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高層建筑消防安全疏散設(shè)計(jì)

2010-09-26 17:01  來(lái)源于網(wǎng)絡(luò)  【  【打印】【我要糾錯(cuò)】

  近年來(lái),國(guó)內(nèi)外高層建筑火災(zāi)頻發(fā),它不僅造成了大量的財(cái)產(chǎn)損失和人員傷亡,而且造成了不良的社會(huì)影響。因此,高層建筑消防安全與火災(zāi)情況下安全疏散越來(lái)越受到人們的重視。目前歐美、日本等國(guó)已建立了或正在建立火災(zāi)煙氣流動(dòng)的動(dòng)態(tài)模擬以及人員疏散行為的動(dòng)態(tài)模擬,并規(guī)定大型公共建筑及高層建筑設(shè)計(jì)均須進(jìn)行上述計(jì)算機(jī)模擬,以檢驗(yàn)其安全疏散設(shè)計(jì)的正確性和可靠性,或依據(jù)模擬結(jié)果提出合理的設(shè)計(jì)數(shù)據(jù)以對(duì)設(shè)計(jì)進(jìn)行修改、完善。我國(guó)的安全疏散研究起步較晚,目前大多還停留在定性分析階段。只是近幾年才開始出現(xiàn)了一些關(guān)于建筑物火災(zāi)的安全疏散模擬模型,但由于模型過(guò)于簡(jiǎn)化,并沒(méi)有真正結(jié)合人員疏散的實(shí)際情況,這些模擬模型都不太完善,且都缺乏一定的通用性[1]。我國(guó)正在執(zhí)行的《高層民用建筑設(shè)計(jì)防火規(guī)范 》、《建筑設(shè)計(jì)防火規(guī)范 》等對(duì)安全疏散設(shè)計(jì)做了一些規(guī)定,但這些規(guī)定,特別是其中的疏散設(shè)計(jì)數(shù)據(jù)是直接引自國(guó)外或參照國(guó)內(nèi)已建成的建筑狀況提出的。既缺乏依據(jù)和實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證,也未見(jiàn)有關(guān)理論發(fā)表,按此進(jìn)行的設(shè)計(jì)能否確保人們?cè)诨馂?zāi)發(fā)生時(shí)安全、通暢、及時(shí)撤離,仍需進(jìn)一步深入研究。所以現(xiàn)階段研究高層建筑的疏散設(shè)計(jì)很有必要,對(duì)提高高層建筑安全疏散性能,減少高層建筑火災(zāi)造成的財(cái)產(chǎn)損失和人員傷亡有較強(qiáng)的現(xiàn)實(shí)意義。

  1 高層建筑火災(zāi)危險(xiǎn)性

  1.1 功能復(fù)雜,起火因素多高層建筑在設(shè)備、設(shè)施、裝修等方面的特殊要求,使得火災(zāi)荷載大大增加。而且引起高層建筑火災(zāi)的原因很多,主要有:電氣、吸煙、用火不慎等。

  1.2 火勢(shì)蔓延途徑多,蔓延快高層建筑的樓梯間、電梯井、管道井、風(fēng)道、電纜井、排氣道等豎向井道,如果防火分隔或防火處理不好,在“煙囪效應(yīng)”的作用下,煙氣和火勢(shì)豎向蔓延快。尤其是高級(jí)旅館、綜合樓以及重要的圖書樓、檔案樓、辦公樓、科研樓等高層建筑,一般室內(nèi)可燃物較多,有的高層建筑還有可燃物品庫(kù)房,一旦起火,燃燒猛烈,容易蔓延。一座高100m的高層建筑,在無(wú)阻擋的情況下,半分鐘左右,煙氣就能順豎向管井?dāng)U散到頂[2]。

  1.3 疏散困難人員集中,容易出現(xiàn)混亂、擁擠的情況。在疏散過(guò)程中由于人群中普遍存在的從眾心理及恐慌心理等因素,往往是向熟悉的、明亮的路線疏散,增加了疏散的難度[2]。

