建築的防火與疏散,一直是建築設計中的重要課題。如何盡可能地從根本上杜絕火災的發生,火災發生時又如何限制其波及範圍,保證建築中人員疏散通道的快捷與通暢,並安排多條安全出路,建築設計師、科學家們一直在不斷地探索。
現有的建築設計防火規範是在以往的火災事故經驗、火災科學研究和消防實踐的基礎上,經過不斷修改完善而形成的,它對於傳統建築設計而言是有效的。但許多大型高層建築在使用功能、建築材料、結構形式、配套設施等方面與傳統建築有很大的差別,有些設計無經驗可遵循,無依據可查,這種情況不僅在中國存在,在世界範圍內也存在。同一建築物內在不同條件下,火災場景完全不同,變化規律也不相同,可以說某一套建築物的防火設計方案並不一定適合於其他建築物。
如何更好地實現建築物的防火設計,筆者在研究高層建築物的火災情況以及防火設計發展史的基礎上,提出了如何實現讓人們在火災發生時能更快、更順利地疏散高層建築物的疏散設施設計思路。
1 高層建築火災的現狀分析
1.1 功能複雜,**因素多
高層建築物多數是多用途的綜合性大樓,往往大量使用各種電器裝置,如照明燈具、電冰箱、電視機、電梯、空調裝置、驅動電機、自備發電機組、大型電子計算機等,電子裝置配電線路和資訊資料通訊佈線系統密如蛛網,如一處出現電火花或線路絕緣層老化碰線短路而發生電氣火災,火勢會沿線路迅速蔓延,一些新型建築裝修材料的使用也加劇了高層建築物的火災危險性。
1.2 火災蔓延途徑多,危害大
高層建築物內部必然設定有電梯及樓梯井、上下水管道井、電線電纜井、垃圾井等,這些豎井如果沒有附加水平或垂直方向隔斷措施,一旦煙火竄入,則會產生「煙囪」效應,將使火勢迅速蔓延擴散到上層樓房因而更加難於控制和撲救,造成更大的損失。
1.3 疏散困難,容易造成重大**事故
高層建築的特點:1)層數多,垂直疏散距離長;2)人員比較集中,疏散時容易出現擁擠情況;3)發生火災時的煙氣和火勢向豎井蔓延快,給安全疏散帶來困難;4)疏散主要靠樓梯,疏散速度比較慢,因而造成更大的損失。
1.4 消防設施不夠完備,撲救困難
撲救高層建築火災主要立足於室內消防給水設施,由於受到消防設施條件的限制,常常給撲救工作帶來不少困難,遇到大面積火災,室內消防水量就不夠用,不能及時有效地控制火勢蔓延;一旦消防水幫浦等室內消防給水設施發生故障,就須完全依靠消防車抽吸室外消防用水進行撲救,但消防水帶耐壓有限,容易將水帶脹破,延誤滅火時機。
2 在疏散防火設計中引進人機工程學理論
2.1 人機工程學理論的基本內涵
國際工效學會對人機工程學的定義:研究各種環境中人的因素,研究人和機器及環境的相互作用,研究人在工作、生活中怎樣統一考慮工作效率、人的健康、安全和舒適等問題的科學。國內學者一般認為:
人機工程學是運用人的生理學、心理學和其他有關學科知識,使機器和人相互適應,創造舒適和安全的工作與環境條件,從而提高工效的一門科學。
2.2 人機工程學理論在疏散防火設計中的應用
在高層建築物火災中,對人而言,火場中高層建築物本身可以看作是廣義的「機」。心理學的研究表明,人們在面對危險時,其身體更趨於準備物理動作的行為而不是有意識的行為。在火災現場,人們往往是本能地選擇逃生行為,而不能在合理分析、判斷的基礎上作出合理的有意識的疏散,於是出現盲目的逃生行為。
有關研究表明,火災時人的疏散行為遵循「嘗試—失誤—再嘗試」的迴圈認知模式,火災現場人們的認知、決策能力很差,被動地不斷嘗試,不斷失敗。可見,人們在複雜的火災現場往往表現為無能為力,很難及時採取正確的疏散策略。當然,這是由人本身的特點決定的,而人本身的固有特點很難改變或根本不能改變。
那麼,我們應改變「機」,讓它更適合於人,也就是從適合人的角度出發,去設計建築物的疏散設施。
1)應在建築物標識設計中加以改進,讓人們不得不注意它或讓人們很自然地去注意它。在建築物內醒目的地點設定乙個該建築物縮小的簡易模型,緊急疏散路線以動態的、醒目顏色的指示燈系統來顯示,疏散樓梯、避難層(間)等關鍵場所應設明顯標記,為了保證人們可以觀察到全部的疏散路線,模型的個別部分應設計成透明的。
2)高層建築物往往設定避難層(間),但在火災現場,人們多驚恐萬分,容易錯過進入避難層(間)的機會。故應合理設定疏散樓梯,使其能夠引導人們自然進入避難層(間)。如通過合理設計使人們在通過疏散樓梯上下樓時必須要經過避難層(間),並且此處牆壁設計成區別於其他地方的藍色調或綠色調,提示人們這裡是安全場所。
如果可能還應設計語音提示系統,告訴人們這裡是避難場所,盡量保證人們在到達這裡後不會再盲目地繼續向上或向下行進。
3)平時建築物內**流向是多向性的,而火災時安全疏散總體來說是單向性的活動,即人們從著火房間跑到公共走道,再由公共走道到達疏散樓梯間,再轉向室外或其他安全處(屋頂平台、避難層等),應當是一步比一步安全,這樣的疏散路線才是安全、高效的。而火災現場往往非常混亂,容易出現「逆流」現象,不利於疏散。因此疏散指示標誌必須完好有效、便於識別,盡量防止火災過程中人員逆流現象的發生。
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