通過火災事故廣播進一步優化高層建筑疏散問題的研究

前言：

高層建筑人員疏散問題在近年來的火災事故被突顯，筆者通過研究認為火災事故廣播在疏散中如果能被進一步充分利用，可以形成更加合理的高層建筑疏散方案。

一、關于火災事故廣播相關規定的研究

《火災自動報警系統設計規范》6.3.1.6 規定：消防控制室應設置火災警報裝置與應急廣播的控制裝置，其控制程序應符合下列要求：

(1)二層及以上的樓房發生火災，應先接通著火層及其相鄰的上下層；

(2)首層發生火災，應先接通本層、二層及地下各層；

(3)地下室發生火災，應先接通地下各層及首層；

(4)含多個防火分區的單層建筑，應先接通著火的防火分區及其相鄰的防火分區。

《火災自動報警系統設計規范》6.3.1.6 規定條文說明對此條文解釋為：

火災發生后，及時向著火區發出火災警報，有秩序地組織人員疏散，是保證人身安全的重要方面。 本條規定了火災警報裝置與應急廣播控制裝置的控制程序。按照人員所在位置距火場的遠近依順序發出警報，組織人員有秩序地進行疏散。一般是著火本層和上層的人員危險較大，單層建筑多個防火分區，著火的防火分區和相鄰的防火分區危險性較大，也有的是向著火層及上、下層同時發出警報進行廣播，組織疏散的。為了避免人為的緊張，造成混亂，影響疏散，應先在最小范圍內發出警報信號進行應急廣播。除了緊急情況外都應順序疏散。對于多層建筑中每層有多個防火分區的疏散，除按 6.3.1.6 款 (1)、(2)、(3) 項執行外，還應執行第 (4) 項，即本著火層的相鄰防火分區外，還加上著火層上、下層的相鄰防火分區。

根據國內情況，一般工程內的火災警報信號和應急廣播的范圍都是在消防控制室手動操作。只有在自動化程度比較高的場所是按程序自動進行的。本條規定可作為手動操作的程序或自動控制的程序。

二、關于建筑設計防火規范和對人員疏散設置規定的研究

《高層民用建筑設計防火規范》、《建筑設計防火規范》條文規定：

《高層民用建筑設計防火規范》9.4.4 應急廣播的設計應按現行的國家標準《火災自動報警系統設計規范》的有關規定執行。

《建筑設計防火規范》11.4.5 火災自動報警系統的設計，應符合現行國家標準《火災自動報警系統設計規范》GB 50116 的有關規定。

《建筑設計防火規范》11.4.5條文解釋為：由于現行國家標準《火災自動報警系統設計規范》GB 50116中對有關消防控制室的控制設備組成、功能、設備布置以及火災探測器、火災應急廣播、火災警報裝置等火災自動報警系統的設計均作了明確規定。因此，設計時應按照該規范的要求進行。

由此可得出無論單層建筑、多層建筑、高層建筑乃至超高層建筑，通過火災自動報警系統對人員進行疏散的方案并無區別。

三、高層建筑優化人員疏散隔層數的研究

隨著時代的發展，高層建筑的高度早已逾百米。筆者認為在優先疏散事故層及周邊層人員的同時疏散部分其他層是可以分析討論的，目前規范中對人員進行疏散條的規定都是定性的考慮，對高層建筑、超高層建筑人員疏散與多層建筑人員疏散的區別還沒有區分對待。本文認為事故層人員全部疏散到樓梯間的時刻是一個關鍵參數，此時刻人員疏散進入樓梯間的人員分布情況和疏散樓梯間閑置部分的分布情況，將是影響優化人員疏散時間的主要因素，也使高層建筑人員疏散優化成為可能。

筆者通過SIMULEX軟件對特定的建筑進行多場景的疏散模擬，首先取得了疏散單層、二層、三層乃至四層、五層、六層、七層等七個場景的數據：

疏散場景每次疏散層數全層疏散到樓梯間時間T(s)T時刻疏散人員在

樓梯間內的分布狀態

一190F30-21

二2158F30-15

三3204F30-10

四4261F30-4

五5297F30-室外

六6363F30-室外

七7430F30-室外

本文首先假設29層為事故層，考慮了30層、29層和28層設置優先疏散的狀況，并利用SIMULEX軟件對人員疏散分別對優化前后兩種情況進行人員疏散模擬分析，分析兩種情況下事故層及周遍人員疏散至樓梯間的時間和整體疏散疏散時間。

根據人員疏散模擬結果，對火災發生在29層場景得出疏散狀況比較結果：

比較項目傳統疏散方案優化后的疏散方案

優先疏散樓層30、29、2830、29、28

15、14、13

4、3、2、1

30層人員進入樓梯間時間1分40秒1分40秒

29層人員進入樓梯間時間3分20秒3分20秒

28層人員進入樓梯間時間2分12秒2分12秒

全部人員疏散出建筑物時間46分20秒(2780秒)39分50秒(2390秒)

對比優化方案在不影響事故層人員疏散情況下節約時間

6分30秒，提高疏散效率14%

總結：

根據對不同層數人員疏散數據的對比分析，利用火災事故應急廣播系統進行調配合理增加疏散過程中優先疏散的層數，可以達到既不影響事故層人員疏散至樓梯間內的時間又減少全體人員疏散到室外的疏散時間的目的。