（环境工程专业论文）某影城消防安全性能分析研究.pdf

西南交通大学硕士研究生学位论文第1 页 墨皇量量曼量皇曹量量量舅皇量鲁| 墨| 薯量皇量量| 一i j _ 摘要 随着城市经济发展，城市的文化也开始丰富多彩起来。现代化数字影院作为城市 人口工作之余选择的休闲放松方式，已从普通的电影院单体建筑发展成为集中于城市 繁华地段的商业综合体内。在这些商业综合体内往往涉及到多种商业形态，而影院类 建筑可能只设置在某一层或者某一层的部分区域。 本次分析对象中的某数字影院正是位于商业建筑项层的电影院，由于该电影院是 在已建商业建筑的项层增设，该商业建筑原为5 层，因此，其设置位置不能满足规范 要求；又由于其与商业部分分开经营的性质，其利用商业部分疏散楼梯进行疏散时对 商业部分楼梯间的要求等，均给影院在消防设计中带来困难。如何在保证建筑的使用， 又能使建筑消防设计达到安全水平，是本次设计的重点。 为此，对某数字影院的消防设计进行消防安全性能分析，针对建筑目前的消防设 计状况进行白天使用和夜间使用安全性分析，根据在消防安全性能评估过程中发现的 问题提出能提高建筑消防安全水平的、业主又可接受的解决方案。在白天使用的安全 性分析中，通过增大大堂及过道内机械排烟量，在现有排烟量基础上增加2 5 ，以保 证火灾烟气的有效排出，为消防队员对火灾救援提供良好的环境：同时影厅按照“防 火单元”进行设置，在其内部设独立的自动喷水灭火系统、机械排烟系统、火灾探测 报警系统等相关消防设施，采用防火墙、防火门等与大堂部分分隔，影厅内火灾不会 蔓延至大堂及过道，不会对大堂及过道的疏散条件产生影响，人员能安全通过大堂选 择疏散楼梯。在夜间使用的安全分析中，影院管理人员可根据本研究提供的两种方式 进行选择。疏散方式一：若1 1 个厅全部使用，则必须保证l 撑、2 群、3 撑、错、7 楼梯的 使用，即需要与物业沟通，保证3 撑、4 j 6 楼梯附近有人值守，并保证该两部楼梯通往室 外的疏散门开启；疏散方式二：若不能保证3 撑、铺楼梯的使用，则晚间2 0 ：0 0 以后只 能开放l 、2 、3 、4 、7 、1 0 、1 1 号厅，并保证1 撑、2 撑、7 撑疏散楼梯的正常使用。 关键词：数字影院消防安全性能分析 西南交通大学硕士研究生学位论文 第1 i 页 a b s t r a c t w i t ht h ed e v e l o p m e n to fc i t ye c o n o m y , c i t yo fc u l t u r eb e c a m er i c ha n dc o l o r f u l m o d e r nd i g i t a lc i n e m aa st h ec i t yp o p u l a t i o nw o r kc h o o s et or e l a x ，f r o mo r d i n a r yc i n e m a m o n o m e rb u i l d i n gb e c o m ec o n c e n t r a t e di nt h ed o w n t o w nc i t yl o t so fc o m m e r c i a lc o m p l e xi n v i v o i nt h e s ec o n u n e r c i 越i n t e g r a t e di nv i v oo f l e ni n v o l v e sa v a r i e t yo fb u s i n e s sf o r m s a n d t h e a t e rb u i l d i n gm a y o n l ys e ti nal a y e ro ral a y e ro ft h ea r e a t h ea n a l y s i so ft h eo b je c ti nad i g i t a lc i n e m ai sl o c a t e di nt h ec o m m e r c i a lb u i l d i n gt o p m o v i et h e a t e r , t h ec i n e m ai si na l r e a d yb u i l tc o m m e r c i a lb u i l d i n gt o pl a y e ra d d e d t h e c o m m c r c i a lb u i l d i n gw a so r i g i n a l l y5l a y e r ，t h e r e f o r e ，i t sl o c a t i o nc a nn o tm e e tt h e r e q u i r e m e n t so ft h es t a n d a r d s ；a n db e c a u s eo fi t sa s s o c i a t i o nw i t ht h ec o m m e r e i a lp a r tt o o p e r a t et h en a t u r e ，t h eu s