高层建筑火灾疏散与紧急避难设计概述

四川理工学院毕业设计（论文）高层建筑火灾疏散与紧急避难设计学生：刘佳学号：专 业：安全工程班级：2012级1班指导老师：罗智文四川理工学院化学与环境工程学院二□一六年六月高层建筑火灾疏散与紧急避难设计摘要高层住宅建筑占到我国高层建筑的一半以上，由于其垂直高度高，发生火灾时火势蔓延快、扑救难度大，往往会造成比较严重的人员伤亡。一方面，近年来高层住宅建筑发展过快，我国针对高层住宅建筑的消防设计与安全管理还不太完善；另一方面，通过对国内外人员安全疏散的现状研究发现对人员密集的公共场所的研究多，而对高层住宅人员安全疏散的研究比较少。而人面临火灾时，在不同的环境下也会有不同的表现；另外，火灾时人员疏散方式的有效性直接影响着人员疏散的效率。如何在安全疏散允许的时间内，能够让人员和财产快速地疏散转移，避免火灾产生的高温和烟气的危害，这就是高层建筑火灾安全疏散设计的根本目的。在高层建筑发生火灾后，建筑物内疏散人员如何在最短的时间，安全有效地疏散到安全地带，是人员疏散成功的重要步骤。这时如何避免在火灾中受害的避难设计显得尤为重要。关键词：高层建筑火灾伤害人员疏散行为决策High-RiseBuildingFireEvacuationand

