地下超市人員安全搬遷問題的探討

稀疏人員是建筑物火災(zāi)后，保障員工生命財產(chǎn)安全的有效措施。這是預(yù)防建筑物火災(zāi)的重要內(nèi)容。同時，避免火災(zāi)、窒息、煙霧彌漫和房屋坍塌給室內(nèi)工作人員造成的傷亡。同時，應(yīng)盡快救援和轉(zhuǎn)移房屋的貨物和財產(chǎn)，以減少火災(zāi)造成的損失。由于地下超市特殊的使用性質(zhì)和多樣化的功能要求,其火災(zāi)的撲救難度比較大,一旦發(fā)生火災(zāi),靠外部的援救比較困難,需要火場內(nèi)的人員進行積極自救。然而,發(fā)生火災(zāi)后,消防控制系統(tǒng)會自動切斷照明電源,如果沒有配備足夠的消防應(yīng)急照明設(shè)備,建筑物內(nèi)能見度會較低,加上地下超市人員密集、火災(zāi)荷載大、火災(zāi)產(chǎn)生大量有毒氣體和煙氣、火勢蔓延迅速、通風(fēng)采光條件差等消防不利因素,給人員的安全疏散造成一定困難。國外對人員疏散的研究開展的比較早,已經(jīng)有很多成熟的疏散軟件,常用的疏散軟件有EXIT89、EVACNET4、EXIT等。目前常見的人員疏散模型包括離散型模型和連續(xù)型模型兩種,離散型模型如元胞自動機模型、格子氣模型,連續(xù)型模型有社會力模型等,這幾種模型是比較成熟的研究群體疏散的模型,近幾年也有人從人工智能模擬技術(shù)角度、生物實驗角度和博弈論角度來研究人員疏散模型。本文選用BuildingEXODUS模擬軟件進行疏散模擬。BuildingEXODUS是當(dāng)前應(yīng)用廣泛的人員疏散計算機模擬軟件之一,專門對諸如超市、醫(yī)院、車站、學(xué)校、機場等建筑人員疏散過程進行模擬分析,可以用于評價建筑設(shè)計是否合乎規(guī)范要求,分析各種建筑結(jié)構(gòu)的人員疏散性能以及各種建筑結(jié)構(gòu)中的人群移動效率。而且,通過研究疏散動力學(xué)的性質(zhì)可以使模擬確定存在缺陷的區(qū)域、對改進建筑設(shè)計和疏散程序提出有效合理的建議。BuildingEXODUS綜合考慮了人與人、人與火及人與結(jié)構(gòu)間的關(guān)系,能解釋模擬結(jié)果,確定瓶頸位置、疏散速度、疏散起始時間和終止時間、疏散過程等。1火災(zāi)調(diào)查和火災(zāi)行為某地下超市在地下一層,營業(yè)面積約8100m2,超市目前共劃分7個防火分區(qū),有14個疏散出口和43扇防火卷簾門,根據(jù)防火分區(qū)布局,每一個防火分區(qū)可看成一個獨立的小空間進行模擬疏散,其中防火分區(qū)C部分的區(qū)域由三扇防火門相連,因此將其看作一個放火分區(qū),將該7個防火分區(qū)分為A、B、C、D四個區(qū)域分別進行疏散模擬,如圖1所示。通過對超市的實地調(diào)查發(fā)現(xiàn),該超市存在許多安全隱患,對人員的安全疏散造成很大影響。超市內(nèi)的可燃物品較多,火災(zāi)荷載大。超市所售指甲油、摩絲、發(fā)膠、氣體打火機充氣罐、紡織品、塑料制品等均屬于易燃易爆物品,而且除擺設(shè)在柜臺、貨架上的商品外,往往貨架的里面還堆放了大量貨物。另外,該超市在裝修工程中大量采用易燃、可燃材料,如木龍骨、膠合板、裝飾織物等,導(dǎo)致火災(zāi)荷載大幅度增加。在通風(fēng)條件差的地下超市,一旦著火,空氣供應(yīng)量不足的條件下,產(chǎn)生大量的不完全燃燒產(chǎn)物而形成濃煙和含CO、H2S等有毒有害氣體。在營業(yè)期間,該地下超市人員相對分散,各類人群的消防安全意識參差不齊,如果發(fā)生火災(zāi),易產(chǎn)生恐慌和騷亂情緒,造成群死群傷情況的發(fā)生;在超市工作人員進貨補倉時,會有消防通道堵塞的情況。