2.4.2　安全疏散時間

2.4.2.1　可利用的安全疏散時間

建筑物火災時，人員疏散時間的組成如圖2-5所示。由圖可見，人員疏散過程分可分解為三個階段：察覺火警、決策反應和疏散運動。實際需要的疏散時間t_RSET取決于火災探測報警的敏感性和準確性t_awa，察覺火災后人員的決策反應t_pre，以及決定開始疏散行動后人員的疏散流動能力t_mov等，即：

t_RSET=t_awa+t_pre+t_mov　　（2-1）

一旦發(fā)生火災等緊急狀態(tài)，需保證建筑物內所有人員在可利用的安全疏散時間t_ASET內，均能到達安全的避難場所，即：

t_RSET<t_ASET　　（2-2）

如果剩余時間即t_ASET和t_RSET之差大于0，則人員能夠安全疏散。剩余時間越長，安全性越大；反之，安全性越小，甚至不能安全疏散。因此，為了提高安全度，就要通過安全疏散設計和消防管理來縮短疏散開始時間和疏散行動所需的時間；同時延長可利用的安全疏散時間t_ASET。

可以利用的安全疏散時間t_ASET，即自火災開始，至由于煙氣的下降、擴散、轟燃的發(fā)生以及恐慌等原因而致使建筑及疏散通道發(fā)生危險狀態(tài)為止的時間。

建筑物可以利用的安全疏散時間與建筑物消防設施裝備及管理水平、安全疏散設施、建筑物本身的結構特點、人員行為特點等因素密切相關。可利用的安全疏散時間一般只有幾分鐘。對于高層民用建筑，通常只有5～7min；對于一級、二級耐火等級的公共建筑，允許疏散時間通常只有6min；對于三級、四級耐火等級的建筑，可利用安全疏散時間只有2～4min。

（1）火場空氣溫度的影響　建筑物火災時，受到來自建筑物火災現(xiàn)場輻射熱的影響，不僅人員疏散能力急劇下降，疏散人員的身體也將會受到致命的傷害。

由于輻射熱的數(shù)據(jù)難以直觀地獲得，常用火場空氣溫度來確定可利用的安全疏散時間。也可利用高于人眼特征高度（1.2～1.8m）的煙氣層的平均煙氣溫度來反映輻射熱對人員可利用安全疏散時間的影響。基本上，當人眼特征高度以上的煙氣溫度為180℃，便可構成對人員的傷害。當煙氣層面低于人眼特征高度時，對人的危害將是直接燒傷或吸入熱氣體引起的，此時煙氣的臨界溫度略低，為110～120℃。

（2）有害煙氣成分的影響　根據(jù)對火災中人員死亡原因的調查得知，煙氣的毒性和煙塵顆粒堵塞呼吸通道，是造成火災中人員窒息死亡的主要原因之一。在起火區(qū)，煙氣的窒息作用還會造成人的不合理或無效的行為，如無目的地奔跑，在出口處用手抓門框而不是擰把手，返回建筑物，重返起火區(qū)等。

煙氣對人員行為的抑制作用與受災者在建筑物內對疏散通道的熟悉程度有很大關系。對于那些不熟悉建筑物的人來說，煙會造成心理上的不安。對于熟悉建筑物結構的人來講，也要受到某些生理因素的影響，如降低步行速度和呼吸困難、流眼淚等，但心理上的影響不大。在起火建筑物內，為抵達安全場所，對于十分熟悉疏散路線的人來說，所謂疏散的減光系數(shù)可規(guī)定為是大部分研究人員開始發(fā)生心理動搖的0.5/m。由于煙氣的減光作用，能見度下降，人的行走速度減慢。刺激性的煙氣環(huán)境更加劇了人員行走速度的降低。當在熟悉的建筑物內，煙氣的減光系數(shù)達到心理動搖的極限0.5/m時的步行速度為0.3m/s，與閉目狀態(tài)的步行速度相同。

對于不熟悉建筑物的人來講，疏散的起碼可見距離可以是3～4m，對不熟悉建筑物的人來講，如商業(yè)大廳、地下街的顧客、旅館的旅客等，可見距離有必要確保在13m以上。