EmergencyEvacuationDesignAbstractThenumberofhigh-risebuildingismorethan50%ofallhigh-risebuildingsinChina.Becausehigh-risebuildinghashighuprightnessaltitude,onceitisonfire,thefiresmokewillbespreadrapidlyandhardlytoputitoff.Evenworse,itmaycauseseriouscasualty.Ononeside,thefiredesignandsafetymanagementofhigh-risebuildingcannotsatisfyoccupant'ssafetyrequirement.Ontheotherside,thefireevacuationresearchofpubicplacesisverypopular,butitislackofstudyingatfireevacuationofhigh-risebuilding.PeoplewillhavedifferentactionindifferentsurroundingswhentheyareinfireTherefore,howtoletpersonnelandtheirpropertyquicklyevacuatedinashorttimeandavoidtheharmfromhightemperatureandfluegasgeneratedbythefire.That'sthefinalpuposeofdesigntomakeasafetyevacuationwhenthehigh-risebuildingwasfired.Onceithappened,avitalstepisevacuatingtoasafeareafromthebuildingintheshortesttimesafeandeffective,Atthistime,ashelterdesignofhowtoescapefromthefireisparticularlyimportant.Keywords:high-risebuilding,firedamage,evacuation,behavior,decision目录中文摘要 TOC\o"1-5"\h\z英文摘要 I…\o"CurrentDocument"1绪论 0..\o"CurrentDocument"1.1引言 0..\o"CurrentDocument"1.2背景及意义 Q.\o"CurrentDocument"1.3国内外研究现状 1.\o"CurrentDocument"安全疏散理论研究进程 1\o"CurrentDocument"国内研究现状 1.\o"CurrentDocument"国外研究现状 1.\o"CurrentDocument"1.4高层建筑火灾的主要危险性因素 2\o"CurrentDocument"高层建筑火灾特点 2\o"CurrentDocument"高层建筑火灾的致害因素 .3\o"CurrentDocument"人流密度对安全疏散的影响 5\o"CurrentDocument"1.5灭火救援的难度 5.\o"CurrentDocument"1.6电梯疏散 .6..\o"CurrentDocument"电梯疏散特点 6.\o"CurrentDocument"电梯疏散的隐患 7.\o"CurrentDocument"2高层建筑概况 8.\o"CurrentDocument"2.1高层建筑平面布置图 8.\o"CurrentDocument"2.2建筑物的符合性 9.\o"CurrentDocument"2.3高层建筑周边环境 9.\o"CurrentDocument"3火灾疏散与避难设计 11\o"CurrentDocument"3.1安全疏散基本要求 11\o"CurrentDocument"安全疏散设计的基本原则 11\o"CurrentDocument"传统疏散存在的问题 11\o"CurrentDocument"3.2安全疏散时间 1.2\o"CurrentDocument"室内火灾的发展进程 12\o"CurrentDocument"实际安全疏散时间 14\o"CurrentDocument"安全疏散时间计算 16\o"CurrentDocument"安全疏散距离 2Q\o"CurrentDocument"3.3建筑物内部影响疏散的因素 2Q\o"CurrentDocument"建筑内需要疏散人数 20\o"CurrentDocument"建筑实例建筑节点 21\o"CurrentDocument"333高层建筑疏散通道选择 21\o"CurrentDocument"3.4人流速度的影响因素 22\o"CurrentDocument"单向人流速度 22\o"CurrentDocument"迈步频率与前向距离的关系 23步幅与前向距离的关系 23\o"CurrentDocument"3.5考虑火灾产物对疏散的影响 23\o"CurrentDocument"火灾产物对疏散速度的影响 24\o"CurrentDocument"火灾产物对人员身体的影响 24\o"CurrentDocument"3.6避难时间 27\o"CurrentDocument"4数据计算 28\o"CurrentDocument"4.1传统疏散方式的时间计算 28\o"CurrentDocument"4.2烟气的影响 31\o"CurrentDocument"4.3避难时间计算 3.15结论 33\o"CurrentDocument"参考文献 34\o"CurrentDocument"致谢 36附录1高层建筑平面布置图 37附录2高层建筑剖面图 371绪论1.1引言随着我国城市化的快速发展，城市建筑用地越来越少，导致我国主要城市中的高层建筑越来越多。据统计，在现在已有的高层建筑中，超过半数的高层建筑是居民住宅建筑。在我国发展高层建筑已成为不可避免的趋势时， 由于高层建筑的内部结构复杂、层数多、垂直高度高、人员密集，一旦发生火灾等紧急情况，将造成十分巨大的损失。1.2背景及意义据估计，目前我国已有的高层建筑数量超过15万栋，而且近些年来高层建筑火灾更是多不甚数，严重影响到了人民生命安全和财产安全。近年来一些主要城市的高层建筑发生火灾事故的实例，反映了高层建筑火灾的现状不容乐观⑴。据统计，自2006年以来，我国每年发生的火灾事故平均数量将近 20万起,见表1.1。表1.1我国近十年火灾事故损失年份年火灾数量（次）死亡人数（人）直接经济损失（万元）2006222,7021,51778,4462007163,5211,418112,5152008136,8351,521182,2022009129,3811,236162,3912010132,4971,205195,9452011125,4171,108205,7432012152,1571,028217,7162013388,0002,113485,0002014395,0001,817439,0002015338,0001,743395,000由表1.1可见，对于高层建筑的现实状况非常具有威胁性：每年发生数量多，造成的经济损失重，人员伤亡大等，而且近几年还具有增多的趋势，到目前为止高层建筑火灾疏散已经成为了急需解决的重要问题。对于现在高层建筑火灾所面临的安全疏散的问题，从高层建筑的特点分析其火灾的特点，即火势猛、蔓延快、疏散难、伤亡重、结构耐火性差、灭火救援难等，进而提出需从导致高层建筑火灾的设计、管理、装修等环节处着手，从源头上预防和杜绝火灾，将灾害后果降到最低程度。特别强调，若有人身处高层建筑火灾威胁之中，面对突如其来的灾难应立足自救互救， 走出误区，采取明智的安全逃生策略，有效地降低人员的伤亡⑵。1.3国内外研究现状1・3・1安全疏散理论研究进程由于火灾的危害性严重的影响人民生命财产安全，所以在火灾中的人员疏散研究已经在国内外持续了很多年。有的学者指出，直至目前为止，可以认为在有关方面的研究分为三个阶段：1、 初期发展阶段20世纪80年代之前的时间，可以被认为是人员安全疏散研究的初期发展阶段。在此期间，尽管取得不少收获，但是这方面的研究还是不够完善，不够系统。而在其60年代到70年代，随着因火灾事故的原因导致人员伤亡和财产损失越来越大，致使人们对火灾中人员安全疏散问题的重视程度逐渐增加， 参加研究的人数也大大增加⑻。2、 第二阶段20世纪80年代至90年代末，可被认为是研究的第二阶段，即使是逐渐成熟的阶段。在此期间，有关研究工作取得了重大的进展，而且开始发展人员疏散的理论模型。3、 第三阶段第三阶段的伊始，是由于1998年8月，在沃尔斯特（Ulster）大学召开的大规模的国际研究讨论会，其特点是人员疏散模型研究的更加深入。国内研究现状在我国最早的火灾研究，开始于20世纪80年代，当时国内的有关机构对进行大量的科学实验研究，取得了非常多的成果。之后，在 1997年，陈全博士在陈宝智教授的指导下，就火灾疏散中人员的行为特征，对人员在火灾疏散中的逃生行为进行了计算机模拟实验⑷；2002年张培红博士对人员疏散行为进行了科学实验研究。2007年，赵道亮博士对人员在建筑物发生火灾等紧急情况下的疏散行动中，疏散人员出现的心理行为进行了模拟实验[5]。国外研究现状国外对于火灾的研究较之国内要稍早一点，开始于20世纪70年代初期对火灾情况下的疏散人员的逃生行为的研究。之后在1974以及1978年，先后进行了第一次与第二次的国际研究会，对疏散人员在火灾中的逃生行为进行了探讨⑹。第四次，关于对疏散人员在火灾中的逃生行为探讨国际研究会，在 1998年8月于北爱尔兰进行的，主要进行了关于人员疏散的研究成果的探讨。在 911事件之后，全球范围内的研究学者，先后在马来西亚以及英国召开两次了关于高层建筑安全疏散的研究会。在现阶段国际上对于建筑火灾时安全疏散的研究，主要的研究方向在一下三个方面：1、 疏散模型的开发以及改进，加入疏散人员的行为因素，考虑行动不便的疏散人员的疏散行为以及对全体疏散人员疏散的阻碍。2、 在火灾情况下，疏散人员的逃生行为以及火灾产生的有毒烟气的影响。3、 疏散模型在防火消防设计及评估中的应用。1・4高层建筑火灾的主要危险性因素高层建筑火灾特点1、 火势蔓延快，途径多。高层建筑内部结构复杂，楼梯间、电梯井、通风管道等竖向井道都将在火灾时成为火势蔓延的途径。 如果这些井道的防火分隔处理不够完善，发生火灾时就会成为火势迅速蔓延的途径， 尤其是宾馆、图书馆办公楼等高层建筑，一般室内可燃物较多，一旦发生火灾，蔓延速度更加迅速 ⑺。。根据测定，在火灾发生的初期阶段，因为空气对流的原因，在水平方向上的烟气传播速度较慢，只有0.3米每秒，而在火灾燃烧的猛烈阶段，在烟气在井道里的扩散速度将会达到3—4米每秒。假如一座高度为100米的高层建筑发生火灾，在竖向井道空气流动畅通的情况下，只需要30秒左右的时间，烟气就能顺竖向管井扩散到顶，其扩散速度是水平方向的十倍以上⑹。2、 疏散困难。高层建筑物的特点：一是楼层较高而且层数多，垂直距离长，疏散到地面所需要的时间长；二是人员较为集中，疏散时人员行走速度较慢；三是发生火灾时由于竖向井道的空气流动畅通，加速火势和烟雾向上蔓延 [9]。在我国消防部门配置的登高消防车数量稀少，并不能满足安全疏散和补救火灾的需要。因此一般高层建筑发生火灾时，主要的逃生途径分为楼梯和电梯；普通电梯在发生火灾时因为不妨烟火或者停电等原因将无法使用， 消防电梯能够疏散的人员也有限；因此在高层建筑火灾时安全疏散主要是靠楼梯， 而楼梯间一旦有烟气扩散，也将严重影响疏散速度。3、 扑救难度大。高层建筑一般高度有数十米，有的甚至达到数百米，发生火灾时从外部进行的扑救难度相当大。一般要自足于自救，这主要靠室内的消防设施。但是由于目前我国消防技术条件有限，高层建筑内部的消防设施还不够完善。因此，扑救高层建筑火灾时往往会遇到较大的困难[10]。1・4・2高层建筑火灾的致害因素1、火灾烟气的毒害性：火灾烟气的毒害性具体表现在以下四个方面；第一，火灾时建筑物内部的大部分物质将会被燃烧，导致建筑内发烟量大,烟气中含氧量往往低于人们生理正常所需要的数值。由参考文献知 [11]:表1.2空气中含氧量与人的反应状况空气中氧气比例k人身体的反应状况14%ck兰15%肌肉能力下降10%:::k_14%四肢无力、意识混乱6%:：:k辽10%昏迷kW6%短时致死由上表可以看出，当着火房间内气体中的含氧浓度低于 6%寸，在短时间内人们将因缺氧而窒息死亡。而当含氧量在6%到14%之间，疏散人员虽然不会在短时间内死亡，但也会因失去活动能力和智力下降，导致不能逃离火场最后葬身火海。根据实际情况可以得出；在实际的着火房间中氧气的最低浓度可达到 3%左右，可见，再发生火灾时，人们要是不及时疏散是非常危险的 [12]。其次，烟气中含有各种有毒、有害气体，女口：一氧化碳、氢氰酸、氯化氢等。据统计火灾中死亡人数大约80%是由于大量烟气和有毒气体窒息或者中毒死亡的。表1.3空气中二氧化碳含量与人的反应状况物质占空气比例症状•氧化碳0.5%呼吸半小时死亡•氧化碳1%1-2分钟中毒死亡•氧化碳0.5%短时间内有生命危险•氧化碳10%接触几分钟致死第三，烟气中的悬浮微粒也是有害的，危害最大的是颗粒直径小于 10um的飘尘，它们肉眼看不见，但能长期飘浮在大气中，少则数小时，长则数年，粒径小于5um的飘尘，由于烟体扩散的作用，能进入人体肺部粘附并聚集在肺胞壁上，可随血液送至全身。引起呼吸道病和增大心脏病死亡率。火灾中这类因素危害并不会在短时间内致命，但是会影响身体健康[13]。第四，在火灾中烟气具有非常高的温度，这对疏散人员是一个非常大的危害。在着火的房间内，烟气温度可高达数百摄氏度甚至上千度。在火灾安全中，人与热物体的接触已不重要，而火场环境与热辐射则是对人员造成烧伤的重要因素。