  1.4 撲救困難撲救高層建筑火災(zāi)主要立足于自救,由于受到消防設(shè)施條件的限制,常常給撲救工作帶來(lái)不少困難,遇到大面積火災(zāi),室內(nèi)消防水量就不夠用,不能及時(shí)有效控制火勢(shì)蔓延;一旦消防水泵等室內(nèi)消防給水設(shè)施發(fā)生故障,就須完全依靠消防車抽吸室外消防用水進(jìn)行撲救,但消防水帶耐壓有限,容易將水帶脹破,延誤滅火戰(zhàn)機(jī)。由于高度限制,人員疏散搶救極其困難。

  2 影響安全疏散的因素

  除了煙氣和火災(zāi)高溫輻射對(duì)人員的安全疏散造成嚴(yán)重威脅外,影響人員安全疏散的因素,還包括人的因素、內(nèi)裝修材料的耐火性能及通道尺度等因素,這些因素均影響室內(nèi)人員安全、準(zhǔn)確、迅速的撤離火災(zāi)現(xiàn)場(chǎng)。

  2.1 影響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員密度、人群遷移速度及人的火災(zāi)行為心理。根據(jù)建筑物中各種房間的功能不同,其人員密度也不相同,房間中人員密度大小,直接影響到該房間內(nèi)的人員撤離房間進(jìn)入安全區(qū)域時(shí)間的長(zhǎng)短;人員密度決定了人均占用疏散通道的面積,人均占用疏散通道的面積越小,人群遷移速度越慢;在火災(zāi)中,人群的恐慌、向光、向闊以及環(huán)境不熟悉等火災(zāi)中人員心理往往影響人群的遷移速度。這三者之間互相聯(lián)系、互相影響。

  2.2 影響安全疏散的內(nèi)裝修材料和通道尺度因素

  房間、走道、門廳中的吊頂?shù)哪突饦O限以及內(nèi)部裝修材料的燃燒性能,是影響室內(nèi)人員安全疏散的重要因素,在進(jìn)行實(shí)際設(shè)計(jì)時(shí)應(yīng)結(jié)合《高層民用建筑設(shè)計(jì)防火規(guī)范 》和性能化評(píng)估的方案實(shí)施;疏散距離直接影響室內(nèi)人員通過(guò)走道進(jìn)入樓梯間前室的疏散時(shí)間,疏散距離越大疏散所需時(shí)間越長(zhǎng),危險(xiǎn)性也隨之增加,疏散距離一般不超過(guò)《高層民用建筑設(shè)計(jì)防火規(guī)范 》中的規(guī)定[4];疏散通道的寬度直接影響室內(nèi)人員迅速通過(guò)通道疏散到安全場(chǎng)所的人流量,通常其大小應(yīng)依據(jù)建筑類型、房間使用功能以及人員數(shù)量,通過(guò)計(jì)算加以確定。

  3 安全疏散設(shè)計(jì)目標(biāo)及方法

  3.1 安全疏散設(shè)計(jì)目標(biāo)

  安全疏散設(shè)計(jì)就是指根據(jù)建筑特性設(shè)定的火災(zāi)條件,針對(duì)火災(zāi)和煙氣傳播特性的預(yù)測(cè)及疏散形式的預(yù)測(cè),通過(guò)采取一系列防火措施,進(jìn)行適當(dāng)?shù)陌踩枭⒃O(shè)施的設(shè)置、設(shè)計(jì),以提供合理的疏散方法和其他安全防護(hù)方法,保證建筑中的所有人員在緊急情況下迅速疏散,或提供其他方法以保證人員具有足夠的安全度。

  3.2 安全疏散設(shè)計(jì)方法

  安全疏散設(shè)計(jì)方法分為處方式設(shè)計(jì)方法和性能化設(shè)計(jì)方法兩種。處方式設(shè)計(jì)方法就是指依據(jù)現(xiàn)有的規(guī)范和標(biāo)準(zhǔn)設(shè)計(jì)疏散通道的尺寸及數(shù)量。其優(yōu)點(diǎn)是設(shè)計(jì)過(guò)程簡(jiǎn)單,只需按照規(guī)范、標(biāo)準(zhǔn)設(shè)計(jì),但是,它不能針對(duì)每一個(gè)建筑物的個(gè)體差別而給疏散安全設(shè)計(jì)提供一個(gè)最優(yōu)的方案,因此,建筑物的安全水平將會(huì)因?yàn)榻ㄖ锏膫(gè)體差異而導(dǎo)致不同的結(jié)果;性能化設(shè)計(jì)的基本步驟是:首先確定該建筑物的消防安全目標(biāo);應(yīng)用消防工程學(xué)原理和安全評(píng)估方法,對(duì)建筑物的火災(zāi)危險(xiǎn)性進(jìn)行量化分析;結(jié)合實(shí)際火災(zāi)中積累的經(jīng)驗(yàn),通過(guò)對(duì)建筑物及其內(nèi)部可燃物的火災(zāi)危險(xiǎn)性進(jìn)行綜合分析和計(jì)算,再預(yù)測(cè)各種可能起火的條件及由此所造成的火、煙蔓延途徑和人員疏散情況;然后再選擇消防設(shè)施,并加以評(píng)估,校核是否已經(jīng)達(dá)到預(yù)定的消防安全目標(biāo);最后再對(duì)設(shè)計(jì)方案做調(diào)整、優(yōu)化。

