11.1 概述
11.1.1 火災(zāi)煙氣和高溫對(duì)人員產(chǎn)生的威脅對(duì)ASET和RSET都有所影響,主要取決于:
a) 火災(zāi)中有毒產(chǎn)物濃度、煙氣濃度和熱量強(qiáng)度隨時(shí)間變化的曲線,這與以下因素有關(guān):
1) 以可燃物質(zhì)量損失速率(kg/s)表示的火災(zāi)發(fā)展曲線,可燃物隨時(shí)間增加不斷被消耗;
2) 火災(zāi)中有毒產(chǎn)物、煙氣和熱量的生成率,相關(guān)的計(jì)算方法參見GB/T 31540.1,GB/T 31540.2,GB/T 31593.3~31593.8。
b) 火災(zāi)煙氣和高溫引起的中毒和生理影響。需要考慮以下三個(gè)方面:
1) 一定濃度或劑量的暴露會(huì)對(duì)人員心理和/或生理產(chǎn)生影響,從而降低疏散的效率;
2) 一定濃度或劑量的暴露會(huì)對(duì)人員心理和/或生理產(chǎn)生影響,從而使人失去行動(dòng)能力;
3) 一定濃度或劑量暴露濃度甚至?xí)?dǎo)致人死亡。
當(dāng)房間內(nèi)的人員由于煙氣、熱量或有毒產(chǎn)物的影響完全失去行動(dòng)能力時(shí),即達(dá)到了人員的耐受極限。ASET的臨界點(diǎn)是指建筑物每個(gè)房間內(nèi)的狀態(tài)達(dá)到人體耐受極限的時(shí)間。
11.1.2 火災(zāi)中有毒煙氣和高溫對(duì)人員生理和心理產(chǎn)生的作用,會(huì)對(duì)人們的疏散能力帶來各種不同的影響,主要包括以下方面:
a) 看到煙氣或火焰的影響包括:
1) 害怕靠近被煙氣或高溫侵襲的區(qū)域或疏散路線;
2) 害怕房間內(nèi)的火焰或煙氣,這種心理可能會(huì)激勵(lì)或阻礙人員疏散,這取決于火災(zāi)或煙氣的位置和強(qiáng)度;
3) 被吸引到發(fā)生火災(zāi)的房間(親火綜合癥)去觀察或撲滅火災(zāi);
b) 煙氣的遮蔽和刺激性煙氣產(chǎn)物與高溫對(duì)眼睛的疼痛刺激,會(huì)導(dǎo)致視力下降或視野縮??;
c) 吸入高溫刺激性煙氣會(huì)引起呼吸道疼痛和呼吸困難,甚至呼吸道損傷;在某些極端情況下,由于喉部痙攣和/或支氣管縮小(尤其是患有哮喘病或其他易感人群),幾分鐘之內(nèi)就可能導(dǎo)致人員窒息而死亡;通常在幾小時(shí)之后還會(huì)出現(xiàn)肺炎,從而引起不同程度的呼吸道損傷;
d) 吸入有毒性氣體引起的窒息會(huì)導(dǎo)致精神錯(cuò)亂和失去意識(shí)(尤其是易感人群,比如老人和患有心臟病的人);
e) 高溫引起的裸露皮膚和上呼吸道疼痛,伴隨燒傷和體溫過高,都會(huì)阻礙疏散并導(dǎo)致死亡。
11.1.3 安全疏散的危險(xiǎn)性和耐受指標(biāo)分析主要應(yīng)考慮以下方面:
——沒有直接暴露在火災(zāi)中,由于看到火災(zāi)煙氣而對(duì)人的疏散行為產(chǎn)生的心理影響;
——由于暴露在高溫和有毒性煙氣中,而對(duì)人的疏散行為和能力產(chǎn)生的心理和生理上的影響;
——導(dǎo)致人失去行動(dòng)能力的區(qū)域;
——導(dǎo)致人死亡的區(qū)域。
人員疏散評(píng)估中,考慮火災(zāi)對(duì)人員造成的心理和生理影響主要是為了確定人員的耐受極限,同時(shí)也能判定火災(zāi)對(duì)人員疏散能力和身體健康可能造成的影響。在某些情況下,還需要考慮對(duì)可能出現(xiàn)的物理災(zāi)害的耐受能力,比如結(jié)構(gòu)失效對(duì)疏散路線的影響,或?qū)е轮苯拥纳眢w傷害或死亡。