人能忍受的环境温度为［14］:表1.4人在高温中的忍耐时间温度（C）忍耐时间62一定有限时间120大约15分钟140大约5分钟175小于1分钟人在火灾中能够忍受的热辐射量为［15］:表1.5不同时间内能忍受的热辐射量时间辐射量长时间0.12W/cm215秒左右0.40W/cm2几秒钟1.2W/cm2综上所述火灾造成的烟气的毒害性可归纳为：缺氧、毒害、尘害、高温，其中烟气的毒害性则是发生火灾时引起人员伤亡的最主要因素。2、火灾烟气的减光性：我们知道可见光波长为 ■=0.4—0.7um,但是火灾中烟气中烟粒子粒径d为几微米到几十微米，即d，所以这些粒子对可见光是不透明的，即对可见光有完全的遮蔽作用。当烟气弥漫时，可见光因受到烟粒子遮蔽而大大减弱，能见度大大降低，这就是烟气的减光性。同时，再加上烟气中的有些气体对人的肉眼有极大的刺激性，如HCI、NH3、HF、SO2、C12等等，使人睁不开眼，从而使人们在疏散过程中的行进速度大大降低。普通人的视力所能达到的范围称为能见距离或视程。 当发生火灾时，疏散通道上的能见距离在整个疏散过程中都应给予保障， 这个保证安全疏散的最小能见距离称为极限视程［D］，根据实际情况来看，疏散时允许的烟浓度或者必要的可见度如下表［16］:表1.6疏散允许的烟浓度及可见度对建筑物的熟悉程度烟浓度（减光系数）可见度D不熟悉0.15/m13m熟悉0.5/m4m但是严格来说，可见度并非是只有烟的浓度来决定的， 在火灾环境中，可见度还受目标的亮度、颜色、环境和周围亮度等因素影响。所以烟浓度和可见光的对应关系不是绝对的。3、火灾烟气的恐怖性：发生火灾时，特别是发生爆燃时，火焰和烟气冲出门窗孔洞，浓烟滚滚，烈火熊熊，使人们产生了恐怖感，常常给疏散过程所造成混乱局面人员密度的增高会使有的人失去活动能力， 有的甚至失去理智，感情单纯化，更增强了不安感。疏散通道被烟和火隔断，疏散门上琐，或有障碍物时，疏散人员左右乱窜，互相撞倒，使人更加惊慌失措，最终陷入恐慌状态。所以烟气恐怖性的危害也是很大［17］。人流密度对疏散的影响根据高层建筑中不同的房间构造以及功能用处不同， 其中的人员密度必定不相同，所以在房间人员密度的不同，影响到了房间中的人员能够安全撤离到安全疏散通道的时间长短，也影响了安全疏散的时间长短 ［18］。表1.7不同类型建筑的人数密度类型密度P（人每平方）住宅0.1-0.2食堂0.5-0.8商业楼0.2-0.5学校教室0.7-1.0在一般情况下，在疏散通道中的人均占有面积是 So=0.28ml/人时，那么这个疏散通道中就非常有可能会出现人员踩踏的危险事故；而在人均占有面积是So=0.25rm/人时，就会发生疏散人员相互挤推或者身体紧贴的情况。所以，在发生火灾等紧急情况下，疏散通道中非常容易发生疏散人员因踩踏、 推挤而产生伤亡的事故［19］。因此，在安全疏散设计之中，需要考虑到，在疏散通道中，为确保疏散人员在疏散过程中的安全性，有必要将人均占有小面积的最小值控制在So二0.28nV人，所以对应的可以得知，疏散通道内的最大人流密度为2?=3.57人/m。1.5灭火救援的难度对于高层建筑，一旦发生火灾，因为它的建筑特点和普通建筑有非常大的差别，会导致消防扑救行动异常困难。1、攀登困难，不易接近着火点根据资料显示，一位年轻的消防人员，假如携带两盘水带和一支水枪徒步登楼进行消防灭火行动，在徒步攀登的高度比超过20m时，该消防人员还能将体力保持在正常水平，但是一旦超过这个高度，那么消防人员的体力将会大打折扣， 以至于不能正常的完成灭火行动。所以当高层建筑发生火灾时、因为消防人员需要徒步攀登，这样不仅仅会非常的损耗体力，而且还会和从上面楼层疏散下来的疏散人员进行反向运动，使疏散行动以及扑救行动都会被减缓，而且在发生火灾的情况下，因为火灾产物的形成以及蔓延都非常地迅速，会使周围环境的热辐射在短时间内变的很强强、烟雾变浓等，耽误疏散行动和救援行动。2、 供水困难，缺乏登高消防手段目前在我国的一般的消防车的工作高度大概是24m左右，而有消防云梯的登高消防车一般可以达到30~48m普通消防车在为建筑物内的消防系统输水时的供水高度最多也就是50m的高度；所以，在高层建筑发生火灾时，建筑物超过50m的高层部分，将无法依靠消防车提供的室外消防手段进行灭火行动。3、 烟雾毒气大、排烟困难对于某一些高层建筑，因为没有遵循国家的规范规定来安装排烟系统以及正压送风系统，导致这类高层建筑在发生火灾时，由于排烟系统的不完善使火灾产生的烟雾以及毒气快速地聚集在一起，浓度快速增加威胁疏散人员的生命安全。对于这种情况，只能够及时让消防人员佩戴空气呼吸装置，在最短的时间打开楼梯间、走廊内等处的外窗，方便于烟气的排放，使疏散人员能够安全疏散。而且发生火灾时，高层建筑的电梯井、楼梯间等各种竖井都会起到烟气在垂直方向上快速扩散的作用。那么在外部救援的如此艰难的情况下，会使得疏散人员更加需要依靠自救，使用建筑物内的疏散设施，进行快速有效的疏散运动，以便于在最短的时间内到达安全区域。1・6电梯疏散电梯疏散特点1、电梯疏散的特点体现于电梯的运输量大以及人员运输时间短，疏散人员体力消耗小。而高层建筑在设计时对电梯的运输能力具有一些规格的要求，见下表。表1.8高层建筑电梯上行高峰时5分钟的运输能力要求建筑类型要求达到的人数比重（%运输需要时间（min）高层住宅5-767-100高层办公楼13-1829-40、电梯的疏散速度快。因为电梯在运行时是垂直方向运动的，所以电梯在竖直方向的运动时间比疏散人员在竖直方向上运动的时间少几倍或十几倍。、方便疏散人员在疏散时对疏散路线的辩认。梯是疏散人员平时在高层建筑中非常受欢迎的垂直交通工具，所以疏散人员也非常熟悉到电梯的路线。在发生火灾等紧急情况时，疏散人员会习惯性的选择电梯作为逃生路线。电梯疏散的隐患1、 电梯本身的安全隐患。由于电梯本身不具备防水功能，灭火系统喷洒的水会导致电梯的某些电器部件、电气线路等出现故障或损坏，电梯因此会停止运行。2、 烟气侵害。在高层建筑中，由于电梯厢与烟气有一定的“活塞效应”，很容易把楼道中的烟气吸入电梯井道，使烟气扩散到电梯厢内和其他未起火的楼层。3、 电梯供电。因为火势的蔓延或者人为的原因，而不能保证电梯的正常供电，会使电梯失去电力而停止。2高层建筑概况2.1高层建筑平面布置图某高层住宅式建筑，占地1023.62m2，建筑高度为38.45m,共计12层。1至11层为4户大户型，12层为24户小户型。设有4部楼梯和4部电梯，具体平面布置图如下：图2.1该高层建筑底层平面布置图图22该高层建筑剖面图2.2建筑物的符合性1、 安全出口根据《建筑设计防火规范》GB50016—2014第条得知一类高层建筑的每个防火分区的最大允许面积为1500m2，而这座高层建筑物的底层拥有最大建筑面积为1023.62m2，所以可以将每一楼层划分为一个防火分区。由图2.1可以看出：《建筑设计防火规范》条以及条，建筑物内建筑面积大于1000m2的每一个防火分区，至少需要两个安全出口，且相邻的安全出口距离不能小于5m。条件符合。《建筑设计防火规范》条，楼梯间要直通室外，而且通向室外的疏散门向外开启。条件符合。2、 疏散通道《建筑设计防火规范》条，对于一级耐火等级的高层建筑物内，直接通向疏散通道的房间，到最近的安全出口的直线距离不超过 40m。而根据图4.1中的数据可以算出最远距离为10.77m所以该建筑物条件符合。根据表3.4，可以得知高层建筑物首层疏散通道的宽度不能够小于1.4m。图示宽度为2.4m符合条件；疏散门宽度不能小于1.2m。图示宽度为1.4m符合条件。3、 电梯根据《建筑设计防火规范》条规定，自动扶梯以及电梯是不能安全疏散措施的。所以在本次设计计算中将不考虑电梯的疏散能力。4、 疏散楼梯间根据有关规定：⑴楼梯间内不能设置垃圾道以及可燃物贮藏室；⑵楼梯间内不能有影响疏散的障碍物；⑶楼梯间不能设置运输液体的管道。2.3高层建筑周边环境可以从图中看出该建筑周围的建筑物较多，建筑密度比较紧密。在紧急情况下一般选用离该建筑物200m左右的学校操场作为避难点。根据当地气象局网站公布的数据显示：当地气候常年最多风向是静风；次多风向：&7、8月为北风，其余各月为东北偏北风。因为在建筑发生火灾时，疏散人员应该选取上风口或者两侧进行避难。从图中可以看出两个避难场所分别位于建筑物两侧，符合要求。图2.3该高层建筑周围环境3火灾疏散与避难设计3.1安全疏散基本要求安全疏散设计的基本原则当高层建筑物内发生火灾时，为了避免高层建筑内部人员因为受到高温、烟气中毒以及建筑构件被破坏倒塌而造成人员伤亡，因此应该根据建筑物的结构、性质、人数、建筑面积及人们在发生火灾时的生理状态和心理状态， 有效合理地设计安全疏散路线，使人员的安全疏散更加快速有效合理。安全疏散在设计时应该遵循以下五点基本原则：、在高层建筑物内的任意一个地方，需要同时有两个或两个以上的疏散方向可以提供给疏散人员疏散。、对于疏散路线应该争取做到：路程短捷、通道通畅、安全可靠，避免在疏散时出现人流相互交叉阻碍疏散进程，而且坚决不能出现逆流的情况。、在高层建筑物的屋顶及外墙上应该设置可以提供疏散人员作为临时避难所的屋顶平台、室外疏散楼梯等。在这些避难处，因为与大气连通的关系，火灾时产生的高温和有毒烟气不容易在这里停留，在这些避难处可以为疏散人员争取一些疏散时间。、疏散通道，过道，楼梯上的防火门，在发生火灾时必须能保持着自动关闭状态，以避免高温烟气通过被打开的防火门向相邻防火区域蔓延， 这样很容易影响到相邻防火区域人员的安全疏散。、在进行安全疏散设计时，应该要在充分考虑到疏散人员，在发生火灾时的心理状态以及行为特点的情况下，设计相对应的安全疏散设计方案。传统疏散存在的问题高层住宅建筑发生火灾时，目前传统的疏散方式是：房间一走廊一疏散楼梯。所以说当发生火灾时，疏散人员最先进行的运动是走出房间， 通过疏散通道，完成了这一水平方向上的运动，再随着疏散楼梯进行垂直方向上的运动，然后到达底层通往室外脱险。