據(jù)對多次火災的經(jīng)驗和學者們的試驗觀察，疏散時允許的煙濃度或必要的可見度列于表2-5。嚴格來講，可見度并非是只由煙濃度來決定的，在有煙的環(huán)境中，可見度還受目標的亮度、顏色、環(huán)境和通道的亮度等因素的影響。所以煙濃度和可見度的對應關系不是絕對的。在實際的火災情況中，情況可能比較復雜。比如在疏散通道中當煙的中性面降到視線以下時，直立行走會攪亂周圍的煙，造成自身四周的小環(huán)境什么也看不見。所以上述值不能適用于所有場合。

（3）其他因素　就安全疏散而言，火災室內疏散通道的結構安全亦是非常重要的。尤其是美國9·11恐怖襲擊造成世貿(mào)大樓坍塌事件以來，建筑物火災時的結構安全問題日益引起火災安全領域研究人員和從業(yè)人員的重視。特別是如果建筑物大量采用了火災時易于破損的玻璃，易于溶解和軟化的塑料，或者其他易破損飛落的構件，有可能落在疏散人員的頭上，而危及他們的安全。

以上的影響因素之間也是互相有聯(lián)系的，以目前的技術水平進行參數(shù)的確定和計算還有一些難度。日本以煙氣的下降高度距地面為1.8m作為可利用的安全疏散時間的一個判據(jù)，是有科學根據(jù)的，在一定程度上簡化了火災危險性的評價過程。也可以利用下式計算火災煙氣蔓延狀態(tài)下最小的清晰高度，并以此判斷可利用的安全疏散時間：

H_q=1.6+0.1H　　（2-3）

式中　H_q——最小清晰高度，m；

H——排煙空間的建筑高度，m。

2.4.2.2　實際安全疏散時間

疏散開始時間是由火災發(fā)現(xiàn)方法、報警方法、發(fā)現(xiàn)火警人員的心理和生理狀態(tài)、起火場所與發(fā)現(xiàn)人員位置、疏散人員狀況、建筑物形態(tài)及管理狀況、疏散誘導手段等條件決定的。疏散行動所需時間受建筑中疏散人員的行動能力、疏散通道的形狀和布局、疏散指示、疏散誘導以及應急照明系統(tǒng)的設置等因素的影響。而危險來臨時間會受建筑的形狀、內裝修情況、防排煙設施性能、自動噴水滅火裝置及防火分區(qū)的設置狀況等的限制。

（1）確認火警所需的時間　火警確認階段所需時間包含從起火、發(fā)出火警信息直到建筑物內居留人員確認了火警信息所需的時間。受建筑物內傳遞火災信息的手段、火源和樓內人員的位置關系、建筑物內滯留人員的行為特點等因素影響，火警的確認可能是通過煙味的刺激、親自聽見或看見火災的發(fā)生、通過自動報警系統(tǒng)或他人傳來的信息等。

（2）疏散決策反應時間　發(fā)現(xiàn)火警后，建筑物內滯留的待疏散人員在疏散行動開始前的決策反應時間，對于整個人員疏散行為過程的影響非常重要。可借助疏散行動開始時間參數(shù)t_pre對其進行評價。其中人的生理及心理特點、火災安全的教育背景和經(jīng)驗、當時的工作狀態(tài)等因素，對疏散行動開始前的決策過程起著非常重要的制約作用。

（3）疏散行動所需時間　一旦決定開始疏散行動之后，不考慮人員個人心理特征等行為因素的影響，疏散行動所需時間的影響因素主要有人員步行速度、疏散通道的流動能力、疏散空間的幾何特征等。

①人員步行速度。一旦決定開始疏散行動之后，疏散人員將不斷調整自己的行為決策，以受到的約束和障礙程度最小為原則，爭取在最短的時間內到達當前的安全目標。建筑空間中人流密度是制約人員疏散行為心理和疏散流動能力的一個至關重要的因素。

在日常生活中，人的步行參數(shù)是隨環(huán)境狀態(tài)而變化的。統(tǒng)計資料表明，在市街上的步行速度通常在1～2m/s之間，步速的平均值為1.33m/s。上班或上學時，在時間壓力下人們通常走得比較快，下班時則大約比上班時慢10%。

性別和年齡、煙氣濃度、疏散通道照度對步行速度也有一定的影響。各種情況下的步行速度可參考表2-6。

②疏散通道的群集流動系數(shù)。我們用群集流動系數(shù)來描述人群通過某一疏散通道空間斷面的流動情況。群集流動系數(shù)等于單位時間內單位空間寬度通過的人數(shù)，其單位是人/（m·s）。