消防疏散设计与建筑人流模拟分析

消防疏散设计与建筑人流模拟分析

陈如兰

 371312198812235562

摘要：在火灾发生时市电中断或在其他紧急情况下，消防人流疏散和疏散指示系统是确保建筑内人员可以消防安全、有效地疏散的重要系统。文章提出了消防人流疏散和疏散指示系统的设计依据，对人流疏散和疏散指示系统设计中主要环节进行分析总结，旨在为建筑工程消防人流疏散和疏散指示系统设计提供参考。

关键词：消防；疏散设计；建筑；人流模拟

引言

在当今社会，大型建筑的数量和规模不断增加，而防火与消防疏散设计是消防疏散设计中的重中之重。发生火灾或其他突发事件，如何迅速、有效地进行人员疏散，避免财产损失成为了建筑设计中不可忽视的问题。本文将结合具体工程案例，对建筑防火与消防疏散设计进行分析，探究其设计需求、实施方法以及未来发展方向。

1建筑防火及消防安全疏散的影响因素

1.1火灾烟气扩散

建筑发生火灾时会产生大量的烟气，其中含有较多对人体有害的物质，阻碍人员逃生。火灾烟气有较大的毒性，会对人体黏膜结构造成破坏，使人员呼吸困难或视线模糊，难以辨识应道逃离的路线。建筑内部属于较为封闭的环境，在防火控制上往往仅能采用固定的通道，在空间较为固定的情况下，烟气的增加将会导致含氧量的减少，容易造成人员呼吸困难、晕厥甚至死亡。火灾烟气具有较强的扩散性，若未及时采取隔离措施，将会迅速蔓延至附近楼层，防火消防安全疏散难度将进一步增加。

1.2人员疏散困难

建筑结构上往往追求美观性，而在防火性能上考虑不够充分，致使建筑结构的消防安全性能下降，并且会增加火灾救援的难度。建筑内部空间较大，一旦发生火灾人们将会陷入慌乱，往往会随着人流而盲目逃生，无法辨识出正确的逃生路线，将会耽误宝贵的逃生时间。建筑内标志较多，容易遮挡住消防安全逃生标志，导致人们出现火灾中乱跑的情况，甚至会产生一些不理智的行为，使得人员疏散过程受到了较大的限制。人员疏散是保证防火消防安全的关键，需要注重防火结构、防火设施的应用，确保防火控制方法的有效性，结合建筑内部人员的实际疏散情况，对消防通道进行优化，使人员疏散过程更加容易，保障建筑结构能够满足疏散要求。

2消防设计解决方案

消防设计的目标是为更好的保障人身和财产消防安全及人身健康、保障生产、经营或重要设施运行的连续性、保护公共利益、保护环境、节约资源。消防设计方案应从消防安全性、经济性、可实施性等方面综合分析，以达到总体消防设计目标。为了解决本项目消防设计存在的难点痛点，通过研究大型会议展览中心的火灾案例，开展火灾风险分析、历史火灾数据分析以及展品的火灾危险性分析，发现火灾发生的主要原因，确定可能发生的火灾场景和火灾规模。对存在消防设计问题的区域进行火灾烟气蔓延分析，结合火源所在区域内的建筑空间特征、消防设施设置、疏散出口设置等确定火灾烟气蔓延分析所需的边界条件，并针对烟气在建筑物内的蔓延状况进行计算机模拟分析评估。根据人流分析数据，对各个区域内的人员数量、疏散方式和疏散路径进行评估，采用数学模型和计算机模拟软件对人员在各层的疏散情况进行分析，计算不同区域所需要的疏散时间，并结合烟气流动分析，评估人员疏散消防安全性。结合项目的使用功能和建筑特点，对建筑物内消防系统设置提出建议。最后，根据计算和分析结果将火灾烟气蔓延分析结果与人员消防安全疏散模拟结果进行对比分析得出结论。