此种疏散方式虽然是目前认为最安全的疏散方式， 但通过许多的火灾案例也发现了一些问题。1、疏散时间长。由于建筑物的垂直高度和每一层楼层上的人数的增加，所需要的安全疏散时间就越长。根据有关资料显示：在高度为 100m以上的建筑物内，使用一座宽1.10m的楼梯，将高层建筑的人员疏散到室外，所需要使用的疏散时间见下表。而高层建筑火灾的火势蔓延非常的迅速，从起火到猛烈燃烧只需要20到30分钟，根据表3.1可知，大部分人员疏散时间超过30分钟，此时大部分疏散人员会因为疏散时间不足而被困在建筑物内。 所以说，当高层建筑发生火灾时，要将人员完全疏散到安全区域是非常艰难的表3.1不同层数、人数的高层建筑使用楼梯疏散时间（单位： min）建筑层数每层240人疏散时间每层120人疏散时间每层60人疏散时间10381992051251330783920401055226501316633、不适合于残疾人和行动不便的老人。对于行动不便或身有残疾的人员，他们本身的行动能力有限，平时还需要别人的帮助，在火灾这种紧急情况下通过楼梯来疏散就更加困难。、容易出现拥挤、踩踏现象。面对火灾危险，人们一般都比较恐慌，会争先恐后的逃生，从而导致阻塞、踩踏事件的发生。3.2安全疏散时间在建筑内发生火灾等紧急情况时，安全疏散时间是从发生火灾人员开始疏散到火灾产生的毒害因素威胁到疏散人员之前，这段时间被称为安全疏散时间。如何在安全疏散时间内，将建筑物内的人员全部疏散，以及如何加快疏散速度都是在安全疏散设计中占有非常重要的地位。3.2.1室内火灾的发展进程室内火灾的发展进程是一个从物质开始着火到最后火灾被扑灭的一个过程，在没有进行扑救火灾的条件下，即在没有阻碍火灾发展的情况下，室内火灾的发展进程可以被大致分为三个阶段：初期增长阶段、中期全面发展阶段以及末期减弱阶段。火灾产生的热烟温度是室内物质燃烧强度的重要参数， 也是反映火灾状况的重要指标。在进行科学研究时，经常会使用如图示的温度根据火灾的发展进程的变化情况，描述室内火灾变化过程。1、初期增长阶段建筑物室内发生的火灾在该阶段有可能会出现三种情况： ⑴最先开始燃烧的可燃物在完全燃烧之后，也不能蔓延开来将其它的可燃物点燃，火源不能得到蔓延，最终自行熄灭，火灾将不会发生。一般会出现这种情况的条件是最初燃烧的可燃物数量少，而且与其它可燃物的距离相对较远，从而导致火源不能蔓延。⑵当火灾增大到一定的程度时，因为空气不够流通或者是室内通风系统的不够完善，造成室内氧气不能满足所有物质燃烧的条件。物质的燃烧条件受到了限制，那么火灾就不会继续蔓延，将会以比较小的燃烧程度继续燃烧，或者火灾会因此熄灭。⑶着火的可燃物处于空气流通良好的区域，而且数量很多（至少达到了火灾蔓延的条件）的情况下，那么着火的可燃将会迅速的引燃周围的其他可燃物， 从而造成室内火灾的发生。2、中期发展阶段当室内火灾增长到一定程度的时候，因为物质燃烧产生的热辐射影响，其他可燃物被气化或者热分解形成可燃气体，使室内火灾更加容易蔓延，加快物质燃烧导致火灾快速蔓延至整个建筑物内，威胁建筑物内人员的生命安全。由于这个过程会将所有的可燃物燃烧，导致温度以很快的速度升高，这种现象被称为轰然。轰然是室内火灾有初期的增长阶段到中期的发展阶段必定会经过的过程， 轰然也是室内火灾发展进程中比较显著的特征之一。它的出现也意味着疏散人员基本上是不能够在进行完全安全的疏散行动。室内火灾的中期发展阶段，因为受到建筑物内结构性能、灭火系统以及通风条件的影响室内的温度只能够达到一个最大值，此时燃烧物的热释放速率将会接近一个确定的值，那么火灾进程就到了可燃物稳定燃烧的阶段。一般的室内火灾中期发展阶段的燃烧时间是由室内的可燃物的数量，性质以及建筑内的空气流通条件。在安全疏散设计中，多数情况是默认为灭火系统能够有效的抑制火灾的条件下，热释放速率再增加至最大值后，会保持不变。如图 3.2。根据有关实验的数据统计：自动喷水灭火装置的控火失败率不到5%，几乎可以忽略。所以在可以认为室内火灾时，喷水灭火装置一旦启动，热释放速率将保持不变，从而进入可燃物燃烧的稳定阶段。图3.2热释放速率与时间t的关系3、末期熄灭阶段随着室内火灾的进行，可燃物逐渐消耗变少，燃烧物的燃烧强度慢慢的减小，导致热释放速率降低，室内温度也会慢慢降低。当室内温度缓慢降低，其平均温度降低到最高温度的80%时，可以认为室内火灾进行到了末期的熄灭阶段。不过由于燃烧物燃烧过后的碳化物质还可以继续燃烧，会导致室内温度会保持在比较高的温度。随后碳化物质燃烧殆尽，温度以非常明显的速度下降，这时火灾结束。以上三点是室内火灾发生时的自然发展进程，但是实际上在发生室内火灾时，总是会有人员进行扑救火灾或者使用各种各样的有效合理的消防措施来抑制火灾的发生，一直以来对于火灾的扑灭或者是抑制火灾的发生，都是在初期增长阶段采取消防措施是最有效直接的，也是减少人员伤亡和财产损失最有效的途径，所以认识室内火灾的早期增长阶段的特征，对于疏散人员进行安全疏散具有非常重大的意义。实际安全疏散时间疏散开始时间是由火灾发现方法、报警方法、发现火警人员的心理和生理状态、起火场所与发现人员位置、疏散人员状况、建筑物形态及管理状态、疏散诱导手段等条件来决定的［20］。疏散行所需时间受建筑中疏散人员的行动能力、疏散通道的形状和布局、疏散指示、疏散诱导以及应急照明系统的设置等因素的影响。1、火灾情况确认阶段：即从火灾发生到人员发现火情这段时间内，一般是通过人员或火灾探测器发现火情并报警。2、决策反应阶段：发现发生火灾之后，建筑物内停留的疏散人员在疏散行动开始之前的决策反应时间［21］。这对于整个人员疏散行为过程的影响非常重要。人员接到火誉之后会有不同的反应，如有的人开始疏散并到达安全区域、有的人则想证实火警、有的人会采取灭火措施等，具有不确定和随机的特性，因此难以量化。可借助疏散行动开始时间参数t4对其评价[22]3、人员疏散阶段：即人员从开始疏散到达安全地点的时间。一旦决定开始疏散行动后，不考虑人员心理特征等因素的影响，疏散行动所需时间的影响因素主要有人员步行速度、疏散通道的流动能力、疏散空间的几何特征等。建筑物起火时，人员疏散时间组成如:t ZDfl 』fl ・ ■14•rs 起火 探测报警疏散幵始疏散完毕容忍极限图3.4疏散时间组成图由图可见，人员疏散过程可分为三个阶段：察觉火灾、决策反应和疏散运动。实际需要的疏散时间tl取决于火灾探测报警时间t2，察觉火灾后人员的决策反应t4，以及决定开始疏散行动后的人员疏散时间t5[23]。即有：(3.1)tl=t2t4t5(3.1)注：to――可利用的安全疏散时间；t1――实际需要的疏散时间；t2――火灾探测报警所需时间；t3——发现火灾所需时间；t4――决策反应时间；t5——疏散运动时间。一旦发生火灾，需要保证建筑物内所有人员在可利用的安全疏散时间 to内，均能到达安全的避难场所，即有：tl：：：to （3.2）一旦决定开始疏散行动后，疏散人员将不断调整自己的行为决策，以至于让自己受到的约束和障碍程度最小，争取在最短时间内到达安全疏散区域。在高层建筑物中，人流速度是约束人员疏散行为心理疏散流动能力的一个至关重要的因素。人的步行速度随环境变化而变化。据资料统计表明：性别和年龄、烟气浓度、疏散通道照明度对步行速度都有一定的影响。如下表:表3.2不同环境中人的步行速度状态速度(m/s)状态速度（mb）腿慢的人1.00没腰水中0.30腿快的人2.00暗中（已知环境）0.70标准小跑2.33暗中（未知环境）0.30中跑3.00烟中（淡）0.70快跑6.00烟中（浓）0.30赛跑8.00用肘和膝爬0.30百米记录10.00用手和膝爬0.40游泳记录1.70用手和脚爬0.50没膝水中0.70弯腰走0.60安全疏散时间计算根据火灾时的实际疏散情况，在安全疏散时主要分为三个阶段：火灾探测阶段、决策反应阶段、人员疏散阶段。1、火灾探测阶段时间计算在实际的人员疏散过程中，火灾探测阶段的时间一般是按照火灾探测器报警所需要的时间，即在发生火灾时，火灾产生的烟气或者热量蔓延至火灾探测器处，并且火灾探测器探测到其烟气或者热量而发出报警的这段时间计算。 火灾探测器是以火灾时物质经过燃烧产生烟气、热量、火焰等现象为依据，采用各种各样的火灾探测方法来确定火灾是否发生，并且实现报警。一般的在高层住宅式建筑物内，最为常用火灾探测器为感烟火灾探测器和感温火灾探测器。其中感烟火灾探测器能够更早的探测到火灾信号， 因为烟气是发生火灾的早期现象，因此烟气在火灾探测反面可以探测到 70%以上的火灾发生。2、决策反应阶段时间计算人员反应时间是指建筑物内的人员接到报警信号到决定进行疏散所用的时间，它与建筑用途、室内人员类型、起火模式和起火单元等因素有关。这个时间通常是通过经验来得到，即随着不同类型的人群、不同的建筑结构类型中和起火时间段不同而不同。⑴在《建筑火灾安全工程》中根据统计数据和经验推荐的各种用途建筑内采用不同火灾广播系统的人员预动作时间。其中，火灾报警系统类型为：Wi为现场广播，来自闭路电视系统的消防控制室；W2：为事先录制好的声音广播系统； W3：为采用警铃、警笛或其它类型警报装置的报警系统［24］。表3.3各种用途的建筑物采用不同火灾报警系统时的人员反应时间建筑物用途建筑物特性Wi类报警反应时间W2类报警反应时间W3类报警反应时间办公楼、学校、建筑物内人员处于清醒状态，熟悉<13>4商业建筑建筑物及报警系统和疏散措施商店、博物馆、建筑物内人员处于清醒状态，不熟<23>6展览馆等悉建筑物及报警系统和疏散措施住宅、寄宿学校建筑物内人员可能处于睡眠状态，<24>5熟悉建筑物及报警系统和疏散措施旅馆、公寓建筑物内人员可能处于睡眠状态，<24>6不熟悉建筑物及报警系统疏散措施医院、疗养院有相当数量的人员需要帮助<35>6⑵根据着火地点的计算方法从发生火灾到开始疏散所需要的时间，也就是疏散开始时间的计算方法如下：第一步：着火房间的疏散开始时间无论任何区域发生火灾，肯定是火灾发生区域的现场人员最先感触到危险并

