●袁松如

(北京海淀區(qū)消防支隊(duì),北京 100193)

大型醫(yī)院病房樓作為公共聚集場所,既具有一般公共聚集場所人員密度和火災(zāi)荷載大等特點(diǎn),同時(shí)由于其使用者的特殊性,老弱病殘人員比例較大,這給人員疏散帶來很大困難,大量的精密儀器和電氣設(shè)備更是大大增加了火災(zāi)危險(xiǎn)性。如 2004年 1月 22日,武漢市商業(yè)職工醫(yī)院病房樓發(fā)生火災(zāi),270余名嬰兒、產(chǎn)婦、危重病人及其家屬被困,7人死亡,11人受傷,過火面積 210m2,直接經(jīng)濟(jì)損失 14.7萬元。2005年 12月 15日,吉林省遼源市中心醫(yī)院發(fā)生特大火災(zāi),致使 37人死亡,95人受傷,著火面積5 700m2,造成直接財(cái)產(chǎn)損失 821萬余元。所以,搞好醫(yī)院病房樓安全疏散評(píng)價(jià),并制定切實(shí)可行的對(duì)策意義重大。

1 醫(yī)院病房樓安全疏散難點(diǎn)

1.1 建筑面積大,人員密集

醫(yī)院病房樓一般都比較大,一旦發(fā)生火災(zāi),火勢(shì)蔓延迅速,加上水帶鋪設(shè)距離長、消防用水量大等因素的影響,使得醫(yī)院內(nèi)人員的安全疏散和消防人員的救援活動(dòng)十分困難。同時(shí),有的病房樓長時(shí)間處于滿員狀態(tài),甚至樓道內(nèi)也設(shè)有臨時(shí)床位,人員密度非常大,給疏散帶來了很大問題,給滅火戰(zhàn)斗帶來十分不利的影響。

1.2 使用人員特殊,疏散困難

醫(yī)院病房樓與普通建筑比較,其樓內(nèi)人員多是體弱病殘人員,大多行動(dòng)不便,疏散能力很弱。且有許多重癥患者,需要在醫(yī)護(hù)人員的幫助下才能進(jìn)行疏散,只有一小部分人員可自行疏散。病殘人員不僅在生理上存在缺陷,心理也較脆弱,在遇到緊急情況時(shí)更易出現(xiàn)心理和行為的異常,會(huì)進(jìn)一步加重疏散和救援的難度。例如 1998年常州市第一人民醫(yī)院“8·26”特大火災(zāi)中,在四樓有許多病人被房間內(nèi)的煙火逼到了窗口,在走投無路、得不到及時(shí)救助的情況下,他們耐不住煙火的熏烤,不顧消防員的勸阻,竟有 14人跳樓身亡。

1.3 人員流動(dòng)性強(qiáng),安全教育難以開展

醫(yī)院病房樓由于其用途的特殊性,其人員流動(dòng)性較強(qiáng),安全教育難以開展,且大部分人員的防火和疏散知識(shí)欠缺,許多病房樓內(nèi)存在私接電爐煮飯,私拉電熱毯等現(xiàn)象,這就大大增加了病房樓建筑的火災(zāi)危險(xiǎn)性。且許多病人入住后,對(duì)病房樓疏散通道的位置等情況掌握甚少,以至發(fā)生火災(zāi)后不知所措,找不到逃生路線,從而使疏散時(shí)間大大增長。

2 某醫(yī)院病房樓安全疏散評(píng)價(jià)

2.1 病房樓的設(shè)計(jì)概況

該病房樓為四層磚混結(jié)構(gòu)建筑,簡化的結(jié)構(gòu)與設(shè)計(jì)參數(shù)如表 1所示,其標(biāo)準(zhǔn)層平面圖如圖 1所示。

表1 建筑平面結(jié)構(gòu)參數(shù)

