王寓哲， 胡智劍

(1南昌市公安消防支隊 灣里大隊，江西 南昌 330000；2 鷹潭市公安消防支隊 龍虎山大隊，江西 鷹潭 335000)

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建筑火災安全疏散的老年群體樣本研究

王寓哲1， 胡智劍2

(1南昌市公安消防支隊 灣里大隊，江西 南昌 330000；2 鷹潭市公安消防支隊 龍虎山大隊，江西 鷹潭 335000)

老年人群體的安全疏散具有一定的特殊性，以此為出發(fā)點對老年人建筑進行消防安全設(shè)計分析，能有針對性地保障火災中老年人群體的安全。當前老年人安全疏散數(shù)據(jù)源存在較多不足，通過建立老年人群體樣本，分析老年人在火災疏散中的特點，測算統(tǒng)計得到老年人安全疏散的基本數(shù)據(jù)。以南昌市某老年人建筑為例，通過設(shè)定火災場景對該建筑物火災時老年人的安全疏散進行模擬，總結(jié)分析此類建筑消防安全設(shè)計的重點問題，并提出相應的改進方案。

建筑火災；老年人建筑；安全疏散；數(shù)據(jù)分析

王寓哲，胡智劍.建筑火災安全疏散的老年群體樣本研究[J].東華理工大學學報：社會科學版，2017，36(1)：60-63.

Wang Yu-zhe, Hu Zhi-jian.Research on the evacuation from fires in buildings for aged people[J].Journal of East China University of Technology(Social Science)，2017，36(1)：60-63.

國際規(guī)定，65周歲以上的人為老年人；我國規(guī)定60周歲以上的公民為老年人。據(jù)統(tǒng)計，2005年以來我國老年人口數(shù)量逐年遞增，2010年65周歲以上人口占總?cè)丝?.9%；2011年占比達9.1%；2012年占比達9.4%，2015年65歲及以上人口更是達到14 434萬人，老年人的贍養(yǎng)照顧成了一個亟待解決的問題[1]。養(yǎng)老院、老年公寓等老年人建筑的大量出現(xiàn)成為了必然趨勢。在火災條件下，老年人與普通人的行為有較大差別，保證老年人在火災煙氣尚未到達前及時疏散到安全區(qū)域具有十分重要的意義。

1 老年人建筑的分類及評價對象的簡化

我國的老年人建筑主要分為老年住宅、老年公寓、養(yǎng)老院、托老所等，在居住對象、居住時長和建筑理念上各有側(cè)重[2]，如表1所示。

本文討論的南昌市某老年公寓為一棟三層建筑，建筑整體為U型，設(shè)有兩個封閉樓梯間。為重點分析人員通過樓梯間的疏散狀況，現(xiàn)以樓梯間為界將建筑分為三段，將每段的若干個房間簡化為一個大房間，簡化后二、三層的平面結(jié)構(gòu)可以用圖2示，一層的平面結(jié)構(gòu)可以用圖1表示。房間1和房間3面積均為400 m2，最大容量均為45人，房間2和房間4面積均為200 m2，最大容量均為20人，房間與出口的平均走道距離均為10 m，走道寬度為2 m，樓梯間每段樓梯有24級，單級樓梯的寬度為0.4 m，樓梯口的寬度為1.5 m，一樓出口的寬度均為2 m。

2 火災中老年人反應及運動的樣本研究

人在火災中的具體行為取決于人的心理反應和生理反應，老年人作為人類中的弱勢群體，生理機能和身體條件都有一定的退化，使得他們的心理反應和生理反應不足以有效面對火災。一般而言，火災中老年人的反應可分為察覺確認火災和開展逃生行動兩個階段，本文訪問了400名非老年人和186名老年人，其中包括模擬火場經(jīng)歷者和真實火災親歷者，以此為樣本歸納出人員察覺確認火災的9類主要方式及其所占的比例，如表2所示。

表1 老年人建筑分類概念表

圖1 老年公寓一層平面簡圖圖2 老年公寓二、三層平面簡圖

表2 火災中人員察覺確認方式統(tǒng)計表

表2組實驗數(shù)據(jù)表明，火災中人員察覺方式以被人告知為主，此外非老年人可通過火災噪音、聞見濃煙、聽見火災警報等方式察覺并確定火災，而老年人在此方面則明顯用時更長，且火災噪音、初期火災煙氣氣味等察覺方式明顯更少，主要原因有：視覺方面，老年人的視力模糊，辨色能力弱，判斷高差能力弱；聽覺方面，老年人常伴有短時間失聰，對高頻聲音不敏感，難以辨別話語內(nèi)容；嗅覺方面，老年人嗅覺減弱，對空氣中異味反應遲鈍；觸覺方面，老年人對溫度的變化不敏感，容易出現(xiàn)燙傷；思考能力方面，老年人因腦細胞減少造成反應慢，思考力低下，記憶力低下，適應環(huán)境能力差[3]。

