田玉敏

(中國(guó)人民武裝警察部隊(duì)學(xué)院消防工程系，河北廊坊065000)

目前，國(guó)內(nèi)外對(duì)于正常人群的疏散行為規(guī)律以及對(duì)策的研究已經(jīng)比較完善了，在消防設(shè)計(jì)、消防規(guī)范中，都有充分的體現(xiàn)。但是，對(duì)于老年人、行動(dòng)不便的人、聾人或重聽(tīng)的人、失明或視障人士、孕婦和產(chǎn)婦等特殊人群，消防安全工程還沒(méi)有充分解決這類(lèi)人群安全逃生問(wèn)題［1］。

行動(dòng)不便的人群有獨(dú)特的需求和特殊的行為規(guī)律，他們?cè)诨馂?zāi)中不能像正常人那樣，利用固定逃生路線(xiàn)或不能達(dá)到正常人群的速度，所以人員傷亡往往是非常嚴(yán)重的。表1所示為近年來(lái)發(fā)生的一些醫(yī)院火災(zāi)的情況。

因此，對(duì)特殊人群的疏散行為規(guī)律進(jìn)行研究，并制定科學(xué)合理的疏散對(duì)策具有重要意義。

1 特殊人群疏散行為特點(diǎn)

1.1特殊人群所占比例

研究表明，在公共場(chǎng)所殘疾人所占比例為8%，其中0.14%使用輪椅。殘疾人中大約有40%經(jīng)常光顧電影院和運(yùn)動(dòng)場(chǎng)所;有60%的殘疾人可能呆在旅館里;30%的殘疾人被雇傭;50%的殘疾人經(jīng)常在餐館或娛樂(lè)場(chǎng)所消費(fèi)。

這些特殊人群在疏散中一般不能獨(dú)自行動(dòng)，經(jīng)常需要?jiǎng)e人的幫助。在1993年2月26日發(fā)生在美國(guó)紐約世貿(mào)大樓的恐怖爆炸中，當(dāng)時(shí)兩個(gè)塔樓中行動(dòng)不便人員的數(shù)量大約為100～200人。事后對(duì)其中27位行動(dòng)不便人員進(jìn)行了調(diào)研，他們之中有14位行動(dòng)不便、3位視力和聽(tīng)力有輕微的障礙、3位有身孕、2位有心臟病、7位呼吸系統(tǒng)有問(wèn)題。這27位的平均疏散時(shí)間是3.34 h，而所有人員的疏散時(shí)間為40 min。這些人員疏散的方法是借助樓梯和其他疏散人員的幫助。

1.2 特殊人群疏散行為特點(diǎn)

1.2.1 速度

在水平路上，殘疾人在沒(méi)有幫助的情況下，行走速度為0.80 m/s，而正常人的速度為1.25 m/s。在需要有幫助的情況下，殘疾人的平均行走速度為0.57 m/s，而不需要幫助的速度為0.95 m/s。使用電動(dòng)輪椅的平均速度0.89 m/s，使用手動(dòng)輪椅的平均速度為0.69 m/s。

1.2.2 殘疾人利用門(mén)的能力

數(shù)據(jù)表明，殘疾人不能通過(guò)具有閉門(mén)力的各種門(mén)，通過(guò)時(shí)都需要幫助。在預(yù)測(cè)殘疾人的行走時(shí)間時(shí)，必須包括通過(guò)門(mén)的時(shí)間［1］。

1.2.3 殘疾人閱讀和確定出口指示標(biāo)志的能力

對(duì)于三種類(lèi)型的出口標(biāo)志:不發(fā)光的、發(fā)光的和有發(fā)光二極管的(LED);有或無(wú)視覺(jué)障礙的情況下，殘疾人閱讀和確定出口指示標(biāo)志所需要的距離有很大差別［1］。

