劉 輝，鄒繼穎，付 凈

(吉林化工學(xué)院資源與環(huán)境工程學(xué)院，吉林吉林132022)

高校火災(zāi)具有一定的特殊性，主要的人員為學(xué)生與教師，在心理上，學(xué)生雖然文化程度較高，有一定的消防意識，但在處理火災(zāi)信息時(shí)容易產(chǎn)生慌亂，不能冷靜對待險(xiǎn)情，在生理上，學(xué)生體能旺盛有著一定逃生能力，但由于體能大多相近，極容易產(chǎn)生成拱現(xiàn)象等，延誤逃生時(shí)間［1-2］.

高校教學(xué)樓作為公共聚集場所，既具有一般公共聚集場所人員密度和火災(zāi)荷載大等特點(diǎn)，同時(shí)由于其使用者的特殊性，這給人員疏散帶來很大困難，大量的精密儀器和電氣設(shè)備更是大大增加了火災(zāi)危險(xiǎn)性［3-4］.建筑物發(fā)生火災(zāi)事故后，保證其中的人員及時(shí)疏散到安全地點(diǎn)具有非常重要的意義.對于不同類型的建筑物，人員疏散問題的處理辦法有很大的差別，為了評價(jià)教學(xué)樓防火設(shè)計(jì)是否合理，本文結(jié)合某校教學(xué)樓的結(jié)構(gòu)形式，對教學(xué)樓的火災(zāi)場景作出了相應(yīng)的分析，并制定切實(shí)可行的對策意義重大［5］.

1 某教學(xué)樓安全疏散評價(jià)

1.1 教學(xué)樓的設(shè)計(jì)概況

第一教學(xué)樓為一幢分為A、B兩座，A、B兩座為四層磚混結(jié)構(gòu)建筑［6-7］，簡化的結(jié)構(gòu)與設(shè)計(jì)參數(shù)如表1所示，其標(biāo)準(zhǔn)層平面圖如圖1所示.

在走廊通道的1/2處，將1、2、3、4號教室簡化為11、12 號教室，將5、6、7、8 號教室簡化為13、14 號教室.此時(shí)，11、12、13、14 號教室所容納的人數(shù)均為100人，教室的出口為距走廊通道兩邊的1/4處，且11、12號教室的出口距左樓梯的距離相等，13、14號教室的出口距右樓梯的距離相等.由于1號教學(xué)樓的A、B兩座樓的對稱性，所以此簡圖的建立同時(shí)適用于1號教學(xué)樓A、B兩座樓的任意樓層.

表1 建筑平面結(jié)構(gòu)參數(shù)

圖1 教學(xué)樓疏散平面圖

1.2 教學(xué)樓疏散時(shí)間計(jì)算

對計(jì)算參數(shù)設(shè)定與修正的幾點(diǎn)說明:(1)該棟四層教學(xué)樓中，假定最不利疏散條件下，每一層共需疏散600人，其中起火教室為100人.(2)計(jì)算疏散時(shí)間必須考慮最不利疏散情況，故設(shè)定起火源在第四層2號房間為最不利疏散房間，將其作為研究對象.(3)對于該建筑內(nèi)人員從發(fā)現(xiàn)著火到開始疏散的反應(yīng)滯后時(shí)間正常情況下給出的180 s.從起火時(shí)刻起，在15 min內(nèi)還沒有撤離起火樓層為逃生失敗.

根據(jù)建筑物的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)，可將人們的疏散通道分成若干個(gè)小段，在某小段的出口處，人群通過時(shí)可能需要一定的排隊(duì)時(shí)間.于是第i個(gè)人的疏散時(shí)間ti可表示為:

式中，ti，delayt為疏散前的滯后時(shí)間，包括覺察火災(zāi)和確認(rèn)火災(zāi)所用的時(shí)間;di，n為第n段的長度;vi，n為該人在第n段的平均行走速度;Δtm，queue為第n段出口處的排隊(duì)等候時(shí)間.

最后一個(gè)離開教學(xué)樓的人員所有用的時(shí)間就是教學(xué)樓人員疏散所需的疏散時(shí)間［8-9］.

為了實(shí)際了解教學(xué)樓內(nèi)人員行走的狀況，本組專門進(jìn)行了幾次現(xiàn)場觀察，具體記錄了學(xué)生通過一些典型路段的時(shí)間［10］.人的行走速度根據(jù)不同的人流密度選取.當(dāng)人流密度大于1人·m－2時(shí)，采用0.58 m·s－1的疏散速度，當(dāng)人流密度小于1人m－2時(shí)，疏散速度取1 m·s－1則該教學(xué)樓在不同人流密度下的疏散速度如表2所示.

