论文部分内容阅读
[摘要]长期以来，地下大型商场的安全疏散问题一直困绕着建筑师。本文从国家现行规范着手分析，为地下大型商场安全疏散的计算提供科學合理的理论依据。
[关键词]地下商场；安全出口；疏散宽度；疏散时间
随着我国经济建设的迅猛发展和城市人口的不断增加，不少城市将一些重要的公共建筑设于地下，尤以商场居多。地下商场人员安全疏散，必须考虑发生火灾时，安全出口、疏散宽度、疏散距离、安全疏散时间等要素。因此，如何有效预防地下商场火灾的发生，已成为摆在当代消防工程技术人员面前的一个重要课题。
1 安全疏散
地下空间由于其特殊性，其功能越来越复杂，其火灾危险性也越来越大。在同样品种同等数量的可燃物燃烧时，地下建筑火灾要比地面建筑火灾扑救困难多，耗时也长。一旦发生火灾，被困火场的人逃生也会遇到更多的困难。因此，地下空间建筑的安全疏散的设计也有特殊规定。
1.1 疏散宽度的计算
目前，对大型商店建筑疏散宽度的计算依据是《建规》和《商店建筑设计规范》（JGJ48-88）（以下简称《商规》）以及人《人民防空工程设计防火规范》（GB50098-98）。《建规》条文如下：
商店的疏散人数应按每层营业厅建筑面积乘以面积折算值和疏散人数换算系数计算。地上商店的面积折算值宜为50%～70%，地下商店的面积折算值不应小于70%。
依据《建筑》5.3.17.5条，我们可以得出如下计算公式：
B（m）=S'（m2）×K2×b（m/100人）×a（人/m2）
式中：B为商店营业厅疏散总宽度（m）
S'为每层营业厅的建筑面积（m2）
K2为面积折算值（常量）0.7
b为疏散宽度百人指标（m/100人）地下与地平高差10m以内不小于0.75（m/100人），高差10m以上，不小于1（m/100人）。
a为疏散人数换算系数（人/m2）地下二层0.80（人/m2），地下一层0.85（人/m2），地上一二层0.80（人/m2），地上三层0.77（人/m2），地上四层0.60（人/m2）。
很显然，式中K、b、a三个数可以从条文中查到，但Sˊ怎样确定。
1.1.1 营业厅建筑面积的确定
依据《建规》5.3.17.5条的条文说明，“营业厅的建筑面积”包括营业厅内展示货架、柜台、走道等顾客参与购物的场所，以及营业厅内的卫生间、楼梯间、自动扶梯等的建筑面积，对于采用防火分隔措施分隔开且疏散时无需进入营业厅内的仓储、设备房、工具间、办公室等可不计入该建筑面积内。
在建筑设计中，往往在设计阶段还没有商店的平面布置，因此不能准确的得到营业厅的建筑面积。但可以参照《商规》进行估算。根据以上各条文，我们可以得出营业厅建筑面积=营业面积+（辅助面积-办公部分面积）。而办公面积=3～3.5/15×营业面积=1/5营业面积（取小值）。
1.1.2 疏散宽度的计算公式
B=S（m2）×K1×K2×b（m/100人）×a（人/m2）
式中：S为商店建筑每层的总建筑面积（m2）
K1为营业厅建筑面积占总建筑面积的百分比（常量）
1.2 疏散时间
地下商场发生火灾时，由于出口少，密闭性好，通风条件差，浓烟扩散快， 不易消散，可燃物产生大量的烟雾，将从起火部位以每秒1米的速度向四周对流扩散，直到充满整个空间。这时空间中烟气呈现聚积不散的状态。能见距离往往只有2 - 5 米，参见表1。不熟悉地理情况的人，要找到安全出口是相当困难的。当地下建筑物内一氧化碳的含量达到0.5 % ，火灾温度超过43.3 ℃，或空气中氧含量低于14 - 18 %时，均可使人致命。
火灾时人员疏散的速度小于烟流的速度。人水平疏散的速度正常条件下为1.0 - 1.2 米/ 秒；烟水平流动的速度为0.5 - 1.5 米/秒；人上楼梯的速度最快为0.6米/ 秒，而烟向上流动的速度为水平方向的3 - 5 倍。当商场发生火灾时， 人群的密集程度不同， 疏散速度也不同。密集的人群，由于互相拥挤， 疏散速度大大减低。水平疏散速度，人员密集时， 按22 米/分计算；垂直疏散速度，人员密集时，上楼梯的疏散速度按15米/ 分计算。