1.2.4 反應(yīng)報(bào)警信號(hào)的能力

(1)聾和重聽(tīng)的人

火災(zāi)中早期探測(cè)和逃生是最關(guān)鍵的。但是和聽(tīng)力障礙的人溝通，需要通過(guò)特殊的手段，他們根本無(wú)法聽(tīng)到普通報(bào)警器發(fā)出的聲音［1］。

(2)失明或視障的人

安全疏散對(duì)于失明或視障的人至關(guān)重要，但卻是往往被忽視的方面。雖然他們能夠聽(tīng)到煙霧報(bào)警器的聲音，但是視線(xiàn)的損失阻礙他們及時(shí)找到安全疏散出口，從而貽誤最佳逃生時(shí)機(jī)［1］。

1.3 特殊人群疏散心理特點(diǎn)

與普通人群相比，特殊人群在疏散過(guò)程中表現(xiàn)出特殊的行為規(guī)律［2］。

(1)因?yàn)樯眢w障礙，他們比正常人在火災(zāi)中更容易引起恐慌［3］。

(2)對(duì)火場(chǎng)逃生信心即動(dòng)力屬性行遠(yuǎn)小于正常人。

(3)在疏散過(guò)程中自我疏散能力差，需要?jiǎng)e人的幫助，部分人群在沒(méi)有幫助的情況下無(wú)法自我疏散。

(4)無(wú)個(gè)性化心理嚴(yán)重，更容易表現(xiàn)盲從、隨從、順從。

(5)更容易產(chǎn)生極端行為心理。

(6)下樓的速度比上樓的速度慢。

(7)重病人如產(chǎn)婦、孕婦不能承受人群的相互作用力［4］。

2 特殊人群疏散模擬

2.1 基本情況

選取的建筑為某一類(lèi)高層醫(yī)院的住院樓，建筑共16層，模擬的是其中第6層。該層的建筑面積1 429.5 m2;結(jié)構(gòu)為鋼筋混凝土結(jié)構(gòu);基本沒(méi)有內(nèi)裝修材料;出口數(shù)量為2個(gè)。最大人員容量120人。

2.2 幾何空間的建立

(1)節(jié)點(diǎn)類(lèi)型

節(jié)點(diǎn)類(lèi)型為自由空間節(jié)點(diǎn)、邊界節(jié)點(diǎn)、椅子節(jié)點(diǎn)、內(nèi)門(mén)節(jié)點(diǎn)、邊界節(jié)點(diǎn)。

(2)弧的障礙值

弧的障礙值選擇該軟件相應(yīng)功能來(lái)設(shè)置障礙值，其中，座位后面弧的障礙值要大于前面的弧，因?yàn)榭紤]翻越座位的困難。

(3)內(nèi)門(mén)的設(shè)置

雙擊內(nèi)門(mén)處的自由節(jié)點(diǎn)修改其節(jié)點(diǎn)屬性。

(4)外門(mén)的設(shè)置

在菜單欄里選中外門(mén)，該建筑設(shè)置外門(mén)1、2，然后選擇弧線(xiàn)使其與出口連接起來(lái)，每條連接出口的弧線(xiàn)代表0.5 m的出口寬度，圖1中兩個(gè)外門(mén)寬度均為1.5 m，設(shè)置三條弧連接。

2.3 人群數(shù)據(jù)庫(kù)的建立

Building EXODUS是近年來(lái)國(guó)內(nèi)外廣泛使用的疏散模擬軟件之一，屬于行為模型的一種，可以對(duì)不同人群進(jìn)行模擬并比較其差異，而人群參數(shù)的確定是進(jìn)行模擬分析的前提。

正常人群參數(shù)和特殊人群參數(shù)分別見(jiàn)表2和表3。其中特殊人群是按6類(lèi)特殊人群隨機(jī)組成的，比較符合實(shí)際情況。

2.4 模擬結(jié)果分析

需要說(shuō)明的是:該模擬工作僅模擬了人員在平面上的疏散，即進(jìn)入防煙樓梯間就認(rèn)為進(jìn)入了安全區(qū)域。

2.4.1 不同人群密度下的疏散時(shí)間

在反應(yīng)時(shí)間一定(均為0～60 s)的情況下，通過(guò)對(duì)5組不同人群的模擬，得出了不同入住率下疏散時(shí)間的變化(表4)。