eo fc o m m e r c i a lp a t t i a le v a c u a t i o nt h es t a i r sw e r ee v a c u a t e do nt h e c o m m e r c i a lp a r to fs t a i r c a s e sr e q u i r e m e n t s b o t ht ot h et h e a t e ri nf i r ep r o t e c t i o nd e s i g ni s d i f f i c u l t h o wt og u a r a n t e et h eb u i l d i n gu s e b u ta l s oc a nm a k et h eb u i l d i n gf i r ep r o t e c t i o n d e s i g nt oa c h i e v et h el e v e lo fs e c u r i t y , i st h ef o g u so ft h i sd e s i g n t ot h i se n d ，ad i g i t a lc i n e m af i r ed e s i g nf o rt h ef i r es a f e t yp e r f o r m a n c ea n a l y s i s ，a i m i n g a tt h ec u r r e n ts i t u a t i o no fb u i i d i n gf i r ep r o t e c t i o nd e s i g na n ds a f e t ya n a l y s i so ft h ef i r es a f e t y p e r f o r m a n c ea s s e s s m e n t , b a s e do nt h ep r o b l e m sf o u n di nt h ep r o c e s so fb u i l d i n gf i r es a f e t y l e v e l sc a nb ei m p r o v e d , t h eo w n e ra n dt h ea c c e p t a b l es o l u t i o n o nt h eb a s i so ft h ee x i s t i n g e m i s s i o no fs m o k ei nt h ed a y t i m eu s eo ft h es a f e t ya n a l y s i s , b yi n c r e a s i n gt h ea m o u n to f m e c h a n i c a le x h a u s tl o b b ya n dh a l l w a y , a2 5p e r c e n ti n c r e a s ei no r d e rt oe n s u r et h ee r i e c t i v e d i s c h a r g eo ff i r es m o k eo nf i r er e s c u ef i r e f i g h t e r st op r o v i d eag o o d c n v i r o n m e n t ；v i d e o o f f i c ei na c c o r d a n c ew i t ht h e ”f i r eu n i t s e t , a ni n d e p e n d e n ti ni t si n t e r n a la u t o m a t i c s p r i n k l e rs y s t e m ，m e c h a n i c a le x h a u s ts y s t e m ，f i r ed e t e c t i o na n da l a r ms y s t e m s ，f i r e - f i g h t i n g f a c i l i t i e s ，t h eu s eo ff i r e w a l l s ，f i r ed o o r sa n do t h e rp a r t so fl o b b ys c p a r a t e d s h a d o wh a l lf i r e w i l ln o ts p r e a dt ot h el o b b ya n dh a l l w a y , w i l ln o ti m p a c to n 也ec o n d i t i o n so ft h ee v a c u a t i o n o ft h el o b b ya n dh a l l w a y , s t a f fs a f ee v a c u a t i o ns t a i r c a s ei nt h el o b b y i nt h en i g h tt ou s et h e s a f