大型超市火災(zāi)應(yīng)急疏散的研究

1、大型超市火災(zāi)應(yīng)急疏散的研究余明均季經(jīng)緯陳金林摘要:本文采用疏散模擬軟件對(duì)徐州某超市火災(zāi)場(chǎng)景下的人員疏散進(jìn)展了模擬,分析了各疏散樓梯、平安出口的布置、疏散標(biāo)志、人員行為等因素對(duì)人員疏散時(shí)間的影響,并對(duì)此超市的疏散提出了一些建議。關(guān)鍵詞:超市;人的行為;平安疏散1、引言隨著我國(guó)經(jīng)濟(jì)的開展,城市中各類大型超市越來(lái)越多,而這些超市營(yíng)業(yè)面積大,火災(zāi)荷載大,電氣設(shè)備多,用火用氣現(xiàn)象也普遍存在,容易引發(fā)火災(zāi)事故,而且一旦發(fā)生火災(zāi)事故,由于建筑空間大、人員較多、平安出口不易發(fā)現(xiàn)等因素的存在,人員疏散和火災(zāi)撲救難度大,將會(huì)造成重大的人員傷亡和財(cái)產(chǎn)損失。如沈陽(yáng)商城特大火災(zāi)。我國(guó)的商店建筑設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)、建筑設(shè)計(jì)防火標(biāo)準(zhǔn)

2、對(duì)平安出口和疏散樓梯數(shù)量、寬度、間隔 等都有明確的規(guī)定,但是現(xiàn)行標(biāo)準(zhǔn)缺少與之配套的性能指標(biāo)。所以采用計(jì)算機(jī)模擬來(lái)研究平安出口和疏散樓梯布置、人的行為等對(duì)疏散的影響,為應(yīng)急疏散提供相關(guān)建議,具有重要意義。2、超市根本情況本超市采用鋼筋混凝土構(gòu)造,共三層,建筑高度為20.9米,一層建筑面積為73502,北部主要經(jīng)營(yíng)衣服、鞋帽、化裝品,南部為貨物儲(chǔ)藏室、員工工作區(qū),東部為電玩和美食加工區(qū),二層建筑面積為72502,主要經(jīng)營(yíng)食品、煙酒,東側(cè)為熟食加工和貨物存放區(qū),三層建筑面積為72502,主要經(jīng)營(yíng)生活用品、家用電器。此建筑共有13座樓梯,均為封閉樓梯間,其中樓梯2和3、4和5、6和7、8和9、10和1

3、1為剪刀樓梯布置,各樓梯寬度均為1.5米。其二層建筑樓梯分布為:西側(cè)共六部疏散樓梯,中間設(shè)有四部剪刀樓梯,兩側(cè)設(shè)有一部疏散樓梯;東側(cè)設(shè)有六部疏散樓梯,樓梯形式均為剪刀樓梯,南側(cè)中間部位設(shè)有一部疏散樓梯。3、人員疏散模擬3.1buildingEXDUS疏散模擬軟件buildingEXDUS是一種細(xì)網(wǎng)格行為疏散模擬軟件。與其他疏散模擬軟件相比,它綜合考慮了建筑構(gòu)造、人員行為、火災(zāi)之間的互相關(guān)系,可以比擬真實(shí)的模擬火災(zāi)應(yīng)急情況下人員和場(chǎng)景的假設(shè)干屬性和行為,追蹤疏散過程,可以用于評(píng)價(jià)建筑設(shè)計(jì)是否符合標(biāo)準(zhǔn)要求,分析各種建筑構(gòu)造的人員疏散性能以及各種建筑構(gòu)造中的人群挪動(dòng)效率。而且,通過模擬可以對(duì)改良建筑

4、設(shè)計(jì)和疏散程序提出建議。3.2人員數(shù)量及行為特性確定由于此大廈根本情況與張樹平等人調(diào)查的西安民生百貨大樓根本一樣,根據(jù)其調(diào)查結(jié)果,采用周日各層人員最多時(shí)刻每平方米的人數(shù)乘以此超市各層實(shí)際面積得到各層人數(shù)。即考慮周六周日各層人數(shù)最多,最不利情況。西安民生百貨各層面積,周日調(diào)查所得人員最多時(shí)刻人數(shù)為別為一層54202,1043人,二層60072,2115人,三層61622,1657人。此超市一層73502計(jì)算得此大廈一層疏散為1414人,取1450人,二層為2552人,取2550人,三層為1970人,取2000人。buildingEXDUS將建筑劃分為0.50.5的網(wǎng)格,人員可以從一個(gè)網(wǎng)格向鄰近的

5、網(wǎng)格挪動(dòng)。人員挪動(dòng)速度分設(shè)為自由挪動(dòng)、受限挪動(dòng)、上樓和下樓四種。人員年齡設(shè)為三個(gè)年齡段,每個(gè)年齡段均設(shè)男女兩個(gè)性別,年齡段為小于30歲,大于30歲小于50歲,大于50歲。其自由行走、受限行走、上樓、下樓的速度如下所述,小于30歲的男性,速度分別為1.5/s、0.91.5/s、1.01/s、0.67/s;小于30歲的女性速度分別為1.4/s、0.91.4/s、0.755/s、0.635/s;大于30歲小于50歲的男性速度分別為1.35/s、0.91.35/s、0.86/s、0.63/s;大于30歲小于50歲的女性速度分別為1.2/s、0.91.2/s、0.665/s、0.59/s;大于50歲的男