开始疏散行动。可以将火灾发生区域的现场人员察觉火灾所需要的时间， 作为由火源产生的烟气、气味影响到区域内或室内全体人员的时间。tsT.A (3.3)其中：a――室内面积(m)°第二步：着火楼层的疏散开始时间着火楼层的疏散开始时间是指发生火灾的房间以外的， 本楼层的全体现场人员开始疏散之前的那段时间。tsf=2_Af： (3.4)其中：Af――发生火灾楼层里所存在的需要疏散的人员所占据的房间的地

面面积之和；:――是一个常数（对于住宅楼或者宾馆，:-取300s，其他建筑物设为180s）。3、人员疏散时间计算人员疏散时间一般情况下可以采用经验公式亦或者是用疏散模型来进行一些简单的运算［25］。其中经验公式是一种将人员疏散时间量化之后的运算工具，而疏散模型是结合了疏散人员在紧急情况下和正常情况下运动的特点， 再建立其量化基础之上的一种疏散模型。⑴Melinek和Booth公式当以计算高层建筑的最短的疏散人员的总体疏散时间为主体时， 一般是采用(3.5)Melinek和Booth提出的人员疏散时间计算经验公式。公式使用条件：将高层建筑看做是一个非常简单的模型，假设该建筑物中的所有等待疏散的人员都在出口楼梯处待命，然后再发生火灾时开始疏散，而且在底层人员离开了疏散通道之后也不会改变从上面楼层下来的人流速率。(3.5)其中：tmr——r层以及r层以上疏散人员的最短疏散时间；Ni――第i层楼上的人数；Wr――r-1层与r层之间的楼梯宽度；CV 在下楼梯时单位宽度的人流速率；rts――行动不受阻时人群下一层楼所用时间，一般设置为 16s；n'Nitmr=丄^ rtsWrCv式中右边第一项为人流时间，第二项为在楼梯中运动的时间。在公式3.5中，给出tmr（r=1〜n）的n个值，对于一个整栋的高层建筑，最短疏散时间tm等于该公式中tmr的最大值。在该高层建筑中，因为每层楼上的人数与楼梯间的宽度都是相同的， 所以就有了所有r层中Nr=N,Wr=W。那么公式可以变为：tmr(n-r1)NwCtmr(n-r1)NwCvrts(3.6)如果N/（wCv）-ts，则当r=1时，tmr有最大值:nNtm' nNtm' tswCv(3.7)如果N/（wCv）:：:ts，则当r二n•1时，tmr有最大值:tm'=NwCtm'=NwCvts(3.8)⑵根据火灾发生区域进行疏散和根据火灾发生的楼层开始疏散楼层的计算方法。I:火灾发生区域的疏散时间|tmax pttmt=tttq （3.9）v CvB式中：Itmax 在该区域中最大步行距离（0）；v 步行速度（m/s）;Pt——该区域人数；Cv——单位长度内的人流速率（通行系数）；b――出口宽度（m。II:火灾发生楼层疏散时间|fmax Pftmf （3.10）v CvBmin式中：Ifmax——该楼层疏散到安全区域的最大步行距离；Pf――该楼层需要疏散的人数；Bmin 疏散过程中最小的出口宽度（n）。相比较两种方法，Melinek和Booth公式将高层建筑简体化，忽略了疏散人员从需要疏散的房间到楼梯处的时间。而《建筑基准法》提到的公式，在第二种计算方式中，从高楼层上疏散到底层或者安全区域的最大步行与人流速度的比值偏差比较大。所以采用《建筑基准法》中的第一种方法计算疏散人员从房间到达楼梯的时间tmt，加上Melinek和Booth公式计算疏散人员在楼梯中的疏散时间tmr。所以有总的疏散时间t0:3・2・4安全疏散距离安全疏散距离一般是指从房间到最近的外部出口或楼梯间的最大允许距离。限制安全疏散距离的目的，在于缩短疏散时间，是疏散人员能够更快速地疏散到安全区域［26］。一般高层建筑的疏散楼梯、首层疏散安全出口和疏散走道的最小净宽度应该符合下表表3.4高层建筑疏散走道宽度（单位：m）高层建筑疏散楼梯首层疏散安全通道单面布房走道双面布房走道医疗建筑1.301.301.401.50其他建筑1.201.201.301.403.3建筑物内部影响疏散的因素3.3.1建筑内需要疏散人数合理的人员疏散模型建立在真确的疏散人员荷载统计的基础上。 对于同一建筑物的最大人员密度还受其平面布置、空间布局、使用面积等因素影响 ［27］。根据住宅情况可估计：个体户型人数为1人；大户型为3人。根据图2.1知道该建筑底层，只有大户型住宅有4个，则计算出建筑住宅底层中需要疏散的大概人数N:N=38=24而该高层建筑顶层因为内部构造与其他楼层并不相同， 估算人数与卧室数量相同为24。由此可推出该高层建筑物中每层的人数：表3.5该咼层建筑内每层居住人数层数人数层数人数124724224824324924424102452411246241224

