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消防安全疏散-疏散时间的概念及应用!
2021-06-17 09:57:32浏览量:11804
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按疏散流程,安全疏散时间包括探测时间、报警时间、识别时间、反应时间、运动时间、安全裕量等关键阶段,我们常说的疏散时间,是指疏散运动时间,是从疏散开始至所有人员疏散至安全区域的时间。

安全疏散的目的,就是确保人员在火灾发展到威胁人身安全(耐受极限)之前疏散到安全区域,保证建筑内人员疏散完毕的时间小于火灾发展到危险状态的时间,并预留一定安全裕量。

一、疏散流程的主要阶段

安全疏散流程包括探测报警、识别反应、安全疏散等关键阶段,从图示1可以看出,疏散时间是指疏散运动开始至所有人员疏散至室内或室外安全区域的时间。

消防安全疏散

(图示1)

注:本图示中各阶段的定义,参文末附录1。

二、疏散时间的基本概念

1、按疏散流程,安全疏散时间包括探测时间、报警时间、识别时间、反应时间、运动时间、安全裕量等关键阶段,我们常说的疏散时间,是指疏散运动时间,是从疏散开始至所有人员疏散至安全区域的时间。

2、疏散时间是指室内危险区域和次危险区域的人员疏散至室内或室外安全区域的时间(图示2):

消防安全疏散是火灾条件下人员安全撤离,到达室外安全地点的过程。很明显,除首层区域外,其他楼层很难直接疏散至室外安全区域,也无法有效控制室内任意一点至室外区域的疏散时间。

因此,通常认为,在火灾条件下,进入室内安全区域的安全出口,即可认为到达安全地点,不再考虑室内安全区域疏散至室外安全区域的疏散时间和距离要求。

消防安全疏散

(图示2)

3、安全疏散时间是基于理想疏散模型的结果,必须考虑合理的安全裕量:

确立安全疏散时间,需设定严格的防火分隔措施,合规的疏散距离和疏散净宽度,配套合格的应急照明疏散指示等消防设施,实际应用中,这些要素通常难以有效保障,因此必须考虑合理的安全裕量。

另外,规范要求的疏散距离均为直线距离,忽略了桌椅家具等影响,这也是实际疏散时间相对较长的重要原因,

综上,实际应用中的疏散时间,应尽量保证更多的安全裕量。

三、影响疏散时间的主要因素

1、防火分隔措施、疏散距离、疏散净宽度等建筑防火设施及要求,以及应急照明疏散指示等消防设施,是安全疏散时间的基本保证。

2、强化防火分隔措施,能有效延长可用疏散时间:

在某些区域或房间,可采用较高耐火极限的防火隔墙分隔,并采用甲级或乙级防火门,可有效防范或抑制有限区域内的火灾蔓延风险,延长外部区域人员的可用疏散时间。

3、火灾自动报警系统能有效缩短火灾探测时间和报警时间:

合适的火灾自动报警系统,能有效缩短火灾探测时间和报警时间,尤其是早期探测系统,比如吸气式感烟火灾探测报警系统等,能大幅减少火灾探测时间。(图示3)

消防安全疏散

(图示3)

4、排烟系统能有效延长可用疏散时间:

火灾烟气是造成的人体伤害的主要原因,排烟系统及时排除火灾烟气,能有效延长可用疏散时间。(图示4)

消防安全疏散

(图示4)

5、自动喷水灭火系统能有效提升建筑安全性能:

设置自动喷水灭火系统的建筑,安全性能有所提高,有利人员疏散。在公共建筑和住宅建筑中,全部设置自动喷水灭火系统的建筑,疏散距离可按规定增加25%,汽车库等的安全疏散距离也可适当增加。

四、疏散时间在设计中的应用

疏散时间是决定疏散净宽度和疏散距离的关键要素,现行规范已明确各类场所的疏散距离和净宽度要求,因此,多数情况下工程设计,并不涉及疏散时间。

疏散时间在设计中的应用,主要体现在一些特殊功能场所中,比如:

