基于性能化質量評估提升大型綜合體安全疏散對策研究

李劍 王政錦

摘要：現階段，大型綜合體單體空間和人員密度不斷增加，這給火災情況下人員安全疏散提出了新的挑戰。以百佳城某大型綜合體為例，通過分析建筑特點、功能要求、人員狀況和消防設施情況，運用性能化分析方法對城市綜合體的安全疏散系統進行了綜合評估，完善了大型綜合體的安全疏散措施。

關鍵詞：安全疏散;大型綜合體;性能化防火評估

近年來發生的大型綜合商業體火災事故中，80%以上火災與安全疏散不利有直接聯系，不完善的安全疏散條件造成的人員傷亡較大。分析災害事故如何發生、發展過程及人員疏散行為是建筑物安全疏散設計的關鍵[1-2]。本研究實例是基于實體火災實驗進行分析，以現場觀測、實地實驗和數據研究為手段，對大型綜合體疏散環境和疏散主體進行分析，研究其火災特點和主體內人員情況，證明實例中的大型綜合體滿足安全疏散要求。

1? 大型綜合體發生火災時人員疏散影響因素

百佳城為某市中山北路一家大型綜合體，一層為品牌服裝部，高5.4m，夾層為餐飲，二層和三層為超市，高4.5m，超市面積為4350m2。我們選擇人流量相對較多的周末進行實地調查，采用現場記錄客流量的方法，檢測點為二層進出口斷面和三層斷面。

該建筑耐火等級為一級，框剪結構，消防設施包括火災自動報警、自動噴水滅火、防排煙以及火災廣播等系統，并設有室內消火栓、疏散指示標識，三層廚房設干粉滅火系統。

當發生火災后，人員首先會評估火災危險是否對自己構成威脅、威脅程度有多大、是否需要采取行動等。能否做出正確行動選擇，將會導致人員成功逃離、局部成功逃離或逃離失敗的結果[3]。影響人員安全疏散的另一重要因素是建筑構件耐火極限及裝修材料的耐火性能，當火災發生時通過疏散通道到安全場所的人流量又和樓層最大疏散距離以及疏散總寬度有直接關系，因此人員能否安全疏散關鍵在于疏散通道、安全出口是否暢通。

2? 大型綜合體性能化防火評估

本研究根據建筑內部結構、用途和可燃物分布等情況，對大型綜合體安全疏散進行性能化分析，為審定大型綜合體是否滿足人員安全疏散提供科學依據。

2.1? 消防安全目標及疏散性能指標

百佳城屬于公共聚集場所，火災危險性高，人員密度大，消防安全極其重要。針對百佳城有以下消防安全目標，如表1所示。

根據百佳城建筑結構和使用功能特點，確定人員安全疏散性能指標為將煙氣層安全高度設置為2m，在煙氣層安全高度處煙氣平均溫度不大于180℃，同時煙氣層安全高度以下空間內空氣溫度不超過60℃，商場內能見度設定為10m，折算成減光度為0.1m-1，當CO濃度達到3000ppm時疏散失敗。

2.2? 火災場景設置

選取的火災場景應具有代表性，火災場景參數設定如下：商場內設有自動報警系統、自動噴淋系統和機械防排煙系統，排煙量為120m3/（h·m?）;設計火災類型為快速火，最大規模為5MW。室內環境溫度設置為20℃、室內相對濕度為50%;大氣壓力1atm;風速0m/s;天花板、墻面材質為石膏板;地板材質為復合板。

2.3? 疏散人數調查

2.3.1? 客流量數據

對百佳城人流量密度進行實地調查，分節假日（2021年6月14日）、平時（2021年6月16日）、周末（2021年6月19日）三種情況。調查方法采用現場監視記錄客流量方法，檢測點為二層進出口斷面和三層斷面。節假日和周末客流量觀測，從9時～23時進行分時段統計分析;對平時客流量的觀測調查，以營業高峰時間段（17時～23時）計算樓層某段時間滯留人數（樓層某時段滯留人數=上一時段滯留人數+本時段進入人數-本時段離開人數）。分別計算出二、三層每小時人數，如圖1～6所示。

