基于性能化設(shè)計(jì)的站廳層商場(chǎng)超長(zhǎng)通道疏散安全性研究

●梁智勇

(江西省消防總隊(duì)，江西 南昌 330009)

隨著我國(guó)社會(huì)經(jīng)濟(jì)的不斷發(fā)展，城市交通、城市用地日益緊張，地下軌道交通和各類(lèi)地下商業(yè)建筑不斷涌現(xiàn)，尤其是近年來(lái)很多城市在籌建地鐵站時(shí)都將站廳層與人防工程相融合，平時(shí)作為地下商場(chǎng)、商業(yè)街使用。這樣的站廳層建筑面積大、結(jié)構(gòu)復(fù)雜、安全出口少、人員密集、可燃物多，發(fā)生火災(zāi)時(shí)火勢(shì)發(fā)展快、煙霧濃，滅火救援和人員疏散難度大，易造成群死群傷的惡性事故［1］。例如1983年8月16日，日本名古屋地下街地鐵站因變電所起火，造成3名消防隊(duì)員死亡，3名救援隊(duì)員受傷，大火燒了3個(gè)多小時(shí)。在含有地下商場(chǎng)或商業(yè)街的地鐵站廳層的設(shè)計(jì)中，人員能否安全疏散至關(guān)重要。目前，在地鐵站廳層商場(chǎng)消防設(shè)計(jì)中時(shí)常出現(xiàn)地下疏散通道距離過(guò)長(zhǎng)，不符合規(guī)范要求的問(wèn)題。針對(duì)此類(lèi)問(wèn)題的常用解決方法是利用性能化防火設(shè)計(jì)方法［2］。本文將以某地鐵站廳層商場(chǎng)為例，利用模擬軟件對(duì)煙氣運(yùn)動(dòng)和人員疏散過(guò)程進(jìn)行模擬，分析確定其安全性，為類(lèi)似商場(chǎng)的設(shè)計(jì)提供科學(xué)指導(dǎo)。

1 地鐵站廳層商場(chǎng)疏散通道超長(zhǎng)問(wèn)題探討

地鐵站廳層商場(chǎng)通常面積較大，由于城市建筑布局的影響，其地面安全出口與商場(chǎng)安全疏散門(mén)之間距離較大，地下疏散通道狹長(zhǎng)。例如，某在建地鐵站，屬于典型的站廳層商場(chǎng)構(gòu)造，地下一層站廳層設(shè)計(jì)為商場(chǎng)，地下二層為站臺(tái)層，其地下疏散通道的距離從10～43m不等。《建筑設(shè)計(jì)防火規(guī)范》GB50016－2006第5.3.13條規(guī)定，在除托兒所、醫(yī)院、學(xué)校等民用一、二等級(jí)建筑內(nèi)，直接通向疏散走道的房間疏散門(mén)至最近安全出口的距離不應(yīng)超過(guò)40m。《人民防空工程設(shè)計(jì)防火

規(guī)范》GB50098－98第5.1.4條規(guī)定，在人防工程內(nèi)除醫(yī)院、旅館外，其他場(chǎng)所房間門(mén)至最近安全出口的最大距離為40m。依據(jù)規(guī)范，該在建地鐵站人員疏散通道最大距離為43m，不符合規(guī)范要求。但是，我們可以利用火災(zāi)風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估與性能化防火設(shè)計(jì)理念，對(duì)其疏散安全性進(jìn)行評(píng)價(jià)［3］。首先，分析可能發(fā)生的火災(zāi)，設(shè)計(jì)火災(zāi)場(chǎng)景;利用FDS對(duì)特定火災(zāi)場(chǎng)景下的煙氣運(yùn)動(dòng)情況進(jìn)行模擬計(jì)算，在人員疏散的關(guān)鍵路徑上(安全出口、疏散門(mén))設(shè)計(jì)采樣點(diǎn)，對(duì)采樣點(diǎn)的溫度、熱輻射、煙氣能見(jiàn)度、CO含量等數(shù)值進(jìn)行采樣分析，采用火災(zāi)風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估與性能化防火設(shè)計(jì)中常用的危險(xiǎn)判據(jù)［4］，確定該火災(zāi)場(chǎng)景下可供人員疏散的時(shí)間TASET;然后，利用人員疏散工程軟件BuildingExodus［5］對(duì)相應(yīng)火災(zāi)場(chǎng)景下的疏散過(guò)程進(jìn)行模擬計(jì)算，獲取在關(guān)鍵疏散門(mén)、安全出口疏散所需要的時(shí)間TRSET。比較TASET和TRSET，即可判定該火災(zāi)場(chǎng)景下人員能否安全疏散［6］，由此判定該設(shè)計(jì)方案是否安全。