1、在剧场、电影院、礼堂的观众厅或多功能厅,以及体育馆等场所中,需要依据疏散时间确定疏散出口数量和净宽度,也可能需要依据疏散时间确定人员疏散距离,疏散时间是这类场所安全评估的基础依据。

注:《建规》5.5.16、5.5.19:在剧场、电影院、礼堂的观众厅或多功能厅场所中,有关疏散门数量的规定,是以人员从一、二级耐火等级建筑的观众厅疏散出去的时间不大于2min,从三级耐火等级建筑的观众厅疏散出去的时间不大于1.5min为原则确定的,观众厅池座和楼座的每股人流通过能力可按40人/min计算(池座平坡地面按43人/min,楼座阶梯地面按37人/min)。对于体育馆观众厅的百人疏散宽度指标(m),是根据人员出观众厅的疏散时间分别控制在3min、3.5min、4min来确定的。

2、在一些特殊场所,可能因工艺或功能要求,疏散距离无法满足规范要求,或无法依现行规范要求进行判断,可根据人员正常水平疏散速度予以评估,并采取相应的加强保护措施,比如增加安全出口和疏散出口、局部加强防火分隔措施、增加排烟设施和自动灭火设施等等。

注:《建规》3.7.4:各建筑物内的人员疏散速度和疏散距离,将甲类厂房的最大疏散距离定为30m、25m,是以人的正常水平疏散速度为1m/s确定的。乙、丙类厂房较甲类厂房火灾危险性小,火灾蔓延速度也慢些,故乙类厂房的最大疏散距离参照国外规范定为75m。丙类厂房中工作人员较多,人员密度一般为2人/m²,疏散速度取办公室内的水平疏散速度(60m/min)和学校教学楼的水平疏散速度(22m/min)的平均速度(60m/min+22m/min)÷2=41m/min。当疏散距离为80m时,疏散时间需要2min。丁、戊类厂房一般面积大、空间大,火灾危险性小,人员的可用安全疏散时间较长。因此,对一、二级耐火等级的丁、戊类厂房的安全疏散距离未作规定;三级耐火等级的戊类厂房,因建筑耐火等级低,安全疏散距离限在100m。四级耐火等级的戊类厂房耐火等级更低,可和丙、丁类生产的三级耐火等级厂房相同,将其安全疏散距离定在60m。

附录1

安全疏散流程各阶段的主要定义:

1、探测时间(tdet):从起火到通过自动报警系统或人工方式探测到火灾的时间。

2、报警时间(twarn):从探测到火灾开始,到向建筑内特定区域发出警报信号的时间。

3、识别时间(trec):即确认时间,从发出火灾警报到人员开始做出反应的时间。

4、反应时间(tres):从人员对发生的事件做出第一反应到开始向安全区域移动的时间。

5、运动时间(ttrav):建筑内某一区域的人员,从向出口移动开始到进入安全地点所需要的时间。

6、必需疏散时间:从起火到建筑内所有人员达到安全地点的时间。

7、可用疏散时间:从起火到人员耐受极限的时间。

8、安全裕量(tmarg):考虑到设计参数的不确定性或统计分布特性对设计性能的影响,对设计计算值或性能要求附加的一个额外值或乘以一个倍率系数。

安全裕量是可用疏散时间和必需疏散时间的差值,在人员行为和疏散分析中,考虑到建筑类型和建筑内人员的不同,以及潜在的火灾场景和某一设定场景中ASET与RSET预测的不确定性,需要考虑适当的安全裕量。

9、耐受极限:当人员由于烟气、热量或有毒产物的影响完全失去行动能力时,即达到了人员的耐受极限。

更多概念,参《消防安全工程第9部分:人员疏散评估指南》(GB/T31593.9-2015)

附录2

现行规范中,与疏散时间相关的主要条文:

一、《建规》3.7.4

本条规定了不同火灾危险性类别厂房内的最大疏散距离。本条规定的疏散距离均为直线距离,即室内最远点至最近安全出口的直线距离,未考虑因布置设备而产生的阻挡,但有通道连接或墙体遮挡时,要按其中的折线距离计算。通常,在火灾条件下人员能安全走出安全出口,即可认为到达安全地点。考虑单层、多层、高层厂房的疏散难易程度不同,不同火灾危险性类别厂房发生火灾的可能性及火灾后的蔓延和危害不同,分别作了不同的规定。将甲类厂房的最大疏散距离定为30m、25m,是以人的正常水平疏散速度为1m/s确定的。乙、丙类厂房较甲类厂房火灾危险性小,火灾蔓延速度也慢些,故乙类厂房的最大疏散距离参照国外规范定为75m。丙类厂房中工作人员较多,人员密度一般为2人/m²,疏散速度取办公室内的水平疏散速度(60m/min)和学校教学楼的水平疏散速度(22m/min)的平均速度(60m/min+22m/min)2=41m/min。当疏散距离为80m时, 疏散时间需要2min。丁、戊类厂房一般面积大、空间大,火灾危险性小,人员的可用安全疏散时间较长。因此,对一、二级耐火等级的丁、戊类厂房的安全疏散距离未作规定;三级耐火等级的戊类厂房,因建筑耐火等级低,安全疏散距离限在100m。四级耐火等级的戊类厂房耐火等级更低,可和丙、丁类生产的三级耐火等级厂房相同,将其安全疏散距离定在60m。

二、《建规》5.5.16

关于体育馆的安全疏散宽度。国内各大、中城市已建成的体育馆,其容量多在3000人以上。考虑到剧场、电影院的观众厅与体育馆的观众厅之间在容量和室内空间方面的差异,在规范中分别规定了其疏散宽度指标,并在规定容量的适用范围时拉开档次,防止出现交叉或不一致现象,故将体育馆观众厅的最小人数容量定为3000人。对于体育馆观众厅的人数容量,表5.5.20-2中规定的疏散宽度指标,按照观众厅容量的大小分为三档:(3000~5000)人、(5001~10000)人和(10001~20000)人。每个档次中所规定的百人疏散宽度指标(m),是根据人员出观众厅的疏散时间分别控制在3min、3.5min、4min来确定的。

三、《建规》5.5.20

为便于人员快速疏散,不会在走道上发生拥挤,本条规定了剧场、电影院、礼堂、体育馆等观众厅内座位的布置和疏散通道、疏散门的布置基本要求。
(1)关于剧场、电影院、礼堂、体育馆等观众厅内疏散走道及座位的布置。
观众厅内疏散走道的宽度按疏散1股人流需要0.55m考虑,同时并排行走2股人流需要1.1m的宽度,但观众厅内座椅的高度均在行人的身体下部,座椅不妨碍人体最宽处的通过,故1.00m宽度基本能保证2股人流通行需要。观众厅内设置边走道不但对疏散有利,并且还能起到协调安全出口或疏散门和疏散走道通行能力的作用,从而充分发挥安全出口或疏散门的作用。

对于剧场、电影院、礼堂等观众厅中两条纵走道之间的最大连续排数和连续座位数,在工程设计中应与疏散走道和安全出口或疏散门的设计宽度联系起来考虑,合理确定。

对于体育馆观众厅中纵走道之间的座位数可增加到26个,主要是因为体育馆观众厅内的总容纳人数和每个席位分区内所包容的座位数都比剧场、电影院的多,发生火灾后的危险性也较影剧院的观众厅要小些,采用与剧场等相同的规定数据既不现实也不客观,但也不能因此而任意加大每个席位分区中的连续排数、连续座位数,而要与观众厅内的疏散走道和安全出口或疏散门的设计相呼应、相协调。

本条规定的连续20排和每排连续26个座位,是基于人员出观众厅的控制疏散时间按不大于3.5min和每个安全出口或疏散门的宽度按2.2m考虑的。疏散走道之间布置座位连续20排、每排连续26个作为一个席位分区的包容座位数为20×26=520(人),通过能容4股人流宽度的走道和2.20m宽的安全(疏散)出口出去所需要的时间为520/(4x37)~3.51(min),基本符合规范的要求。对于体育馆观众厅平面中呈梯形或扇形布置的席位区,其纵走道之间的座位数按最多一排和最少一排的平均座位数计算。

