城市地下商业街火灾风险评价及安全疏散模拟分析_梅炎.pdf

Construction&DesignForProject工程建设与设计1引言在城市化进程的不断推动下，城市地上空间已无法满足人们的生活需求。因此，城市地下商业街的建设规模不断扩大，随之而来的消防安全问题日益凸显。本文通过构建火灾风险评价及安全疏散模型，研究地下商业街的消防安全指标体系，提出可行性预防对策。2城市地下商业街火灾风险评价模型2.1评价方法选择2.1.1评价方法对比确定就当前的城市地下商业街火灾风险评估而言，模糊综合评价法及层次分析法是最合适的火灾风险评价方法。倘若工作人员单纯依靠层次分析法进行火灾风险评价，虽能对其指标权重的实际影响程度进行分析，但缺少一定的针对性，无法对火灾风险具体因素进行评估。若单纯依靠模糊综合评价法，虽可对地下商业街的火灾风险具体因素进行评价，但无法评价指标之间的权重影响。因此，工作人员需将两种评价方法进行综合。工作人员为提升评价客观性，可借助区间层次分析法进行分析。区间层次分析法形成于20世纪90年代，其以层次分析法为基础，对其分析结构进行优化，从而提升火灾风险评价的客观性。因此，工作人员可将区间层次分析法与模糊综合评价法进行全面结合，以此构建完善的城市地下商业街火灾风险评级机制，保证地下商业街的安全运行，提供地下商业街的消防防护能力，促进城市经济发展。2.1.2评价指标体系建立城市地下商业街的火灾风险评价指标是指引发火灾的所有因素，不同等级的火灾指标存在一定的逻辑关系，火灾指标之间相互影响，以此构成相对完整的有机体。工作人员构建火【作者简介】梅炎（1985），男，湖北武汉人，从事消防监督管理研究。城市地下商业街火灾风险评价及安全疏散模拟分析Fire Risk Assessment and Safety Evacuation Simulation Analysisof Urban Underground Commercial Street梅炎（孝感市消防救援支队孝昌大队，湖北 孝昌 432000）MEI Yan(Xiaogan Fire Protection Rescue Detachment,Xiaochang 432000,China)【摘要】针对城市地下商业街火灾风险评价模型，分析评价方法的选择、评价指标体系建立，同时阐述基于安全评价结果的防火对策；针对城市地下商业街火灾风险安全疏散模拟，分析安全疏散影响因素，阐述基于疏散模拟结果的防火对策。【Abstract】According to the fire risk evaluation model of urban underground commercial street,the selection of evaluation method and theestablishment of evaluation index system are analyzed,and the fire prevention countermeasures based on the safety evaluation results areexpounded.Aiming at the safety evacuation simulation of urban underground commercial street fire risk,the influencing factors of safetyevacuation are analyzed,and fire prevention countermeasures based on evacuation simulation results are expounded.【关键词】城市地下商业街；火灾风险评估；安全疏散模拟【Keywords】urban underground commercial street;fire risk assessment;safety evacuation simulation【中图分类号】TU998.1；TU922【文献标志码】A【文章编号】1007-9467（2023）06-0070-03【DOI】10.13616/ki.gcjsysj.2023.06.02170灾风险评价体系，需从地下商业街的实际情况着手，对火灾发生的全生命周期进行剖析，并对每个环节进行科学合理的解释。值得注意的是，地下商业街火灾风险评价体系的可行性及客观性，将对其实际应用产生巨大影响1。地下商业街的火灾影响因子相对模糊，且存在一定的可变性，使工作人员在辨别火灾危险时易出现辨别失误或遗漏现象。因此，需要工作人员以评价指标体系为主要手段，对火灾发生机理进行客观分析。工作人员可积极主动地构建3级火灾风险评价指标体系，并对其体系进行分层构建，分别为目标层、原则层及因子层，其中目标层为火灾风险评价目标，亦代表火灾的危险程度。原则层主要涵盖地下商业街的防火能力、灭火能力、安全管理能力及安全疏散能力等，而因子层主要针对原则层的涵盖目标进行整理归纳。除此之外，工作人员需要对其机制结构进行全面剖析，优化与精简评价机制，提升评价效率及质量。2.2基于安全评价结果的防火对策从上述评价过程看，要想增强地下商业街火灾风险的安全性，可从地下商业街内部进行消防设备设施设计，同时进一步加强安全管理。消防设备设施涉及内容较多，如在自喷系统设计中利用现代人工智能技术提高识别能力，包括配备感温、感光探头等，在周围设置自喷系统监测装置，实现对火灾信息的自动识别，加大自动喷水系统的喷水量，实现快速灭火。而在安全管理方面，为减小火灾事故概率，需配备注册消防工程师，对地下商业街进行管理，或联合当地消防救援部门进行联合演习，定期开展消防演练，提高救援效率，提前制订完善的地下商业街灭火救援预案，做好防范措施。