大型商業綜合體建筑人員疏散設計研究

摘要：大型商業綜合體作為集購物、娛樂、辦公等多種功能于一體的建筑形式，其人員密集度高、內部結構復雜，一旦發生火災，人員疏散成為保障生命安全的關鍵。在分析大型商業綜合體建筑人員疏散設計意義的基礎上，詳細探討了人員疏散設計的關鍵參數，對分階段疏散在大型商業綜合體中的應用進行了模擬分析，旨在為大型商業綜合體建筑的人員疏散設計提供參考，以提升建筑的安全性能，保障人員生命安全。

關鍵詞：大型商業綜合體；火災；人員疏散；分階段疏散

中圖分類號：D035.36" " " 文獻標識碼：A" " " "文章編號：2096-1227（2024）07-0110-04

大型商業綜合體往往擁有廣闊的單層面積，內部空間錯綜復雜，加之日常運營中人員流動頻繁且數量龐大，使得一旦發生火災等緊急情況時，人員的迅速、有序疏散成為一項艱巨任務[1]。由于安全出口相對有限，且分布不均，當火災發生時，人群往往會本能地向最近的出口匯聚，導致樓梯入口等關鍵疏散節點迅速形成擁堵，進而使踩踏等次生災害的風險顯著增加。而人員疏散設計的首要目標是確保在緊急情況下，所有人員都能在最短時間內安全撤離至安全區域，從而最大限度地減少人員傷亡。加強大型商業綜合體建筑設計前期的人員疏散設計，不僅是保障人員生命安全的必要措施，也是提升綜合體整體安全水平、增強應急響應能力的重要途徑[2]。

1 大型商業綜合體建筑人員疏散設計的意義

大型商業綜合體作為人員高度密集的場所，一旦發生火災等緊急情況，人員疏散是首要任務。科學合理的人員疏散設計能夠確保人員在短時間內迅速、有序地撤離至安全區域，從而顯著降低傷亡風險。這一設計不僅僅局限于物理空間的布局，還包括應急預案的制定、應急演練的開展以及應急隊伍的建設等方面，旨在全面提升綜合體在緊急情況下的應急響應效率，確保在火災等突發事件發生時，能夠迅速啟動應急預案，有序組織人員疏散，并及時調動救援力量進行處置。

面對火災等突發狀況，科學合理的疏散設計不僅能有效預防擁堵與踩踏事故的發生，還能減輕災害對綜合體造成的經濟損失，保障其經濟效益的持續穩定增長。通過減少災害對結構的破壞，降低修復成本，確保商業活動盡快恢復正常，進而維護綜合體的市場價值和運營穩定。

隨著科技的進步和智能化的發展，智能疏散系統逐漸成為大型商業綜合體人員疏散設計的重要方向。智能疏散系統能夠實時監測建筑內的人員分布和疏散情況，為指揮決策提供數據支持，實現更加精準、高效的疏散管理。這不僅提高了人員疏散的安全性，還推動了相關技術的創新。

此外，人員疏散設計涉及多個領域和產業鏈的協同發展。例如，疏散指示標識、應急照明系統、排煙設施等都需要相關產業提供技術支持。加強人員疏散設計將帶動這些相關產業的發展壯大，為經濟社會發展注入新的活力。

2 大型商業綜合體人員疏散設計參數

2.1" 疏散人員數量

在評估大型商業綜合體疏散人員數量時，必須綜合考慮建筑物的用途、規模、人員結構等多種因素，并參考相關標準或研究數據，以得出盡可能符合實際的人員數量。根據《建筑設計防火規范》，首先，確定建筑內每一層的人員密度；接著，根據商業綜合體中營業廳的面積比例，計算出各層營業廳的具體面積；最后，通過將各層的人員密度與營業廳面積相乘，計算出疏散人員的數量[3]，如式（1）所示。

式中：P——商業綜合體的總疏散人數，人；

Pi——第i層的疏散人數，人；

Si——商業綜合體第i層的建筑面積，m2；

a——商業綜合體內營業廳面積占建筑面積的比例，比值范圍為（0.5～0.7）：1；

bi——商業綜合體第i層營業區域內的人員密度系數，人/m2，具體數值參見表1。

2.2" 疏散人員信息

大型商業綜合體通常匯聚了不同年齡層的個體，且各年齡段的比例差異顯著。為了確保疏散模擬的準確性，必須細致地描繪出商業綜合體內的人員構成，以盡可能貼近實際狀況。關于人員組成的設定，主要參考了SFPE手冊以及相關學術研究的數據[4]，這些數據提供了詳盡的統計信息，通過這些數據，可以更科學地構建模擬場景，從而提高疏散模擬的真實性和可靠性。個體在運動速度上存在顯著差異，一旦火災爆發，心理因素會促使人員的移動速度超過常規水平。目前，基于廣泛的實驗數據，國內外研究者已得出統計結論，通過綜合多種火災場景下的疏散數據，采用概率分布來表征群體的疏散速度，從而反映個體間的差異[5]。商業綜合體內的人員屬性見表2 。