2.3.2? 調查結果與計算結果的對比

商場內滯留人數即火災時需要疏散的人數，對疏散人數進行計算，計算公式為：

（1）

式中：P為商場內理論疏散人數;S為商場各層建筑面積;a為商場營業部分所占建筑面積比例（根據《商店建筑設計規范》第3.1.2條規定為0.34～0.55;而在《建筑設計防火規范》對商店建筑營業廳面積折算值為0.5～0.7）。b為商場營業部分人員密度（人/m2），根據《建筑設計防火規范》第5.5.21條規定，第一、二層為0.43～0.60，第三層為0.39～0.54。確定人員密度值時，當建筑規模較?。I業廳的建筑面積小于3000m2）時宜取上限值，當建筑規模較大時，可取下限值。對商場實測人數最大值和理論計算人數對比，如表2所示。

由表2可知，按照現行規范計算理論人數比正常營業狀態下實際人數大，理論上相對安全。

2.4? 綜合體內疏散中所需時間（TRSET）計算

疏散時間由三部分組成：火災探測報警時間、人員響應時間和疏散時間。

2.4.1? 火災報警時間

對于大型綜合體內常規空間，點型感煙火災探測器一般設在高度為3.5～4.5m的吊頂天花板上，探測到火災并啟動報警。根據火災蔓延速度計算[4]，百佳城內常規空間高度為4.4m，將常規空間內火災報警時間取1min。

2.4.2? 人員響應時間

人員響應時間與很多因素有關，統計結果表明[5]：發生火災時，人員的響應時間與建筑內采用的火災報警系統的類型有直接關系，百佳城屬于大型綜合體，設有火災現場廣播、火災探測器和自動噴淋滅火系統，設定所有人員處于清醒狀態，對突發事件有快速判斷能力，人員響應時間取1min。

2.4.3? 疏散行動時間

計算疏散運動時間所需參數主要包括：人員荷載、水平方向通行速度和通行流量，樓梯通行速度和通行流量，如表3所示。

2.4.4? 允許疏散時間

根據火災發展蔓延規律，從火災煙氣層高度、煙氣上下層溫度、CO濃度、能見度等，計算出允許疏散時間。安全疏散必須根據百佳城建筑結構和使用功能特點確定人員安全疏散性能指標進行。

由火災場景設計規律研究煙氣特性模擬結果統計表明[6]，如表5所示。

綜合煙氣溫度、沉降高度、CO2濃度、CO濃度、能見度分析，火災發展致使環境條件達到人體耐受極限的時間（TASET）為450s，大于人員總疏散時間（TRSET）246s。

基于安全考慮，本研究認為實際疏散時間應為計算人員總疏散時間乘以安全系數[7]，采用安全系數1.2，即TASET ≥1.2TRSET，如表6所示。

3? 結論

文章根據百佳城建筑特點和人員狀況，運用性能化分析方法對安全疏散系統進行全面評估，在現有疏散條件下，假設火災場景情況煙氣層高度、煙氣上下層溫度、CO濃度、能見度等，計算火災發展致使環境條件達到允許疏散時間TASET大于從火災發生直至人員全部疏散到安全地點的安全疏散總時間TRSET，且安全余量有204s。結果表明，在消防設施均正常的情況下，百佳城現行設計能夠滿足人員安全疏散要求。

參考文獻：

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[7]Hurley M J，Gottuk D T ，Hall J R ， et al. SFPE Handbook of Fire Protection Engineering || Modeling Fires Using Computational Fluid Dynamics （CFD）[J].2016，10.1007/978-1-4939-2565-0（Chapter 32）：1034-1065.

Research on the safety evacuation countermeasures of large scale complexes based on performance-based quality assessment

Li Jian，Wang Zhengjin

（Nanning Municipal Fire and Rescue Brigade of Guangxi，Guangxi? Nanning? 530000）

Abstract：At this stage， the single space and personnel density of large scale complexes are increasing， which brings new challenges to the problem of personnel safety evacuation under fire conditions.Taking a large-scale complex in Baijia city as an example， by analyzing the building characteristics， functional requirements， personnel conditions and fire-fighting facilities. the performance-based analysis method is used to comprehensively evaluate the safety evacuation system of the urban complexes， and improve the safety evacuation measures of the large scale complexes.

Keywords：safety evacuation; large scale complex; performance-based fire protection assessment