6、性速度分別為1.15/s、0.91.15/s、0.67/s、0.51/s,大于50歲的女性速度分別為1.1/s、0.91.1/s、0.595/s、0.485/s。詳細(xì)設(shè)置引入Fruin2統(tǒng)計(jì)的數(shù)據(jù)如下所述。3.3疏散方案設(shè)計(jì)首先考慮在無(wú)火災(zāi)情況,人員以最短途徑疏散的情況,觀察各樓梯及平安出口的使用情況。模擬得到,三層清空所需時(shí)間為661秒,二層清空所需時(shí)間為1564秒,一層清空所需時(shí)間為2022秒。原一層人員疏散至平安地點(diǎn)所用時(shí)間為156秒,不到三分鐘,人員疏散平安,因此主要考慮2層和3層人員疏散。利用上述設(shè)置的速度進(jìn)展模擬,注意到樓梯為整個(gè)疏散過程中的瓶頸,且各樓梯利用很不平衡。樓梯1、2、

7、3、4、5、6人員疏散人數(shù)較多,堵塞嚴(yán)重,而樓梯7、8、10、11、12疏散人數(shù)相對(duì)少很多,樓梯9處疏散道路復(fù)雜,堵塞也很嚴(yán)重。為了使樓梯使用更平衡,采取三種方案改善疏散。方案一,調(diào)整建筑構(gòu)造。挪動(dòng)樓梯9、10、11、12前面的柜臺(tái),流出適當(dāng)?shù)目臻g直通樓梯間,縮短疏散間隔 。樓梯1和樓梯13之間增開一門,將樓梯1的局部人員引入樓梯13。方案二,消防指示標(biāo)志引導(dǎo)。消防指示標(biāo)志一般根據(jù)最短疏散間隔 設(shè)定,這種傳統(tǒng)的設(shè)置方法能縮短人員從開場(chǎng)疏散到樓梯口處的間隔 ,但當(dāng)同時(shí)選擇同一出口的人過多時(shí),卻延長(zhǎng)了等待排隊(duì)的時(shí)間。所以,在適當(dāng)位置設(shè)置消防指示標(biāo)志,使一局部人員引導(dǎo)至較遠(yuǎn)的出口也能起到縮短疏散時(shí)間

8、的作用。方案三,人員引導(dǎo)。可通過超市工作人員疏散指導(dǎo),調(diào)整局部人員道路調(diào)整。3.4結(jié)果分析模擬方案設(shè)為五種,分別為不采取方案、方案一、方案二、方案三及三種方案組合。各種場(chǎng)景下模擬后各疏散樓梯疏散的人員數(shù)及所用時(shí)間如下所述,不采取方案疏散人員分別為556、851、650、455、283、455、341、225、820、502、221、340、301,所用時(shí)間為2022秒;方案一疏散人員分別為480、746、649、450、235、450、242、338、600、620、392、398、400,所用時(shí)間為1908秒;方案二疏散人員分別為420、563、557、478、420、400、450、400

9、、622、500、400、398、392,所用時(shí)間為1600秒;方案三疏散人員分別為418、560、550、462、400、450、428、410、600、500、402、398、422,所用時(shí)間為1606秒;三種方案組合疏散人員分別為451、528、552、499、450、400、430、401、502、508、441、436、402,所用時(shí)間為1230秒。由以上結(jié)果可以看處,在不采取任何措施時(shí),各樓梯使用很不平衡,樓梯2使用人數(shù)有800多,而樓梯11還不到250人。這主要因?yàn)闃翘?1和12被貨架擋住,疏散間隔 特別長(zhǎng),且不易被人認(rèn)識(shí)。方案一,對(duì)貨架進(jìn)展調(diào)整后,樓梯9、10、11及12利用大

10、為進(jìn)步,但樓梯7、8位于角落,疏散間隔 還是較長(zhǎng),沒有得到改善。單獨(dú)采取此方案效果不是很好。方案二和方案三得到的結(jié)果大致一樣。這是因?yàn)槭枭⒅甘緲?biāo)志,平安出口標(biāo)志其作用也是引導(dǎo)人流疏散。而組織人員疏散也是更好的引導(dǎo)人流。在組合3種方案時(shí),疏散時(shí)間明顯減少,這時(shí)每個(gè)樓梯疏散人數(shù)都處在四五百左右,而通過調(diào)整貨架疏散間隔 又大為減少,得到了料想的結(jié)果。4、結(jié)論超市中樓梯、平安出口是整個(gè)疏散過程的瓶頸,其布置對(duì)疏散影響很大應(yīng)盡量均勻布置,使其利用平衡。在無(wú)法改變樓梯、出口的布置時(shí),合理布置消防指示標(biāo)志能使疏散大為改善。但此時(shí)其布置不是簡(jiǎn)單的采用就近原那么,有時(shí)要適量的偏移,調(diào)整每個(gè)樓梯的使用人數(shù)。超市工作人員適當(dāng)?shù)闹笓]疏散也能起到同樣的效果,這就需要做好疏散預(yù)案,采用軟件不斷調(diào)整方案尋求最優(yōu)疏散道路就是一種很好的方法。