李冀 廖文景 游波 劉劍鋒

(1.長(zhǎng)沙礦山研究院 長(zhǎng)沙 410012； 2．金屬礦山安全技術(shù)國(guó)家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室 長(zhǎng)沙 410012；3.湖南科技大學(xué)資源環(huán)境與安全工程學(xué)院 湖南湘潭 411201)

0 引言

根據(jù)應(yīng)急管理部消防救援局統(tǒng)計(jì)資料顯示，2019年全國(guó)接報(bào)火災(zāi)23.3萬(wàn)起，死亡1 335人、傷837人，直接財(cái)產(chǎn)損失36.12億元。其中高層建筑發(fā)生火災(zāi)6 974起，比上一年增長(zhǎng)10.6%[1]。與此同時(shí)高校的財(cái)產(chǎn)損失、人員傷亡和火災(zāi)次數(shù)都位列前茅。從發(fā)生火災(zāi)的場(chǎng)所來(lái)看，學(xué)生公寓是高校各場(chǎng)所之首，學(xué)生公寓的累計(jì)火災(zāi)損失在高校各類場(chǎng)所的直接財(cái)產(chǎn)損失中也排名第一,學(xué)生公寓的火災(zāi)事故必須引起重視[2-6]。通過(guò)進(jìn)行安全疏散研究，不僅能夠確保人員安全撤離，而且能減少財(cái)產(chǎn)損失。如果能夠針對(duì)學(xué)生公寓存在的問(wèn)題，提出改進(jìn)措施與對(duì)策，必定能為今后學(xué)生公寓發(fā)生危險(xiǎn)情況時(shí)提供幫助，因此安全疏散研究具有重大意義[7-12]。

本文以湖南省某高校校內(nèi)一學(xué)生公寓為研究對(duì)象，該學(xué)生公寓位于公寓群的西北角，樓棟共7層，每層高3.5 m，每層南北兩面共分布宿舍48間，每間可入住4人。該學(xué)生公寓內(nèi)部?jī)啥烁饔?個(gè)小樓梯，中間有1個(gè)大樓梯，只在一樓中部設(shè)有1個(gè)安全出口。目前國(guó)內(nèi)很多學(xué)生公寓都與該公寓情況相似，故可通過(guò)對(duì)該學(xué)生公寓安全疏散方面的模擬研究，為其他類似學(xué)生公寓的火災(zāi)問(wèn)題及安全疏散提供借鑒意義。

1 學(xué)生公寓安全疏散存在的問(wèn)題

1.1 安全疏散設(shè)施設(shè)計(jì)方面

(1)樓梯間。學(xué)生公寓內(nèi)部?jī)啥烁?個(gè)小樓梯，中間1個(gè)大樓梯。大樓梯寬度經(jīng)測(cè)量為2 m，小樓梯寬度經(jīng)測(cè)量為1 m，查《住宅設(shè)計(jì)規(guī)范》[13]可知樓梯梯段凈寬不應(yīng)小于1.1 m，所以左右側(cè)樓梯不符合標(biāo)準(zhǔn)，當(dāng)危險(xiǎn)情況出現(xiàn)時(shí)，會(huì)影響安全疏散。

(2)安全出口。學(xué)生公寓只在一樓中部設(shè)有1個(gè)安全出口，而左右兩端樓梯處缺少可用的安全出口，一旦發(fā)生火災(zāi)，極有可能造成大量學(xué)生堵塞在一個(gè)安全出口。此外學(xué)生公寓在安全出口設(shè)置側(cè)拉門，在大量擁擠人員待疏散的情況下，容易造成人員堵塞。

(3)走廊。走廊寬度經(jīng)過(guò)測(cè)量為1 m，查《住宅設(shè)計(jì)規(guī)范》可知走廊通道的凈寬不應(yīng)小于1.2 m，所以走廊寬度不符合標(biāo)準(zhǔn)。此外走廊上不按要求設(shè)置排煙系統(tǒng)，公寓內(nèi)部依靠自然通風(fēng)，一旦發(fā)生火災(zāi)，許多有害氣體無(wú)法排出，容易造成二次傷害。

(4)疏散標(biāo)識(shí)、應(yīng)急燈和緊急廣播。學(xué)校沒有實(shí)行足夠的日常管理，部分學(xué)生惡意破壞，導(dǎo)致一些應(yīng)急照明無(wú)效。同時(shí)檢查系統(tǒng)實(shí)施不到位，損壞的設(shè)施不能及時(shí)修理和更換。缺乏疏散指標(biāo)，學(xué)生們?cè)谑枭r(shí)依靠本能。宿舍內(nèi)缺乏緊急廣播，不能及時(shí)傳達(dá)危險(xiǎn)。

(5)缺乏安全設(shè)施。在學(xué)生公寓設(shè)計(jì)之初，學(xué)校沒有考慮全面，導(dǎo)致沒有諸如常閉防火門、太平門、疏散樓梯、逃生孔等消防設(shè)施。