另外,超市內(nèi)所有的安全疏散門采用的是告警聯(lián)動安全門,一旦推開就會拉響警報,所以,該超市工作人員為了管理上方便,平時將該安全疏散門用一次性塑料繩栓住,使其處于封閉狀態(tài)。調(diào)查還發(fā)現(xiàn),超市工作人員在部分防火卷簾門下堆放貨物以及面包出售區(qū)域內(nèi)的一個室內(nèi)消火栓被柜臺遮擋。超市家電區(qū)、食品加工部使用到大功率電器,有發(fā)生電器火災(zāi)的危險。超市購物通道兩側(cè)的貨架高度一般都在2m以上,火災(zāi)發(fā)生時會嚴重阻礙人們視線,延長疏散逃生的時間?？土髁孔兓瘜Π踩枭⒃斐珊艽髩毫?在節(jié)假日、周末、店慶或是開展各種促銷活動期間,購物的顧客會劇增。由于地下超市特殊的使用性質(zhì)和多樣化的功能要求,其火災(zāi)的撲救難度大,一旦形成大火,需要調(diào)動大量的人力、物力、器材裝備,需要特殊的撲救方案和較長的撲救時間。所以,一旦發(fā)生火災(zāi)后,要靠外部的援救是比較困難的,需要超市內(nèi)的人員自救或協(xié)同逃生。2機操作時造成的損害假設(shè)地下超市發(fā)生火災(zāi),火源設(shè)為超市電器柜臺的電視機由于故障起火,并累及周圍電器。起火點位于超市的進口處的防火分區(qū)D內(nèi),防火分區(qū)D長51m,寬37m,高4.5m,共有三個疏散出口,如圖1所示。2.1黨校d區(qū)內(nèi)人員疏散分布通過實地調(diào)查,對周一至周四白天在超市中的人數(shù)進行統(tǒng)計,得到超市日?？土髁考s為350人,以此作為模擬的總?cè)藬?shù),男女老少比例因各區(qū)域功能不同而設(shè)定不同,除身高(男:1.5～1.9m,女:1.5～1.8m)、體重(男:40～80kg,女:40～70kg)和反應(yīng)力(51～80歲人群的反應(yīng)力初始值設(shè)為5s)外,其它各項數(shù)值均采用默認值,如表1所示?？紤]到超市內(nèi)各大小貨架、貨柜、冷藏柜等的擺放會對疏散路線有一定影響,根據(jù)實際情況運用AutoCAD對該地下超市的平面疏散圖進行修改,將阻礙到人員逃生的貨架布局添加進去,如圖2所示。由表1可知,防火分區(qū)D比防火分區(qū)A的面積大,人數(shù)各為30人和50人。而疏散結(jié)果顯示,D區(qū)內(nèi)人員所用的疏散時間比A區(qū)內(nèi)的人員的疏散時間長,說明疏散時間與人數(shù)、區(qū)域面積等有關(guān),也可能與貨架的擺放有關(guān),見表2。從人均疏散時間來看,防火分區(qū)D全部疏散用時最長,而防火分區(qū)C所用的時間最短,說明D區(qū)內(nèi)人員在疏散時的疏散距離較長,相應(yīng)所用的時間也較長,考察其原因,是貨架的擺放比較復(fù)雜,導(dǎo)致人員找到就近出口的距離變長,疏散時間也變長。2.2不同出口前人群密度的對比考慮到節(jié)假日、周末、促銷活動或店慶時期購物的人員會比較多,因此考察客流量變化的疏散情況。模擬人數(shù)設(shè)置從500人增至2000人,每遞增100人模擬一次,軟件會在超市內(nèi)隨機地點添加人物模型,并設(shè)置其找到最近的出口疏散。(1)模擬結(jié)果顯示了不同總?cè)藬?shù)下各出口前人群密度的情況,見表3。部分出口通過的人流量較大,而部分出口前人流量較少:人數(shù)為900人時,開始出現(xiàn)部分出口擁擠的現(xiàn)象,即有一部分人群需要排隊等候方可逃生;人數(shù)達到1300人時,部分出口已經(jīng)嚴重擁擠,此時,很容易發(fā)生踩踏、推撞,造成疏散時間的延長,甚至發(fā)生傷亡事故。