表2 不同人流密度下的疏散速度

Pauls提出，下樓梯的人員流量f與樓梯的有效寬度w和使用樓梯的人數(shù)p有關(guān)，其計(jì)算公式為:f=(w/8040)0.73× p0.27.

起火教室內(nèi)的人員密度為100/125=0.8人/m2，人流密度＜1人·m－2，則從教室中出來的人員流量f0為:人/s

起火教師疏散到樓梯的時(shí)間為:

四層至三層的樓梯段，假設(shè)人流平均分配，即每個(gè)樓梯人數(shù)均為200人P/ω=200/360，符合上述公式條件，則 f1=(360/8040)0.73× 2000.27=0.4331人/s，t1=200/0.4331=461.79 s

三層至二層以及二層至一層的樓梯段時(shí)間分別為 t2=400/0.5222=765.99 s，t3=600/0.58262=1029.87 s.

進(jìn)入一層大廳后，由于面積較大，很迅速就可以疏散到安全區(qū)域，故設(shè)定從大廳疏散到安全區(qū)域的時(shí)間為30 s.

所以，總疏散時(shí)間:

即 SRET=41.45 min

從起火到樓內(nèi)人員全部疏散完畢需要41.45 min，嚴(yán)重超出起火時(shí)刻起，在15 min內(nèi)還撤離起火現(xiàn)場的要求，同時(shí)也會錯(cuò)過最佳的救援時(shí)間.

2 結(jié) 論

對教學(xué)樓疏散時(shí)間的預(yù)測是按一種很理想的條件進(jìn)行的，并沒有進(jìn)行任何修正.計(jì)算結(jié)果顯示，疏散時(shí)間遠(yuǎn)遠(yuǎn)超過了安全疏散時(shí)間.建議在日常管理中多注意安全出口開放和管理，合理安排上課的教室，避免每個(gè)樓層的所有教室都被用于上課.每層至少可以空出幾個(gè)，這樣就會大大的緩解人員疏散不利帶來的危險(xiǎn).每學(xué)期對學(xué)生進(jìn)行消防演練，增強(qiáng)學(xué)生們的自救能力，各個(gè)樓層配備足夠的滅火設(shè)施，爭取火災(zāi)爆發(fā)時(shí)能將危害降到最低.這一結(jié)論適用于在起火樓層及其以上樓層的人員的流速大于起火樓層樓梯口所能承受的最大流出流速時(shí)的疏散情況，它對改進(jìn)人員疏散方案有一定的參考意義.

［1］ 李嘉華，王月明，雷勁松.火災(zāi)時(shí)人的心理行為及建筑避難設(shè)計(jì)［J］.消防科學(xué)與技術(shù).2004，23(1):39-41.

［2］ 閻衛(wèi)東.建筑物火災(zāi)時(shí)人員行為規(guī)律及疏散時(shí)間研究［D］.沈陽:東北大學(xué)，2006.

［3］ 朱孔金.建筑內(nèi)典型區(qū)域人員琉散特性及琉散策略研究［D］.北京:中國科學(xué)技術(shù)大學(xué)，2013.

［4］ 房志明.考慮火災(zāi)影響的人員疏散過程模型與實(shí)驗(yàn)研究［D］.北京:中國科學(xué)技術(shù)大學(xué)，2012.

［5］ 張培紅，陳寶智，劉麗珍.大型公共建筑物火災(zāi)時(shí)人員疏散行為規(guī)律研究［J］.中國安全科學(xué)學(xué)報(bào)，2001，11(2):22-26.

［6］ 李建鵬.教學(xué)樓火災(zāi)疏散數(shù)值模擬與性能化分析［D］.哈爾濱:哈爾濱工程大學(xué)，2012.

［7］ 周星.大型教學(xué)樓火災(zāi)性指標(biāo)的數(shù)值分析［J］.西安科技大學(xué)學(xué)報(bào)，2013，33(4):404-410.

［8］ Mathew Siska，Hospital fire safety，F(xiàn)P70 一 Building Fire Safety［Z］.December，2001.

［9］ Fruin，Jolm J，Pedestrian Planning and Design.Metropolitan Association of Urban Designers and Environmental Planners［M］.NewYork，1971.

［10］袁松如.病房樓安全疏散可靠性評價(jià)［J］.武警學(xué)報(bào).2011，27(2):53-55.