在反應時間階段,人們會停止日常活動開始處理火災。在反應時間內會采取的行動有:
①確定火源、火警的實際情況或火警與其他警報的重要性;
②停止機器或生產過程,保護重要文件或貴重物品等;
③尋找和召集兒童及其他家庭成員;
④滅火;
⑤決定合適的出口路徑;
⑥警告其他人員;
⑦其他疏散行為。
(三)疏散行動時間
人員疏散行動時間指建筑內的人員從疏散行動開始至疏散結束所需要的時間,包含行走時間和通過出口的時間兩部分組成:
1.行走時間
行走到疏散線路上安全出口的時間。行走時間與人的行走速度以及達到出口的距離有關。行走速度與行走時間和人員密度有關,當人員密度較大會出現(xiàn)擁擠,導致行走速度下降;當人員密度較低且人員行走不受阻時則代表最短的行走時間,用下式計算:
(式5-4-41)
其中:tw-行走時間,s;
L-人員從初始位置行走至疏散安全出口的距離,m;
v-人的行走速度,m/s。
2.通過時間
人流通過出口或通道的時間。通過時間由出口的通行人數(shù)和出口的通行能力決定,出口的通行能力則與出口有效寬度和出口流量有關。用下式計算:
(式5-4-42)
其中:tp-通過出口或通道的時間,s;
P-在出口或通道處排隊通過的總人數(shù);
F-通過出口或通道的人流量,人/s。
通過出口或通道的人流量可用下式計算:
(式5-4-43)
其中:f-通過出口或通道的比流量,為單位時間內通過出口或通道單位寬度上的人數(shù),人/(m?s);
We-出口或通道最窄處的有效寬度;
D-出口或通道處排隊人員單位面積上的人員密度,人/㎡;
v-人員通過出口或通道的行走速度,m/s。
當計算建筑內某區(qū)域的疏散行動時間時,需要考慮行走時間tw和通過時間tp之間的關系。
①當tw<tp時,說明人員行走到達出口時,人員并沒有全部通過出口,因此人員將會在出口處出現(xiàn)滯留現(xiàn)象,此時該區(qū)域內疏散行動時間由通過出口通過時間tp決定;
②當tw>tp時,說明區(qū)域內人員在到達出口時,其他人員已經通過了出口,因而不必再在出口處排隊等候,因此疏散行動時間由最遠點的人員行走時間tw決定。
人員疏散行動時間的計算可按照數(shù)學模擬計算進行。數(shù)學模擬計算方法主要有水力模型和人員行為模型兩種方法。
(1)水力疏散計算模型。水力疏散計算模型將人在疏散通道內的走動模擬為水在管道內的流動狀態(tài),可人群的疏散作為一種整體運動,完全忽略人的個體特性。該模型對人員疏散過程作如下假設:
①疏散人員具有相同的特征,且均具有足夠的身體條件疏散到安全地點;
②疏散人員是清醒的,在疏散開始的時刻同時井然有序地進行疏散,且在疏散過程中不會中途返回選擇其它疏散路徑;
③在疏散過程中,人流的流量與疏散通道的寬度成正比分配,即從某一出口疏散的人數(shù)按其寬度占出口總寬度的比例進行分配;
④人員從每個可用的疏散出口疏散且所有人的疏散速度一致并保持不變。
對于建筑的結構簡單、布局規(guī)則、疏散路徑容易辨別、建筑功能較為單一且人員密度較大的場所,宜采用水力模型來進行人員疏散的計算,其他情況則適于采用人員行為模型。
(2)人員行為疏散計算模型。人員行為疏散計算模型應綜合考慮人與人、人與建筑物以及人與環(huán)境之間的相互作用,并能夠從一定程度上反映火災時人員疏散運動規(guī)律和個體特性對人員疏散的影響。當采用數(shù)學模型進行計算時,應注意結合有待解決的實際問題與模型的適用性來選擇相適用的模型,并應首選經過實際疏散實驗或演習驗證的模型。
(四)疏散分析參數(shù)
在對人員疏散時間預測計算中必須確定人員疏散時關于人數(shù)、行走速度、比流量、有效寬度等相關參數(shù)。
