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大型商场安全疏散研究 一 绪论二 大型商场火灾特性分析及安全疏散设计中存在的问题三 火灾状况下的人员避难心理及行为方式分析四 对合理确定大型商场内疏散人数的研究五 对商场安全疏散的性能化分析六 性能化设计案例分析七 提高大型商场疏散安全的对策探讨八 结论 随着经济建设的迅速发展 商品流通改变了传统的模式 减少了流通中间环节而趋于大型化 市场化 集成化 各地相继建成了一些大型商场 超市 由于商品品种丰富 受到了广大市民的欢迎 这些大型商场的出现 在给消费者带来了很大便利的同时 也给人们带来了巨大的安全隐患 近年来 国内外商场 超市相继发生了不少特大火灾事故 给世人留下极其深刻的教训 一 近年来国内外群死群伤商场火灾事故回顾及教训 1 巴拉圭超市大火原因 一是可能由电路短路引起二是可能由超市内餐厅的煤气泄漏或煤气罐爆炸引起 2 韩国仁川市购物商场火灾原因 卡拉ok酒廊内新安装的电缆出现短路 火势在迅速蔓延时引起油漆稀释剂爆炸 1 国外的群死群伤商场火灾及火灾原因 2 国内近年的群死群伤商场火灾及火灾原因 1 1993年2月14日13时15分 唐山市东矿区 现古冶区 林西百货大楼在进行内部装修时 由于施工队在家具厅顶部施工违章电焊作业 致使电焊熔珠通过屋顶孔洞喷溅到家具厅内泡沫床垫上引起火灾 造成烧死80人 伤54人 直接财产损失400余万元的特大火灾 2 1996年2月5日晚 重庆天宇广告公司在重庆群林国货精品商场房顶为成都奥狮广告公司焊接广告牌时 灼热的电焊渣掉落在二楼的可燃物上引起火灾 烧死5人 3男2女 烧毁房屋8093平方米及各种服装 文具 日用百货 针纺织品和家用电器 家具等物品 直接经济损失960余万元 3 1999年 月10日凌晨 时许 四川省达川市通州百货商场发生特大火灾 由于商场底楼重庆小吃部里的电油锅长时间通电 引燃了锅内的食油致灾 火灾造成10人死亡 20人受伤 重伤 人 受灾72户 烧毁建筑13760平方米 直接财产损失3163 1万元 4 2000年12月25日的河南洛阳东都商厦火灾 由于疏散出口大多被锁死 加之舞客缺乏逃生自救知识 造成309人死亡 4 2004年2月15日 吉林市中百商厦因一楼窗外临时仓库有人乱扔烟头引起火灾 火势顺着窗口蔓延至一楼商场 由于是敞开楼梯间 底层又无直接对外的安全出口 致使二层商场 三楼浴池和四楼舞厅人员在浓烟中窒息或跳楼 造成54人死亡 70人受伤的惨重后果 3 商场群死群伤火灾事故教训主要原因 1 一些商场在不具备消防安全条件下违章施工 施工现场管理混乱 施工人员缺乏消防安全知识 法制观念淡薄 无证上岗 违章作业 2 商场营业期间安全疏散出口被锁闭或疏散通道被封堵 人员疏散无路可逃 3 消防安全责任不明确 消防管理混乱 4 值班守护制度不健全 不落实 值班人员玩忽职守 报警迟缓 贻误了报警和灭火时机 5 自动消防设施的维护管理严重滞后 出现故障得不到及时处理 消防设施成了摆设 6 采用易燃材料装修也是造成火灾迅速蔓延和人员伤亡的一个重要原因 二 目前对大型商场消防安全问题采取的主要对策1 建筑方面2 设施方面3 管理方面 一 大型商场在建筑形式和使用功能上的特点1 建筑物体量大2 人员密度大3 货架林立 导向性差 出口不明显4 疏散距离过长5 经营管理中忽视疏散安全6 商品储量大 价值高 二 大型商场 超市 购物中心的火灾危险性分析1 经营商品多为可燃性2 多布置在住宅区或人员密集的中心区3 消防管理不到位 三 大型商场 超市 购物中心建筑安全疏散设计中存在的问题1 疏散宽度问题2 商店建筑营业厅发生火灾后火势和烟气蔓延迅速 烟气层高度下降较快 对人员安全疏散十分不利 一 火灾发生时人员的心理反应分析 二 商店建筑火灾中疏散人员的行为特点 1 工作人员的行为特点 灭火型 助人型 逃难型 阻止疏散型 安全意识缺乏型 2 顾客的行为特点 趋熟行为 向地行为 奔光奔阔行为 退避行为 沿墙行为 从众行为 