3城市地下商业街火灾风险安全疏散模拟3.1安全疏散影响因素建筑火灾的安全影响因素较多，主要包括建筑结构、人员因素及火灾产物等，由于地下商业街火灾烟气迅速蔓延难以排出，人员疏散难度大。如在地下商业街结构中，安全出口、层高设计具有重要影响。安全出口与安全疏散存在渐进关系，疏散安全性和出口曲线存在一种波谷，导致安全出口影响因素较明显。而在层高设计中，不同建筑层高产生的顶板高度存在较大差距，导致烟雾扩散时间及方式存在差距，建筑层高越高，烟雾到达顶端的时间越长，而空气烟气浓度增长更加缓慢，如果建筑物内障碍物体较多，则会沿墙壁不断蔓延，障碍物体可有效阻挡烟气的流动，从而吸收一定热量。在人员影响因素中，人作为安全疏散的主体，是所有影响因素中最关键的部分，通常体现在人员数量、人的反应特性及行为特性方面。在地下商业结构中，人员数量较大，拥挤现象较明显，对安全疏散影响较大。人的反应特性一般指人们在火灾事故中所表现的反应特征，包括人的敏感性、反应性、灵活性及承受性等，为后续疏散时间的计算提供理论支撑。在行为特性中，火灾往往事发突然，造成人们内心的恐慌，导致人主观事物判断易出现失误，表现出盲从性、向光性及排他性特点。盲从性指人们在慌乱中缺乏思考能力，出现盲目跟随他人逃生的现象；向光性是指人们会朝着向光的方向前进；排他性指人们在逃生中出现拥堵，导致二次伤亡现象2。火灾产物影响因素较多，主要分为高温热辐射、烟气及能见度等。在火灾事故发生时，产生的热辐射现象明显，对人体表面皮肤产生强烈冲击，易出现烧伤现象。从研究结果看，当人员疏散时间超过10 min，火灾热辐射强度不能超过400 kW，产生的火焰温度为200。如果产生的烟气超过3 m以上，人体烟气温度承受的极限范围为200 左右。从化学角度看，火灾烟气成分较多，其中以一氧化碳为主，当人体吸入过多一氧化碳量后，会产生窒息现象。因此在实际过程中往往用一氧化碳标准浓度衡量有毒气体的危险性，具体影响程度如表1所示。表 1一氧化碳对人体影响表空气中 CO 含量/（mg/m3）人体影响程度501506001 2003 500可接受浓度130170 min 出现伤害60 min 出现伤害2030 min 出现伤害620 min 出现伤害当火灾事故产生大量烟气时会严重阻碍光的传播，也就是说烟气浓度越高，光的能见度越低，严重遮挡人的视线，使人们疏散速度变缓，严重时导致出现人员疏散困难现象。而作为商业场所，地下商业街要求允许的能见度范围为5 m左右，具体能见度如表2所示。表 2地下商业街火灾疏散允许最小能见度表人员对建筑熟悉程度最小能见度/m人员熟悉性高人员熟悉性低5619Public Utilities Design公用工程设计71Construction&DesignForProject工程建设与设计3.2基于疏散模拟结果的防火对策根据地下商业街火灾疏散模拟核心内容可以看出，要想使疏散模拟效果更突出，必须对安全疏散时间和可用安全疏散时间进行计算。安全疏散时间数值越小，可用安全疏散时间越大，说明该火灾疏散模拟效果更突出。在降低安全疏散时间计算中，需掌握火灾报警时间、疏散准备时间及疏散运动时间。在火灾报警时间计算中，主要根据火灾探测器报警装置发生的信号进行分析。目前，火灾温感探测系统可探测到的火灾热源为100 kW。火灾热释放速率的计算公式如下：Qf=at2（1）式中，Qf为火灾热释放速率，kW；为火灾发展系数，kW/s2；t为火灾的发展时间，s。在得出火灾热释放速率后，可通过具体释放时间计算出火灾增长系数，具体计算如式（2）所示：a=af+am（2）式中，af为可移动可燃物火灾增长速度，kW/s；am为不可移动可燃物增长速度，kW/s。但从另一种角度看，火灾报警与人员确定之间还存在一定时间差，当火灾探测器发出报警信号后，为减少探测器失误现象，需在报警现场进行确认，结合火灾报警时间、火灾确认时间及人员反应时间最终确定人员火灾探测时间。在疏散准备时间计算中，参考建筑类型及火灾报警系统类型，根据地下商场内的具体结构情况分析具体的疏散准备时间，确定火灾报警类型。在人员运动时间方面，可根据人群的流动状态进行计算，人群流动状态可分为离散型状态及连续型状态。当人群密度达到一定数值后，可根据疏散水平通道、疏散楼梯及疏散出口计算人员的具体运动时间，具体公式如式（3）3：t=LV（3）式中，L为水平通道长度，m；t为水平通道疏散时间，s；V为水平通道疏散速度，m/s。针对延长安全疏散时间要求，可根据地下商业级具体结构展开设计，如根据建筑防火设计规范设定防火卷帘门，要求防火分区面积不能超过2 000 m2，而地下商业街防烟分区不得超过400 m2，为防止烟气大量堆积，将烟气快速排出，需对排风速率进行控制，要求排风速率占送风速率的60%以上，尽可能创造良好疏散环境，提供更长的安全疏散时间。4结语综上所述，倘若城市地下商业街出现火灾，将对城市居民造成巨大的经济损失，严重影响城市化发展进程。构建城市地下商业街火灾评价及安全疏散模型，对火灾安全进行全面分析，不仅可最大限度地保证安全疏散效率，提高城市地下商业街消防安全管理质量，还可提升城市规划效率，促进城市经济的长效发展。因此，有关工作人员需在日常工作中，以火灾评估及安全疏散模型为主要手段，切实做好地下商业街消防安全管理工作，最大限度地提升地下商业街消防安全，进而有效促进我国消防安全的长足发展。【参考文献】1崔峻旗,赵多杰.基于模糊综合评价法的老旧住宅建筑火灾风险评价J.住宅产业,2022,258(8):114-117.2程方明,牛巧霞,刘文辉.变电站火灾风险评价指标体系及云模型分析J.西安科技大学学报,2022,42(4):664-673.3陈小林.采煤工作面火灾风险阶段性多指标综合评价方法J.工矿自动化,2022,48(7):90-95,104.【收稿日期】2023-03-2372