門(15個(gè)/層) 高度/m寬度/m 3.0 1.2水平開口樓梯間開口(1個(gè)/層) 高度/m寬度/m 3.0 3.3安全出口(1個(gè)) 高度/m寬度/m 3.6 4.8

圖1 標(biāo)準(zhǔn)層平面圖

2.2 RSET的工程計(jì)算

對(duì)計(jì)算參數(shù)設(shè)定與修正的幾點(diǎn)說明：(1)該棟四層醫(yī)院病房樓中,假定最不利疏散條件下每間房間能容納 3人,樓道護(hù)士站有 14人,清潔環(huán)衛(wèi)人員 4人,每一層共需疏散 60人。(2)計(jì)算疏散時(shí)間必須考慮最不利疏散情況,故設(shè)定起火源在底層 1號(hào)房間內(nèi),第四層 1號(hào)房間為最不利疏散房間,將其作為研究對(duì)象。(3)對(duì)于該建筑內(nèi)人員從發(fā)現(xiàn)著火到開始疏散的反應(yīng)滯后時(shí)間,因?yàn)橛写罅總∪藛T,所有參數(shù)擴(kuò)大 2倍,即將正常情況下給出的 180s反應(yīng)滯后時(shí)間修正為 Td=360s。

人員的整個(gè)疏散時(shí)間可分為疏散前的滯后時(shí)間和在某些出口處的擁塞、等待時(shí)間三部分,根據(jù)建筑物的結(jié)構(gòu)特點(diǎn),可將人員的疏散通道分成若干小段。在某些小段的出口處,人群通過時(shí)可能需要一定的擁擠、排隊(duì)時(shí)間。于是第 i個(gè)人的疏散時(shí)間 ti可表示為為疏散前的滯后時(shí)間,包括察覺火災(zāi)和確認(rèn)火災(zāi)所用的時(shí)間 ,di·n為第 n段的長度 ,vi·n為第 i個(gè)人在第 n段的平均行走速度,Δtn·queue為第 n段出口處的排隊(duì)等候時(shí)間。最后一個(gè)離開醫(yī)院的人員所用的時(shí)間就是該醫(yī)院人員疏散所需的疏散時(shí)間[9]。

人的行走速度根據(jù)不同的人流密度選取。當(dāng)人流密度大于 1人·m-2時(shí),采用 0.58m·s-1的疏散速度,當(dāng)人流密度小于 1人·m-2時(shí),疏散速度取 1m·s-1,考慮到醫(yī)院傷病人員疏散不便,應(yīng)對(duì)上述疏散速度加以修正,即縮小 1.5倍,則該醫(yī)院在不同人流密度下的疏散速度如表 2所示。

表2 不同人流密度下的疏散速度

圖2 人員疏散路線圖

Pauls提出,下樓梯的人員流量 f與樓梯的有效寬度 w和使用樓梯的人數(shù) p有關(guān),其計(jì)算公式為：f=(w/8040)0.73×p0.27,流量 f的單位為人·s-1,w的單位為 mm。此公式的應(yīng)用范圍為 0.1＜p/w＜0.55。如此按圖 2的疏散路線,計(jì)算過程如下：

在第①區(qū)域：疏散距離以門的寬度計(jì)算,人流密度 ＜1人 · m-2,則 T1=1.2/0.667=1.8s;

在第②區(qū)域：疏散人流密度 =12/[2.7×(3.3+3.3-1.2)]=0.823＜1人· m-2,則 T2=(3.3+3.3-1.2)/0.667=8.1s;

在第③區(qū)域：疏散人流密度 =21/[2.7×(1.2+3.3+1.5)]=1.296＞1人· m-2,則 T3=(1.2+3.3+1.5)/0.387=15.52s;

在第④區(qū)域：四層至三層的樓梯段,p/w=60/330=0.181 8,符合公式計(jì)算要求,則 f1=(330/8040)0.73×600.27=0.293 6人· s-1,t1=60/0.2936=204.35s;