即有总人数No=2412=2883・3・2建筑实例建筑节点疏散模型节点代表被模拟的建筑物中用户自定义的一些明确的区域。 定义的节点表示发生火灾时需要进行疏散的人员。设定节点需要考虑的方面：1、 一个节点代表一个房间；2、 有些情况可以将一组相邻的房间设为一个节点；3、 通常将一个较大的区域，譬如通道分成几个节点。节点选择见图，图中圆圈即为所选节点。uiSC=bg±mrAmrIN◎■卄4""・"br图3.5该高层建筑底层的示意图3・3・3高层建筑疏散通道选择根据我国相关规定：1、 公共建筑（医院，旅馆，超过5层的公共建筑）的室内疏散楼梯应该使用封闭式楼梯间或者室外疏散楼梯［28］。2、自动扶梯以及电梯一般是不能作为安全疏散设施［29］。3、 楼梯间的首层应该设置直接通往室外的安全出口或者在首层采取扩大封闭楼梯间。当层数不超过4层时，可以设置安全出口在离楼梯间小于等于 15米处［30］。图3.5中箭头方向即为疏散方向3.4人流速度的影响因素单向人流速度在建筑物内的疏散过程中，由于逃生路线的选择，安全出口，楼梯间等相对狭小并且长度较长的通道区域的疏散性质，造成了人流单向运动。因此，单向行人运动速度影响到了疏散效率。根据单向人流运动过程中迎面遇到其他的静止或表3.6不冋人数下的人员平均速度、流量通道内行人数量/人流量（人/s速度（m/s10.101.72150.931.16200.860.91250.720.59300.550.39340.430.26者运动的障碍物的运动特征。因为在发生火灾的情况下进行人员疏散时，疏散人员基本上是处于群聚状态，而在群聚的空间中进行疏散，疏散人员的步伐都普遍偏小所以说，在疏散通道中人员的密度越大，那人的步伐越小，导致人流速度慢，疏散所需时间自然而然的就越长。人流密度/人.m2图3.6疏散速度与人流密度的关系根据人员运动的基本规律，随着疏散人员密度的增大，人员的运动速度也会渐渐降低。这项规律已经被诸多学者通过实验进行了论证，并发现了行人的前向距离d（表示行人与前面相邻行人的间距）与行人运动速度有很大的关系。因为人是使用双腿行走，所以在人员的运动速度取决于两个非常重要的因素： 一个是