e t ya n a l y s i s ，t h et h e a t e rm a yb eb a s e do nt h i ss t u d yp r o v i d e st w ow a y st oc h o o s e e v a c u a t i o no ft h ew a y ：1 徉2 撑，3 撑，4 撑，7s t a i r c a s e s ，a n dt h en e e dt oc o m m u n i c a t ew i t ht h e p r o p e r t y , y o um u s tl 奠l s u r et h a ta l ll lh a l l ，t oe n s u r et h es t a i r sn e a rt h e3 撑，4 撑w a s o nd u t y a n dt oe n s u r et h ee v a c u a t i o no ft h et w os t a i r c a s e sl e a d i n gt o 也eo u t d o o rd o o ro p e n ： e v a c u a t i o ns e c o n dw a y ：i fy o uc a nn o tg u a r a n t e et h a tt h eu s eo f3 截4 撑s t a i r sa f t e r2 0 ：0 0 o n l yo p e n1 , 2 ，3 ，4 ，7 ，10h a l ll l ，a n dt oe n s u r et h e1 撑，2 撑，7 撑e v a c u a t i o no f t h en o r m a lu s e o ft h es t a i r s k e yw o r d s ：t h ed i g i t a ld n e r n a t h ef i r es a f e t y p e r f o r m a n c ea n a l y s i s 西南交通大学硕士研究生学位论文第1 页 1 1 研究背景和选题意义 第1 章绪论 电影的发展，从无声到有声乃至立体声，从黑白片到彩色片，从普通银幕到宽银 幕乃至穹幕、环幕，使电影院的形体、尺寸、比例和声学技术都发生了很大变化。电 影院必须满足电影放映的工艺要求，得到应有的良好视觉和听觉效果。根据市场经济 发展的要求，提供可观赏的电影银幕形式越来越多，银幕是观众厅设计的依据，银幕 尺寸的大小决定观众的容量。因此，目前的影院多以各种不同面积的影厅形式满足不 同电影的需要。 同时，现代的影院为方便观众在看电影时的需求，观众厅采用舒适的宽大沙发椅， 设有中央空调系统，高级音画效果，大堂更设置有一些商业服务网点，如小食品、咖 啡等，集吃、喝、休闲、观赏影片为一体。为了满足观众对不同影片视觉效果、不同 时间段观影的需求，各个放映厅更是不同影片交错放映，从早到晚人流熙熙攘攘。 电影带动着电影院的建设，电影院的成功使用又带动着社会经济建设，同时为精 神文明建设发挥着作用。 由于目前电影院建筑的形式多样，放映要求的多样，人员使用频率及要求的增加， 对电影院建筑在消防设计上增加了难点。在进行消防安全设计时，如何保证电影院在 火灾时人员的安全逃生、如何避免火灾的扩大蔓延，按照常规进行设计的影院是否会 阻碍功能及放映、使用要求，采取何种措施对设计中不符合规范的问题进行补足和加 强，保障建筑消防安全水平不降低，同时又能兼顾建筑设计意图便于建筑建成后的日 常使用，是消防安全设计主要解决的问题。 为此，对某数字影院的消防设计进行消防安全性能分析，针对建筑目前的消防设 计状况进行安全性分析，根据在消防安全性能评估过程中发现的问题提出能提高建筑 消防安全水平的、业主又可接受的解决方案。 1 2 国内外研究现状 1 2 1 国外研究现状 1 、国外建筑安全性能发展及状况 西南交通大学硕士研究生学位论文第2 页 1 9 9 7 年，英国正式发布了标准b s d d 2 4 0 建筑火灾安全工程( 草案) ，为建筑的 防火安全设计提供了一个工程解决方法的框架。 1 9 7 1 年，美国的通用事务管理局形成了建筑火灾安全判据。2 0 世纪8 0 年代， 在美国实施了一个国家级的火灾风险评估项目，其结果形成了f r a m w o r k s 模型。 1 9 8 8 年美国防火工程师协会( s f p e ) 编辑出版了大型工具书s f p e 防火工程手册。1 9 9 1 年后，卡斯特和米切姆等人开始研究性能化分析和设计的步骤，1 9 9 7 年，出版合著以 性能为基础的火灾安全导论。 自2 0 世纪5 0 年代起日本一直采用高度指令性的建筑规范体系，即建筑基准法。 1 9 8 2 年日本建设省的研究建筑院( b r j ) 形成了“建筑物综合防火安全设计体系 。1 9 9 4 年翻译成中文：建筑物综合防火设计。1 9 9 3 1 9 9 8 年间，开展了“防火安全性能评估 方法的研究 。制定了性能化建筑防火安全框架。1 9 9 6 年开始修订建筑基准法，并 向性能化规范转变，并于2 0 0 0 年6 月颁布实施，在建筑基准法中提供了安全疏散 和结构耐火的评估验证方法。 