性能化防火分析中的安全疏散时间判据

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性能化防火分析中的安全疏散时间判据

Deploy The Objectives, Requirements And Methods To Make The Personnel In The Organization Operate According To The Established Standards And Reach The Expected Level.

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文件编号：KG-AO-9395-12 性能化防火分析中的安全疏散时间

判据

使用备注：本文档可用在日常工作场景，通过对目的、要求、方式、方法、进度等进行具体的部署，从而使得组织内人员按照既定标准、规范的要求进行操作，使日常工作或活动达到预期的水平。下载后就可自由编辑。

1 性能化防火分析方法简介

性能化防火分析方法要求根据具体建筑物的火灾发展特性来决定其防火需要，使火灾安全目标、火灾损失目标和设计目标良好结合，有助于实现火灾防治的科学性、有效性和经济性的统一，尤其适用于那些超出现有规范要求的建筑[1] 。从20 世纪80 年代开始，澳大利亚、新西兰、加拿大、日本、英国、美国、瑞典、芬兰、香港等国家和地区相继开展了性能化防火的理论研究及实际应用，取得了不同程度的进展，一些相对成熟的方法已经投入实际使用[2～4] 。发展和完善该体系的工作目前已经成为国际火灾科学和火灾安全工程学的热点和前沿课题之一。

性能化防火分析一般包括以下一些主要内容:

确定分析对象的现场状况；

设定防火安全目的和目标；

选择合适的定量分析方法；

具体分析影响防火安全目标的因素；

火灾防治有效性与经济性的评价；

给出分析报告。

其中确定分析对象的防火安全目的和目标要求是进行性能化防火分析的出发点。总的说来基本的防火安全目的可分为与生命安全直接相关的目的和与其它安全相关的目的，前者考虑的是在火灾中的各类人员的安全，包括居住者、工作人员、顾客、消防人员等，通常这是大部分建筑物防火安全的主要目标。要达到该目标，应当根据烟气的流动特点和人员的行为特点，做好疏散通道、避难区的设计，选用合适的火灾探测报警系统和疏散诱导系统，保证所有人员能在有效安全时间内撤离起火建筑。其它安全目的包括保护财产安全、保证系统运行的连续性、保护环境等。围绕着这些基本目的，还需要细化出许多具体的目标。本文

对目前国际上常用的人员安全疏散时间判据进行讨论，在时间线的基础上提出了一种更为合理有效的判据，并通过典型案例对其作进一步阐明。

2 常用的人员安全疏散时间判据

如图1 所示，火灾发展与人员疏散可认为同时沿着一条时间线不可逆进行。火灾过程大体分为起火、火灾增大、充分发展、火势减弱、熄灭等阶段，从人员安全的角度出发主要关心前两个阶段。人员疏散一般要经历察觉到火灾、行动准备、疏散行动、疏散到安全场所等阶段。在此过程中，探测到室内发生火灾并给出报警的时刻和火灾状态对人构成危险的时刻具有重要意义。保证建筑物内人员安全疏散的关键是所有人员疏散完毕所需的时间必须小于火灾发展到危险状态的时间[5] 。设从起火到室内人员发现火灾的时刻为tb ，开始疏散的时刻为tc ，到达安全的时刻为ts ，而火灾对人构成危险的时刻为th ，因此人员的可用安全疏散时间(ASET) t a 就是发现火灾到火灾构成危险状态的时间间隔，即:

ta = th - tb (1)

而人员的所需安全疏散时间(RSET) t r 为:

tr = ts - tc (2)

如果希望人员成功撤离这些危险区域，则必须保证

tr tb 。而人员准备疏散时间影响因素多，变化幅度大，在实际应用中难以准确估计，多依赖一些经验公式，如文献[6] 。如果该时间相当长，即使上述两种疏散时间满足式(3) 的条件，人员也未必能够安全逃生，比如可用疏散时间为90s ，准备疏散时间为20s ，必需疏散时间为80s ，累计需要时间为100s ，大于可用疏散时间，人员并不能安全疏散。其原因在于两种疏散时间参数的起始原点不一致(存在准备疏散时间) ，导致式(3) 只是安全疏散的必要条件，而非充分必要条件。因此给实际应用时判断是否足够安全带来一些潜在的不确定性，有必要发展一种更为合理有效、满足充分必要条件的安全时间判据。

3 新的人员安全疏散时间判据

新判据仍采用时间线概念，但具体判定准则是从火灾发生到危险状态的时间tH是否大于从火灾发生到建筑物内人员全部疏散完毕的时间tE ，如图2 所示。值得注意的是，与常用的时间判据不同，新判据中两种时间参数均从火灾发生的时刻开始计算，即在坐标上具有共同的原点，在判断其是否安全时具有充分必要性，避免了原判据的不足之处。本文考虑的火灾危害包括了对人员的直接危害(如烟气危害) 和间接危害(如通过热- 力耦合作用破坏建筑结构并发生坍塌) ，到达危险状态时间tH 由着火到形成两种危害之一的最短时间确定，可以方便地由目前一些通用的火灾模型进行计算得到。而人员全部疏散完毕的时间tE 由火灾探测报警时间( talarm) 、人员准备疏散时间( tresp) 和人员疏散运动时间( tmove) 三者之和确定，如下式所示:

tE = talarm + tresp + tmove (4)

降低其中任一阶段时间都有利于人员安全疏散，

在实际应用中可以根据需要合理调配各分阶段所需时间，以满足合适的消防设施性能价格比要求。如通过火灾早期探测来降低探测报警时间；通过声光诱导系统来降低准备疏散时间；通过增加疏散通道的有效宽度和减少疏散距离来降低人员疏散运动时间等等。除达到保证人员安全疏散的主要目标外，还可以通过火灾早期探测和高效扑救来降低火灾损失达到保证财产安全的目标。因此本文中的新时间判据可以用下式表达:

tE

通过这种原点一致的时间线分析方法，可以在人员疏散运动时间基本确定的条件下，直观得到达到安全目标时各个分阶段(如探测报警) 所允许的最大反应时间，从而为选择合适的火灾探测以及防排烟方案提供科学依据。本文将结合具体案例作进一步阐明。

4 某机场新航站楼的性能化防火分析

该新航站楼建筑面积约8 万平米，具有内部空间大、功能多、利用人员多且不确定的特点，超出了现