迈步频率fs，另外一个是步幅|s[31]。v二fsIs (3.12)3・4・2迈步频率与前向距离的关系行人在处于自由运动状态下时，迈步频率最大，平均值为2赫兹，意义为平均每一秒中能够走两步；但是随着通道里的人员数量增多，迈步频率会变得越来越小。由此，可以等到一个结论：人员的迈步频率fs与前向距离d有关。fs=0.7141.385d (3.13)由于人员的迈步频率最大为2赫兹，所以有："fs=0.714+1.3851 dc0.9285nJ (3.14)fs=2 0.9285m3・43・4・3步幅与前向距离的关系如果人群密度越大，就是说前向距离越小，那么每

会越小，就像在川流不息的人群一样，每走几步就可能停而在广场上行走，每一步的步幅都比较大

而前向距离越大，则步幅就接近正常步幅|s=0.79dI -—ls=0.62UdIIs=0.85次向前迈步的步幅肯定

下，步幅也很小大，

所以说前向距离越小，步幅就越小，d::0.620.62乞d：1.85 (3.15)d-1.853.5考虑火灾产物对疏散的影响众所周知，在发生火灾时由于烟气的影响，会导致待疏散人员的眼睛受到伤害；亦或者能见度低导致疏散速度缓慢，以及由于高温环境导致疏散人员停止逃生行为或者改变逃生方向。所以在火灾环境下的疏散活动，并不能只考虑人员运动的基本状态，还需要考虑到由于火灾产物对于疏散运动的影响。 因为火灾产生

的有毒烟气以及超高温环境，能够让疏散人员在一定时间内失去运动能力而导致人员生命受到威胁。火灾产物对疏散速度的影响一般在十分紧急的情况下，人员疏散时的速度一般会比自由行走时的速度

快，甚至将会出现奔跑火灾或者小跑的情况。 当发生火灾时，在火灾的初始阶段或者是小规模火灾时，疏散人员在受到火灾的声光刺激下，会有加速逃生行为，这时疏散人员的迈步频率将会达到3.8赫兹。但是随着火灾的蔓延，有毒气体和浓烟聚集、高温环境等条件下，导致疏散人员的运动速度减慢甚至停止。疏散人员逃生时的运动速度会因为烟气浓度的增加而快速下降， 特别是当消光系数接近于0.5/m时，运动速度会快速的下降。4.03.6-玄牛3.8-3.^exp(-l02}(G5J0.5)3.8-3.^exp(-l02}(G5J0.5)2.42.01.6-k2-O.K-0.4t1.50* -t ' I ' J ■ 1 r 1 ■ 1.500,00 0.25 0.50 0.75JOO]图3.9迈步频率与消光系数的关系3・5・2火灾产物对人员身体的影响1、有毒气体对人员身体的影响前面提到火灾产物不仅仅只影响到疏散人员的逃生速度、对疏散路径的选择。还会威胁到建筑物内人员的生命安全。火灾时随着火灾的蔓延会产生大量的热量以及有毒气体，这些都会对人员的身体造成伤害。表4.1不同毒气允许浓度气体名称 长期允许浓度 火灾疏散条件浓度 毒性分类缺。214%单纯窒息类CO25000mg/L3%单纯窒息类CO50mg/L2000mg/L化学窒息类HCN10mg/L200mg/L化学窒息类H2S10mg/L1000mg/L化学窒息类HCl5mg/L3000mg/L粘膜刺激类NH350mg/L粘膜刺激类

1mg/L25mg/LO.1mg/L25mg/L根据火灾事故人员伤亡统计，其中大多数受伤以及死亡人员都是受到 CO气体的危害，因此为了方便计算，仅考虑CO气体对疏散人员的危害。根据Haber的理论，人员在有毒气体环境下，能够忍受的时间t与有毒气体的浓度C是正比例关系，且它们的乘积是一个常数：W二Ct (3.16)其中：常数W=27000ppm-min(ppm为百万分比浓度)。但是在人在呼吸过程，因为人在呼吸的过程中能够吸入井吐出 CO以至于当CO浓度在比较低时，实际情况并不能满足上述简单的关系，而是在某CO浓度到达某一特定浓度之前，疏散人员能忍受的时间大于上述公式计算得到的时间。但是在CO浓度达到某一特定浓度之后，CO浓度与疏散人员能承受的时间将会满足上述公式的关系。简单起见，假设CO浓度与致使人员昏迷的时间满足上述公式。2、环境温度对人员身体的影响疏散人员在火灾产生的热量，使周围环境到达某一温度T下时与疏散人员忍耐时间t的关系：(3.17)7 34(3.17)t=5107T在发生火灾的环境下，随着火灾的蔓延，疏散人员周围环境的温度以及 CO浓度都会变化。假设每次间隔时间t火灾数据将会变化，在i次过后火灾产物CO浓度达到了CCOi，在根据公式3.17的条件下，可以得到人员在此CO浓度下人员能够忍耐的时间：t二WcO/CcOi (3.18)同样的根据公式3.18，可以得到在此温度下疏散人员能够忍耐的时间：t=5107T® (3.19)根据公式3.18以及3.19公式，由此可以知道厶t/(WcO/Cg)表示在凤时间之内疏散人员受到CO的伤害程度，同样t/(5107Ti?4)表示在氏时间之内疏散人员受到高温的伤害程度。假设疏散人员的初始的身体健康状态为常数 1,那么疏散人员在受到CO以及高温伤害后，疏散人员的健康状态为：

