浅析瞬时应对瞬时反应公共建筑防火逃生设计

更新时间:2024-01-19 作者:用户投稿原创标记本站原创
摘要:火的使用是人类最伟大的进步之一。过去、现在和将来,它对人类的进步和社会的发展都起着无法估量的巨大作用,对于火的理解和使用也是区分人与动物的最根本的区别。然而,由于人类自身的不慎和其它自然原因,火也会给社会生产和生活带来无法弥补的巨大损失。火灾是各种自然灾害中最危险、最常见、最具毁灭性的灾种之一。它既是自然现象,又是社会现象。
关键词:火灾;公共建筑;防火设计
火灾是指失去控制的火在其蔓延发展过程中给人类的生命财产造成损失的
一种灾害性的燃烧现象,属灾害学范畴。火灾堪称百害之首,它出现的频率之高,以及它对可燃物的敏感性和燃烧蔓延的快速性都是十分惊人的。人类自学会用火以来,从原始文明到农业、工业和知识文明时代,一直伴有火灾危害,特别自工业文明时代起,火灾发生频率逐渐增大,危害程度逐渐加重,造成了严重的人员伤亡、资源浪费、环境破坏和社会混乱,影响了可持续发展,而这些都已逐渐地引起人们对火灾事故深刻反思。
2. 国际背景
19世纪末期,西方国家工业化迅速发展,保险行业也逐渐兴起,开始出现一些研究机构对各种建筑材料的防火性能进行研究和实验,一些专门的机构和保险公司开始进行建筑物的火灾风险评估。随着各类超高、超大、设计新颖的建筑的出现和火灾风险评估的需要,各国相继成立了火灾安全行业协会,并制订了一系列标准文件。这些与火灾有关研究工作是现代火灾科学研究的起点。
火灾现象具有随机性和确定性的双重特点。其随机性是指火灾发生的起火原因及时间、地点等因素是不定的,受到各种因素的影响,遵循一定的统计规律;其确定性指在某一特定场合下发生的火灾,会按基本确定的规律发展蔓延,其燃烧过程与烟气流动过程皆遵循燃烧学、流体力学等物理和化学规律。
从二十世纪50年代以来;,许多国家成立了一些由国家出资或民间资助的火灾研究机构,比较著名的有:美国NIST公司属下的火灾研究机构、美国工厂联合公司研究所、美国酒烟和火器局火灾研究实验室、美国圣地亚国家实验室火灾科学与技术实验室、日本自治省消防厅消防研究所、日本建筑火灾研究实验室、德国火灾科学研究中心、英国的FRS、新西兰火灾科学与技术国家实验室、瑞典火灾科学技术实验室等,这些研究机构为火灾科学的发展做了大量的工作。
3.国内背景
随着经济和社会的快速发展,我国的火灾形势呈现出与西方发达国家类似的严重化趋势。建国初期,我国刚刚从战争时期转为经济恢复期,此间火灾损失相对较小,上世纪50年代的火灾直接财产损失平均每年不到6000万元。可是随着经济的恢复与发展,火灾形势也逐渐严重起来,60年代年均直接财产损失相对50年代翻了1番,70年代又翻了1番,到80年代年均直接财产损失已达3.6亿元为50年代的6倍。进入90年代,随着国民经济的快速发展,我国的火灾形势也到达了严重时期,年均直接财产损失为11.6亿元,是50年代火灾损失的近20倍(见图1-1)。
特别是近十年,我国城乡平均每年发生火灾21万余起,致2300多人死亡,
3100多人受伤,造成直接财产损失13亿多元,约占国民生产总值的0.2‰。更
为严重的是接连发生一次死亡几十人、上百人甚至几百人的恶性火灾事故,给人民生命财产造成了极为严重的损失(见图1-2和表1-1)。根据世界火灾统计中心及欧洲共同体的研究,如果火灾直接损失占国民生产总值的0.2‰左右,则整个火灾的损失将占国民生产总值的1‰,可见火灾使人类付出了巨大的代价。
4.中日火灾规范对比及公共建筑火灾的特点
4.1中日规范对比
4.1.不同点:
日本是以《建筑基本法》为基础编制一系列抗震、防火的的明细规范;中国是在《抗震减灾法》基础上编制抗震规范,在《防火减灾法》基础上编制 防火规范,不仅作为依据同时作为施工指导。
4.2相同点:
两者都是处方式规范
传统的建筑防火设计方法称为规格式设计方法,又称“处方式”防火设计。“处方式”设计依据的是国家现行的防火设计规范,采取的是“照方抓药”的设计方法。“处方式”规范是对已经取得的火灾机理研究成果和建筑防火的成功经验以及火灾事故的教训的科学总结,对于一般的普通建筑(规范适用范围内)的防火设计具有较强的科学性、指导性和可靠性。“处方式”规范详细规定了各类建筑防火设计必须满足的各种参数指标,设计人员只需根据建筑物的类别、规模和功能,从规范中直接选定设计参数和指标即可,因此设计方法比较简单,成本较低,对设计人员要求也不高。但是这种方法也有一定的局限性,它不能很好地满足新材料、新技术、新工艺在建筑中的合理使用;由于采用千篇一律的规格规定和设计方法,会在一定程度上限制建筑师的设计自由度和艺术创造,乃至影响建筑物的一部分使用功能;由于缺乏必要的评估和分析手段,有时会造成建筑达不到必要的消防安全水平或安全度过高而造成不必要的浪费;而对于大量复杂特殊建筑超规范的防火设计问题则束手无策。
火灾科学和火灾模化技术的飞速发展使得一门新兴学科——消防安全工程
学得到迅速发展;经济建设和城市建设的迅速发展,大尺度公共建筑越来越多,
带来了大量传统防火设计方法无法解决的难题,又催生了一种以消防安全工程学为基础的新的建筑防火技术——性能化防火设计方法。
由于性能化防火设计方法具有非常强大的技术优势,已成为当前建筑防火领域最先进的技术之