延滞重返行为 三 建筑物火灾中人员的认知控制模式 混乱型机会型战术型战略型 控制模式可靠性依次降低 四 研究人员在火灾中行为的意义 这是全面系统地研究火灾与人的关系的重要方面 认识人在火灾中的反应能力 进一步预测人在火灾中的可能反应 从而设计合理的疏散预案 指导建筑结构和防火设施的设计 有利于提高全民的消防意识 人的行为对火势的发展有一定的制约作用 一 调查情况 1 超市类 家乐福 光华店 2 精品商场类 仁和春天百货 美美力诚百货 3 建材超市 精品家具城类 东方家园 创美家居 八一精品家居广场 太平园精品家居广场 二 调查结果与计算结果的对比 滞留人数 火灾时的疏散人数 计算公式为 P S a b 4 2 式中 P 商场营业厅理论疏散人数 人 S 商场各层的建筑面积 a 商场营业部分所占的建筑面积分配比例 b 商场营业部分疏散人数换算系数 人 表4 13实测人数与理论计算人数对比 由上表可知 1 对大型商场尤其是专业商场来说 按现行规范计算出的理论人数远远大于正常营业状态下的实际人数 2 对于家乐福这一类的大型超市 由于商家设计的人员流动线路为从二层入口进 从三层收银台出口离开 三层的客流量较二层会更大 从实际统计的情况看也是三层的人员数比二层多 这与 商店建筑设计规范 中第4 2 5条规定的二层疏散人数换算系数为0 85人 第三层为0 77人 是不一致的 由于 商店建筑设计规范 制订的时间较长 其中的有关数据已不能很好地反映商场人员数量的真实情况 三 国外有关商店建筑中安全疏散的确定 国外对于商店建筑内疏散走道 楼梯 安全出口宽度指标的确定也主要是以疏散人数为基准 如北美 澳洲 西欧等地区 国外一些主要国家的建筑规范中均对商店营业厅内的人员密度有所规定 按营业厅建筑面积计 四 影响商场客流量的主要因素分析 1 商场的经营范围2 商场的区域位置及分布密度3 城市规模 人口密度及经济发展状况4 商场的经营档次及规模5 商场的促销力度及节假日的影响 五 对商场疏散人数的研究结论 1 现行 商店建筑设计规范 中对所有商场一概而论 确定出的营业部分疏散人数换算系数已不能适应大型商场的实际情况 各类型的商场客流量差异较大 有必要对不同的商场分别确定疏散人数换算系数 2 商店建筑设计规范 中确定的商场营业部分所占的建筑面积分配比例也不尽合理 一 有关建筑安全疏散的性能化设计研究现状 据统计 现在国际上已有20多种发展比较成熟的人员疏散模型 如EVACNET EXIT89 EGRESS CRISP等已受到人们较多的注意 有些模型是针对建筑类型开发的 其适应性较强 如EXIT89适用于高层建筑的人员疏散 BFIRES更加适用于医院等类型建筑的人员疏散 在一些综合性的建筑火灾风险评估模型中也大都包括人员疏散模型 例如HAZARDl中的EXITT模型 FiRECAM程序中人员逃生子模型等 1 人员疏散模型的类型与建模的基本问题 在建立人员疏散模型时 需要解决以下三个基本问题 受限空间的表示方式 人群特征的表示形式 人员行为的表示方式 2 典型人员疏散模型 基于元胞自动机的自主体模型 社会力模型 二 火灾时人员安全疏散的判定条件 在性能化分析中 要求通过一定的手段证明人员能否在火灾发展到威胁人员安全疏散之前疏散到安全地点 即证明TASET TRSET是否成立 式中 TASET 从火灾发生到火灾危胁人员安全疏散时的时间间隔 TRSET 为人员从火灾发生到疏散至安全区域所需要的实际时间 三 性能化分析中人员疏散所需时间 TRSET 的计算 从火灾发生到人员疏散完毕所需时间为 TRSET Td Tr Tt 5 5 式中 Td 报警时间Tr 人员响应时间Tt 人员疏散行动时间 1 Td的确定报警时间Td的长短取决于建筑内所采用的火灾探测报警装置的类型及其布置 火灾的发展速度及其规模 着火空间的高度等条件 美国国家标准及技术研究院 NIST 开发的软件工具包FPETool中的DETECT QS工具可以计算自动喷水灭火系统的动作时间 此时间可以作为报警时间 2 Tr根据有关调查统计 