在2 0 世纪7 0 年代末，开始进行建筑火灾危险性评估模型的研究，澳大利亚与加 拿大国家研究院合作，分别形成了澳大利亚的c e s a r e r e s k 程序和加拿大的 f i r e c a m 程序。澳大利亚于1 9 8 9 年起草了 全国建筑防火系统规范草案( n b f s s c ) 。 1 9 9 6 年，澳大利亚正式颁布了本国的第一部性能化建筑防火设计规范，简称b c a 9 6 。 1 9 9 6 年，防火规范改革中心( f c r c ) ，推出了：防火工程指南，该指南以落实性能化 规范为中心，制定出一套三等级的防火工程系统评估方法。 2 、国外消防安全的特点 ( 1 ) 在研究性能化防火设计的发展规划时，必须仔细考虑发展合理的以火灾性能 为基础的建筑防火设计体系。 ( 2 ) 性能化防火设计的关键是对建筑物的火灾危险状况做出科学的客观的恰如其 分的分析。 ( 3 ) 对每一个国家来说，在其性能化防火设计规范制订出来之前，性能化设计方 法就已经在建筑设计中发挥了重要作用。 ( 4 ) 开始着手制订性能化防火设计规范体系，不仅需要发展以火灾性能为基础的 设计方法，还需要制订与这种规范相配套的技术法规，如设计指南等。 ( 5 ) 规范并实施性能基础规范体系的组建工作，除了需要建立以火灾性能为基础 的建筑防火设计技术法规外，还需要建立一些必要的保证条件，如研究提出并确定建 西南交通大学硕士研究生学位论文第3 页 筑防火设计审查的方法与程序、相应的专业教育与专业人才培养制度、专业人员的资 质认定标准和制度等。 1 2 2 国内研究现状 1 9 6 5 年前后，成立公安部四个消防科研所，标志着火灾科学和消防工程学的研究 在我国正式启动。1 9 8 4 年中国消防协会正式成立。1 9 8 5 年中国人民武装警察部队学院 消防工程系和消防指挥系正式成立。1 9 8 6 年由联合国开发发计划署和中华人民共和国 建设部联合投资组建中国建筑科学研究所建筑防火研究所。1 9 8 9 年火灾科学国家重点 实验室开始筹建，主要从事火灾科学的理论研究工作。1 9 9 5 年国家“九五 科技攻关 项目“地下大型商场火灾研究 ，开始关注建筑物的性能化设计。2 0 0 0 年国家“十五 科技攻关项目“重大工业事故与城市火灾防范及应急技术的研究 ，标志着我国建筑物 性能化防火设计的理论研究和应用研究开始进入了全面发展的阶段。 目前，虽然性能化防火设计方法是防火设计的一种发展趋势，在一个很长的时期 内我们还不能安全脱离处方式的设计方法，原因有以下三点： ( 1 ) 处方式的设计方法虽然有局限性，但是已经形成了一条系统化的分析和设计 方法，而性能化防火设计在这一方面还不够完善。 ( 2 ) 人们对性能化防火设计需要一个认识和接受的过程，而且需要培养一批具备 性能防火设计资质的设计人员。 ( 3 ) 性能化的设计需要进一步的规范。特别是在设计指标、设计方法和分析工具 选择方面没有统一的标准。 ( 4 ) 目前国际上性能化防火设计的理论和工程技术方面已经取得了巨大的发展， 但是还有许多问题需要进一步地研究，包括火灾试验数据库的建立和适合工程应用的 分析工具的开发等。 1 3 本文研究的主要内容和方法 1 3 1 研究内容 本次分析对象中的某数字影院正是位于商业建筑顶层的电影院，由于该电影院是 在已建商业建筑的顶层增设，该商业建筑原为5 层，因此，其设置位置不能满足规范 要求；又由于其与商业部分分开经营的性质，其利用商业部分疏散楼梯进行疏散时对 西南交通大学硕士研究生学位论文第4 页 商业部分楼梯间的要求等，均给影院在消防设计中带来困难。如何在保证建筑的使用， 又能使建筑消防设计达到安全水平，是本次设计的重点。 本论文针对已建建筑的消防设计情况，在尽量保证电影院设计满足规范的基础上， 对无法按规范进行设计的部分，提供消防安全策略。选取具有代表性的对象，同时根 据计算对象的使用性质、建筑结构、火灾荷载、人员情况等设置火灾场景和疏散场景。 针对影院中消防设计难点所采用的消防安全策略，采用定性分析和定量计算等方式对 其进行消防安全性能分析，论证其白天使用和夜间使用的消防安全性。以保护生命安 全、减少财产损失、提供消防扑救环境等为消防安全目标，得出影院的消防安全评估 结论。 1 3 2 研究方法 通过该数字影院在消防设计中采用的性能化设计方案，确定设计原则、设计依据、 安全目标、判定标准、基本参数、假设条件。选取具有代表性的对象，同时根据计算 对象的使用性质、建筑结构、火灾荷载、人员情况等设置火灾场景和疏散场景。针对 影院中消防设计难点所采用的消防安全策略，采用定性分析和定量计算等方式对其进 行消防安全性能分析，论证其白天使用和夜间使用的消防安全性。根据在消防安全性 能评估过程中发现的问题提出能提高建筑消防安全水平的、业主又可接受的解决方案。 西南交通大学硕士研究生学位论文第5 页 第2 章消防设计难点及安全策略 该影院是在已建建筑顶部增设的电影院，其在消防安全设计方面受到已建建筑的 影响，无法完全按照规范进行。