一、是人们关注的最前沿、最活跃的研究领域

5.人员疏散策略
建筑物发生火灾时,人员疏散过程可分解为三个阶段:察觉火灾、决策反应和疏散行动。实际需要的疏散时间取决于火灾探测报警的敏感性和准确性,察觉火灾后人员的决策反应,以及决定开始疏散行动后人员的疏散能力等。一旦发生火灾,建筑物内人员的安全疏散必须保证满足以下两个要求:1、要保证建筑物内所有人员在可利用的安全疏散时间内,均能到达安全的避难场所;2、疏散过程中不会由于长时间的高密度人员滞留和通道堵塞等引起群集事故发生。
概括来说,影响人员安全疏散的因素有:1、疏散通道,它包括疏散走廊、
疏散楼梯、安全出口、疏散通道内的群集流动现象,以及疏散通道内的群集流量系数等,因此可以用这些相关参数来描述疏散通道因子;2、人员状态,它包括对建筑物的熟悉程度,人员警惕性和活动能力、人员密度和素质特征等,因此它是一个可以根据建筑物类型通过统计研究和随机分析来获得的函数;3、火灾烟气,它主要由烟气的毒害性、减光性以及所造成的恐怖性组成。同时,关于人员疏散问题,还应该设计其中的分析参数,也就是输入参数问题,总的来说有下列几个重要参数:疏散人数的确定、人员的行走速度、人员的流量系数、通道的有效宽度。通过这些输入参数,再把人员安全疏散的因素作为函数的控制因子,就可以得到所需要的人员安全疏散策略。
研究人员根据这些相关因素,开发了许多人员疏散分析模型。对于疏散问题的分析,一般先采用网络流模型,它可以处理大量人员的疏散问题。这些模型对初步设计非常有用,可以指出会对疏散产生负面影响的潜在的瓶颈,但是它们不能够用来预测单个人员可能遇到的情况,因为它们把人员作为水管中的水来看待,而不是作为个体看待。所以,他们不能用来衡量火灾对在建筑中移动的单个人员的影响。这些模型可以用来计算优化的疏散时间,因为它们以最高效率移动人员。如果这样一个模型预测人员不能在不安全条件产生前离开,则现实生活中的疏散似乎不会更短,那么就应该对现行设计进行更改。行为模型是最复杂的,它要处理与移动和行为都相关的许多变量。如果这些模型模拟行为时所作的假设是基于现实生活而不是基于简化,所增加的复杂性使模型开发时需要数量极其巨大的数据。对于火灾中人员行为的各个部分,模型的用户也需要具备更加全面的理解,以便在提供的选项中选择合适的项目。
已经开发投入使用的疏散模型较多,至今仍然在不断发展,对于这个问题,建议应该根据大尺度空间的具体结构布局和使用功能,来划分不同的功能区,在每个功能区中应用较简单的模型进行估算(作为一个单元模块来处理),然后对于通道内、出口处源于:论文怎么写www.808so.com
再应用较复杂的模型进行分析模拟,根据分析的结果找出出现问题的局部环节,有针对性地处理相应的模块。

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