西安某家具城人流安全疏散時(shí)間計(jì)算

[摘 要]隨著商業(yè)競(jìng)爭(zhēng)壓力的逐漸增大，對(duì)商業(yè)建筑的防火安全疏散問(wèn)題的解決更加細(xì)致，人們對(duì)火災(zāi)中所需要的安全疏散時(shí)間的確定更加細(xì)致。針對(duì)西安某家具城的疏散安全性調(diào)查，通過(guò)客流分布統(tǒng)計(jì)人員荷載情況及建筑朝向分布調(diào)查，采用日本的經(jīng)驗(yàn)公式法，對(duì)實(shí)際火災(zāi)所需的人員安全疏散時(shí)間進(jìn)行計(jì)算，為檢驗(yàn)人員疏散的安全性提供數(shù)據(jù)支持。

[關(guān)鍵詞]疏散時(shí)間計(jì)算 RSET 安全疏散

一、引言

在建筑物發(fā)生火災(zāi)后，其中的人員能否安全疏散，直接取決于人員在火災(zāi)發(fā)展到危險(xiǎn)狀況之前能否逃到安全區(qū)域?yàn)榛鶞?zhǔn)。在安全疏散計(jì)算中可用安全疏散時(shí)間（ASET）與所需安全疏散時(shí)間（RSET）之間的關(guān)系來(lái)表示。可用安全疏散時(shí)間指從火災(zāi)發(fā)生開(kāi)始到火災(zāi)蔓延對(duì)人體構(gòu)成危險(xiǎn)所用的時(shí)間，而所需安全疏散時(shí)間指人員疏散到安全區(qū)域所需要的時(shí)間。只有在滿足ASET＞RSET時(shí)，火災(zāi)中人員疏散才是安全的。

ASET的數(shù)值可通過(guò)FDS的火災(zāi)計(jì)算模擬得出，本文只討論RSET數(shù)值的獲取方法及計(jì)算過(guò)程。

期間所需的計(jì)算公式如下：

trset= tfire+tstart+a×tmove (1)

tfire=√A/30 (2)

tmove=ttravel+tqueue (3)

ttravel= ttravel1+ ttravel2= lmax/v1+l/v2 (4)

tqueue=N×b/（v1×B） (5)

式中，trset為所需安全疏散時(shí)間，即RSET；tfire為火災(zāi)時(shí)間；tstart為人員疏散開(kāi)始時(shí)間；√A 為著火面積的二次方根；a為安全系數(shù)，一般取值為1.5～2；ttravel為步行時(shí)間；tqueue為出口通過(guò)時(shí)間；lmax為平地最大步行距離；l為樓梯步行距離；v1為平地步行速度，一般取60m/min；v2為下樓梯步行速度，取36m/min；N為疏散總?cè)藬?shù)；b為人的肩寬，一般取0.55m；v1為單股人流通行能力，一般平地取43人/min，樓梯間取37人/min；B為出口寬度。

二、建筑概況

該建筑為框架結(jié)構(gòu)的公共建筑，南北長(zhǎng)240m，東西寬200m，共四層。一至四層中部有中庭相通，一層有東、西、南、北四個(gè)大門，每個(gè)大門上各有9道開(kāi)合門，南門為正門。一層建筑面積40116㎡，二至四層建筑面積各38708㎡，總建筑面積156240㎡，每個(gè)柱間距約為8m。一層經(jīng)營(yíng)品種有家裝公司、燈飾電料、壁紙、電器、板材、陶瓷等；二層有潔具、櫥柜、配套電器、油漆涂料、衛(wèi)浴配件、木地板、門窗工藝、鐵藝、五金、吊頂材料、水暖管件等；三層經(jīng)營(yíng)家具、布藝、沙發(fā)、床上用品、工藝品等；四層通層銷售家具。建筑四周設(shè)普通樓梯間11個(gè)，中間設(shè)普通樓梯間4個(gè)，共5套自動(dòng)扶梯，北門方向有2部客梯，靠近南門有2部客梯和1部貨梯。樓內(nèi)安裝火災(zāi)自動(dòng)報(bào)警系統(tǒng)、消防自動(dòng)噴水系統(tǒng)、手動(dòng)報(bào)警按鈕、安防監(jiān)控系統(tǒng)、應(yīng)急廣播系統(tǒng)以及防火門、防火卷簾等。

