房间中人员密度大小,直接影响到该房间内的人员撤离房间进入安全区域时间的长短;人员密度决定了人均占用疏散通道的面积,人均占用疏散通道的面积越小,人群迁移速度越慢;在火灾中,人群的恐慌、向光、向阔以及环境不熟悉等火灾中人员心理往往影响人群的迁移速度。这三者之间互相联系、互相影响。

  2.2 影响安全疏散的内装修材料和通道尺度因素

  房间、走道、门厅中的吊顶的耐火极限以及内部装修材料的燃烧性能,是影响室内人员安全疏散的重要因素,在进行实际设计时应结合《高层民用建筑设计防火规范 》和性能化评估的方案实施;疏散距离直接影响室内人员通过走道进入楼梯间前室的疏散时间,疏散距离越大疏散所需时间越长,危险性也随之增加,疏散距离一般不超过《高层民用建筑设计防火规范 》中的规定[4];疏散通道的宽度直接影响室内人员迅速通过通道疏散到安全场所的人流量,通常其大小应依据建筑类型、房间使用功能以及人员数量,通过计算加以确定。

  3 安全疏散设计目标及方法

  3.1 安全疏散设计目标

  安全疏散设计就是指根据建筑特性设定的火灾条件,针对火灾和烟气传播特性的预测及疏散形式的预测,通过采取一系列防火措施,进行适当的安全疏散设施的设置、设计,以提供合理的疏散方法和其他安全防护方法,保证建筑中的所有人员在紧急情况下迅速疏散,或提供其他方法以保证人员具有足够的安全度。

  3.2 安全疏散设计方法

  安全疏散设计方法分为处方式设计方法和性能化设计方法两种。处方式设计方法就是指依据现有的规范和标准设计疏散通道的尺寸及数量。其优点是设计过程简单,只需按照规范、标准设计,但是,它不能针对每一个建筑物的个体差别而给疏散安全设计提供一个最优的方案,因此,建筑物的安全水平将会因为建筑物的个体差异而导致不同的结果;性能化设计的基本步骤是:首先确定该建筑物的消防安全目标;应用消防工程学原理和安全评估方法,对建筑物的火灾危险性进行量化分析;结合实际火灾中积累的经验,通过对建筑物及其内部可燃物的火灾危险性进行综合分析和计算,再预测各种可能起火的条件及由此所造成的火、烟蔓延途径和人员疏散情况;然后再选择消防设施,并加以评估,校核是否已经达到预定的消防安全目标;最后再对设计方案做调整、优化。

  4 确定疏散时间

  通常研究高层建筑疏散时间的方法归纳起来有二类:一是根据出口容量和人员通过出口的速度计算;二是通过计算机建立高层建筑中的疏散模型来计算。下面具体讨论房间疏散和楼层疏散的相关问题。

  4.1 房间疏散房间疏散的情况

  4.2 楼层疏散

  一般的疏散通常包括连续的多个空间,这些空间之间用门连接,如客房-走廊-楼梯。这种疏散路线会包括一些交叉和支线,这样疏散时间和最长等候队伍长度就是疏散路线上疏散距离和门口宽度的函数。下面分三种情况进行讨论:

  (1)没有交叉和支线的疏散路线。

  (2)有交叉的疏散路线。

  (3)有支线的逃生路线。

  5 高层建筑人员安全疏散对策

  为了保证人员安全的疏散,现在的做法一般是通过延长危险来临的时间,缩短疏散开始时间,围绕缩短疏散时间来进行设置主要有简洁、合理的布置安全疏散路线,合理设计防火分区,设置避难层、自动报警系统、自动灭火系统和防排烟系统,从建筑设计施工方面优化安全疏散以及其他对策。这些对策可以在一定程度上缩短疏散时间,为人员的疏散和财物的保护赢得时间,另外高层建筑的防火工作应加强日常的管理并立足于自救。文章由中国科技论文网为您分享,本论文网专业从事发表建筑论文业务!

  参考文献:

  [1]胡忠日。安全疏散研究的国内外动态和发展趋势[ J ]。消防科学与技术, 2001, 11 (6)。

  [2]陈蔚。高层建筑火灾中人员安全疏散的特点及对策[ J ]. 科技信息,2007,(35):62。

  [3]冷雅军。影响高层民用建筑消防安全疏散的因素及对策[ J ].建筑防火设计,2003,(2)。

  [4]李嘉华。高层建筑火灾时人的避难心理及疏散设计 [ J ]. 西南工学院学报,1998,6 (2):53-58。

  [5] GB50045 - 95,高层民用建筑设计防火规范(2005年版)[S]。

  [6]刘方。建筑防火性能化设计[M]。重庆:重庆大学出版社,2007:89- 92。

  [7]方正,等。人员安全疏散模型及其在性能化消防设计中的应用[ J ].消防理论研究,2002,(6)。

延伸阅读:疏散 设计 消防
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