  4 確定疏散時(shí)間

  通常研究高層建筑疏散時(shí)間的方法歸納起來(lái)有二類:一是根據(jù)出口容量和人員通過(guò)出口的速度計(jì)算;二是通過(guò)計(jì)算機(jī)建立高層建筑中的疏散模型來(lái)計(jì)算。下面具體討論房間疏散和樓層疏散的相關(guān)問(wèn)題。

  4.1 房間疏散房間疏散的情況

  4.2 樓層疏散

  一般的疏散通常包括連續(xù)的多個(gè)空間,這些空間之間用門連接,如客房-走廊-樓梯。這種疏散路線會(huì)包括一些交叉和支線,這樣疏散時(shí)間和最長(zhǎng)等候隊(duì)伍長(zhǎng)度就是疏散路線上疏散距離和門口寬度的函數(shù)。下面分三種情況進(jìn)行討論:

  (1)沒(méi)有交叉和支線的疏散路線。

  (2)有交叉的疏散路線。

  (3)有支線的逃生路線。

  5 高層建筑人員安全疏散對(duì)策

  為了保證人員安全的疏散,現(xiàn)在的做法一般是通過(guò)延長(zhǎng)危險(xiǎn)來(lái)臨的時(shí)間,縮短疏散開始時(shí)間,圍繞縮短疏散時(shí)間來(lái)進(jìn)行設(shè)置主要有簡(jiǎn)潔、合理的布置安全疏散路線,合理設(shè)計(jì)防火分區(qū),設(shè)置避難層、自動(dòng)報(bào)警系統(tǒng)、自動(dòng)滅火系統(tǒng)和防排煙系統(tǒng),從建筑設(shè)計(jì)施工方面優(yōu)化安全疏散以及其他對(duì)策。這些對(duì)策可以在一定程度上縮短疏散時(shí)間,為人員的疏散和財(cái)物的保護(hù)贏得時(shí)間,另外高層建筑的防火工作應(yīng)加強(qiáng)日常的管理并立足于自救。文章由中國(guó)科技論文網(wǎng)為您分享,本論文網(wǎng)專業(yè)從事發(fā)表建筑論文業(yè)務(wù)!

  參考文獻(xiàn):

  [1]胡忠日。安全疏散研究的國(guó)內(nèi)外動(dòng)態(tài)和發(fā)展趨勢(shì)[ J ]。消防科學(xué)與技術(shù), 2001, 11 (6)。

  [2]陳蔚。高層建筑火災(zāi)中人員安全疏散的特點(diǎn)及對(duì)策[ J ]. 科技信息,2007,(35):62。

  [3]冷雅軍。影響高層民用建筑消防安全疏散的因素及對(duì)策[ J ].建筑防火設(shè)計(jì),2003,(2)。

  [4]李嘉華。高層建筑火災(zāi)時(shí)人的避難心理及疏散設(shè)計(jì) [ J ]. 西南工學(xué)院學(xué)報(bào),1998,6 (2):53-58。

  [5] GB50045 - 95,高層民用建筑設(shè)計(jì)防火規(guī)范(2005年版)[S]。

  [6]劉方。建筑防火性能化設(shè)計(jì)[M]。重慶:重慶大學(xué)出版社,2007:89- 92。

  [7]方正,等。人員安全疏散模型及其在性能化消防設(shè)計(jì)中的應(yīng)用[ J ].消防理論研究,2002,(6)。

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