大型商場火災(zāi)時人員疏散

大型商場火災(zāi)時人員疏散問題研究摘要：近年的事故統(tǒng)計結(jié)果表明，大型商場由于人員密集、可燃物多等特點，火災(zāi)發(fā)生后若建筑物內(nèi)部人員不能及時有效的疏散，后果較為嚴(yán)重。因此，大型商場火災(zāi)時人員疏散問題的研究，對于減少火災(zāi)發(fā)生時的人員傷亡和財產(chǎn)損失具有重要意義。本文以沈陽某大型商場為對象，利用BuildingExodus軟件對其內(nèi)部客流密度、疏散門設(shè)計、樓層等引起的人員疏散時間問題進(jìn)行了研究。關(guān)鍵詞：大型商場火災(zāi)人員疏散時間StudyofpopulationevacuationintheshoppingmallAbstract:Accordingtoaccidentreportsinrecentyears,theaccidentconsequentduringthefireofalargeshoppingmallisverygreatbecauseofitscharacteristics,suchasdensepopulation,morecombustiblematerialsandsoon.Therefore,itisinteresttostudytheevacuationtimeduringthefireofalargeshoppingmallinordertoreducelossoftheaccident.Accordingtovariouspopulationdensity,flooranddoor,theevacuationtimeduringthefireofonecertainshoppingmallinShenyang,willbestudiedwithBuildingExodussoftware.Keywords:shoppingmall,fire,populationevacuation.time1引言商場為人流密集的公眾聚集場所，由于空間跨度較大，上下連通，火蔓延較快，容易造成大面積立體燃燒，如不能安全、迅速地疏散室內(nèi)人員,必將導(dǎo)致較大的人員傷亡和財產(chǎn)損失。因此對大型商場火災(zāi)時人員疏散時間進(jìn)行研究尤為重要。本文以沈陽某商場為研究對象，通過現(xiàn)場調(diào)研利用BuildingExodus對由于客流密度、疏散門、樓層等因素引起的安全疏散時間的變化進(jìn)行研究，從而為大型商場的消防設(shè)計、日常安全管理及緊急情況下的人員疏散提供參考。2大型商場火災(zāi)時人員疏散模擬2.1人員疏散模型BuildingExodus模型為模擬人員疏散的精細(xì)網(wǎng)格模型，由格林尼治大學(xué)（theUniversityofGreenwith）計算與數(shù)學(xué)研究院的Galea等人開發(fā)。模型針對大型空間及大量人群逃生設(shè)計，適用于模擬大型超級市場、醫(yī)院、電影院、危險建筑物、學(xué)校等場所?？奢斎敫鞣N人員行為特征（如逃生人員生理、心理、行為屬性），及火災(zāi)危險特性（如濃煙、溫度、毒氣危害屬性）等逃生影響參數(shù)進(jìn)行模擬，以展現(xiàn)更符合實際情況的較佳化人員逃生模擬結(jié)果［11BuildingExodus綜合考慮了人與人、人與火及人與結(jié)構(gòu)間的關(guān)系。因此，每個人的行為和運(yùn)動都由一套啟發(fā)式的論據(jù)或規(guī)則來確定。為方便使用，這些規(guī)則被分為5種相互作用的

子模型，即人員、運(yùn)動、行為、毒性及危險子模型2］。這些模型在一定空間內(nèi)隨幾何環(huán)境的變化而變化，尤其考慮了“非適應(yīng)性”人群在疏散中的過程狀態(tài)［3］。2.2人員荷載選取及現(xiàn)場情況考慮到商場內(nèi)人員的復(fù)雜性，對該建筑物進(jìn)行模擬時設(shè)定了6組人群，每種人群所占的比例是根據(jù)實際情況隨機(jī)確定，具體人群組成及特性如表1所示囹。在多次反復(fù)的模擬中，模擬結(jié)果最后趨向一個定值，因此，在本次研究中所得出的疏散時間為多次模擬結(jié)果的平均值。表1Exodus模擬的人群組成及特性人群性別年齡（歲）體重（kg）身高（m）速度(m/s)可移動性1男6?1020?801.0?1.20.6?0.90.72女10?1320?401.2?1.50.8?1.20.93男13?2030?501.3?1.60.9?1.251.04女20?3050?601.5?1.71.0?1.31.05男30?5050?801.6?1.90.9?1.21.06女50?7050?601.5?1.70.6?0.80.8根據(jù)現(xiàn)場考察，所研究商場各層的通道布置如表2所示，同時以2007年4月4日人員分布情況（以第二層為例）所建立的模擬圖景如圖1所示。表2商場內(nèi)各層人數(shù)及出口層數(shù)

第一層

第二層

第三層第四層第五層人數(shù)/人500500400400500出口個數(shù)/個57555出口總寬度/m1014101010經(jīng)營物品電腦耗材（地下1層數(shù)

