地铁安全疏散时间计算

地铁安全疏散时间计算

中国《地铁设计规范》（gb-50157-2003）对铁路段的事故色散时间有要求。换句话说，在长期高峰时段客流高峰时，如果发生火灾，则应确保铁路站内所有乘客和乘客在6分钟内离开车站（其中1min是分散的反应时间，5min是分散的动作时间）。计算t站层损失色散时间的公式如下。1计算稀疏时间的先决条件1.1对于建筑物的运输和检验设计有以下几种情况将地铁火灾时需要疏散的人员按照其行为能力的不同,可划分为A类、B类和C类3个群体种类,3个群体种类的行动速度和流出系数是经验数据,可以通过大量的实测数据测得。A类:靠自己的力量行动困难的人,如:重病号、年老体迈、婴幼儿、残疾人等。行动速度:水平0.8m/s,楼梯0.4m/s;流出系数:水平1.3人/(m·s),楼梯1.1人/(m·s)。B类:对建筑物的位置、路径等不熟悉的人,如:普通乘客、参观人员等。行动速度:水平1.0m/s,楼梯0.5m/s;流出系数:水平1.5人/(m·s),楼梯1.3人/(m·s)。C类:对建筑物的位置、路径等熟悉,且身心健康的人,如:站务人员、设备维护人员、地铁保安人员等。行动速度:水平1.8m/s,楼梯0.8m/s;流出系数:水平1.8人/(m·s),楼梯1.4人/(m·s)。列车火灾时,需要疏散的人员应按照远期或客流控制期中超高峰小时最大客流量时,一列进站列车所载乘客、站台上的候车乘客及工作人员来设定,疏散群体种类设定为对建筑物的结构布置和路径不太熟悉的B类人,其行动速度和流出系数按B类人设定。1.2车满乘客最大客流地铁人员安全疏散分析需要考虑最不利的情况,对于疏散人数来说,需要考虑最大的可能人员数量,因此疏散人数应按照远期或客流控制期超高峰小时一列进站列车的最大客流断面流量来确定(按最大断面客流计算的一列车乘客和一列车满载乘客有时并不相同,按远期客流或控制期中超高峰小时一列进站列车的最大客流断面流量计算更符合实际)。当站台公共区火灾、楼扶梯火灾和站厅火灾时,设定列车直接过站,不允许停靠在车站上下乘客;因此,除发生了列车火灾,可以不考虑列车进站并进行疏散的问题。需要说明的是,许多城市的地铁在早晚高峰时,其线路断面客流、进出站客流、换乘客流就已经处在最大客流量状态;有的线路一开通便会达到远期设计最大客流;另外,随着社会跨越式的发展,有的地铁线路会提前达到并超过当初地铁设计时的远期客流量。这样,一些按照预测客流设计的疏散通道数量和能力在火灾时便无法满足客流疏散的实际要求,必须采取相应措施,提升车站疏散能力,以满足安全疏散要求。1.3在火灾期间，列车可能会行驶列车能够继续行走到下一个站。1.4车站形式站台层位于地下2层,站厅层位于地下1层。1.5分散路径车辆→站台→站台楼扶梯→检票口→站厅→出口楼扶梯→地面。1.6疏散人员实际行动时间和滞留时间的计算在疏散过程中,人的流动以单向型人流对待,在地铁车门(屏蔽门)口、站台至站厅的楼扶梯口、检票口、地面出入口等处存在瓶颈因素,人流可能出现滞留,根据疏散人员的行动时间和滞留时间计算全体疏散人员所需要的疏散时间。疏散人员的混乱对疏散时间也有一定的影响,由于目前还没有一种有效的手段对其进行评价,因此在疏散时间计算公式中没有考虑疏散人员的混乱对疏散时间的影响。1.7通风排烟系统的火灾特性火灾时应该确保烟气被控制在起火层内,疏散时的烟浓度必须不大于允许烟浓度,当车站站台发生火灾时,应保证站厅到站台的楼梯和扶梯口处具有不小于1.5m/s的向下气流,通风排烟系统应该能提供至少6min的可用安全疏散时间。需要说明的是,一般火灾(假设由车辆地板下的机器失火引起)和大火源火灾(假设由人为纵火引起),它们的火灾特性和烟流动特性是不一样的。