四川理工学院毕业设计（论文） 3 火灾疏散与避难设计
3.2.4 安全疏散距离
安全疏散距离一般是指从房间到最近的外部出口或楼梯间的最大允许距离。限制安全疏散距离的目的，在于缩短疏散时间，是疏散人员能够更快速地疏散到安全区域[26]。
一般高层建筑的疏散楼梯、首层疏散安全出口和疏散走道的最小净宽度应该符合下表
表3.4 高层建筑疏散走道宽度 （单位：m） 高层建筑 医疗建筑 其他建筑
疏散楼梯 1.30 1.20
首层疏散安全通道 1.30 1.20
单面布房走道 1.40 1.30
双面布房走道 1.50 1.40
3.3 建筑物内部影响疏散的因素
3.3.1建筑内需要疏散人数
合理的人员疏散模型建立在真确的疏散人员荷载统计的基础上。对于同一建筑物的最大人员密度还受其平面布置、空间布局、使用面积等因素影响[27]。
根据住宅情况可估计：个体户型人数为1人；大户型为3人。
根据图2.1知道该建筑底层，只有大户型住宅有4个，则计算出建筑住宅底层中需要疏散的大概人数N：
N?3?8?24 而该高层建筑顶层因为内部构造与其他楼层并不相同，估算人数与卧室数量相同为24。
由此可推出该高层建筑物中每层的人数：
表3.5 该高层建筑内每层居住人数
层数 1
2 3 4 5 6
人数 24 24 24 24 24 24
层数 7 8 9 10 11 12
人数 24 24 24 24 24 24
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即有总人数N0?24?12?288。
3.3.2建筑实例建筑节点
疏散模型节点代表被模拟的建筑物中用户自定义的一些明确的区域。定义的节点表示发生火灾时需要进行疏散的人员。设定节点需要考虑的方面：
1、一个节点代表一个房间；
2、有些情况可以将一组相邻的房间设为一个节点； 3、通常将一个较大的区域，譬如通道分成几个节点。 节点选择见图，图中圆圈即为所选节点。
图3.5 该高层建筑底层的示意图
3.3.3高层建筑疏散通道选择
根据我国相关规定：
1、公共建筑(医院，旅馆，超过5层的公共建筑)的室内疏散楼梯应该使用封闭式楼梯间或者室外疏散楼梯[28]。
2、自动扶梯以及电梯一般是不能作为安全疏散设施[29]。
3、楼梯间的首层应该设置直接通往室外的安全出口或者在首层采取扩大封闭楼梯间。当层数不超过4层时，可以设置安全出口在离楼梯间小于等于15米处[30]。
图3.5中箭头方向即为疏散方向
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3.4 人流速度的影响因素
3.4.1单向人流速度
在建筑物内的疏散过程中，由于逃生路线的选择，安全出口，楼梯间等相对狭小并且长度较长的通道区域的疏散性质，造成了人流单向运动。因此，单向行人运动速度影响到了疏散效率。根据单向人流运动过程中迎面遇到其他的静止或
表3.6 不同人数下的人员平均速度、流量
通道内行人数量/人
1
15 20 25 30 34
流量（人/s）
0.10 0.93 0.86 0.72 0.55 0.43
速度（m/s）
1.72 1.16 0.91 0.59 0.39 0.26
者运动的障碍物的运动特征。因为在发生火灾的情况下进行人员疏散时，疏散人员基本上是处于群聚状态，而在群聚的空间中进行疏散，疏散人员的步伐都普遍偏小所以说，在疏散通道中人员的密度越大，那人的步伐越小，导致人流速度慢，疏散所需时间自然而然的就越长。
图3.6 疏散速度与人流密度的关系
根据人员运动的基本规律，随着疏散人员密度的增大，人员的运动速度也会渐渐降低。这项规律已经被诸多学者通过实验进行了论证，并发现了行人的前向距离d（表示行人与前面相邻行人的间距）与行人运动速度有很大的关系。因为人是使用双腿行走，所以在人员的运动速度取决于两个非常重要的因素：一个是
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迈步频率fs，另外一个是步幅ls[31]。
v?fs?ls
(3.12)
3.4.2迈步频率与前向距离的关系
行人在处于自由运动状态下时，迈步频率最大，平均值为2赫兹，意义为平均每一秒中能够走两步；但是随着通道里的人员数量增多，迈步频率会变得越来越小。由此，可以等到一个结论：人员的迈步频率fs与前向距离d有关。
fs?0.714?1.385d
(3.13)
由于人员的迈步频率最大为2赫兹，所以有：
fs?0.714?1.385d
d?0.9285m
(3.14)
fs?2
d?0.9285m3.4.3步幅与前向距离的关系
如果人群密度越大，就是说前向距离越小，那么每一次向前迈步的步幅肯定
会越小，就像在川流不息的人群一样，每走几步就可能停一下，步幅也很小大，而在广场上行走，每一步的步幅都比较大。所以说前向距离越小，步幅就越小，而前向距离越大，则步幅就接近正常步幅。
ls?0.79d
d?0.620.62?d?1.85 d?1.85(3.15)
ls?0.62dls?0.85
3.5 考虑火灾产物对疏散的影响
众所周知，在发生火灾时由于烟气的影响，会导致待疏散人员的眼睛受到伤害；亦或者能见度低导致疏散速度缓慢，以及由于高温环境导致疏散人员停止逃生行为或者改变逃生方向。所以在火灾环境下的疏散活动，并不能只考虑人员运动的基本状态，还需要考虑到由于火灾产物对于疏散运动的影响。因为火灾产生
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的有毒烟气以及超高温环境，能够让疏散人员在一定时间内失去运动能力而导致人员生命受到威胁。
3.5.1 火灾产物对疏散速度的影响
一般在十分紧急的情况下，人员疏散时的速度一般会比自由行走时的速度快，甚至将会出现奔跑火灾或者小跑的情况。当发生火灾时，在火灾的初始阶段或者是小规模火灾时，疏散人员在受到火灾的声光刺激下，会有加速逃生行为，这时疏散人员的迈步频率将会达到3.8赫兹。但是随着火灾的蔓延，有毒气体和浓烟聚集、高温环境等条件下，导致疏散人员的运动速度减慢甚至停止。
疏散人员逃生时的运动速度会因为烟气浓度的增加而快速下降，特别是当消光系数接近于0.5/m时，运动速度会快速的下降。
图3.9 迈步频率与消光系数的关系
3.5.2 火灾产物对人员身体的影响
1、有毒气体对人员身体的影响
前面提到火灾产物不仅仅只影响到疏散人员的逃生速度、对疏散路径的选择。还会威胁到建筑物内人员的生命安全。火灾时随着火灾的蔓延会产生大量的热量以及有毒气体，这些都会对人员的身体造成伤害。
表4.1 不同毒气允许浓度
气体名称 缺O2
CO2 CO HCN H2S HCl NH3
长期允许浓度 —— 5000mg/L 50mg/L 10mg/L 10mg/L 5mg/L 50mg/L
火灾疏散条件浓度
14% 3% 2000mg/L 200mg/L 1000mg/L 3000mg/L ——
毒性分类 单纯窒息类 单纯窒息类 化学窒息类 化学窒息类 化学窒息类 粘膜刺激类 粘膜刺激类
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