三、火災(zāi)安全疏散時(shí)間計(jì)算

根據(jù)火災(zāi)模擬的結(jié)果，同等條件下，當(dāng)火災(zāi)發(fā)生在一樓時(shí)，火災(zāi)損害最大。這種情況下煙氣會(huì)很快在中庭蔓延，致使一樓以上人員的安全疏散受到威脅。二至四層中庭附近的人員則需通過(guò)樓梯向下疏散至中庭，再疏散到室外。因此第四層人員的疏散時(shí)間決定了整體的安全疏散時(shí)間。

假設(shè)火災(zāi)發(fā)生在一層，其著火面積即為40116㎡，則著火時(shí)間tfire=√40116/30≈6.67min。

我們對(duì)四樓火災(zāi)疏散進(jìn)行分析，其疏散路線為：店面——走廊——樓梯間——走廊——出口——室外。該層店面有良好的防火分區(qū)；一至四層樓梯的走廊寬度最小為4m，滿足人員疏散寬度要求；該建筑為4層公共建筑，普通疏散樓梯即可滿足要求，同時(shí)樓梯內(nèi)并無(wú)可燃材料堆放狀況，樓梯間本身也無(wú)突出物阻擋疏散；東、西、南、北四個(gè)大門對(duì)應(yīng)的室外都有較為寬闊的廣場(chǎng)，滿足最終安全區(qū)域要求。

該建筑空間相對(duì)高敞，人員視野較為開(kāi)闊，且一般在內(nèi)人員處于清醒狀態(tài)，通常在火災(zāi)發(fā)生的初始階段就能被周圍人員發(fā)現(xiàn)，報(bào)警時(shí)間較短，可取火災(zāi)報(bào)警時(shí)間為1min；家具城一層設(shè)有監(jiān)控中心，根據(jù)魏文君和李小柱在《某商業(yè)綜合體人員疏散的模擬分析》一文中的調(diào)查取人員響應(yīng)時(shí)間為2min。最終確定人員疏散開(kāi)始時(shí)間tstart=3min。

從圖1和圖2中可以計(jì)算出，最長(zhǎng)步行距離應(yīng)為15號(hào)樓梯，根據(jù)建筑每個(gè)柱距為8m，lmax≈（12+9）×8=168m，則ttravel2=168/60=2.8min。

該建筑屬于占地面積大、客流密度低的場(chǎng)所，其人流狀況不能通過(guò)籠統(tǒng)的用該層建筑面積與該層人員密度的乘積來(lái)進(jìn)行計(jì)算，故我們通過(guò)調(diào)查該家具城營(yíng)業(yè)時(shí)間的某個(gè)周末的人流分布，選擇各個(gè)時(shí)間段內(nèi)人流的最大值作為其疏散人數(shù)的基準(zhǔn)值作為疏散人數(shù)。測(cè)量方法如下：我們?cè)?011年11月12日（星期六）和11月13日（星期日）的9時(shí)開(kāi)始營(yíng)業(yè)至18時(shí)，每半個(gè)小時(shí)的整個(gè)半點(diǎn)開(kāi)始測(cè)計(jì)家具城內(nèi)人流一次，每次用時(shí)約5~10min不等，測(cè)量結(jié)果見(jiàn)表1、表2，最終得出某家具城的最大客流量N=4106人。

家具城一樓的各個(gè)方向均有疏散出口，四個(gè)大門雖有36道開(kāi)合門，但考慮到管理問(wèn)題，真正開(kāi)啟的門扇并不多，假設(shè)火災(zāi)發(fā)生時(shí)各個(gè)方向的大門各有2道開(kāi)合門完全向外開(kāi)敞，其他門完全閉合，則其出口寬度B=4×2×1.8=14.4m。

出口通過(guò)時(shí)間tqueue=4106×0.55/（43×14.4）≈3.65min。

由于我們計(jì)算的是四樓火災(zāi)疏散時(shí)間，則樓梯步行距離ttravel2=3×2×6/36=1min。

考慮到該建筑內(nèi)銷售多為易燃材料，安全系數(shù)a取最大值2，tmove=2×（2.8+1+3.65）=14.9min。

trset=6.67+3+14.9=24.57min≈25min。

四、結(jié)論

通過(guò)上述計(jì)算，可知西安某家具城所需的安全疏散時(shí)間RSET約為25min，其值小于三級(jí)建筑耐火等級(jí)要求最低值30min。該家具城的耐火等級(jí)在三級(jí)以上，則可以初步判斷西安家具城的安全疏散滿足防火要求。

參考文獻(xiàn)：

[1]魏文君，李小柱.某商業(yè)綜合體人員疏散的模擬分析[J].安防科技，2011(2)：9-12

[2]張樹(shù)平.建筑防火設(shè)計(jì)[M].中國(guó)建筑工業(yè)出版社