LCO,HCLCO,HCCOi 1 丄_i(WCO5107「旦4)：(3.20)其中Lco,h表示疏散人员在疏散过程中受到了高温以及 CO的伤害之后的健康状态。假设Lco,h辽0时，人员不能安全疏散到安全区域。图3.10开放式房间中CO体积分数趋势图从上图可以看出CO体积分数在300S之后超过0.01%。人可以在这种环境下人能耐几个小时，但不能够长时间处于这种环境中。在500S之后，CO体积分数基本稳定在0.025%左右。©no厂500300500HOOD20002500500300500HOOD20002500t/s图3.11开放式房间中温度趋势图从图中可以看出火灾发生500s后，室内温度基本稳定在400C左右。结合图3.10可以得出一个结论，在火灾发生后500S,火灾进入稳定发展阶段，周围温度稳定，CO体积分数稳定。假设温度与CO体积分数稳定在平均值，且在火灾发生的500s内没有收到伤害。那么公式3.20变式为：Lco’hJ—c0 134(t-500)\W5x107T0』4》t500(3.213.6避难时间避难时间是指疏散人员离开建筑物到达避指定难场所的时间决于两个因素：一是人流速度Vb，二是路程s。避难时间tb取(3.21)4数据计算4.1传统疏散方式的时间计算根据323节总结的内容，在进行人员疏散时，一共有三个阶段：火灾探测阶段、决策反应阶段、人员疏散阶段。图4.1图4.1底层建筑物的主要尺寸（单位：mm）1、火灾的探测时间t2一般情况下，火灾的探测时间是无法计算的。但是为了计算的方便，假设火

灾探测器报警的时间为火灾产生的烟气充满整个房间的时间。 根据查找的文献资料显示，在火灾初期阶段，烟气在水平方向上的蔓延速度为 0.3m/s[8]，那么烟气充满房间的最长时间为：(4.1)L(4.1)t2 22.7sVa式中：L——房间内的最长长度（m）;Va——烟气在水平方向上蔓延速度。2、决策反应阶段时间t4根据公式3.4可以算出着火楼层的所有人员全部疏散完的时间:因为每一层楼层的建筑面积不相同，所以每一层楼的疏散时间:表4.1每层楼疏散的决策反应时间层数建筑面积/m2时间t4/s层数建筑面积m2时间t4/s11023.62364.071036.35364.42975.26362.58996.74363.13975.26362.59985.86363.041012.53363.6101043.98364.65978.42362.611983.91362.76978.42362.612753.63355.0根据表3.3中，统计在使用警铃报警系统的疏散人员，在决策反应阶段花费的时间要超过5分钟，也就是300秒。结合两种方法的数据刚好合适，证明其值的准确性。3、人员疏散阶段根据每层楼选择的疏散节点，在该节点，人均占地面积最小值为 6.8m2/人,表示人流密度为0.14人/m2,处于一种非常开阔的情况下疏散。所以前向距离d1.85m，那么根据公式3.16和公式3.17得到，迈步频率fs=2Hz，步幅Is=0.85m,那么可以公式3.14推算出疏散人员的速度v:v二fsIs=1.70m/s (4.3)由图4.1可知，该建筑物的楼梯间宽度都是一样的，宽度都为 1.11m。那么根据公式3.9可以算出疏散人员从各自的房间到达楼梯处的时间 tmt:ltmaxRtmt 292s (4.4)v GB假设该建筑底楼发生火灾时，根据公式 3.6可以得到，底楼人员疏散的最短时间tmr:TOC\o"1-5"\h\z(n—r+1)N … “、tmr rts=93.2s (4.5)w*Cv那么在该建筑物底层发生火灾时，人员的疏散时间根据公式 3.11可以得到t5:t5=tmttmr=122.4S (4.6)同理可以求出其他楼层发生火灾时，人员的疏散时间：表4.2每层楼疏散阶段疏散时间层数tmt/stmr/st5/s层数tmt/stmr/st5/s129.293.2122.4729.2150.6179.8229.2102.8132.0829.2160.2189.4329.2112.4141.6929.2169.7198.9429.2121.9151.11029.2179.3208.5529.2131.5160.71129.2188.9218.1629.2141.1170.31229.2198.4227.6TOC\o"1-5"\h\z根据公式3.1可以知道疏散的总时间ti:ti二t2t4t5二509.1s (4.7)同理可等其他楼层起火时的疏散总时间：表4.3不同楼层起火时人员完全疏散时间层数火灾探测时间t2/s决策反应时间t4/s人员疏散运动时间t5安全疏散时间t1/s122.7364.0122.4509.1222.7362.5132.0517.2322.7362.5141.6526.8422.7363.6151.1537.4522.7362.6160.7546622.7362.6170.3555.6722.7364.4179.8566.9822.7363.1189.4575.2922.7363.0198.9584.6层数~火灾探测时间t2/S~决策反应时间t4/S 人员疏散运动时间t5~安全疏散时间tl/S1022.7364.6208.5595.81122.7362.7218.1603.51222.7355.0227.6605.34.2烟气的影响根据表4.3中得出的结果，安全疏散时间均大于 500s。那么满足公式3.21,LCO,H=1-LCO,H=1-51。7丁广（50）"27(4.8)其他楼层计算结果如表表4.4不同楼层起火人员健康状况楼层健康状态楼层健康状态10.277-4.352-0.388-5.023-1.149-5.774-1.9910-6.665-2.6811-7.286-3.4512-7.42从上表可以看出在，二楼及其以上的楼层起火时，该建筑物内的人员不能够完全疏散完毕。4.2避难时间计算与建筑内的疏散通道以及楼梯间相比， 室外的疏散人流密度更加的小，是的该高层建筑疏散人员在室外疏散时，处于一种非常开阔的情况下疏散。根据人在紧急情况下的行动模式，在视野以及运动范围开阔的情况下，可以认定疏散人员的运动速度接近于小跑速度。根据表3.2提供的数据，可以得到在避难时的人流速度v=2.33m/s。根据图2.3提供的数据，可以得到避难时间tb：建筑物到左边避难所的时间tbi:litbi 95.28sv建筑物到右边避难所的时间tb2l2tb2 97.00sv5结论及建议5.1结论最近几年，高层建筑每年发生火灾的次数呈现增长趋势， 以至于