圖1 模擬幾何空間的建立

表2 正常人群的主要參數(shù)

從表4可以看出:

(1)隨著入住率的增加，疏散時(shí)間逐漸增加。

(2)在入住率相同的情況下，5組人群的疏散時(shí)間依次增加，而特殊人群的疏散時(shí)間都是最長(zhǎng)的。

表4 住院樓不同入住率下的疏散時(shí)間

2.4.2 軟件模擬時(shí)間與傳統(tǒng)計(jì)算方法的差異

疏散時(shí)間的傳統(tǒng)計(jì)算方法即手工計(jì)算法，這種方法的基礎(chǔ)是不考慮人群特性差異的宏觀(guān)模型，目前一般的建筑消防“處方式”規(guī)范就是以它來(lái)估算疏散時(shí)間的。在危險(xiǎn)模式下，雙擊門(mén)(door)，在彈出菜單中選擇“Max P”，彈出最大疏散距離，Lmax為38.22 m。

傳統(tǒng)手工計(jì)算法得出的疏散時(shí)間為:

由此，我們可以看出，傳統(tǒng)手工計(jì)算法得出的疏散時(shí)間與表4中的結(jié)果具有較大的差異。這是由于手工計(jì)算法沒(méi)有考慮不同人群的特性及反應(yīng)時(shí)間，也沒(méi)有考慮人和人之間的相互作用。

所以，目前基于建筑消防“處方式”規(guī)范的疏散設(shè)計(jì)不能滿(mǎn)足特殊人群的疏散要求。

3 特殊人群的疏散設(shè)計(jì)

3.1 高層建筑AORS系統(tǒng)的設(shè)計(jì)

為了滿(mǎn)足特殊人群的需要，設(shè)計(jì)者一般在無(wú)障礙自由出口前設(shè)計(jì)一個(gè)專(zhuān)供他們使用的出口，這個(gè)辦法目前還在繼續(xù)沿用。但是在高層建筑中，僅靠這個(gè)方法已遠(yuǎn)遠(yuǎn)不夠，一般可采用兩種方法:即利用消防電梯疏散和設(shè)置避難區(qū)域(Areas Of Refuges_AORS)。美國(guó)的《生命安全規(guī)范》［5］和美國(guó)殘聯(lián)出臺(tái)的規(guī)則中都提到了利用消防電梯疏散和設(shè)置避難區(qū)域這兩種方法來(lái)疏散醫(yī)院中的特殊人群。

現(xiàn)在高層建筑中的電梯并不是用作疏散通道的，然而，對(duì)于特殊人群來(lái)講，利用電梯逃生可加快火場(chǎng)逃生速度，因此，也可以考慮作為特殊人群的逃生工具。一般供這些人員逃生用的電梯，是應(yīng)該和暫時(shí)避難區(qū)域AORS結(jié)合來(lái)設(shè)置的。

AORS是一個(gè)可供特殊人群暫時(shí)避難來(lái)等待救援的區(qū)域。為了便于營(yíng)救，這些避難區(qū)一般緊靠電梯或樓梯，AORS也被稱(chēng)為救援區(qū)或救助階段區(qū)域［6］。

3.1.1 電梯逃生系統(tǒng)

電梯逃生系統(tǒng)包括:電梯及裝置控制裝置、升降機(jī)(電梯井)、電梯機(jī)房、電梯前室。之所以把電梯前室納入體系，是因?yàn)槿藗冃枰粋€(gè)安全的地方等待電梯。為了保證整個(gè)逃生過(guò)程電梯中不出問(wèn)題，系統(tǒng)還與要做好防火、防煙、防高溫、防斷電以及防止進(jìn)水破壞電梯井設(shè)備，特殊人群的行為也是系統(tǒng)設(shè)計(jì)中需要考慮的重要因素［6］。

