付明月

（貴州省銅仁市碧江區公安消防大隊，貴州 銅仁 554300）

大型超市人流量大，火災風險性高，極易造成重大人員傷亡，其火災風險性評估是火災科學領域值得研究探討的課題。因此，筆者對轄區內最大的上海華聯超市開展了相關調研，利用防火性能化設計等前沿知識，對其可能發生的火災危險性進行了評估。

1 建筑的基本情況

銅仁市上海華聯超市位于銅仁市向陽路，其中地上二層，地下一層，建筑總面積11356平方米，分為3個防火分區，內部設有完善的消防設施，主要包括室內消火栓系統、自動噴水滅火系統、防排煙系統、火災自動報警及其聯動系統、火災應急廣播和疏散指示系統。

1.1 內部功能布局

根據對該超市實際勘查，內部規劃的功能區主要為：家電區、音像圖書區、服裝區、化妝品名煙名酒區、鞋帽箱包區、食品島柜區、水果蔬菜區、冷凍食品區、家用紡織品區等。

1.2 防火分區劃分

超市根據建筑結構，用防火墻、防火卷簾將每層分隔為單一的防火分區，面積均不超過5000m2，符合《建筑設計防火規范》（GB50016-2006）的要求。

1.3 人員密度

根據高峰時期，晚上20時超市營業時間的人員流量情況，該超市研究區域內活動的人數統計如下：

1.4 疏散要求

按照《建筑設計防火規范》（GB50016-2006）規定，商店的疏散人數應按每層營業廳建筑面積乘以面積折算值和疏散人數換算系數計算。地上商店的面積折算值宜為50%～70%（其中地上第一、二層疏散人數換算系數0.85）"。

2 火災場景設計

火災場景設計就是描述合情合理但又嚴重得可能威脅到建筑物或使用者安全的火災，它涉及到著火源、建筑物特征、可燃物荷載等因素。火災場景設計受滅火系統、機械和自然通風系統及其它環境因素的影響，多用熱釋放率、煙氣產生率、結構損失率等來量化。

為了縮小設計火災場景的范圍，進行以下幾個設想：①不考慮同時發生多個火災；②不涉及縱火的情況；③設想滅火系統各自按照設計正常運作；④不會出現火災和其它自然災害同時發生以致主動和被動滅火系統失效的情況。

2.1 火災荷載密度計算

當火災荷載在建筑設計壽命之內不可能有顯著變化時，火災荷載密度可以從其存在物品的質量和熱值，通過下式計算得到：

其中q是空間內的火災荷載密度（MJ/M是空間內每一種可燃物材料的總質量（Kg）

H是每一個可燃物材料的有效熱值（MJ/ Kg）

A是空間內的總面積（m2）

H=h(1-m)-0.025m

其中：h是干材料的熱值（MJ/Kg）；m是含水率（%干質量）。

計算可知超市內各區域的火災荷載密度如下表：

2.2 人員疏散分析

該超市共設置8個安全出口，其中地下一層3個，地上一層3個，地上二層2個。其中最寬安全出口為5.6米，最窄安全出口1.5米，8個安全出口總寬度為23.6米。按照《建筑設計防火規范》（GB50016-2006）換算可知，該超市理論疏散人數為2430人，遠遠大于營業時間的統計實際人數1323人，完全符合規范疏散人員設計要求。

3 火災發展過程分析

假定某日超市營業中，位于超市正對自動扶梯的服裝臨時倉庫內的照明燈由于線路故障，發生短路，繼而引起火災。假設此時火災自動報警系統已經啟動，此時消防控制室值班人員脫崗且消防控制器未設置為聯動，且扶梯下無超市員工在場，導致火勢迅速增大，引燃周圍可燃物而發生火災。

火災發展包括點燃階段、增長階段、完全發展階段和衰減階段（熄滅），如下圖。聯系此次假想火災，火災發展的整個過程如下：

3.1 點燃階段：隨著電氣設別故障起火，引燃周邊可燃物，大量煙氣產生集聚在樓板下，室內溫度開始升高。

3.2 增長階段：起火后，火勢很快引燃了周圍電子設備，并放出大量的熱量和高溫煙氣。

3.3 自動噴水滅火系統作用階段：隨著火勢的進一步擴大，到達樓板頂部高溫煙氣的溫度超過噴撒頭的工作溫度，噴頭爆裂，自動噴水滅火系統啟動出水撲救火災。

4 估算火災持續時間

假設該超市發生火災為穩態火源，則可以預測火災持續時間，按照以下公式計算：

ΔtT=(總的火災荷載）/（60Qf）

火災總負荷=30*150+1400*20+2400*21+ 240*39.95+1300*18+3000*81.59+600*37+ 320*38=369018 MJ

則ΔtT=369018/(60*5)=1230.06s=20.5min

5 確定量化指標

進行性能化設計的目的是為了實現最小的人員財產損失。而建筑物發生火災后，有效的煙氣控制是保護人們生命財產安全的重要手段。所以，火災場景的性能參數主要包括煙氣層高度、煙氣層的熱輻射、煙氣濃度和煙氣的減光度以及疏散環境溫度等。

5.1 煙氣層高度指標：在疏散過程中，煙氣層只有保持在人群頭部以上一定高度，才能使人群在疏散時不必從煙氣中穿過或受到熱煙氣流的熱輻射威脅。其定量判斷準則是煙氣層能在人員疏散過程中保持在距地面2m以上的位置。

5.2 煙氣溫度指標：當上部煙氣層的溫度高于180℃時，它對人體的輻射危險將對人員造成嚴重傷害；當煙氣層下降到與人體直接接觸的高度時，對人的危害將是直接燒傷，這種臨界值約為100℃。在評估溫度對人員皮膚的燒傷時，需要綜合考慮皮膚表面溫度和在該溫度上的暴露時間，有資料顯示，造成皮膚2級燒傷時，71℃的皮膚暴露時間是60秒，82℃為30秒，100℃則為15秒。

5.3 可見度指標：煙氣在昏暗環境中對人心理的影響也十分重要。根據使用者對建筑物及其空間特征的了解程度，建立兩個與可見度有關的標準。采用10m的可見度，該可見度可保證使用者安全撤離。

5.4 毒性指標：該指標考慮了有毒氣體如CO和HCN等的影響。

5.5 煙氣層高度指標：當煙氣層高于人眼的特征高度（人眼特征高度通常為1.2-1.8米，環境溫度一般取為21℃），煙氣層溫度達到180℃時，認為火災達到危險狀態。當煙氣層低于人眼的特征高度，認為火災達到危險狀態。

[1]鄭紅梅，陳國良，王瑋，劉梅.火災風險評估相關概念辨析[J].中國安全科學學報，2008-06-15.

[2]黃鶯.公共建筑火災風險評估及安全管理方法研究[J].西安建筑科技大學，2009-03-01.