11.2 “0”暴露的簡(jiǎn)化指標(biāo)
如果針對(duì)某一設(shè)計(jì)疏散場(chǎng)景的計(jì)算,是基于熱煙氣層沉降高度的分析,則工程上可接受的耐受標(biāo)準(zhǔn)通常是:保持地面以上最小2.5m高的清潔空氣層,煙氣層的最高溫度為200℃。此時(shí),人們能夠在熱煙層下的清潔空氣層中疏散,且煙氣層向下的熱輻射也被認(rèn)為是可以忍受的。這個(gè)標(biāo)準(zhǔn)表示了不暴露在有毒產(chǎn)物中且熱輻射小于2.5kW/m2的耐受指標(biāo)。
11.3 進(jìn)入煙氣區(qū)域的意愿
當(dāng)煙氣與空氣的混合氣體接近地面高度時(shí),多數(shù)情況下人們不會(huì)進(jìn)入煙氣彌漫的疏散路線而選擇折回。此時(shí),煙氣對(duì)人的直接影響不是高溫,而是可視距離,以及煙氣對(duì)人的感官刺激。
對(duì)建筑火災(zāi)的大量研究表明,使人折回的平均煙氣密度相當(dāng)于可視距離為3m,其光學(xué)密度ρOD為0.33m-1(減光系數(shù)為0.76)。煙氣層是否高于人員彎腰行走的高度,以及低處是否設(shè)置照明燈具以提高能見度等因素,也會(huì)影響人的疏散行為。
11.4 穿過煙氣區(qū)域的能力
人穿越煙氣進(jìn)行疏散的能力與煙氣的刺激以及對(duì)視線的遮蔽、在建筑內(nèi)行走的能力以及找到疏敝路線和出口位置的能力有關(guān)。與一般的居室相比,大型的建筑空間需要更加嚴(yán)格的標(biāo)準(zhǔn),因?yàn)樵诖笮徒ㄖ袨榱苏业匠隹谛枰吹酶h(yuǎn),并且通常對(duì)周邊的環(huán)境也不熟悉。
11.5 煙氣對(duì)行走速度的影響
行走速度受煙密度和刺激性的影響,當(dāng)疏散人員處于煙氣中時(shí),會(huì)影響RSET的計(jì)算結(jié)果。針對(duì)刺激性煙氣和非刺激性煙氣,自由行走速度和煙氣密度之間的關(guān)系式參見附錄J。
11.6 火焰和高溫的影響
火焰面積和高度及其與疏散人員、疏散路線之間的相對(duì)位置,是判斷火焰對(duì)疏散影響的重要標(biāo)準(zhǔn)。
當(dāng)必須從火焰附近或熱煙層下穿過時(shí),會(huì)受到輻射熱的威脅。當(dāng)直接暴露于熱煙氣中時(shí),將同時(shí)受到輻射熱和對(duì)流熱的影響。
11.7 有毒氣體的影響
火災(zāi)中的有毒氣體是刺激性和窒息性火災(zāi)煙氣的混合氣體。刺激性氣體對(duì)人員疏散的影響取決于混合氣體的濃度和其中每種刺激性組分的效能。ASET計(jì)算中,刺激性氣體產(chǎn)物耐受極限的分析方法參見ISO 13571:2007。RSET計(jì)算中,有關(guān)刺激性煙氣對(duì)運(yùn)動(dòng)速度的影響參見附錄J。
火災(zāi)中導(dǎo)致人們失去行動(dòng)能力和死亡的關(guān)鍵窒息性氣體,包括一氧化碳、氫氰化物、二氧化碳和缺氧。在受到煙氣影響的初始階段,窒息性氣體不會(huì)對(duì)人員的疏散行為和行進(jìn)速度(RSET)產(chǎn)生明顯影響。但是,窒息性氣體卻是判斷ASET分界點(diǎn)的一個(gè)決定性因素,即預(yù)測(cè)人員失去行動(dòng)能力的時(shí)間點(diǎn)的主要決定因素。窒息性氣體耐受極限的計(jì)算方法參見ISO 13571:2007。