3.1防火分区设计

防火分区的作用在于发生火灾时，将火势控制在一定的范围内，是控制建筑内火灾蔓延扩大的重要分隔措施之一。防火分隔主要考虑火焰和烟气的热辐射作用和可燃物的延烧，正常情况下火灾不能跨越防火分区蔓延。现行标准主要要求采用防火墙等物理分隔方式划分防火分区，合理的划分防火分区可以有利于灭火救援及减少火灾损失。当建筑空间内的火灾荷载较低或者可燃物分布比较离散、烟气的热反馈作用小，确定火灾不存在延烧或发生轰燃的可能时，可以考虑采用防火隔离带这种非物理的防火分隔方式，机场候机厅、地铁站厅公共区、高铁车站候车厅公共区等火灾荷载低、火灾危险性较低的场所。本项目建筑内多个展厅、会议厅等区域面积较大，由于建筑功能和空间设计需求，难以按规范中关于一个防火分区的面积划分防火分区，存在防火分区扩大的问题。根据本项目功能和空间设计特点，针对跨越多个楼层、面积大、且内部包含各种功能的公共空间，根据实际条件，对此类空间内功能较独立，火灾危险性较大部位采用防火墙及防火门窗等措施进行防火分隔，控制其内部的火灾风险，防止火灾蔓延。例如展厅、大会场等区域，均属于高大空间，空间功能独立，内部无法做实体分隔，为了火灾蔓延，采用物理分隔方式进行分隔。针对防火单元空间内部，建筑空间功能连续、可燃物分布比较离散、烟气的热反馈作用小部位采用防火隔离带等措施进行防火分隔。例如首层及地下展厅，空间较大，内部没有防火分隔，一旦发生火灾，且前期火灾控制失效，将造成非常严重的后果。但展厅功能独立，空间使用连续性强。结合布展方案及人行流线，采用设置防火隔离带方式防止火灾蔓延。

3.2消防安全疏散设计

建筑中人员消防安全疏散的本质是火灾和烟气发展蔓延至危及人身消防安全之前可以全部疏散完毕。室内净空高度对火灾的发展过程和烟气集聚与蔓延速度均会产生重要影响。当前，绝大部分建筑的消防设计标准是以同一时间同时发生１次火灾为基础确定的。准确识别空间内的火灾荷载及火灾危险性，科学认识空间内的火灾规模及发展与蔓延规律，把握烟气的填充和蔓延规律，抓住疏散的本质和高大空间的疏散过程，在此基础上区别不同室内净空高度和火灾危险性的空间，确定其疏散设计准则。鉴加强相关区域的排烟设计，确保疏散路线畅通，确保在局部发生火灾时，烟气不会沉降至影响人员疏散的高度。由于首层序厅设计为人员流通空间，除展会登记的功能外，无其他使用功能，同时序厅空间设计采取限制内装修材料燃烧等级及限制固定火灾荷载的措施以保证序厅的消防安全性。序厅为三层通高区域，属于高大空间，在保证首层序厅直接通往室外的疏散门宽度不小于经序厅出室外的楼梯宽度的同时，疏散距离参照其它大会场及展厅区域。

3.3重点区域数值模拟分析

火灾场景是对一次火灾整个发展过程的定性描述，该描述确定了反映该火灾特征并区别于其他可能火灾的关键事件。由于其使用功能的差别，各功能区的危险源也有所差异。结合需要解决的消防问题，共设置6个火灾场景。保证人员消防安全疏散是建筑防火设计中的一个重要的消防安全目标，人员消防安全疏散即建筑物内发生火灾时整个建筑系统（包括消防系统）能够为建筑中的所有人员提供足够的时间疏散到消防安全的地点，整个疏散过程中不应受到火灾的危害。疏散场景与火灾场景进行对应，进行全部人员疏散完毕的数值模拟分析，封堵部分疏散出口，人为制造障碍点并对人员进行模拟疏散。针对本工程消防问题，报告从火灾危险性分析、防火分区分隔、疏散设计、防排烟系统设计等几个方面制定消防消防安全策略和消防消防安全加强措施，火灾危险来临时间大于人员疏散时间，在现有条件下，可满足人员疏散消防安全。

结语

消防疏散设计和疏散指示系统在建筑消防消防安全中扮演着至关重要的角色，它不仅关系到人员在紧急情况下的消防安全疏散，也是遵守建筑法规的重要部分。从建筑到医疗机构，从教育设施到历史建筑，疏散设计系统都是不可或缺的。在工程设计中，设计人员应对系统提前做好规划，实现合理设计，确保消防消防安全。

参考文献

[1]吴凯,王玉婷.建筑防火及消防疏散设计[J].消防界(电子版),2021,7(21):82-83.