四、《建规》12.5.2、12.5.3

隧道火灾的延续时间一般较长,火场环境条件恶劣、温度高,对消防用电设备、电源、供电、配电及其配电线路等的设计,要求较一般工业与民用建筑高。本条所规定的消防应急照明的延续供电时间,较一般工业与民用建筑的要求长,设计时要采取有效的防火保护措施,确保消防配电线路不受高温作用而中断供电。

二类隧道和三类隧道内消防应急照明灯具和疏散指示标志的连续供电时间,由原来的3.0h和1.5h分别调整为1.5h和1.0h。这主要基于两方面的原因:一方面,根据隧道建设和运营经验,火灾时隧道内司乘人员的疏散时间多为15min~60min,如应急照明灯具和疏散指示标志的时间过长,会造成UPS电源设备数量庞大、维护成本高;另一方面,欧州一些国家对隧道防火的研究时间长,经验丰富,这些国家的隧道规范和地铁隧道技术文件对应急照明时间的相关要求多数在1.0h之内。因此,本次修订缩短了隧道内消防应急照明灯具和疏散指示标志的连续供电时间。

五、《人防规》5.1.1

5.1.1人防工程安全疏散是一个非常重要的问题。

1.人防工程处在地下,发生火灾时,会产生高温浓烟,且人员疏散方向与烟气的扩散方向有可能相同,人员疏散较为困难。另外排烟和进风完全依靠机械排烟和进风,因此规定每个防火分区安全出口数量不应少于2个。这样当其中一个出口被烟火堵住时,人员还可由另一个出口疏散出去。

2.当人防工程的规模有2个或2个以上的防火分区时,由于人防工程受环境及其他条件限制,有可能满足不了一个防火分区有两个出口都通向室外的疏散出口、直通室外的疏散楼梯间(包括封闭楼梯间和防烟楼梯间)或避难走道,故规定每个防火分区要确保有一个,相邻防火分区上设置的连通口可作为第二安全出口。考虑到大于1000m的商业营业厅和展览厅人员较多,故规定不得少于2个。避难走道和直通室外的疏散楼梯间从安全性来讲与直通室外的疏散口是等同的。

规定通向室外的疏散出口、直通室外的疏散楼梯间或避难走道等疏散出口的宽度之和不应小于本规范第5.1.6条规定的安全出口总宽度的70%,目的是防止设计人员将防火分区之间的连通疏散口开设较大,而通向室外的疏散出口、直通室外的疏散楼梯间或避难走道等的宽度开设较小。规定安全出口总宽度70%的理由是:根据第5.1.6条疏散宽度的计算和最小净宽的规定,室内地面与室外出入口地坪高差不大于10m的防火分区,疏散宽度指标为0.75m/百人;该疏散宽度指标已经具有50%的安全系数,故在发生火灾的特殊情况下,70%的安全出口总宽度是可以在3min的疏散时间内将所有人员疏散至非相邻防火分区的安全区域。

六、《火力发电厂与变电站设计防火标准》5.1.1、5.1.2

这两条是强制性条文,必须严格执行。主厂房按汽机房、除氧间、集中控制楼、锅炉房、煤仓间分,每个车间面积都很大,为保证人员的安全疏散,故要求每个车间不应小于两个安全出口,在某些情况下,特别是地下室可能有一定困难,所以提出两个出口可有一个通至相邻车间。

主厂房常规布置一般分为0.00米层、夹层、运转层,汽机房运转层标高一般为13.70m,除氧间或者煤仓间在运转层以上一般只有1层~2层的设备层,在正常生产状态下其他生产区域一般只有1人~2人巡视,主要的人员在集中控制室,集中控制室的人员在20人左右,即使大小修时,人员数量也不是很多,从主厂房的空间布置和疏散距离考虑,从运转层下到底层疏散时间最多需要1min,集中控制室的人员疏散到室外,共需2.5min左右,完全能满足安全疏散要求;与其他行业的工业建筑相比,火力发电厂是属于特殊的工业建筑,介于高层工业建筑和多层之间,因此综合考虑从最远工作地点到楼梯口的距离定为75m,集中控制楼从最远工作地点到楼梯间的距离定为50m比较合理。