11.1.1 火災(zāi)煙氣和高溫對(duì)人員產(chǎn)生的威脅對(duì)ASET和RSET都有所影響,主要取決于:
a) 火災(zāi)中有毒產(chǎn)物濃度、煙氣濃度和熱量強(qiáng)度隨時(shí)間變化的曲線,這與以下因素有關(guān):
1) 以可燃物質(zhì)量損失速率(kg/s)表示的火災(zāi)發(fā)展曲線,可燃物隨時(shí)間增加不斷被消耗;
2) 火災(zāi)中有毒產(chǎn)物、煙氣和熱量的生成率,相關(guān)的計(jì)算方法參見GB/T 31540.1,GB/T 31540.2,GB/T 31593.3~31593.8。
b) 火災(zāi)煙氣和高溫引起的中毒和生理影響。需要考慮以下三個(gè)方面:
1) 一定濃度或劑量的暴露會(huì)對(duì)人員心理和/或生理產(chǎn)生影響,從而降低疏散的效率;
2) 一定濃度或劑量的暴露會(huì)對(duì)人員心理和/或生理產(chǎn)生影響,從而使人失去行動(dòng)能力;
3) 一定濃度或劑量暴露濃度甚至?xí)?dǎo)致人死亡。
當(dāng)房間內(nèi)的人員由于煙氣、熱量或有毒產(chǎn)物的影響完全失去行動(dòng)能力時(shí),即達(dá)到了人員的耐受極限。ASET的臨界點(diǎn)是指建筑物每個(gè)房間內(nèi)的狀態(tài)達(dá)到人體耐受極限的時(shí)間。
11.1.2 火災(zāi)中有毒煙氣和高溫對(duì)人員生理和心理產(chǎn)生的作用,會(huì)對(duì)人們的疏散能力帶來各種不同的影響,主要包括以下方面:
a) 看到煙氣或火焰的影響包括:
1) 害怕靠近被煙氣或高溫侵襲的區(qū)域或疏散路線;
2) 害怕房間內(nèi)的火焰或煙氣,這種心理可能會(huì)激勵(lì)或阻礙人員疏散,這取決于火災(zāi)或煙氣的位置和強(qiáng)度;
3) 被吸引到發(fā)生火災(zāi)的房間(親火綜合癥)去觀察或撲滅火災(zāi);
b) 煙氣的遮蔽和刺激性煙氣產(chǎn)物與高溫對(duì)眼睛的疼痛刺激,會(huì)導(dǎo)致視力下降或視野縮??;
c) 吸入高溫刺激性煙氣會(huì)引起呼吸道疼痛和呼吸困難,甚至呼吸道損傷;在某些極端情況下,由于喉部痙攣和/或支氣管縮小(尤其是患有哮喘病或其他易感人群),幾分鐘之內(nèi)就可能導(dǎo)致人員窒息而死亡;通常在幾小時(shí)之后還會(huì)出現(xiàn)肺炎,從而引起不同程度的呼吸道損傷;
d) 吸入有毒性氣體引起的窒息會(huì)導(dǎo)致精神錯(cuò)亂和失去意識(shí)(尤其是易感人群,比如老人和患有心臟病的人);
e) 高溫引起的裸露皮膚和上呼吸道疼痛,伴隨燒傷和體溫過高,都會(huì)阻礙疏散并導(dǎo)致死亡。
11.1.3 安全疏散的危險(xiǎn)性和耐受指標(biāo)分析主要應(yīng)考慮以下方面:
——沒有直接暴露在火災(zāi)中,由于看到火災(zāi)煙氣而對(duì)人的疏散行為產(chǎn)生的心理影響;
——由于暴露在高溫和有毒性煙氣中,而對(duì)人的疏散行為和能力產(chǎn)生的心理和生理上的影響;
——導(dǎo)致人失去行動(dòng)能力的區(qū)域;
——導(dǎo)致人死亡的區(qū)域。
人員疏散評(píng)估中,考慮火災(zāi)對(duì)人員造成的心理和生理影響主要是為了確定人員的耐受極限,同時(shí)也能判定火災(zāi)對(duì)人員疏散能力和身體健康可能造成的影響。在某些情況下,還需要考慮對(duì)可能出現(xiàn)的物理災(zāi)害的耐受能力,比如結(jié)構(gòu)失效對(duì)疏散路線的影響,或?qū)е轮苯拥纳眢w傷害或死亡。