本部分主要针对已建建筑的消防设计情况，在尽量保 证电影院设计满足规范的基础上，对无法按规范进行设计的部分，提供消防安全策略。 本部分仅对消防设计难点及解决方案进行描述，对消防设计方案的安全性分析将 在第五部分进行。 2 1 相关规范要求 高层民用建筑设计防火规范g b5 0 0 4 5 9 5 ( 2 0 0 5 年版) 中对观众厅及放映厅等 场所的设置楼层、面积、安全出口、相关消防设施等规定如下： 4 1 5 高层建筑内的观众厅、会议厅、多功能厅等人员密集场所，应设在首层或 二、三层；当必须设在其它楼层时，除本规范另有规定外，尚应符合下列规定： 4 1 5 1一个厅、室的建筑面积不宜超过4 0 0m 2 。 4 1 5 2 一个厅、室的安全出口不应少于两个。 4 1 5 3必须设置火灾自动报警系统和自动喷水灭火系统。 4 1 5 4 幕布和窗帘应采用经阻燃处理的织物。 4 1 5 a 高层建筑内的歌舞厅、卡拉o k 厅( 含具有卡拉o k 功能的餐厅) 、夜总 会、录像厅、放映厅、桑拿浴室( 除洗浴部分外) 、游艺厅( 含电子游艺厅) 、网吧等 歌舞娱乐放映游艺场所( 以下简称歌舞娱乐放映游艺场所) ，应设在首层或二、三层； 宜靠外墙设置，不应布置在袋形走道的两侧和尽端，其最大容纳人数按录像厅、放映 厅为1 0 m l ，其它场所为0 5 m l 计算，面积按厅室建筑面积计算；并应采用耐火 极限不低于2 0 0 h 的隔墙和1 0 0 h 的楼板与其它场所隔开，当墙上必须开门时应设置不 低于乙级的防火门。 当必须设置在其它楼层时，尚应符合下列规定： 4 1 5 a 1不应设置在地下二层及二层以下，设置在地下一层时，地下一层地面与 室外出入口地坪的高差不应大于1 0 m ； 4 1 5 a 2 一个厅、室的建筑面积不应超过2 0 0m i ； 4 1 5 a 3 一个厅、室的出口不应少于两个，当一个厅、室的建筑面积小于5 0m i ， 可设置一个出口； 西南交通大学硕士研究生学位论文第6 页 一i | 量囊曼量量量曹奠量鼍量量量置置曼| 量量量置一 4 1 5 a 4 应设置火灾自动报警系统和自动喷水灭火系统。 4 1 5 a 5 应设置防烟、排烟设施，并应符合本规范有关规定。 4 1 5 a 6 疏散走道和其它主要疏散路线的地面或靠近地面的墙上，应设置发光疏 散指示标志。 2 2 消防设计难点 对比规范对观众厅及放映厅类场所的相关规定，其均要求该类场所设置在首层或 二、三层，对设置在其它楼层时，规定了单个厅、室的建筑面积，以及安全出口数量， 并对相关消防设施进行了严格规定。 因此，影院在消防设计中存在的主要问题包括： ( 1 ) 电影院楼层设置 ( 2 ) 电影院人员疏散 2 3 消防安全策略 本研究提供的消防安全策略将立足于建筑的实际使用功能和建筑布局、以及建筑 各部位可能的火灾危害特点，在保证建筑内消防安全的同时，兼顾建筑的美观、实用 性。在本报告的编制过程中，与建筑设计方、业主方保持了良好的沟通和协调。在设 计过程中按照建筑的实际情况向业主和设计方提出建议，力争使项目的消防水平能得 到保证的同时又能兼顾建筑设计、项目运营的要求。 规范对影院设置楼层及安全出口的规定，主要是考虑影院这种人员密集场所，在 紧急情况下容易造成堵塞，从而影响疏散时间，使人员长期暴露在火灾危险状态下， 对人员生命安全造成伤害。而设计中为影院提供的7 部疏散楼梯中，除l 部为外设楼 梯，直接为影院提供疏散外，其余楼梯均为与1 5 层公用的疏散楼梯。该6 部疏散楼 梯中仅2 部楼梯在首层设有直通室外的出口，其余4 部均需通过首层商业区域进行疏 散，由此，人员在影院内停留的时间将较长。 为保证火灾时影院内人员的安全疏散，针对影院目前的设计情况进行消防性能化 设计，解决影院设置楼层及人员疏散设计中存在的问题。 消防性能化设计方案如下： ( 1 ) 每个影厅按防火单元设计，采用防火墙将影厅与公共区域严格分隔，影厅通 往公共区域的门采用乙级防火门，以保证电影院内火灾不会造成大面积蔓延； 西南交通大学硕士研究生学位论文第7 页 ( 2 ) 每个影厅内设置快速响应喷头的自动喷水灭火系统，感烟探测报警系统，机 械排烟系统，将火灾扑灭并控制在起火影厅内部，保证影院其他影厅和区域的安全： ( 3 ) 影院大堂及走道设置快速响应喷头的自动喷水灭火系统，感烟探测报警系统， 机械排烟系统，将火灾扑灭并控制在起火区域，保证人员对疏散路径的使用： ( 4 ) 影院内平时作为检票口的位置，火灾时应及时打开，保证疏散路径的畅通； ( 5 ) 影院内平时关闭的通往疏散楼梯的疏散门，火灾时应及时打开，并应设置疏 散指示标志，提醒火灾时人员可用的逃生出口； ( 6 ) 由于7 # j 娄梯承担着影院专用楼梯的作用，根据楼梯的宽度，建议将进入前室 的门宽度扩大到1 5 m ： ( 7 ) 影院在夜间使用时应考虑到首层商业的关门时间，防止人员疏散至首层后无 法疏散出室外，因此，夜间影院的使用应参照以下方案进行； ( 8 ) 若1 1 个厅全部使用，则必须保证l 撑、2 撑、3 撑、甜、7 群楼梯的使用，即需要 与物业沟通，保证3 撑、铺楼梯附近有人值守，并保证该两部楼梯通往室外的疏散门开 启： ( 9 ) 若不能保证3 撑、铺楼梯的使用，则只能开放1 、2 、3 、4 、7 、1 0 、1 1 号厅； ( 1 0 ) 影院部分应与建筑商业部分消防控制中心联动，火灾时，应及时通知控制 中心，开启所有楼梯提供人员安全疏散。 