1.2 安全疏散設(shè)施管理方面

(1)安全出口管理。學(xué)生公寓每一棟的建筑面積接近上千平方米，而每一棟可提供上千人住宿，出于防盜和方便管理的初衷，學(xué)校采取的是封閉式管理方案，通過(guò)在一樓設(shè)置門禁的方式，控制學(xué)生進(jìn)出公寓，發(fā)生火災(zāi)時(shí)極大地限制了安全疏散。

(2)安全通道管理。走廊與樓梯的交界處劃作他用，有著洗衣機(jī)和開水器等生活用品，此外還會(huì)放置廣告牌和垃圾桶，安全疏散時(shí)由于走廊通往樓梯間中這些障礙物的不利影響，會(huì)延長(zhǎng)安全疏散時(shí)間。

(3)安全標(biāo)識(shí)。學(xué)校沒有實(shí)施足夠的學(xué)生管理，部分學(xué)生惡意進(jìn)行破壞。同時(shí)，檢查系統(tǒng)沒有實(shí)施到位，損壞的設(shè)施無(wú)法及時(shí)修復(fù)和更換，導(dǎo)致缺乏疏散標(biāo)識(shí)。

2 學(xué)生公寓人員疏散模擬研究

2.1 疏散模型的建立

本文針對(duì)學(xué)生公寓進(jìn)行Pathfinder建模分析，為了建立疏散模型，對(duì)學(xué)生公寓進(jìn)行了精準(zhǔn)的實(shí)地測(cè)量。學(xué)生公寓為長(zhǎng)方體封閉式建筑，僅正中間有一個(gè)安全出口且朝南開放，樓棟總長(zhǎng)97.2 m,總寬26.2 m,樓棟共7層，每層高3.5 m，每層南北兩面共分布寢室48間。左右兩側(cè)分布有對(duì)稱的小樓梯，樓棟中心位置分布有一個(gè)大樓梯，正對(duì)著安全出口，小樓梯寬1 m，大樓梯寬2 m。公寓內(nèi)部分布有對(duì)稱的走廊，走廊寬度1 m。根據(jù)以上數(shù)據(jù)可以初步建立模型如圖1所示。

圖1 學(xué)生公寓疏散模型

本文在進(jìn)行人員疏散模擬時(shí)，選擇人員荷載最大的場(chǎng)景進(jìn)行計(jì)算模擬，每一層學(xué)生宿舍共計(jì)48個(gè)，皆可入住4人，學(xué)生公寓共7層，所以最終擬定模擬疏散人數(shù)1 344人。同時(shí)為了更貼合真實(shí)的疏散過(guò)程，設(shè)置了2個(gè)疏散行為，一是疏散響應(yīng)時(shí)間設(shè)置為15 s；二是設(shè)置疏散時(shí)向就近任何出口進(jìn)行撤離。

2.2 疏散過(guò)程分析

截取疏散中隨機(jī)某個(gè)時(shí)刻的疏散密度圖，從圖2可以看出70.2 s時(shí)左右側(cè)小樓梯疏散密度較小，中間大樓梯與安全出口處疏散人員十分集中，從側(cè)面反映了限制安全疏散效率的大部分原因是缺乏安全出口，安全出口的設(shè)置不合理，所以有必要針對(duì)這方面原因提出改進(jìn)措施，以期能提高安全疏散的效率。

圖2 某時(shí)刻人員疏散密度

2.3 疏散安全性判定

能否進(jìn)行安全疏散取決于安全疏散的可利用時(shí)間是否大于安全疏散的完畢時(shí)間。根據(jù)《建筑防火設(shè)計(jì)》[14]可得到高校學(xué)生公寓安全疏散的可利用時(shí)間為360 s，而圖3中顯示學(xué)生公寓最終的疏散完畢時(shí)間為444.3 s，對(duì)比分析可知，學(xué)生公寓部分學(xué)生無(wú)法在可利用時(shí)間內(nèi)進(jìn)行安全疏散，學(xué)生公寓在安全疏散方面還存在著不足，所以有必要提出改進(jìn)方法和對(duì)策，通過(guò)合理的對(duì)策措施來(lái)達(dá)到降低疏散完畢所需的總時(shí)間，實(shí)現(xiàn)安全疏散。

圖3 疏散時(shí)間曲線

3 學(xué)生公寓安全疏散對(duì)策研究

3.1 安全疏散設(shè)施設(shè)計(jì)方面

(1)樓梯間。樓梯的設(shè)計(jì)應(yīng)該符合國(guó)家規(guī)定，在滿足距離要求的同時(shí)要避免袋型設(shè)計(jì)，盡量布置在外墻，方便采光和逃生同時(shí)也方便救援。針對(duì)學(xué)生公寓樓梯寬度不足的問(wèn)題，考慮在學(xué)生公寓外墻兩側(cè)增設(shè)疏散樓梯，為安全疏散提供更好的幫助。