火灾时不同建筑物内的人员响应时间Tr存在着一定的差别 人员响应时间与建筑内采用火灾报警系统的类型有直接关系 如表5 1 3 1 人员通过几种典型通道时的疏散时 Tt 计算 水平通道 楼梯 门口 2 人群连续疏散时间的计算 3 简便计算方法 四 人员安全疏散可用时间 TASET 的计算 1 性能化分析中对火灾烟气的模拟 火灾中烟对人的行为活动的影响 商场火灾荷载的确定2 确定TASET的判定条件 烟气层高度 辐射热 对流热 毒性 可视度 小结通过以上分析 可以确定如果同时满足以下两个条件 则认为能够保证人员安全地进行疏散 如果热烟层距地板高度大于2米 则热烟层的温度不超过180 如果热烟层距地板高度小于2米 则热烟层的温度不超过50 能见度不小于10米 二氧化碳浓度不得超过1 体积百分比 一氧化碳浓度不得超过2500ppm 重庆大学硕士学位论文运用火灾模拟模型计算火灾发展过程中各参数的变化情况 当火灾发展到使上述任一条件不成立时 则认为人员在这样的环境中疏散是危险的 从而确定从火灾发生到此刻为人员可以利用进行逃生的时间TASET 一 工程概况 成都时代凯悦大厦为烂尾楼改造工程 工程位于成都市人民中路二段 地处成都市繁华的 骡马市商业圈 中心 它占地面积为5615m 2 项目建筑总面积达80134m 2 另有配套的停车场占地面积1705m 2 项目主体包括A B两栋塔楼和裙楼三部分 A号主塔楼高42层 为框筒结构 B号次塔楼高十九层 为剪力墙结构 裙房部分一至四层作为商场使用 每层为一个防火分区 五层则作为餐厅使用 分为两个防火分区 裙房部分每层有四部独立设置的疏散楼梯 与两座塔楼部分完全分开 疏散楼梯总宽度为6 7m 建筑内设有火灾自动报警系统 消火栓系统 自动喷水灭火系统 防排烟系统 疏散走道和其它主要疏散路线地面或靠近地面的墙上设有疏散指示 同时设置有消防广播系统 二 消防设计中存在的问题 建筑物商场部分的疏散宽度 不符合 高层民用建筑设计防火规范 的有关规定 三 评估范围及评估方法 评估对象为商场建筑部分的疏散宽度 采用定量评估的方法选取较不利火灾场景模拟火灾发展 烟气蔓延等情况 分析时代凯悦商场人员在现有的消防设计条件下人员疏散的安全性 确定是否需要调整商场疏散出口的宽度 四 对现有设计方案的疏散安全进行评估 1 人员安全疏散时间 TRSET 的计算 确定计算对象 疏散计算模型及参数的确定 人员疏散行动时间Tt的计算2 烟气蔓延致使环境条件达到人体耐受极限时间 TASET 的模拟计算 火灾场景的参数设置 模拟时间 设定初始条件 计算模型 烟气流动特性预测 五 调整消防设计方案后进行疏散安全评估 1 消防设计的调整方案2 人员安全疏散时间 TRSET 的计算3 烟气蔓延致使环境条件达到人体耐受极限时间 TASET 的模拟计算 六 性能化分析结论 汇龙湾易初莲花购物中心 商场每层建筑面积967 地上二 三层为超市 其疏散楼梯总宽度为19米 根据建规确定的百人疏散宽度指标 可以计算出二层的疏散人数为19 0 65 100 2923人 三层的疏散人数为19 0 75 100 2533人 按商场每层建筑面积计算出的客流密度为0 26 0 3 与前面提出的大型超市的疏散人数换算系数按0 25 0 35人 计算是一致的 一 建筑布局 二 安全疏散设施 三 安全疏散标志 四 火灾事故广播及声光报警系统 五 消防应急照明 六 火灾自动报警系统 七 自动灭火系统 八 防排烟系统 九 消防电源及配电 十 制定安全疏散预案及进行安全教育 十一 加强对大型商场经营期间的消防管理 一 结论 如下问题 商业建筑的营业分配比例不适当 计算出来的疏散人数与商场内的实际客流量差异很大 在一些专业大型商场尤为突出 疏散楼梯宽度的计算过于笼统 二 还需继续开展的工作 本文的研究还有不尽完善的方面 需要继续开展的工作包括以下方面 补充完善对大型商场营业期间客流量的统计资料 减小统计误差 提高统计的准确性 利用数学分析方法对测定的数据进行归纳 使提出的客流密度系数范围更具说服力 补充对建筑火灾事故中自动消防设施运行情况的