(2)由圖3可以發(fā)現(xiàn),不同客流量下各安全出口的通過負荷相差較大,尤其是6、9和11號出口的通過率相對比較高,其中6號出口的通過人數(shù)最多,原因可能是6號和9號出口位于收銀臺的兩側(cè),人員對此出口熟悉,故通過率較高。(3)1、2和8號出口的使用負荷基本不變,其中1、2號出口略有變化,說明出口負荷的變化與該區(qū)域內(nèi)的人數(shù)有關(guān),由于該區(qū)域內(nèi)人數(shù)較少,故通過的人數(shù)也較少,而8號出口通過的人數(shù)基本不變,即通過的人數(shù)不隨總?cè)藬?shù)的增加而增加,說明8號出口可能存在功能設(shè)計上的問題。2.3號出口疏散人數(shù)隨總?cè)藬?shù)的變化情況疏散模擬人員設(shè)置條件不變,通過改變防火卷簾門設(shè)置,改變防火分區(qū)的劃分,考察不同防火分區(qū)劃分對疏散時間的影響,見表4。由表4可知,防火卷簾門不放下與放下來相比,部分出口前的人群密度減小,如9號出口,當(dāng)超市內(nèi)有1000人時,9號出口疏散的人數(shù)為79人,放下防火卷簾門后,疏散的人數(shù)為136人,如圖3所示。說明防火卷簾門未放下時,人群尋找的出口變多了,逃生路線也改變了。而8號出口疏散人數(shù)仍然不隨總?cè)藬?shù)的增加而增加。人數(shù)在500人時,防火卷簾門未放下所用的疏散時間與完全放下所用的疏散時間相差8.67s,人數(shù)在600至800人時,防火卷簾門未放下所用的疏散時間與完全放下所用疏散時間相差在1～2s內(nèi)。人數(shù)超過900人后,防火卷簾門未放下所用疏散時間與完全放下所用疏散時間相差7～25s。說明當(dāng)超市內(nèi)人數(shù)增加到一定值后,防火卷簾門放下后有助于人群的疏散。考慮適當(dāng)改變防火卷簾門的設(shè)置,以緩解6、9和11號高負荷出口的壓力。模擬參數(shù)不變,人數(shù)設(shè)置依然從500開始至2000人。防火卷簾門設(shè)置如圖4所示,圖中防火分區(qū)A的部分為防火卷簾門,將這4處防火卷簾下降至2.0m的高度,如此,既可在短時間里阻擋煙氣的蔓延,又可為人員疏散增加逃生路線,模擬結(jié)果見表5。當(dāng)超市內(nèi)的人數(shù)小于700人時,疏散時間的變化沒有規(guī)律,而當(dāng)超市內(nèi)的人數(shù)超過800人后,在同等人數(shù)的情況下,防火卷簾門未放下所需的疏散時間最長,防火卷簾門完全放下時的疏散時間介于兩者之間,而部分防火卷簾門呈半開狀所需的疏散時間最短,說明采用部分防火卷簾門半開對人員的疏散起到一定的促進作用,使在超市內(nèi)的人員能盡快地找到合適、最近、最快捷的逃生路線,如圖5所示。348集料可率向8號出口的擴散通道,增加模式模擬結(jié)果通過模擬發(fā)現(xiàn),8號出口通過的人數(shù)較少,基本不隨總?cè)藬?shù)的增加而增加,故在該防火分區(qū)內(nèi)其它出口疏散負荷較大,延長了總疏散時間?？紤]改變貨架的布局和擺放,在8號出口附近加入一條疏散通道,如圖6所示,圖中框內(nèi)標(biāo)出的即為新增加的走道,使人員到8號出口的距離變短,其他模擬參數(shù)不變。模擬結(jié)果見表5。由表5可知,改變貨架的擺放和部分防火卷簾門半開狀態(tài)時能有效地均衡各出口疏散的人數(shù),當(dāng)各出口疏散的人數(shù)相差不大時,就能有效地減少總體的疏散時間。尤其是當(dāng)超市內(nèi)的人數(shù)超過1000人以后,該方案所需的疏散時間最短。4防火分區(qū)面積、區(qū)域功能、設(shè)備擺動運用BuildingE