七、《地铁设计防火标准》5.2.2

地下一层侧式站台车站,每侧站台应至少设置2个直通地面或其他室外空间的安全出口。与站厅公共区同层布置的站台应符合下列规定:

1.当站台与站厅公共区之间设置防火隔墙时,应在该防火隔墙上设置至少2个门洞,相邻两门洞之间的最小水平距离不应小于10m;

2.当站台与站厅公共区之间未设置防火隔墙时,站台上任一点至地面或其他室外空间的疏散时间不应大于6min。

八、《体育建筑设计规范》4.3.8

在制订本条文时,根据消防主管部门意见要求应与《建筑设计防火规范》GBJ16-87一致,故在条文说明中,将该规范的条文说明全文转录于后,以利于使用。另外参照制订了室外看台的安全疏散宽度要求。

《建筑设计防火规范》第5.3.5条说明:

这是一条专门对体育馆观众厅安全出口数目提出的规定要求。对于体育馆观众厅每个安全出口的平均疏散人数提出不宜超过400~700人这一规定要求,现作如下说明:

1.一二级耐火等级的体育馆出观众厅的控制疏散时间,是根据容量规模的不同按3~4min考虑的,这主要是以国内一部分已建成的体育馆调查资料为依据的。

九、《剧场建筑设计规范》8.2、10.3.13

剧场观众疏散包括观众从座位疏散到观众厅出口,又由观众厅出口疏散到剧场建筑物的出口(也就是疏散外门),然后又由此疏散到街上的城市人流这三部分。由建筑外门疏散到街上这部分,在基地和总平面一章中已说明,本章仅说明在建筑物内部到建筑物出口的疏散。

制定疏散的标准是控制疏散所需要时间。疏散时间与建筑物耐火等级、观众容量有关。耐火等级愈低,需要的疏散时间愈短。般建筑物结构的耐火极限均可保证观众有充裕的时间疏散出去,除三级耐火等级建筑吊顶材料耐火极限允许0.15h(9min),其他建筑构件不会在观众在场时倒塌。影响观众生命安全的主要因素是燃烧产生的烟害、高热和缺氧,观众因中毒或窒息死亡,因而要控制在几分钟之内将观众厅的观众迅速安全地疏散到室外空间。关于控制疏散时间各国规定不尽一致。

10.3.13本条为强制性条文。指导观众、演员及工作人员在发生事故时,迅速疏散出去。据调查,剧场疏散时间一般不大于4min。应急照明和疏散指示标志连续供电30min就可确保安全疏散,这也与国家现行消防规范相一致。

十、《民用机场航站楼设计防火规范》5.0.6

本条规定了疏散照明备用电源的连续供电时间。在建筑内,火灾发生后的10min内是人员安全疏散的有利时机。航站楼为大型公共建筑,大部分旅客不熟悉内部环境,并考虑到初期灭火的需要,规定了疏散照明备用电源的连续供电时间。对于大、中型的航站楼,往往建筑面积大,内部人员多、疏散距离长,可能的疏散时间更长,故提高了连续供电时间的要求。

十一、《铁路工程设计防火规范》11.0.6~11.0.7

11.0.6~11.0.7从近几年已建成或在建地下旅客车站消防性能化设计中关于人员疏散的设计分析看,车站公共区发生火灾,均采用整体疏散的策略。即公共区域发生火警,确认后立即向各层同时发出警报,组织各层人员有秩序进行疏散,自动扶梯需要具备消防疏散功能。当车站非公共区发生火灾时,首先疏散该区域人员。地下车站的安全与疏散设计要从其疏散距离、疏散时间、疏散出口数量等方面从严要求。本规定适用于提升高度不超过三层的地下车站,乘客从站台层疏散至集散厅或其他安全区域的时间为6min,包括1min反应时间和5min疏散时间,其时间T(小于或等于6min)。

石峥嵘,磐龙安全技术有限公司董事长,消防资源网创始人,消防大讲堂主讲人,从业消防20多年,参与近千项目设计施工验收,主导专利数十项,答疑解惑数万条,资深实践经验,深厚理论基础,汇集金典,奉献大家!

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