1.人員數(shù)目的確定
在確定起火建筑內需要疏散的人數(shù)時,通常根據(jù)建筑的使用功能首先確定人員密度(單位:人/㎡),其次確定該人員密度下的空間使用面積,由人員密度與使用面積的乘積得到需要計算的人員數(shù)目。在有固定座椅的區(qū)域,則可以按照座椅數(shù)來確定人數(shù)。在業(yè)主和設計師能夠確定未來建筑內的最大人數(shù)時,則按照該值確定疏散人數(shù)。否則,需要參考相關的統(tǒng)計資料,由相關各方協(xié)商確定。
(1)人員密度。在計算疏散時間時,人員密度可采用單位面積上分布的人員數(shù)目表示(人/㎡),也可采用其倒數(shù)表示或采用單位面積地板上人員的水平投影面積所占百分比表示(㎡/人)。
對于所設計建筑各個區(qū)域內的人員密度,應根據(jù)當?shù)叵鄳愋徒ㄖ热藛T密度的統(tǒng)計數(shù)據(jù)或合理預測來確定。預測值應取建筑使用時間內該區(qū)域可預見的最大人員密度。當缺乏此類數(shù)據(jù)時,可以依據(jù)建筑防火設計規(guī)范中的相關規(guī)定確定各個樓層的人員密度。
國外對各種使用功能的建筑中其人員密度的規(guī)定較為詳細,如美國、英國、日本等。表5-4-4列舉出了國外一些國家對人員密度的規(guī)定。
(2)計算面積。人數(shù)的確定是通過各使用功能區(qū)的人員密度與計算面積的乘積得到,因此,計算面積的確定是除人員密度之外計算疏散人數(shù)的另一個重要參數(shù)。規(guī)范在規(guī)定人員密度時,有些同時規(guī)定了計算面積的確定方法。
國外的相關規(guī)定大部分采用計算房間(區(qū)域)的地板面積作為計算面積。對于計算面積的界定可以考慮建筑的使用功能,根據(jù)建筑的實際使用情況來確定。
(3)人流量法。在一些公共使用場所,人員流動較快,停留時間較短,例如機場安檢、候機大廳,科技館,展覽廳等,其人數(shù)的確定可以采用人流量法。
采用人流量法,即設定人員在某個區(qū)域的平均停留時間,并根據(jù)該區(qū)域人員流量情況按以下公式計算瞬間時刻的樓內人員流量(稱為人流量法):
人員數(shù)量 = 每小時人數(shù)×停留時間 (s) (5-4-44)
?
表5-4-4 各國關于建筑場所人員密度的規(guī)定 單位:人/㎡
用途
國家 集 會 學 校 醫(yī) 院 宿 舍 集合住宅 商業(yè)場所 辦公室
美國(NFPA101) 低密度(固定座位) 0.71 教室 0.53 病房 0.09 0.05 0.05 地上、下層 0.36 0.11
高密度(固定座位)
等待室 1.54
?
3.57 圖書館
(書庫)
(閱覽室)
0.11
0.22 處置室 0.04 復合街道 0.27
圖書館
(書庫)
(閱覽室)
0.11
0.22 托兒所 0.30 其他 0.18
倉庫 0.04
英國
(《建筑規(guī)范2000》) 2.0 — — 0.125 0.033 超級市場(類似高密度場所) 0.5 閱覽室、其他辦公室 0.14
百貨公司(主要賣場) 0.5
上述以外的店鋪 0.14 倉庫、車庫 0.33
餐廳 1.0
酒吧 2.0
圖書館 0.17
展覽 2.0
日本
(《避難安全檢證法》) 固定座位
座位數(shù)/地面積 教室 0.7 病房 床鋪數(shù) 客房 床位數(shù) 住戶 0.06 賣場店鋪 0.5 一般辦公室高度 0.125
飲食街 0.7 會議室 0.7
其他 1.5 研究室 一般辦公室標準 其他部門 0.16 其他 0.16 賣場通道 0.25
劇場 座位數(shù)/地面積
會議大廳 1.5
展覽 2.0