根據(jù)老年人通過一些典型路段的實際時間測算老年人疏散時的行走狀況，得到主要參數(shù)如表3所示。

表3 老年人疏散主要參數(shù)表

3 火災計算假設(shè)與疏散時間計算

3.1 火災場景假設(shè)

假設(shè)火災發(fā)生在第二層的房間1內(nèi)，發(fā)生火災時，房間1和房間3的人數(shù)均為45人，房間2和房間4的人數(shù)均為20人，這樣整棟老年公寓的總?cè)藬?shù)為190人；公寓內(nèi)安裝有火災報警系統(tǒng)。采用計算機模擬程序計算老年公寓內(nèi)火災發(fā)展和煙氣蔓延過程，據(jù)此確定建筑內(nèi)危險狀況出現(xiàn)時間，綜合推斷火災發(fā)生后10 min內(nèi)沒有通過一層出口的老年人為逃生失敗。

3.2 疏散時間計算

老年人的疏散時間可分為疏散前的滯后時間Td、疏散中行走的時間Tw和在某些安全出口等待時間Tq。根據(jù)老年公寓的建筑特點，將疏散通道劃分為N段，每段的出口處需要等待時間ΔTq,m，則第i個老年人的疏散時間Ti的計算如下[4]。

(1)

根據(jù)老年人通過一些典型水平路段的實際時間，老年人疏散及反應的主要參數(shù)如下：當人流密度大于1人/m2時，采用0.3 m/s的平地疏散速度，此時老年人通過走道的時間為66.7 s；當人流密度不大于1人/m2時，采用0.5 m/s的平地疏散速度，此時老年人通過走道的時間為40.0 s；人流密度大于1.6人/m2時，采用0.09 m/s的平地疏散速度，此時老年人通過某層樓梯的時間為106.7 s；當人流密度小于1.6人/m2時，采用0.18 m/s的下樓梯疏散速度，此時老年人通過某層樓梯的時間為38.4 s。當位于起火點附近時，老年人的平均反應滯后時間為90 s；火災信息傳播到同區(qū)域較遠處的時間為130 s，此時同層其他房間的老年人得到信息開始疏散，這批人的平均反應滯后時間為220 s，三層的老年人得到信息的時間在此基礎(chǔ)上延遲60 s，這批人的平均反應滯后時間為280 s。

按照最有利條件進行理想化計算，二層起火房間內(nèi)的老年人密度s0=45/400=0.11人/m2，參考表3的數(shù)據(jù)，老年人全部進入走道前的行走速度v0確定為0.62 m/s，假定房間門的等效寬度為10 m，進入走道的老年人流量f0可計算如下[5]。

f0=v0×s0×w0=0.62×0.11×10=0.7(人/s)

(2)

二層的起火房間的老年人全部進入走道的時間t0a=45/0.7=64s，人流在走道里的密度大于1人/m2，采用0.3m/s的速度進行計算，因此通過走道的時間t0b為33s；在樓梯間的密度大于1.6人/m2，采用0.09m/s的速度進行計算，經(jīng)過二層樓梯的時間t0c為107s，因此在第230s時，已經(jīng)有二層起火房間的老年人成功疏散。

二層的非起火房間老年人在起火后220s開始疏散，二層非起火房間內(nèi)的老年人密度s1=20/200=0.1人/m2，參考表3的數(shù)據(jù)，老年人全部進入走道前的行走速度v1確定為0.62m/s，假定房間門的等效寬度為5m，進入走道的老年人流量f1可計算如下。

f1=v1×s1×w1=0.62×0.1×15=0.3(人/s)

(3)

全部進入走道的時間t1a=20/0.3=67s，人流在走道里的密度不大于1人/m2，采用0.5m/s的速度進行計算，因此到達樓梯口的時間t1b為20s；在240s他們中有人到達二層樓梯口，此時起火房間里的老年人已經(jīng)全部進入二層通向一層的樓梯。因此，當二層非起火房間的老年人全部進入樓梯，在樓梯間的密度小于1.6人/m2，采用0.20m/s的速度進行計算，經(jīng)過二層樓梯的時間為48s，因此在第288s時，已經(jīng)有二層非起火房間的老年人成功疏散。

三層房間老年人在起火后280s開始疏散，二層非起火房間內(nèi)的老年人密度s3=75/600=0.1人/m2，參考表3的數(shù)據(jù)，老年人全部進入走道前的行走速度v1確定為0.62m/s，假定房間門的等效寬度為15m，進入走道的老年人流量f1可計算如下。f2=v2×s2×w2=0.62×0.1×15=0.93(人/s)