2 基于性能化設(shè)計(jì)的疏散安全性分析

圖1給出了以某地鐵站廳層商場(chǎng)為研究對(duì)象，選取其疏散距離過(guò)遠(yuǎn)的防火分區(qū)，利用模擬軟件FDS建立的火災(zāi)模型，并給出了采樣點(diǎn)布置情況，其中火源位于圖中左下角，設(shè)計(jì)為商場(chǎng)內(nèi)的圖書(shū)超市起火。為分析該防火分區(qū)安全出口長(zhǎng)疏散通道的安全性，設(shè)計(jì)三個(gè)場(chǎng)景，場(chǎng)景1假設(shè)長(zhǎng)疏散通道與商場(chǎng)之間的防火門(mén)敞開(kāi)，模擬煙氣進(jìn)入長(zhǎng)通道后的蔓延情況及人員疏散情況;場(chǎng)景2假設(shè)防火門(mén)關(guān)閉，模擬計(jì)算防火門(mén)處火災(zāi)達(dá)到危險(xiǎn)狀態(tài)的時(shí)間，場(chǎng)景3模擬防火分區(qū)發(fā)生轟燃，疏散通道處防火門(mén)全部開(kāi)啟，模擬煙氣進(jìn)入長(zhǎng)通道后的蔓延情況。火災(zāi)場(chǎng)景設(shè)置及模擬結(jié)果如表1所示。

圖1 火災(zāi)場(chǎng)景及采樣點(diǎn)示意圖

表1 煙氣運(yùn)動(dòng)與人員疏散模擬計(jì)算結(jié)果

由表1可見(jiàn)，設(shè)計(jì)的3種火災(zāi)場(chǎng)景下，防火分區(qū)達(dá)到危險(xiǎn)狀態(tài)的最短時(shí)間為224s，依據(jù)人員安全疏散模擬結(jié)果，人員疏散所需時(shí)間為221s，TASET＞TRSET，按照性能化設(shè)計(jì)思想，判定人員可以安全疏散。仔細(xì)分析疏散過(guò)程還可以發(fā)現(xiàn)，所有人員在140s時(shí)已經(jīng)完全通過(guò)防火門(mén)并主要集中在樓梯口，如圖2所示，此后相當(dāng)長(zhǎng)一段時(shí)間(81s)內(nèi)人員都處于樓梯口的緩慢移動(dòng)過(guò)程，直到人員完全離開(kāi)安全出口時(shí)(221s)，采樣點(diǎn)2仍未達(dá)到危險(xiǎn)狀態(tài)。由此可見(jiàn)火災(zāi)煙氣不會(huì)對(duì)疏散通道內(nèi)人員造成影響，即該疏散通道在設(shè)定的火災(zāi)場(chǎng)景下安全。

圖2 140s時(shí)人員疏散情況

3 結(jié)論

通過(guò)模擬計(jì)算表明，在選定的防火分區(qū)內(nèi)，雖然疏散距離超過(guò)了規(guī)范設(shè)定的40m，但是人員都能在火災(zāi)達(dá)到危險(xiǎn)狀態(tài)前安全疏散完畢，該設(shè)計(jì)方案滿(mǎn)足人員安全疏散的需求。在此類(lèi)地鐵站廳層商場(chǎng)設(shè)計(jì)中，雖然部分疏散通道的距離可能超過(guò)規(guī)范設(shè)定的上限，但是利用火災(zāi)風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估與性能化防火設(shè)計(jì)的理念進(jìn)行模擬計(jì)算分析，可以判定人員能否安全疏散，能否實(shí)現(xiàn)既定的安全目標(biāo)，這將為地鐵站廳層商場(chǎng)的消防設(shè)計(jì)提供重要的科技支撐。

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