计算地下商场疏散时间，可将整个疏散路程分段进行。
1.2.1 疏散时间的计算
第一段为商场营业厅的疏散时间，可按下列算式计算：
T1 = max﹛t1 / v1﹜
式中： t1 ———营业厅内最远到门口的距离， 米；
v1 ———人流疏散速度， 米/ 分钟。
第二阶段为由地下营业厅出口至地面出入口的一段走道的疏散时间，可按下式计算：
T2 = L2 / V2
式中： T2 ———为通过走道的疏散时间；
L2 ———走道长度，若为楼梯状，可按楼梯在水平面上投影长度的1.5 倍计算；
V2 ———人员在走道上的通行速度，按15 米/ 分计算
总疏散时间T 计为各段疏散时间的总和，应小于或等于规定的允许疏散时间T允。算式是：
T1+ T2〈T允
上述极限数值是研究地下火场安全疏散不可忽略的因素，而火灾使建筑的吊顶构件塌落的时间更为重要。地下建筑物的耐火等级为一级，但其吊顶是A 级（15 分钟） 。再加上商场大量的可燃物品，在这段时间内如果人员疏散不出去， 就有可能因吊顶烧毁塌落和燃烧产生大量毒气，火势蔓延扩大而造成伤亡。因此，参照实验测定的时间极限，同时考虑人们发现火灾的早晚等各种因素， 确定地下商场安全疏散允许的时间是3 分钟。
2 结束语
在地下商场的消防设计中，应重点计算安全出口宽度、合理布置安全出口、缩短疏散距离。另外，自动灭火系统和排烟系统是控制火灾蔓延、烟气流动的关键，为人员安全疏散争取时间的关键，设计人员在进行地下商场消防设计时，应充分考虑消防设施的设计，以保证火灾时建筑内人员能够安全疏散。
参考文献
[1] GB 50016-2006，建筑设计防火规范[S].
[2] JGJ48-88，商店建筑设计规范[S].
[3] GB50098-98，人民防空工程设计防火规范[S].
[4] 郑志军，张智财，孙树喜，等.浅谈探索石油化工火灾扑救的新途径、新方法[J].广州化工，2012，40（4）：129-133.
[5] 郑志军.讨论防火分隔对消防安全的影响[J].城市建设理论研究，2014，4，（15）：96.
[关键词]地下商场；安全出口；疏散宽度；疏散时间
随着我国经济建设的迅猛发展和城市人口的不断增加，不少城市将一些重要的公共建筑设于地下，尤以商场居多。地下商场人员安全疏散，必须考虑发生火灾时，安全出口、疏散宽度、疏散距离、安全疏散时间等要素。因此，如何有效预防地下商场火灾的发生，已成为摆在当代消防工程技术人员面前的一个重要课题。
1 安全疏散
地下空间由于其特殊性，其功能越来越复杂，其火灾危险性也越来越大。在同样品种同等数量的可燃物燃烧时，地下建筑火灾要比地面建筑火灾扑救困难多，耗时也长。一旦发生火灾，被困火场的人逃生也会遇到更多的困难。因此，地下空间建筑的安全疏散的设计也有特殊规定。
1.1 疏散宽度的计算
目前，对大型商店建筑疏散宽度的计算依据是《建规》和《商店建筑设计规范》（JGJ48-88）（以下简称《商规》）以及人《人民防空工程设计防火规范》（GB50098-98）。《建规》条文如下：
商店的疏散人数应按每层营业厅建筑面积乘以面积折算值和疏散人数换算系数计算。地上商店的面积折算值宜为50%～70%，地下商店的面积折算值不应小于70%。
依据《建筑》5.3.17.5条，我们可以得出如下计算公式：
B（m）=S'（m2）×K2×b（m/100人）×a（人/m2）
式中：B为商店营业厅疏散总宽度（m）
S'为每层营业厅的建筑面积（m2）
K2为面积折算值（常量）0.7
b为疏散宽度百人指标（m/100人）地下与地平高差10m以内不小于0.75（m/100人），高差10m以上，不小于1（m/100人）。
a为疏散人数换算系数（人/m2）地下二层0.80（人/m2），地下一层0.85（人/m2），地上一二层0.80（人/m2），地上三层0.77（人/m2），地上四层0.60（人/m2）。
很显然，式中K、b、a三个数可以从条文中查到，但Sˊ怎样确定。
1.1.1 营业厅建筑面积的确定