(4)

全部進入走道的時間t2a=75/0.93=81s，人流在走道里的密度大于1人/m2，采用0.3m/s的速度進行計算，因此到達樓梯口的時間t2b為33s；在三層樓梯間的密度大于1.6人/m2，采用0.09m/s的速度進行計算，經(jīng)過三層樓梯的時間t2c為107s，在313s他們中有人到達二層樓梯口，此時二層的老年人已經(jīng)全部進入二層樓梯。因此，當三層房間的老年人全部進入樓梯，在樓梯間的密度大于1.6人/m2，采用0.09m/s的速度進行計算，經(jīng)過二層樓梯的時間t3d為107s，因此在第527s時，已經(jīng)有三層非起火房間的老年人成功疏散，在第608s時，人員疏散完畢。

4 結(jié)果與分析

根據(jù)計算結(jié)果可得出以下結(jié)論：

(1) 該老年公寓無法在設(shè)定的10min安全疏散時間內(nèi)實現(xiàn)全部人員安全疏散。

(2) 擁堵排隊等情況對于該老年公寓疏散過程的作用不顯著，整個老年人疏散過程中的決定因素為疏散路徑的長度，該老年公寓的安全出口寬度足夠，但疏散距離較長，應當采取在建筑中段增設(shè)樓梯間等方式縮短安全疏散距離。

(3) 老年人在火災中的反應時間長成為了疏散過程的短板之一，老年公寓應當從人力、物力方面強化火災警報工作，設(shè)置消防廣播、增加聲音分貝、確定熟悉建筑結(jié)構(gòu)的消防疏散引導員等[6，7]。

(4) 老年人通過樓梯間的速度慢也是疏散過程的不利因素，老年人建筑應當設(shè)置坡道式疏散樓梯對腿腳不便的老年人提供疏散便利[8]。

(5) 老年公寓應當至少沿一個長邊設(shè)置消防車道，增加消防撲救的效率；設(shè)置防排煙系統(tǒng)，減小煙氣帶來的侵害，延長允許疏散時間[9]。

[1] 蘇明濤, 老幼病殘人員建筑防火設(shè)計若干問題探討[J]. 武警學院學報, 2013, 29(2): 46-48.

[2] 胡仁祿. 老年居住建筑發(fā)展概況[J]. 世界建筑, 1995(3):27-30.

[3] 劉文利, 雄洪, 李曉東. 地下商業(yè)街建筑人員疏散預測[J]. 火災科學, 1999(3): 72-79.

[4] 蔣濟同, 李華軍, 焦桂英. 火災時人員安全疏散可靠性評估[J]. 火災科學, 1997(1): 8-12.

[5] 袁理明, 范維澄. 建筑火災中人員安全疏散時間的預測[J]. 自然災害學報, 1997, 6(2): 53-57.

[6] 張培紅, 陳寶智, 劉麗珍. 大型公共建筑火災時人員疏散行為規(guī)律研究[J]. 中國安全科學學報, 2001(4): 2-11.

[7] 王厚華, 郭丹, 郭勇. 建筑物人員疏散行動時間的預測研究[J]. 中國安全科學學報, 2006, 16(11):54.

[8]GuptaAK,YadavPK.SAFE-R:anewmodeltostudytheevacuationprofileofabuilding[J].FireSafetyJournal, 2004(39):539.

[9]HasoferAM,ThomasI,Analysisoffatalitiesandinjuriesinbuildingfirestatistics[J].FireSafetyJournal, 2006(41):2.

Research on the Evacuation from Fires in Buildings for Aged People

WANG Yu-zhe1, HU Zhi-jian2

(1.WanliBrigadeofNanchangDetachmentofPublicSecurityofFireControl,Nanchang330000,China;2.LonghushanBrigadeofYingtanDetachmentofPublicSecurityofFireControl,Yingtan350000,China)

The aged people’s evacuation from fire has certain particularity. The analysis on fire-fighting design in buildings for aged people can be helpful to guarantee aged people’s safety in fires. At present, there are some deficiencies in data resource of aged people’s evacuation. With establishing aged people’s samples, basic data can be obtained by calculation and statistic.This paper takes a certain building for aged people as the example and simulates an evacuation of aged people with this building assumed to be on fire. Then the paper makes an analysis on the key problems existing in the fire-fighting design for such buildings and puts forward some countermeasures.

building fire; buildings for aged people; evacuation; statistics analysis

2016-11-20

王寓哲(1988—)，女，浙江武義人，碩士，工程師，主要從事建筑防火和安全疏散方面的研究。

X92

A

1674-3512(2017)01-0060-04