3 分階段疏散在大型商業綜合體中的模擬分析

通過相關模擬軟件演示大型商業綜合體中人員分階段疏散的情況，并結合人員安全評估標準和煙霧模擬結果進行分析，以確保研究的準確性和實用性。

3.1" 分階段疏散方案的判定標準

根據相關原理，模擬在火災環境中疏散人員的可用安全疏散時間（ASET）和必需安全疏散時間（RSET），然后對兩者進行比較和分析[6]，可用式（2）對人員疏散的安全性進行評判：

如果計算結果與式（2）一致，則意味著可以保障建筑物中被困人員的安全。

3.2" 火災場景設計

3.2.1" 火源位置

模擬火源位于大型商業綜合體一樓的中庭，見圖1。

3.2.2" 火災增長速率

中庭休息區的主要可燃材料是沙發、茶幾等，其可以造成更大的火災隱患。參考美國國家標準研究院（NIST）的兩人座和多人座沙發著火試驗及相關數據，來確定中庭休息區的著火率，在測試過程中，燃燒過程見圖2。

3.3" 必需安全疏散時間

火災發生后，火源處的人員首先注意到火災并開始逃離，距離稍遠位置的人員一段時間后才會發現并開始撤離，疏散前，還有警報時間和反應時間[7]。式（3）為必需安全疏散時間計算公式。

式中：TRSET——必需安全疏散時間，s；

Tb——報警時間，s；

Tr——人員響應時間，s；

Tt——疏散行動時間，s。

可以使用疏散模擬來計算疏散動作時間，該建筑物配備了自動火災報警系統，本文將火災報警時間設置為60s，商場中人們的響應時間為120s。

3.4" 疏散行走時間的確定

與疏散有關的不確定因素較多，因此很難準確預測疏散行走的時間，尤其是在諸如火災之類的緊急情況下。本文使用FDS+Evac疏散模擬軟件分析商業綜合體中的人員疏散過程，由FDS+Evac建立的一般疏散模型見圖3。

3.5" 疏散出口前通道寬度的模擬

根據標準，疏散通道的最低寬度要求為1.1m。在此模擬實驗中，僅對與疏散出口相連的通道寬度進行了調整。具體操作是將通道寬度從2.5m逐步增加至5m，每次增加0.5m。圖4展示了疏散出口前通道寬度與疏散時間之間的關聯。

根據圖4所示，在預設條件下，隨著疏散出口前通道寬度的增加，各商業空間形態的疏散時間與通道寬度之間表現出負相關。具體而言，網格豎一形與其他空間形態相比，其疏散時間顯著較長，即便通過增加疏散出口前通道寬度來提升疏散速率，其效果仍不顯著，因此在此情景下不進行詳細分析。

在疏散出口前通道寬度從2.5m增加至3.0m，疏散時間曲線呈現出顯著的波動。在此情境下，采用T字形布局能夠有效地引導人流密集側向人流稀疏側轉移，從而確保疏散出口的流量始終處于最大狀態，顯著提升疏散速度。相比之下，一字形布局在疏散出口前形成半圓形疏散模式，見圖5，當通道寬度從2.5m擴展至3.0m時，疏散出口的疏散人數將相應增加。

在疏散出口前通道寬度介于3.5～5.0m的情況下，疏散時間曲線并未表現出顯著的波動。盡管Ｔ字形和一字形人員能迅速匯聚至疏散出口，但由于疏散出口的流量限制，這一因素并未對疏散時間產生更為明顯的效應。

在探討疏散出口前通道寬度與人員疏散效率的關系時，發現一旦該寬度達到3.0m的閾值，人員疏散所需時間無顯著波動。進一步分析表明，若繼續擴大疏散出口前通道的寬度，其對提升疏散速度的邊際效應將逐漸降低。

4 結束語

鑒于大型商業綜合體內部人員密集且存在眾多易燃物質，火災一旦爆發將迅速擴散，故在此類場所實施有效的人員疏散策略顯得尤為關鍵。本文深入分析了大型商業綜合體建筑人員疏散設計的意義，詳細探討了人員疏散設計的關鍵參數，并通過分階段疏散模擬，揭示了不同疏散通道寬度設置對疏散效率的影響規律，可為優化疏散通道設計提供參考，以進一步提升大型商業綜合體建筑的公共安全水平。

參考文獻

[1]程薇.商業綜合體的疏散設計問題與優化策略[J].河南建材，2022（8）：109-112.

[2]朱彥飛.基于Pathfinder的商業綜合體火災人員安全疏散仿真及對策[J].中國建筑金屬結構，2023，22（7）：135-137.

[3]嚴瑾.商業綜合體火災情境下人員疏散仿真與優化研究[D].西安：西安科技大學，2021.

[4]黃昱豪.基于參數隨機性的商業綜合體火災疏散風險評估研究[D].西安：西安建筑科技大學，2023.

[5]劉宇.酒店式公寓火災數值模擬及人員疏散研究[D].西安：西安建筑科技大學，2020.

[6]褚天巍，朱國慶，周瑩.基于個體差異的商業綜合體人員疏散時間[J].消防科學與技術，2019，38（5）：626-629.

[7]劉建華，田文青，安笑蕊，等.大型商業綜合體室外平臺疏散研究[J].建筑安全，2023，38（4）：41-44.