第一層

第二層

第三層第四層第五層人數(shù)/人500500400400500出口個數(shù)/個57555出口總寬度/m1014101010經(jīng)營物品電腦耗材（地下1層臺式機(jī)和筆記本電腦配件和MP3等電腦配件和耗材~電腦軟件和小吃店圖2RSET與各層疏散門開啟個數(shù)的關(guān)系圖1商場人員分布模擬界面圖（2nd層）圖3RSET與人員疏散流率之間的關(guān)系（地上一層5個疏散門同時開啟）圖4RSET與人員疏散流率之間的關(guān)系（地上一層4個疏散門同時開啟）300-O溟卷■?▲▼?圖5RSET與人員疏散流率之間的關(guān)系圖6不同樓層發(fā)生火災(zāi)時安全裕度（地上一層3個疏散門同時開啟）2.3計算模擬2.3.1有效疏散門個數(shù)對疏散時間的影響根據(jù)圖1所建立的總平面模型，每次模擬時都通過減少一個可用來通行的門（鎖著的防火安全門默認(rèn)為緊急狀態(tài)打開）來進(jìn)行，得出人員疏散時間和各層有效疏散門之間的關(guān)系如圖2所示，從圖中曲線可以看出，安全疏散門開啟情況對于疏散時間有著非常重要的影響。地下一層和地上二層的疏散時間與疏散門的情況較為相似，因為兩者相對于地上一層而言呈對稱布置。除地下一層外，隨著層數(shù)的增加，疏散門的開啟情況對疏散時間的影響越大，對于同一層而言，疏散門關(guān)閉情況對疏散時間的影響大致呈指數(shù)規(guī)律增加。另外，從地上一層人員的疏散流率上可以看出，疏散門開啟的越多，人員疏散的流率越大，疏散所需的時間越短，但達(dá)到最大疏散流率所需的時間基本一致。2.3.2火災(zāi)發(fā)生地點對疏散時間的影響在所有的場景設(shè)定中，火源位置相同，默認(rèn)為中心位置?；馂?zāi)所產(chǎn)生的有毒氣體默認(rèn)為對人員的疏散速度影響忽略不計，火源不會擴(kuò)散疏散門和自動扶梯附近，但由于自動扶梯會在火災(zāi)發(fā)生一段時間后斷電停止運(yùn)行，但此時自動扶梯仍可作為疏散通道使用?；馂?zāi)中確保人員安全疏散的條件：ASETNRSET，二者之間的差越大，其安全性越好丘們。因此利用安全裕度（Ts=ASET-REST）可對各個樓層的安全性進(jìn)行評價。不同樓層發(fā)生火災(zāi)時（1層從地下一層算起），各樓層疏散時的安全裕度如圖6所示，從圖中可以看出，第五層（地上四層）和第二層（地上一層）發(fā)生著火時，第五層的安全裕度均小于零，因此第五層火災(zāi)疏散時潛在的危險性最大，第四層（地上三層）發(fā)生著火時該層的安全裕度也小于零，其火災(zāi)疏散時潛在的危險性次之。2.3.3載客量對疏散時間的影響

節(jié)假日或雙休日時，商場里的人員數(shù)量往往是平時的2?3倍，人員增多后發(fā)生火災(zāi)的幾率增大，并且也不利于發(fā)生火災(zāi)時的人群疏散。比較圖7和圖8可以看出，當(dāng)每層1000人時疏散時間為118s，這比1層平常400人左右的疏散時間65s多了近1倍的時間。從圖9可以看出火災(zāi)發(fā)生后20s還沒有出現(xiàn)人員涌堵情況，然而當(dāng)火災(zāi)發(fā)生25s后人群在安全通道附近的擁擠情況開始出現(xiàn)，此時人員疏散流率基本保持在60人/秒，直到火災(zāi)發(fā)生后55秒，擁擠情況開始有所緩解。具體過程如圖10、11、12所示，因此，在節(jié)假日或雙休日等特殊時期，限制客流量對于商場的火災(zāi)疏散尤為重要。2)海Ywg-J圖10火災(zāi)發(fā)生后20s的人流變化圖9每層1000人時疏散流率圖11火災(zāi)發(fā)生后40s的人流變化3.結(jié)論圖2)海Ywg-J圖10火災(zāi)發(fā)生后20s的人流變化圖9每層1000人時疏散流率圖11火災(zāi)發(fā)生后40s的人流變化3.結(jié)論圖12火災(zāi)發(fā)生后60s的人流變化°020406080疏散時間(s)°020406080疏散時間（S）100120圖7每層1000人時疏散時間圖8每層400人時疏散時間綜上所述，本文以某大型商場的具體實例，根據(jù)BuildingExodus的具體模擬結(jié)果，得出如下結(jié)論：（1）除地下層外，隨著層數(shù)的增加，所在層疏散門的開啟情況對疏散時間的影響越大;同時，對于同一層而言，疏散門關(guān)閉數(shù)量對疏散時間的影響大致呈指數(shù)規(guī)律增加；（2）除地下層外，地上各層疏散門開啟的越多，人員疏散的流率越大，疏散所需的時間也就越短，但達(dá)到最大疏散流率所需的時間基本相同；（3）地下層與地上層的疏散情況基本以地上一層為軸對稱分布，即地下一層與地上層相當(dāng)；利用各層火災(zāi)疏散時的安全裕度可以定性的評價各層疏散的性能；大型商場載客量對其安全疏散時間影響較大，并容易出現(xiàn)疏散時的擁塞現(xiàn)象，因此在特殊時期根據(jù)大型商場的客流承載能力限制客流量具有重要意義。參考文獻(xiàn)鐘茂華等城市軌道交通系統(tǒng)火災(zāi)時人員疏散問題研究[J].2006(沈陽)國際安全科學(xué)與技術(shù)學(xué)術(shù)研討會論文集.遼寧科學(xué)技術(shù)出版社.ISBN7-5381-4821-3：535-541李志憲等.建筑火災(zāi)風(fēng)險評價技術(shù)初探[J].中國安全科學(xué)學(xué)報，2002,12(2)：30?34.SshieldsTJ.Fir