影院在白天使用时，由于1 - - 5 层商业部分在营业，因此，目前的疏散宽度足以满 足人员安全疏散，加之疏散楼梯间均为防烟楼梯间，因此，从定性分析角度，人员安 全疏散基本可以得到保证。对该种状况的定量分析将在本报告第五部分进行论证。 影院在夜间使用时，由于其经营时间与商业部分的差别，其中有4 部楼梯，即3 群、 群、5 撑、甜，需要经过商业区域进行疏散，因此可能存在人员无法安全逃生至室外的 情况。对此情况，性能化设计方案中第8 、9 条根据建筑的设计情况、影厅的规模、其 靠近楼梯间的位置、疏散宽度等，提供了定性设计方案。 其中，夜间影院若在商业部分停止营业后仍然使用全部影厅，此时，由于3 撑、群、 5 撑、6 j | l 疏散楼梯首层出口已经处于关闭状况，人员将面临无法疏散的问题。根据影厅 分布情况，西侧l 、2 、3 号影厅可选择三部楼梯进行疏散，相对东侧影厅选择范围较 宽裕；而东侧影厅距离5 群、甜疏散楼梯较远，从就近疏散原则而言，4 - - , 1 1 号影厅大 部分人员将会选择l 撑、2 撑、3 撑、斜疏散楼梯疏散。因此，在性能化疏散策略中考虑是 否能通过与商业部分管理部门协调，在3 撑、斜疏散楼梯首层出口处安排专人值守，确 西南交通大学硕士研究生学位论文第8 页 i 保电影院停止营业前该两处楼梯首层对外出口的畅通。该方案将在本研究第五部分进 行定量分析论证。 若以上策略无法进行时，即商业部分管理部门无法提供专人值守保证3 撑、错疏散 楼梯的有效使用时，则应在夜间调整影厅使用，部分使用影院内的影厅，以保证人员 能通过设有直接对外出口的1 群、2 撑、7 撑疏散楼梯安全逃生。根据影厅布置情况、影厅 面积、使用人员数量、影厅在l 撑、2 撑、7 # 疏散楼梯附近的分布情况，本研究建议影院 在夜间，特别是晚间8 点，即2 0 ：o o 以后，只能使用l 、2 、3 、4 、7 、1 0 、1 1 号影厅。 该时间的确定是根据一部电影的放映时间( 9 0 m i n - 1 2 0 r a i n ) ，以及商场部分营业时间 ( 2 2 ：0 0 关门) 综合考虑得到的。该方案将在本研究第五部分进行定量分析论证。 电影院消防安全性能化设计概况示意图如图2 1 ： 西南交通大学硕士研究生学位论文第9 页 l i r 引 ( - 氢 岔卜+ 。 蓦 够斗一 + 宕 0 8 l 卜 一 l 副 牛 礓 一十一 8 l 盱i 26 十# 0 疆 4 匾 j 图2 - 1 电影院性能化设计方案示意图 西南交通大学硕士研究生学位论文第1 0 页 第3 章性能化评估采用的方法 本部分将针对该数字影院在消防设计中采用的性能化设计方案，确定设计原则、 设计依据、安全目标、判定标准、基本参数、假设条件等，为消防安全评估提供基础。 3 1 评估原则 性能化评估原则就是，针对建筑本身的特点和功能要求，从消防安全的整体出发， 在确保建筑本身的功能性、有效性和经济性的基础上，保证消防设计达到与国家标准 相等同的安全水平，确保生命财产安全和建筑运行的连续性。 具体要求如下： ( 1 ) 消防设计应尽可能满足现行规范的要求； ( 2 ) 采用常规方法设计无法满足建筑的使用要求时，提供性能化消防安全策略； ( 3 ) 对消防安全策略进行定性、定量分析，判定其是否达到消防安全目标。 3 2 评估依据 对影院的消防安全水平进行评估时，将对照现行国家规范的要求，参考国际权威 的规范及文献资料、国内科研成果，综合考虑按规范进行的消防设计与性能化设计， 从整体上考察建筑的总体消防安全水平。 评估依据包括： ：高层民用建筑设计防火规范g b 5 0 0 4 5 9 5 ( 2 0 0 5 年版) 自动喷水灭火系统设计规范g b 5 0 0 8 4 2 0 0 1 ( 2 0 0 5 年版) 气体灭火系统设计规范g b 5 0 3 7 0 2 0 0 5 建筑灭火器配置设计规范g b 5 0 1 4 0 2 0 0 5 火灾自动报警系统设计规范g b 5 0 11 6 9 8 建筑内部装修防火施工及验收规范g b 5 0 3 5 4 2 0 0 5 民用建筑防排烟技术规程d g j 0 8 8 8 2 0 0 6 火警逃生途径守则香港 排烟标准( s t a n d a r do fs m o k ea n dh e a tv e n t i n g ) ( 2 0 0 2 年) 美国消防协会标准 n f p a2 0 4 m 建筑物火灾中的生命安全规范美国n f p a1 0 1 应用消防安全工程方法的建筑设计规范英国p d 7 9 7 4 西南交通大学硕士研究生学位论文第11 页 防火工程指南澳大利亚 性能化设计指南日本 c a e 消防工程指南新西兰( 2 0 0 1 版) 3 3 安全目标 性能化评估的目的在于检验建筑的消防设计，验证采用的性能化设计是否能防止 火灾发生，及时发现火情，通过适当的报警系统及早发布火灾警报，有组织、有计划 地将建筑内的人员疏散到安全区域，采取正确方法扑灭或控制火灾，将财产损失控制 在一定范围内。 