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随着城市化和城市现代化程度的提高,建筑物的结构和功能也越来越复杂,超防火规范和为防火规范的建筑物大量存在,火灾事故频发发生,建筑物火灾安全问题和性能化防火设计日益引起国内外学术界的关注。众多造成重大人员伤亡和财产损失的火灾案例表明,火灾时人的行为具有特殊的规律性。因此,对大型公共建筑物火灾时人员疏散行为规律的研究,将对人员在火灾时的疏散和建筑的防火设计等方面具有重要的意义。
一、火灾中人的行为模式及步行速度
建筑物火灾时,人员要采取避难行为。由于人长期的生活习惯和共同的生理特征,其采取的避难行为有一定的共同点。即所谓的一般行为特征。但事实上,火灾发生时,人员依据外界信息所采取的避难行为受到自身的知识水平,心理素质等因素的影响,具有一定的偏差,影响疏散的可靠性,因此可以建立火灾时人的行为模式。
从火灾是人的行为模式中可以看出,人员在火灾时疏散行为的安全性受到人员的认识能力、决策能力、疏散行为的能力以及对火灾燃烧产物的忍耐力等主要因素的影响。其中人员的疏散行动能力是研究的主要内容。一般来说,对于人员疏散行动能力的描述,主要可根据人员的个体步行速度、群集步行速度、群集流动系数等参数。在实际火灾中,人员的疏散步行速度不仅受到其所处的事故现场的空间环境物理条件(建筑物用途、结构、火灾状况、空间照明条件)的影响,还受到人员的性别、年龄、着装、荷重等影响。美国、日本等国已在这方面做了大量的研究,主要通过实测和现场观察的方法,建立了比较完善的数据库资料。而本文在研究过程中,经过一段时期的观测,通过大量翔实可靠的数据(见表1),比以此为基础,进行了系统的分析,得出关于人员疏散模式的规律。
二、火灾时人员的应急疏散行为规律
当建筑内发生火灾等重大事故时,人员的应急疏散行为属于群体行为,它涉及到群体流动问题。我们通常将一个连续进行的群体称为群集流。如在群体中取一个基准点E,则向E点流入的群集称为集结群集F1,自E点流出的群集称为流出群集F2。如果F1和F2人数相等,这时我们称它为定常流,此时流动稳定,不会出现混乱,当F1大于F2人数时,在基准点E就会有人员滞留,从而出现滞留群集,这时人员的步行速度就会因为群集密度的增加而减少,从而影响人员疏散出建筑物的时间。
三、疏散时间的划分
建筑物内发生火灾时,人员进行紧急疏散,疏散的时间根据不同情况可以分为三部分:
(一)火灾警报时间
火灾发生后,火灾探测系统发现火情,发出警报,或由人员发现火情,发出警报的时间。如果是由火灾探测系统发现火情,发出警报,这部分时间,可由火灾探测器的种类和性能而定。如果是有人员发现火情,时间可能会较长,由此也可以看出,在建筑物内安装火灾自动报警系统的重要性。
(二)疏散的反应时间
人员得到警报后开始疏散的反应时间,即疏散开始时间。这部分时间由于受疏散人员的心理、生理等因素的影响,具有很大的随机性。一般来说,疏散的反应时间取火灾房间30秒,非火灾房间60秒,非火灾层120秒的经验值。
(三)疏散行动时间
建筑物内从人员开始疏散至全部疏散到安全场所所用的时间。在建筑物性能化的防火设计中,往往假设疏散人员是井井有条的以一定的平均步速向出口移动,途中无相互超越和折返现象,疏散人群自始至终保持疏散初期的人员密度。但是实际情况中, 人群具有应急疏散的特殊变化。因此,应充分考虑疏散过程中群集密度的变化及滞留对疏散时间的影响。首先假设当距离出口最远的人到达出口前,疏散人群始终保持初期人员密度和步行速度不变,之后根据出口附近滞留人员密度分布情况,判定滞留人员从出口向外疏散的即时步行速度的变化。最终,根据出口附近任意时刻单位面积滞留人数、滞留持续时间、最终完成疏散的时间对建筑物的安全疏散性能做出评价。
四、结论