(2)安全出口。安全出口的布局應(yīng)該是分散的、易于查找且需清楚標(biāo)記，每個(gè)防火隔間的安全出口一般應(yīng)不小于2個(gè)，并應(yīng)確保安全出口不得堵塞。針對(duì)學(xué)生公寓安全出口不足的問(wèn)題，考慮在左右兩側(cè)小樓梯處增設(shè)安全出口，為安全疏散提供更好的幫助。

(3)走廊。走廊是人們?cè)诎l(fā)生火災(zāi)時(shí)從房間向其他部分撤離的唯一途徑，走廊可以采用不燃或阻燃的結(jié)構(gòu)和裝飾，并符合國(guó)家技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)的要求。同時(shí)考慮在公寓內(nèi)部增設(shè)排煙系統(tǒng)，發(fā)生火災(zāi)時(shí)能盡快排出有毒有害氣體，減少不必要的傷亡。

(4)消防應(yīng)急照明和事故應(yīng)急廣播。應(yīng)急照明燈應(yīng)該按照規(guī)定安裝在墻面或者頭頂?shù)奶旎ò迳希沟谜麄€(gè)疏散通道的亮度足夠支持逃生。給應(yīng)急照明燈配置蓄電池作為備用電源，防止意外情況的出現(xiàn)。同時(shí)學(xué)生公寓應(yīng)設(shè)立事故應(yīng)急廣播，外國(guó)學(xué)生的公寓樓緊急廣播應(yīng)當(dāng)超過(guò)2種語(yǔ)言，火災(zāi)發(fā)生后，整棟大樓應(yīng)按照規(guī)定開放相關(guān)層的消防廣播，并通知人員撤離，有效減小人員疏散響應(yīng)時(shí)間。

(5)增加消防設(shè)施和疏散通道。在經(jīng)濟(jì)允許的情況下，學(xué)?？紤]購(gòu)買一些現(xiàn)代化的消防設(shè)施，如額外的防火門、自動(dòng)滅火裝置等。同時(shí)可以考慮建設(shè)天橋，以學(xué)生公寓內(nèi)小廣場(chǎng)為疏散保護(hù)區(qū)域展開鋪設(shè)，為安全疏散提供更大的幫助。

3.2 安全疏散設(shè)施管理方面

(1)加大消防排查的力度。重點(diǎn)排查是否有障礙物在安全出口或者消防通道上，安全出口是否處于開放狀態(tài)，應(yīng)急照明燈、疏散指示器、應(yīng)急廣播等有利于疏散的設(shè)施設(shè)備是否完好無(wú)缺，能否正常運(yùn)行等情況。

(2)建立健全疏散設(shè)施的安全管理系統(tǒng)。針對(duì)學(xué)生公寓，制定相應(yīng)的安全條例。同時(shí)要想方法來(lái)處理防火和防盜的問(wèn)題，學(xué)生公寓的門禁對(duì)疏散造成了很大的影響，為了有效解決上述矛盾，學(xué)生公寓應(yīng)采用先進(jìn)的疏散門，門禁系統(tǒng)應(yīng)確保在沒有鑰匙的情況下可以從內(nèi)部輕松打開，以免發(fā)生火災(zāi)無(wú)法撤離。

3.3 人員安全管理方面

加大宣傳教育的力度，利用學(xué)校的報(bào)刊亭、展示欄開展防火逃生知識(shí)的學(xué)習(xí)。根據(jù)學(xué)生公寓的特點(diǎn)，制定適合公寓的緊急疏散計(jì)劃，每年進(jìn)行不少于2次的疏散演習(xí)。加強(qiáng)消防領(lǐng)導(dǎo)，落實(shí)安全責(zé)任制定期進(jìn)行抽查和檢查，及早發(fā)現(xiàn)解決問(wèn)題，消除火災(zāi)隱患。

4 結(jié)論

(1)針對(duì)學(xué)生公寓，從安全疏散設(shè)施、人員安全管理兩個(gè)方面分析了學(xué)生公寓在安全疏散方面存在的問(wèn)題。

(2)針對(duì)學(xué)生公寓建立了Pathfinder模型進(jìn)行疏散過(guò)程分析，可以發(fā)現(xiàn)主要限制疏散過(guò)程的是安全出口的缺乏，文中學(xué)生公寓疏散完畢所需的時(shí)間為444.3 s，與國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)相比可知部分學(xué)生無(wú)法在可用的疏散時(shí)間內(nèi)安全撤離，因此有必要提出對(duì)策進(jìn)

行改善。

(3)針對(duì)學(xué)生公寓應(yīng)急安全設(shè)施提出了建設(shè)性的對(duì)策，如增設(shè)疏散樓梯、增設(shè)安全出口等安全疏散設(shè)施，提高安全管理水平以及對(duì)人員的教育培訓(xùn)。