三層至二層的樓梯段,p/w=120/330=0.363 6,符合公式計(jì)算要求,則 f2=(330/8040)0.73×1200.27=0.354人 ·s-1,t2=120/0.354=338.94s;

二層至一層的樓梯段,p/w=180/330=0.545,符合公式計(jì)算要求,則 f3=(330/8040)0.73×1800.27=0.395人·s-1,t3=180/0.395=455.69s;

則樓梯段的疏散時(shí)間 T4=t1+t2+t3=204.35+338.94+455.69=998.98s;

進(jìn)入一樓大廳后,因?yàn)榇髲d面積足夠大且醫(yī)院大門開口足夠大,所以疏散人員到此后很容易迅速疏散至樓外安全區(qū)域,故設(shè)定由樓梯進(jìn)入大廳到走出大門疏散完畢的時(shí)間為 15s。

綜上,總疏散時(shí)間：

T0=Td+T1+T2+T3+T4+15=360+1.8+8.1+15.52+998.98+15=1399.4s=23.32min;即RSET=23.32min

2.3 CFAST模擬場景設(shè)計(jì)及 ASET的計(jì)算

2.3.1 模擬火災(zāi)場景設(shè)計(jì)

火災(zāi)模擬的起火源位于一樓的①～②位置的一個(gè)房間(保健室)內(nèi),模擬的起火源是實(shí)體家具?；馂?zāi)的增長近似按 t2發(fā)展。本模擬火災(zāi)采用快速火災(zāi),即 b=0.046 9。該火災(zāi)模擬是在最不利條件下(安全出口關(guān)閉、無機(jī)械通風(fēng))進(jìn)行的。設(shè)計(jì)火災(zāi)模擬時(shí)間為 1 800s(30min)。

2.3.2 火災(zāi)模擬結(jié)果及分析

前文通過工程計(jì)算的方法得出該建筑必需的安全疏散時(shí)間 RSET為 23.32min,即 1 399.4s。由圖3、圖 4、圖 5中模擬結(jié)果的數(shù)據(jù)可知,在 1 399.4s處,煙氣層高度為 2.3m,煙氣層溫度為 423K(150℃),此時(shí)煙氣還未達(dá)到對(duì)人員造成危害的條件。煙氣層溫度達(dá)到對(duì)人員造成危害的 453K,即 180℃所需時(shí)間為 1 847s,煙氣層高度下降到危險(xiǎn)臨界高度 2.1m所需時(shí)間為 1 595s。可見,實(shí)際允許疏散時(shí)間 ASET=1 595s,該醫(yī)院病房樓滿足安全疏散可靠性要求。

3 結(jié)束語

本文選取某醫(yī)院病房樓為研究對(duì)象,利用工程計(jì)算方法,對(duì)疏散最不利的房間在最不利情況下的疏散時(shí)間做出計(jì)算分析,得出必需的疏散時(shí)間RSET,且進(jìn)一步利用 CFAST火災(zāi)區(qū)域模擬軟件針對(duì)此病房樓在發(fā)生火災(zāi)情況下的煙氣層高度、煙氣溫度以及 CO濃度三個(gè)方面做出模擬并與安全臨界條件做比較得出實(shí)際允許疏散時(shí)間 ASET。最后,將必需疏散時(shí)間RSET與實(shí)際允許疏散時(shí)間ASET作比較,得出該醫(yī)院病房樓滿足安全疏散可靠性要求的結(jié)論。

圖3 煙氣層高度隨時(shí)間變化圖

圖4 煙氣溫度隨時(shí)間變化圖

圖5 起火房間下部 CO濃度隨時(shí)間的變化曲線

[1]楊秉德.研究與實(shí)踐——醫(yī)院高層衛(wèi)生中心設(shè)計(jì)探索[J].建筑學(xué)報(bào),1999,(3).

[2]吳有仁.淺議高層建筑的救生設(shè)備設(shè)置問題[J].消防科技,1992,(4).

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