隨著城市化和城市現(xiàn)代化程度的提高,建筑物的結(jié)構(gòu)和功能也越來越復(fù)雜,超防火規(guī)范和為防火規(guī)范的建筑物大量存在,火災(zāi)事故頻發(fā)發(fā)生,建筑物火災(zāi)安全問題和性能化防火設(shè)計日益引起國內(nèi)外學(xué)術(shù)界的關(guān)注。眾多造成重大人員傷亡和財產(chǎn)損失的火災(zāi)案例表明,火災(zāi)時人的行為具有特殊的規(guī)律性。因此,對大型公共建筑物火災(zāi)時人員疏散行為規(guī)律的研究,將對人員在火災(zāi)時的疏散和建筑的防火設(shè)計等方面具有重要的意義。
一、火災(zāi)中人的行為模式及步行速度
建筑物火災(zāi)時,人員要采取避難行為。由于人長期的生活習(xí)慣和共同的生理特征,其采取的避難行為有一定的共同點(diǎn)。即所謂的一般行為特征。但事實上,火災(zāi)發(fā)生時,人員依據(jù)外界信息所采取的避難行為受到自身的知識水平,心理素質(zhì)等因素的影響,具有一定的偏差,影響疏散的可靠性,因此可以建立火災(zāi)時人的行為模式。
從火災(zāi)是人的行為模式中可以看出,人員在火災(zāi)時疏散行為的安全性受到人員的認(rèn)識能力、決策能力、疏散行為的能力以及對火災(zāi)燃燒產(chǎn)物的忍耐力等主要因素的影響。其中人員的疏散行動能力是研究的主要內(nèi)容。一般來說,對于人員疏散行動能力的描述,主要可根據(jù)人員的個體步行速度、群集步行速度、群集流動系數(shù)等參數(shù)。在實際火災(zāi)中,人員的疏散步行速度不僅受到其所處的事故現(xiàn)場的空間環(huán)境物理條件(建筑物用途、結(jié)構(gòu)、火災(zāi)狀況、空間照明條件)的影響,還受到人員的性別、年齡、著裝、荷重等影響。美國、日本等國已在這方面做了大量的研究,主要通過實測和現(xiàn)場觀察的方法,建立了比較完善的數(shù)據(jù)庫資料。而本文在研究過程中,經(jīng)過一段時期的觀測,通過大量翔實可靠的數(shù)據(jù)(見表1),比以此為基礎(chǔ),進(jìn)行了系統(tǒng)的分析,得出關(guān)于人員疏散模式的規(guī)律。
二、火災(zāi)時人員的應(yīng)急疏散行為規(guī)律
當(dāng)建筑內(nèi)發(fā)生火災(zāi)等重大事故時,人員的應(yīng)急疏散行為屬于群體行為,它涉及到群體流動問題。我們通常將一個連續(xù)進(jìn)行的群體稱為群集流。如在群體中取一個基準(zhǔn)點(diǎn)E,則向E點(diǎn)流入的群集稱為集結(jié)群集F1,自E點(diǎn)流出的群集稱為流出群集F2。如果F1和F2人數(shù)相等,這時我們稱它為定常流,此時流動穩(wěn)定,不會出現(xiàn)混亂,當(dāng)F1大于F2人數(shù)時,在基準(zhǔn)點(diǎn)E就會有人員滯留,從而出現(xiàn)滯留群集,這時人員的步行速度就會因為群集密度的增加而減少,從而影響人員疏散出建筑物的時間。
三、疏散時間的劃分
建筑物內(nèi)發(fā)生火災(zāi)時,人員進(jìn)行緊急疏散,疏散的時間根據(jù)不同情況可以分為三部分:
(一)火災(zāi)警報時間
火災(zāi)發(fā)生后,火災(zāi)探測系統(tǒng)發(fā)現(xiàn)火情,發(fā)出警報,或由人員發(fā)現(xiàn)火情,發(fā)出警報的時間。如果是由火災(zāi)探測系統(tǒng)發(fā)現(xiàn)火情,發(fā)出警報,這部分時間,可由火災(zāi)探測器的種類和性能而定。如果是有人員發(fā)現(xiàn)火情,時間可能會較長,由此也可以看出,在建筑物內(nèi)安裝火災(zāi)自動報警系統(tǒng)的重要性。
(二)疏散的反應(yīng)時間
人員得到警報后開始疏散的反應(yīng)時間,即疏散開始時間。這部分時間由于受疏散人員的心理、生理等因素的影響,具有很大的隨機(jī)性。一般來說,疏散的反應(yīng)時間取火災(zāi)房間30秒,非火災(zāi)房間60秒,非火災(zāi)層120秒的經(jīng)驗值。
(三)疏散行動時間
建筑物內(nèi)從人員開始疏散至全部疏散到安全場所所用的時間。在建筑物性能化的防火設(shè)計中,往往假設(shè)疏散人員是井井有條的以一定的平均步速向出口移動,途中無相互超越和折返現(xiàn)象,疏散人群自始至終保持疏散初期的人員密度。但是實際情況中, 人群具有應(yīng)急疏散的特殊變化。因此,應(yīng)充分考慮疏散過程中群集密度的變化及滯留對疏散時間的影響。首先假設(shè)當(dāng)距離出口最遠(yuǎn)的人到達(dá)出口前,疏散人群始終保持初期人員密度和步行速度不變,之后根據(jù)出口附近滯留人員密度分布情況,判定滯留人員從出口向外疏散的即時步行速度的變化。最終,根據(jù)出口附近任意時刻單位面積滯留人數(shù)、滯留持續(xù)時間、最終完成疏散的時間對建筑物的安全疏散性能做出評價。
四、結(jié)論
經(jīng)研究表明,認(rèn)得步行速度與諸多因素有密切關(guān)系。而眾多造成重大人員傷亡和財產(chǎn)損失的火災(zāi)事故案例表明,火災(zāi)時人的行為呈現(xiàn)特殊的規(guī)律性。這種規(guī)律和特點(diǎn)直接影響到火災(zāi)時人員向外的安全疏散。因此,對于建筑物火災(zāi)時人員的疏散行為規(guī)律進(jìn)行研究和分析,不僅對于組織人員應(yīng)急疏散有重要的影響,同時對建筑物的性能化防火設(shè)計有及其重大的指導(dǎo)意義。