对一般火灾而言,火灾发生时因为烟的温度较低,烟保持各方向同样扩散的特性,火灾特性模型就是其出烟速度C;而对大火源火灾来讲,火灾发生时因为烟的温度较高,烟在天花板上按层分布并进行流动,而且随着烟的蓄积,烟会逐渐下降,通风排烟系统的设计必须考虑这一特性。2分散时间的组成和分析2.1疏散过程计算方法地铁火灾时疏散人员的行动速度主要受车站结构布置以及人员特征影响,车站结构布置决定了疏散通道类型,人员疏散时经过不同的通道具有不同的行动速度,根据地铁车站的特征,可以把通道分为水平通道、楼扶梯通道和出口(车门、屏蔽门、检票口)等3类。地铁车站的疏散路径是按列车车门(屏蔽门)口→站台→站台楼扶梯→检票口→出口楼扶梯→地面出口这样的通道和楼扶梯连续构成的。如果先计算出这些通道和楼扶梯(含火灾时自动扶梯转为疏散用的扶梯)行动所需要的行动时间t和在列车车门(屏蔽门)口、站台楼梯下部、检票口以及出口楼梯下部等瓶颈部位所需的滞留时间T,再将这些时间按照疏散路径的顺序相加,则全员疏散所需的时间就可以计算出来。其中:L表示最大行动距离;v表示疏散群体的平均行动速度。L在水平通道中表示的是疏散群体的最大行动距离,在楼扶梯中表示的是楼扶梯的有效长度;v在水平通道中表示的是疏散群体的平均行动速度;在作为疏散用的运行扶梯中表示的是疏散群体的绝对速度(作为疏散用的扶梯可分为运行与停止运行2种情形,停止运行的扶梯当作固定楼梯使用)。对于有疏散者跑出来的各个出口,如果出口宽度不够大,就会出现疏散人员滞留的现象,用T(sec)表示滞留时间,并假设疏散开始时出口附近的人都同时立即进行疏散的话,则滞留时间T可按公式(3)计算:其中:Q表示出口所在空间里的全部疏散者人数,A表示出口(车门及屏蔽门口、检票口、楼扶梯口)的通过能力。A与出口的有效宽度B成正比:其中:k为流出系数,可以通过大量的实测数据进行测定,因此,滞留时间又可表示为:按《地铁设计规范》(GB-50157—2003)要求,计算楼扶梯的通过能力时,应按九折折减,并应考虑一台自动扶梯损坏不能运行的几率。只有最后一名疏散者离开滞留区后,才能说明滞留现象的消失,同时也表示T秒以后以出口为起点的疏散行动的开始。当同一个空间有2个以上出口,不管哪个出口都可以用作疏散行动时,考虑到地铁车站站台层疏散通道相距一般不是太远,一旦一个出口的滞留现象消失,在其他出口剩下的滞留人员就会跑到这边来,于是所有的出口几乎都在同一时间完成疏散。因此,本文未考虑通道口在疏散时产生的因人员不均匀聚集而导致疏散时间的增加。如疏散通道口相距较远,疏散时间增加较大,在计算疏散时间时则应考虑不均匀聚集而导致的疏散时间的增加。2.2口楼阶梯含有列车综合活动口楼x屏蔽门口到地面的疏散路径tr的计算假设地铁车站只有一条从列车车门(屏蔽门)口到地面的疏散路径,则按照疏散路径的顺序,滞留时间T和行动时间t分别是:(1)火灾列车车门(屏蔽门)口滞留时间:(2)列车车门(屏蔽门)口至站台楼扶梯下部行动时间:t1=L1/v1(3)站台楼扶梯下部滞留时间:T2=Q/A2(4)通过站台楼扶梯(含楼梯、疏散用的运行扶梯和停运的扶梯)行动时间:t2=L2/v2(5)通过站厅付费区行动时间:t3=L3/v3(6)检票口滞留时间:T3=Q/A3(7)通过站厅非付费区行动时间:t4=L4/v4(8)出口楼扶梯下部滞留时间:T4=Q/A4(9)通过出口楼扶梯(含楼梯、疏散用的运行扶梯和停运扶梯)行动时间:t5=L5/v5这里Q1表示远期或客流控制期超高峰小时最大客流量时,一列进站列车所载乘客人数,Q表示远期或客流控制期超高峰小时最大客流量时,一列进站列车所载乘客、站台上的候车乘客及工作人员等全部疏散人数。为计算方便,在考虑最不利的情况下,本文Q1统一用Q表示。