经研究表明,认得步行速度与诸多因素有密切关系。而众多造成重大人员伤亡和财产损失的火灾事故案例表明,火灾时人的行为呈现特殊的规律性。这种规律和特点直接影响到火灾时人员向外的安全疏散。因此,对于建筑物火灾时人员的疏散行为规律进行研究和分析,不仅对于组织人员应急疏散有重要的影响,同时对建筑物的性能化防火设计有及其重大的指导意义。
一、火灾中人的行为模式及步行速度
建筑物火灾时,人员要采取避难行为。由于人长期的生活习惯和共同的生理特征,其采取的避难行为有一定的共同点。即所谓的一般行为特征。但事实上,火灾发生时,人员依据外界信息所采取的避难行为受到自身的知识水平,心理素质等因素的影响,具有一定的偏差,影响疏散的可靠性,因此可以建立火灾时人的行为模式。
从火灾是人的行为模式中可以看出,人员在火灾时疏散行为的安全性受到人员的认识能力、决策能力、疏散行为的能力以及对火灾燃烧产物的忍耐力等主要因素的影响。其中人员的疏散行动能力是研究的主要内容。一般来说,对于人员疏散行动能力的描述,主要可根据人员的个体步行速度、群集步行速度、群集流动系数等参数。在实际火灾中,人员的疏散步行速度不仅受到其所处的事故现场的空间环境物理条件(建筑物用途、结构、火灾状况、空间照明条件)的影响,还受到人员的性别、年龄、着装、荷重等影响。美国、日本等国已在这方面做了大量的研究,主要通过实测和现场观察的方法,建立了比较完善的数据库资料。而本文在研究过程中,经过一段时期的观测,通过大量翔实可靠的数据(见表1),比以此为基础,进行了系统的分析,得出关于人员疏散模式的规律。
二、火灾时人员的应急疏散行为规律
当建筑内发生火灾等重大事故时,人员的应急疏散行为属于群体行为,它涉及到群体流动问题。我们通常将一个连续进行的群体称为群集流。如在群体中取一个基准点E,则向E点流入的群集称为集结群集F1,自E点流出的群集称为流出群集F2。如果F1和F2人数相等,这时我们称它为定常流,此时流动稳定,不会出现混乱,当F1大于F2人数时,在基准点E就会有人员滞留,从而出现滞留群集,这时人员的步行速度就会因为群集密度的增加而减少,从而影响人员疏散出建筑物的时间。
三、疏散时间的划分
建筑物内发生火灾时,人员进行紧急疏散,疏散的时间根据不同情况可以分为三部分:
(一)火灾警报时间
火灾发生后,火灾探测系统发现火情,发出警报,或由人员发现火情,发出警报的时间。如果是由火灾探测系统发现火情,发出警报,这部分时间,可由火灾探测器的种类和性能而定。如果是有人员发现火情,时间可能会较长,由此也可以看出,在建筑物内安装火灾自动报警系统的重要性。
(二)疏散的反应时间
人员得到警报后开始疏散的反应时间,即疏散开始时间。这部分时间由于受疏散人员的心理、生理等因素的影响,具有很大的随机性。一般来说,疏散的反应时间取火灾房间30秒,非火灾房间60秒,非火灾层120秒的经验值。
(三)疏散行动时间
建筑物内从人员开始疏散至全部疏散到安全场所所用的时间。在建筑物性能化的防火设计中,往往假设疏散人员是井井有条的以一定的平均步速向出口移动,途中无相互超越和折返现象,疏散人群自始至终保持疏散初期的人员密度。但是实际情况中, 人群具有应急疏散的特殊变化。因此,应充分考虑疏散过程中群集密度的变化及滞留对疏散时间的影响。首先假设当距离出口最远的人到达出口前,疏散人群始终保持初期人员密度和步行速度不变,之后根据出口附近滞留人员密度分布情况,判定滞留人员从出口向外疏散的即时步行速度的变化。最终,根据出口附近任意时刻单位面积滞留人数、滞留持续时间、最终完成疏散的时间对建筑物的安全疏散性能做出评价。
四、结论
经研究表明,认得步行速度与诸多因素有密切关系。而众多造成重大人员伤亡和财产损失的火灾事故案例表明,火灾时人的行为呈现特殊的规律性。这种规律和特点直接影响到火灾时人员向外的安全疏散。因此,对于建筑物火灾时人员的疏散行为规律进行研究和分析,不仅对于组织人员应急疏散有重要的影响,同时对建筑物的性能化防火设计有及其重大的指导意义。