11.2 “0”暴露的簡(jiǎn)化指標(biāo)
如果針對(duì)某一設(shè)計(jì)疏散場(chǎng)景的計(jì)算,是基于熱煙氣層沉降高度的分析,則工程上可接受的耐受標(biāo)準(zhǔn)通常是:保持地面以上最小2.5m高的清潔空氣層,煙氣層的最高溫度為200℃。此時(shí),人們能夠在熱煙層下的清潔空氣層中疏散,且煙氣層向下的熱輻射也被認(rèn)為是可以忍受的。這個(gè)標(biāo)準(zhǔn)表示了不暴露在有毒產(chǎn)物中且熱輻射小于2.5kW/m2的耐受指標(biāo)。
11.3 進(jìn)入煙氣區(qū)域的意愿
當(dāng)煙氣與空氣的混合氣體接近地面高度時(shí),多數(shù)情況下人們不會(huì)進(jìn)入煙氣彌漫的疏散路線而選擇折回。此時(shí),煙氣對(duì)人的直接影響不是高溫,而是可視距離,以及煙氣對(duì)人的感官刺激。
對(duì)建筑火災(zāi)的大量研究表明,使人折回的平均煙氣密度相當(dāng)于可視距離為3m,其光學(xué)密度ρOD為0.33m-1(減光系數(shù)為0.76)。煙氣層是否高于人員彎腰行走的高度,以及低處是否設(shè)置照明燈具以提高能見度等因素,也會(huì)影響人的疏散行為。
11.4 穿過煙氣區(qū)域的能力
人穿越煙氣進(jìn)行疏散的能力與煙氣的刺激以及對(duì)視線的遮蔽、在建筑內(nèi)行走的能力以及找到疏敝路線和出口位置的能力有關(guān)。與一般的居室相比,大型的建筑空間需要更加嚴(yán)格的標(biāo)準(zhǔn),因?yàn)樵诖笮徒ㄖ袨榱苏业匠隹谛枰吹酶h(yuǎn),并且通常對(duì)周邊的環(huán)境也不熟悉。
11.5 煙氣對(duì)行走速度的影響
行走速度受煙密度和刺激性的影響,當(dāng)疏散人員處于煙氣中時(shí),會(huì)影響RSET的計(jì)算結(jié)果。針對(duì)刺激性煙氣和非刺激性煙氣,自由行走速度和煙氣密度之間的關(guān)系式參見附錄J。
11.6 火焰和高溫的影響
火焰面積和高度及其與疏散人員、疏散路線之間的相對(duì)位置,是判斷火焰對(duì)疏散影響的重要標(biāo)準(zhǔn)。
當(dāng)必須從火焰附近或熱煙層下穿過時(shí),會(huì)受到輻射熱的威脅。當(dāng)直接暴露于熱煙氣中時(shí),將同時(shí)受到輻射熱和對(duì)流熱的影響。
11.7 有毒氣體的影響
火災(zāi)中的有毒氣體是刺激性和窒息性火災(zāi)煙氣的混合氣體。刺激性氣體對(duì)人員疏散的影響取決于混合氣體的濃度和其中每種刺激性組分的效能。ASET計(jì)算中,刺激性氣體產(chǎn)物耐受極限的分析方法參見ISO 13571:2007。RSET計(jì)算中,有關(guān)刺激性煙氣對(duì)運(yùn)動(dòng)速度的影響參見附錄J。
火災(zāi)中導(dǎo)致人們失去行動(dòng)能力和死亡的關(guān)鍵窒息性氣體,包括一氧化碳、氫氰化物、二氧化碳和缺氧。在受到煙氣影響的初始階段,窒息性氣體不會(huì)對(duì)人員的疏散行為和行進(jìn)速度(RSET)產(chǎn)生明顯影響。但是,窒息性氣體卻是判斷ASET分界點(diǎn)的一個(gè)決定性因素,即預(yù)測(cè)人員失去行動(dòng)能力的時(shí)間點(diǎn)的主要決定因素。窒息性氣體耐受極限的計(jì)算方法參見ISO 13571:2007。


室內(nèi)消火栓 GB3445-20