依据《建规》5.3.17.5条的条文说明，“营业厅的建筑面积”包括营业厅内展示货架、柜台、走道等顾客参与购物的场所，以及营业厅内的卫生间、楼梯间、自动扶梯等的建筑面积，对于采用防火分隔措施分隔开且疏散时无需进入营业厅内的仓储、设备房、工具间、办公室等可不计入该建筑面积内。
在建筑设计中，往往在设计阶段还没有商店的平面布置，因此不能准确的得到营业厅的建筑面积。但可以参照《商规》进行估算。根据以上各条文，我们可以得出营业厅建筑面积=营业面积+（辅助面积-办公部分面积）。而办公面积=3～3.5/15×营业面积=1/5营业面积（取小值）。
1.1.2 疏散宽度的计算公式
B=S（m2）×K1×K2×b（m/100人）×a（人/m2）
式中：S为商店建筑每层的总建筑面积（m2）
K1为营业厅建筑面积占总建筑面积的百分比（常量）
1.2 疏散时间
地下商场发生火灾时，由于出口少，密闭性好，通风条件差，浓烟扩散快， 不易消散，可燃物产生大量的烟雾，将从起火部位以每秒1米的速度向四周对流扩散，直到充满整个空间。这时空间中烟气呈现聚积不散的状态。能见距离往往只有2 - 5 米，参见表1。不熟悉地理情况的人，要找到安全出口是相当困难的。当地下建筑物内一氧化碳的含量达到0.5 % ，火灾温度超过43.3 ℃，或空气中氧含量低于14 - 18 %时，均可使人致命。
火灾时人员疏散的速度小于烟流的速度。人水平疏散的速度正常条件下为1.0 - 1.2 米/ 秒；烟水平流动的速度为0.5 - 1.5 米/秒；人上楼梯的速度最快为0.6米/ 秒，而烟向上流动的速度为水平方向的3 - 5 倍。当商场发生火灾时， 人群的密集程度不同， 疏散速度也不同。密集的人群，由于互相拥挤， 疏散速度大大减低。水平疏散速度，人员密集时， 按22 米/分计算；垂直疏散速度，人员密集时，上楼梯的疏散速度按15米/ 分计算。
计算地下商场疏散时间，可将整个疏散路程分段进行。
1.2.1 疏散时间的计算
第一段为商场营业厅的疏散时间，可按下列算式计算：
T1 = max﹛t1 / v1﹜
式中： t1 ———营业厅内最远到门口的距离， 米；
v1 ———人流疏散速度， 米/ 分钟。
第二阶段为由地下营业厅出口至地面出入口的一段走道的疏散时间，可按下式计算：
T2 = L2 / V2
式中： T2 ———为通过走道的疏散时间；
L2 ———走道长度，若为楼梯状，可按楼梯在水平面上投影长度的1.5 倍计算；
V2 ———人员在走道上的通行速度，按15 米/ 分计算
总疏散时间T 计为各段疏散时间的总和，应小于或等于规定的允许疏散时间T允。算式是：
T1+ T2〈T允
上述极限数值是研究地下火场安全疏散不可忽略的因素，而火灾使建筑的吊顶构件塌落的时间更为重要。地下建筑物的耐火等级为一级，但其吊顶是A 级（15 分钟） 。再加上商场大量的可燃物品，在这段时间内如果人员疏散不出去， 就有可能因吊顶烧毁塌落和燃烧产生大量毒气，火势蔓延扩大而造成伤亡。因此，参照实验测定的时间极限，同时考虑人们发现火灾的早晚等各种因素， 确定地下商场安全疏散允许的时间是3 分钟。
2 结束语
在地下商场的消防设计中，应重点计算安全出口宽度、合理布置安全出口、缩短疏散距离。另外，自动灭火系统和排烟系统是控制火灾蔓延、烟气流动的关键，为人员安全疏散争取时间的关键，设计人员在进行地下商场消防设计时，应充分考虑消防设施的设计，以保证火灾时建筑内人员能够安全疏散。
参考文献
[1] GB 50016-2006，建筑设计防火规范[S].
[2] JGJ48-88，商店建筑设计规范[S].
[3] GB50098-98，人民防空工程设计防火规范[S].
[4] 郑志军，张智财，孙树喜，等.浅谈探索石油化工火灾扑救的新途径、新方法[J].广州化工，2012，40（4）：129-133.
[5] 郑志军.讨论防火分隔对消防安全的影响[J].城市建设理论研究，2014，4，（15）：96.