3.1.2 AORS系統(tǒng)

與此類(lèi)似，AORS系統(tǒng)也有防火、防煙、防高溫的要求，同時(shí)AORS系統(tǒng)還需要通訊設(shè)備，這在營(yíng)救中也很重要。由于AORS系統(tǒng)中使用的是加壓送風(fēng)排煙，因此也要防止系統(tǒng)斷電。一般AORS設(shè)在電梯附近，因此，電梯系統(tǒng)可用作救援，電梯前室也應(yīng)設(shè)有保護(hù)措施，這樣電梯逃生系統(tǒng)就變成了AORS系統(tǒng)的一部分。

3.2 其他特殊報(bào)警系統(tǒng)

普通的火災(zāi)報(bào)警器不能滿(mǎn)足特殊人群的需要，因此，需要安裝特殊裝置。目前，有以下幾種可供參考:

(1)可供聾人或聽(tīng)力障礙人士使用的，可在枕頭下振動(dòng)的臥室報(bào)警器。

(2)可供聾人或重聽(tīng)人士專(zhuān)門(mén)使用的煙霧報(bào)警器。

(3)可供聽(tīng)覺(jué)受損人士使用的頻閃燈弧，提供觸覺(jué)/振動(dòng)傳呼。

(4)可供視障者使用的聲音煙霧報(bào)警器。

(5)對(duì)于行動(dòng)不便的人士，人行道和門(mén)口應(yīng)該容納任何行動(dòng)不便的個(gè)人，門(mén)口應(yīng)容納輪椅的寬度，地板材料應(yīng)適應(yīng)人工四肢或手杖。并且應(yīng)安裝煙霧報(bào)警器。

在公共建筑中，應(yīng)為手動(dòng)輪椅使用者安裝報(bào)警拉站，從地板平面計(jì)算不超過(guò)121.9 cm的 高度。如果安裝手動(dòng)報(bào)警高于121.9 cm，這些設(shè)備應(yīng)加裝附件。

4 結(jié)論

通過(guò)本文的研究，可以得出以下啟示。

(1)為了確保特殊人群的安全疏散，首先需要深入研究特殊人群的疏散行為規(guī)律。

(2)傳統(tǒng)的疏散設(shè)計(jì)方法對(duì)于特殊人群并不適用，需要借鑒國(guó)外的經(jīng)驗(yàn)，對(duì)“處方式”消防規(guī)范進(jìn)行修訂，以滿(mǎn)足特殊人群的需要。

(3)普通火災(zāi)報(bào)警系統(tǒng)不能滿(mǎn)足特殊人群的需要，應(yīng)當(dāng)根據(jù)人群的特點(diǎn)，有針對(duì)性的進(jìn)行設(shè)計(jì)。

［1］ J S Petraglia．fire risk for blind or visually impairment［EB/OL］．［2012－10－10］．http://www．google．com．

［2］ 姜傳勝．殘疾人疏散安全研究現(xiàn)狀與發(fā)展趨勢(shì)［J］．中國(guó)安全科學(xué)報(bào)，2009(19):161－166．

［3］ 杜守良．遼源市中心醫(yī)院火災(zāi)原因調(diào)查案例分析［J］．消防科學(xué)與技術(shù)，2007(1):98－100．

［4］ 夏楊．高層建筑火災(zāi)殘疾人疏散分析研究［J］．消防技術(shù)與產(chǎn)品信息，2009(4):33－34．

［5］ 美國(guó)的《生命安全規(guī)范》2012版(NFPA101)［EB/OL］．［2012－10－10］．http://www．google．com．

［6］ A Sekizawa，S Nakahama，M Ebihara，H．et al，Study on Feasibility of Evacuation by Elevators in a High-rise Building-Case Study for the Evacuation in the Hiroshima Motomachi High-rise A-partments［C］//Proceedings of the Second International Symposium on Human Behaviour in Fire．Boston，USA，2001:65－76．