确定分析对象的安全目标是进行性能化消防安全分析的出发点，根据项目的使用 性质以及项目中的问题，确定安全目标如下： ( 1 ) 为使用者提供安全保障： ( 2 ) 为消防人员提供消防条件，保障其生命安全； ( 3 ) 尽量减少财产损失，避免停业损失。 现行规范和性能化方法在设计的时候，虽然设计的方法、步骤等各不相同，其目 的都是为了达到相应的消防安全目标。 3 4 安全判据 3 4 1 人员生命安全标准 研究中采用的人员生命安全标准是根据火场环境达到人员不可耐受极限确定的， 根据国际上普遍采用的判定条件，考虑热烟层的辐射、对流热，人员在烟气中的能见 度、烟气的毒性等达到临界特性，研究采用的人员生命安全标准如表3 1 ： 表3 - 1 人员生命安全标准 标准特性界定 热烟层辐射热 人员在烟气中疏散的温度 能见度 一氧化碳浓度( 中毒) 二氧化碳浓度( 窒息) 热烟层在2 m 以上，烟气温度低于1 8 0 热烟层降到2 m 以下，温度低于6 0 1 2 热烟层降到2 m 以下，光密度高于0 1 m ，即l o m 热烟层降到2 m 以下，浓度低于1 0 0 0 p p m 热烟层降到2 m 以下，浓度低于1 ( 体积百分比) 人员生命安全标准的确定原理详列如下： ( 1 ) 烟气沉降高度 在疏散过程中，烟气层应始终保持在人群头部以上一定高度。以保证人在疏散时 西南交通大学硕士研究生学位论文第12 页 不必从烟气中穿过而受到烟气中的有害燃烧产物的危害或热烟气流的辐射和对流热威 胁。在疏散过程中，只有控制烟气维持在人员头部以上一定的高度，才能使人员在疏 散时不会从火灾烟气中穿过或受到热烟气流的热辐射和对流影响。本研究选择的判据 标准是：烟气层在人员疏散过程中维持在距地面2 m 以上的位置。 ( 2 ) 烟气热辐射 根据人对热辐射的耐受能力研究，人体对烟气层等火灾环境的热辐射耐受极限为 2 5 k w m 2 ，即相当于上部烟气层的温度约为1 8 0 ( 2 - - - , 2 0 0 ( 2 时的烟气热辐射量。因此， 在烟气层高度控制在地面2 m 以上时，烟气层的温度也应控制在18 0 以下。 表3 2 人体对辐射热的耐受极限 热辐射强度 5 m n 3 0 s 4 s ( 3 ) 烟气对流热 在研究中发现高温空气中的水分含量对人体的耐受能力有显著影响，人在呼吸和 接触过热的空气都会对人体造成一定的损害。通过对表3 3 分析可以判断人体能短时间 承受1 0 0 环境的对流热；以及较长时间承受小于6 0 环境的对流热。 表3 3 人体对对流热的耐受极限 ( 4 ) 烟气毒性 火灾中的热分解产物及其浓度与分布因燃烧材料、建筑空间特性和火灾规模等不 同而有所区别，其物质的组成成分和分布也是很复杂的。在评估时，选取一氧化碳和 二氧化碳作为评价指标，一氧化碳浓度对人体构成的影响与时间有关，其判定标准为 1 5 0 0 0 p p m r n i n ，本项目中考虑1 5 r a i n 的火场环境，因此，1 5 r a i n 内一氧化碳浓度不能 超过l o o o p p m ；二氧化碳浓度不得超过1 ( 体积百分比) 。 ( 5 ) 烟气能见度 能见度的定量标准应根据建筑内的空间高度和面积大小确定。表3 4 给出了适用于 小空间和大空间的最低光密度和相应的能见距离。 表3 _ 4 建议采用的人员可以耐受的能见度界限值 西南交通大学硕士研究生学位论文第13 页 3 4 1 1 人员生命安全判定标准 在对人员生命安全进行判定的过程中，一般应用量化的“时间线 ，这种评估方法 涉及两个时间的比较： ( 1 ) 火灾在防火分区内蔓延至超出人体承受极限情况的时间，也称为可提供的安 全疏散时间( a s e t ) ； ( 2 ) 人员疏散完毕的时间，也称为所需要的安全疏散时间( r s e t ) 一个安全及可接受的消防系统必须符合以下条件： r s e t a s e t 以上公式表明人员能在环境还未超出人体承受极限的情况下疏散完毕。图3 1 描 述了以上时间的顺序及原则： 图3 - 1 定量的“时间线”评估图 3 4 1 2 安全余量 在评估建筑内特定的火灾场景下，如果保证人员逃离到安全区域的时间限s e d 小 于火灾发展到不可忍受的条件的时间( a s e t ) ，则可实现人员疏散安全。为了保证建筑 内的人员疏散安全能尽可能的得到保证；同是为了较保守的判断消防性能化评估报告 中的结论，在这两个时间关系中加入一个适当的安全余量时间，以考虑假设简化和计 算模型中的不确定性因素的影响，以及人员逃生和火灾场景中可能出现的不确定性因 素影响。 本研究认为在通过对安全余量的分析，可以很客观的判断火灾发生时人员疏散安 全是否能得到保证。 西南交通大学硕士研究生学位论文第1 4 页 3 4 2 财产保护判定标准 建筑发生火灾后，在保证人员生命安全的前提下，应尽量保护财产，减少损失。 针对会展类建筑特点设定如下财产保护标准： ( 1 ) 建筑内各区域火灾控制在起火区域内，火灾不会蔓延到同一防火分区的其他 区域或者其它防火分区造成损失； ( 2 ) 保证建筑运营的连续性。 