如果疏散者人数Q一定,则疏散过程中的最长滞留时间就是出口通过能力最小值Ai-min所在地所发生的滞留时间Ti-max。因此,从列车车门(屏蔽门)口到地面的疏散完成所需时间tr就可按下式进行计算:公式(6)是假设地铁车站只有一条从列车车门(屏蔽门)口到地面的疏散路径时,疏散时间tr的计算,在实际疏散过程中肯定不止一条疏散路径,还有一条疏散线路分成2条或多条疏散路径、2条或多条疏散线路汇成一条疏散路径等情形。这几种情形可参照上述只有一条从列车车门(屏蔽门)口到地面的疏散路径的思路,分别计算出行动时间t和滞留时间T,然后再将这些时间按照疏散路径的顺序相加,则全部疏散所需的时间tr就可以计算出来,这里不再赘述。需要说明的是,疏散时间tr因疏散场所的不同而不同,当站台层发生火灾时,如果在站台的楼扶梯下设置有防火门或防火卷帘门,则防火门或防火卷帘门上方的站厅层即为疏散场所,相应的疏散时间tr就是从站台开始疏散到完成通过设置在站台楼扶梯防火门或防火卷帘门的时间。当站厅发生火灾时,如果在站厅的楼扶梯下设置有防火门或防火卷帘门,则防火门或防火卷帘门上方的地面即为疏散场所,则相应的疏散时间tr就是从站厅开始疏散到完成通过设置在出入口楼扶梯防火门或防火卷帘门的时间。如果其他地方设置了防火门或防火卷帘门,而防火门或防火卷帘门上方又有一定的空间,则这些空间也可以作为疏散场所。如果与其他线路的换乘方式是通道换乘,且该通道平时可以通行,当火灾发生时可以通过防火门或防火卷帘门进行隔断,旅客能够得到疏散的情况下,也可将这些换乘通道当作疏散场所。2.3疏散开始的时间从列车车门(屏蔽门)口到地面的疏散路径的疏散者的流出速度(人/s),不可能小于容易发生滞留的瓶颈部位流出速度的最小值。疏散开始时,最后一名疏散者跑到站台楼梯下部的时间可用T1+t1_max进行计算;从第1名疏散者跑到站台楼梯下部到站台楼梯下部的滞留现象消失的时间可用t1_min+T2进行计算。按照一般地铁车站站台和楼扶梯的结构尺寸推测,可推断公式(7)成立:由此得出结论:即使最后一名疏散者跑到站台楼扶梯下部,该处的滞留现象也还没有消失,说明瓶颈部位都存在滞留时间。3地铁车站疏散能力的计算计算疏散时间时,必须调查出口(车门及屏蔽门口、检票口、楼扶梯口)等可能会发生滞留地方的宽度,以及地铁车站内各疏散路径的最大行动距离。模拟计算表明,影响地铁疏散时间的主要因素包括高峰断面客流量、候车乘客量、疏散通道通过能力和自动扶梯在事故下的运行模式、乘客对疏散通道的选择行为等。另外,计算疏散时间必须综合考虑地铁车站形式、火灾场景、疏散人数、疏散路径、疏散安全区等诸多因素。在不同的车站形式和火灾场景下,疏散路径、疏散安全区是不同的,因此计算出来的疏散时间也不同,一个地铁车站的疏散目的就是为了在规定的时间内将需要疏散的人员安全疏散至安全区域。疏散安全区域的确定主要依赖于通风排烟效果。对于站台火灾来说,排烟系统能有效控制烟气不进入上一层,且在站台楼扶梯处设置了防火门或防火卷帘门,并能够确保上一层有足够的疏散空间,则站台层的上一层便是安全区域,计算安全疏散时间,就是计算从乘客逃离起火列车开始,到全部撤离站台,疏散到站厅公共区或其他安全区域所需的全部时间,并按《地铁设计规范》(GB-50157-2003)要求,对车站楼扶梯的疏散能力按tr不大于6min进行验算。公式(1)是站台层需疏散人员的疏散反应时间与通过楼扶梯所需时间之和,并没有涵盖地铁火灾时乘客从起火列车内出来到全部撤离站台,疏散到站厅公共区或其他安全区域所需要的全部疏散时间。由于地铁车站具有空间相对封闭、人员高度集中且流动性大、疏散动作缓慢、允许逃生的时间短等特点,因此人员安全疏散难度很大;加上火灾时烟气扩散迅速、难以迅速补充新鲜空气、烟气扩散方向与人员疏散方向一致等不利因素影响,对人员逃生十分不利。地铁