3 4 3 消防队员安全判定标准 判断建筑设计是否充分考虑了消防扑救的便利性，使消防队员可以快速进入起火 建筑，在安全的环境下开展灭火救援工作，可以从以下几个方面定性和定量地进行考 察： ( 1 ) 是否提供了足够的消防扑救设施和供水设施； ( 2 ) 是否提供了消防车道、消防救援通道和消防操作空间使消防救援车辆可接近 起火建筑实施救援操作以及消防救援人员能迅速到达起火部位； ( 3 ) 在消防人员救援火灾所需要的时间内，火场环境是否可保证消防人员安全。 火场环境可通过火场的温度、辐射、毒性气体浓度、爆炸危险性等参数来表征：由于 消防队员配备有防护设备，可比普通人员耐受更恶劣的环境。根据 消防人员防护服 装测试标准i s 0 1 1 6 1 3 ：1 9 9 9 中要求防护服装承受l o k w m 2 热辐射强度和2 6 0 c 温度 环境的要求，确定为保护消防人员人身安全的定量标准为：在消防队可能控制火势以 前，2 0 r a 以上空间平均烟气温度不大于3 7 5 ( 2 ；2 0 m 以下空间内的烟气温度不超过 2 6 0 。 3 5 定量分析程序 在研究中，对影院的消防安全定量分析将主要遵从以下程序进行： ( 1 ) 确定本工程的消防安全目标以及消防安全标准； ( 2 ) 分析本项目的具体情况，确定防火分隔、人员疏散等消防性能化设计方案； ( 3 ) 根据项目的人员分布、结构功能特点，确定疏散场景和火灾场景； ( 4 ) 利用人员疏散软件s t e p s 对建筑内人员疏散进行模拟计算，预测人员疏散 需要的时间及各出口疏散情况； ( 5 ) 利用烟气模拟软件f d s 对建筑内火灾烟气流动情况进行模拟，分析火灾环 西南交通大学硕士研究生学位论文第15 页 境中人员逃生和灭火救援环境； ( 6 ) 运用消防性能化设计中人员安全判据，通过对比烟气模拟计算和人员疏散模 拟结果定量的判定建筑内人员及消防队员在火灾中疏散的安全性； ( 7 ) 运用消防性能化设计中消防设施及财产保护判据，通过对烟气模拟计算结果， 定量判定消防设施的有效性以及财产的安全性； ( 8 ) 从该项目整体消防安全的角度出发，通过烟气和疏散计算过程，提出关于该 项目的消防性能化设计的结论和建议。 图3 - 2 定量分析程序 西南交通大学硕士研究生学位论文第16 页 第4 章定量分析对象 本部分着重对需要进行定量分析的对象进行描述，定量分析中选取的计算对象具 有代表性，这些计算对象的定量分析结果将代表整个建筑的安全性。同时根据计算对 象的使用性质、建筑结构、火灾荷载、人员情况等设置火灾场景和疏散场景。 4 1 计算对象 整个影院是需要进行定量分析的部分，其中，电影院共1 1 个影厅，分布在影院东、 西两侧，中部为大堂。性能化设计中要求影厅按防火单元设计，防火单元的作用主要 是将火灾控制在起火影厅内部，因此，在计算对象的确定中应考虑具有代表性的影厅； 大堂连接通往各影厅的过道，即疏散出影厅的人员必须通过大堂及走道寻找疏散楼梯， 为了验证人员在大堂及走道的安全性，验证大堂及走道的消防设计是否允许人员较长 时间停留，计算对象中应考虑大堂及走道部分。 ( 1 ) 影厅 电影院共设有1 1 个影厅，1 - 3 号影厅设置在建筑西侧，离该3 个影厅最近的疏散 楼梯为5 撑、6 撑、7 撑；错11 # 影厅设置在建筑东侧，离该8 个影厅最近的疏散楼梯为 1 撑、2 撑、3 撑、钟。因此，计算中分别在东、西两侧选择影厅作为计算对象，考察东、 西两侧某影厅着火时分别对集中在该两侧的其它影厅及整个影院的影响。 西侧影厅中，由于3 号影厅位于5 撑、7 撑楼梯附近，若该影厅火灾可能会对人员疏 散造成影响，因此，根据“可信较不利 原则，计算中选取3 号影厅作为计算对象。 东侧影厅中，4 号影厅面积最大，且其开口均在2 存疏散楼梯附近，l 撑、2 撑疏散楼 梯由于设有直通室外的出口，因此，影院内选择该两部楼梯进行疏散的可能性和可利 用性最大；同时，3 撑、铺疏散楼梯位于建筑中部，其更多的会负担大堂内的人员疏散。 所以，根据“可信较不利 原则，计算中选取4 号影厅作为计算对象。 对于各个影厅，性能化设计中按“防火单元”进行设置，用防火墙、防火门跟大 堂进行防火分隔，影厅内按规范要求设置有独立的自动喷水灭火系统、机械排烟系统、 火灾探测报警系统等消防设施。选择影厅作为计算对象主要是考察火灾时是否能将火 灾烟气控制在影厅内部，影厅火灾不会对影院其他部分及大堂、过道造成影响。 ( 2 ) 大堂 大堂设置在影院中部，作为售票、休息及提供观影的便利服务等功能使用，其南、 西南交通大学硕士研究生学位论文第17 页 北两侧设有3 撑、错疏散楼梯。由于大堂的使用性质，其发生火灾的可能性较大，而各 影厅的人员均须通过大堂及过道疏散至疏散楼梯，因此计算中应考虑大堂起火时对整 个影院的影响。所以，根据“可信较不利一原则，计算中选取大堂作为计算对象。 大堂中按规范要求设置有自动喷水灭火系统、机械排烟系统、火灾探测报警系统 等消防设施。计算中主要考察从影厅疏散出来的人员通过影院内部走道疏散的安全性， 影院内部走道是否允许人员较长时间的停留。 4 2 火