三、计算结果应用
计算结果可以用于判定所设置的安全目标是否可以实现,如下以人员安全疏散为例进行说明。
保证人员安全疏散是建筑防火设计中的一个重要的安全目标,人员安全疏散即建筑物内发生火灾时整个建筑系统(包括消防系统)能够为建筑中的所有人员提供足够的时间疏散到安全的地点,整个疏散过程中不应受到火灾的危害。
建筑的使用者撤离到安全地带所花的时间(RSET)小于火势发展到超出人体耐受极限的时间(ASET),则表明达到人员生命安全的要求。即保证安全疏散的判定准则为:
RSET + Ts < ASET (4-3-6-4)
其中:
RSET—疏散所需要的时间;
ASET—开始出现人体不可忍受情况的时间,也称可用疏散时间或危险来临时间;
Ts—安全裕度。
式中,疏散所需时间RSET(或以tescape表示),即建筑中人员从疏散开始至全部人员疏散到安全区域所需要的时间,疏散过程大致可分为感知火灾、疏散行动准备、疏散行动机到达安全区域等几个阶段。
危险到来时间ASET(或以trisk表示),即疏散人员开始出现生理或心理不可忍受情况的时间,一般情况下,火灾烟气是影响人员疏散的最主要因素,常常以烟气降下一定高度或浓度超标的时间作为危险来临时间。
安全裕度Ts,即防火设计为疏散人员所提供的安全余量。
火灾时人员疏散过程与火在发展过程的关系可用图4-3-6-1来表示。在人员疏散时间与火势蔓延时间之间引入安全系数,以解决在发生火情可能出现的不确定性问题。
根据计算结果确定或者和修改完善设计,对于上述火灾场景下能否达到设定的设计目标进行分析评价。若设计不能满足设定的消防安全目标或低于规范规定的性能水平,则需要对其进行修改与完善,并重新进行评估直至其满足设定的消防安全目标为止。否则,该试设计应被淘汰。
如对某一地下机械停车库应用案例进行分析。
(一)烟气流动模拟分析
停车库采取机械排烟方式。车库内不划分防烟分区。机械排烟量按6次换气/h确定并考虑1.5倍的安全余量,所需机械排烟量不应小于7.5×104m3/h。采取机械补风方式,低位补风,机械补风量不应小于排烟量的1/2。
为验证上述排烟方案能否满足所有火灾情况下排烟要求,报告利用火灾动力学软件pyrosim2012对地下机械停车库防排烟效果进行模拟,给出验证结果和模拟结论,建立模型 如下。
考虑位于地下六层小汽车火灾,考虑自动灭火系统有效,排烟系统有效,设计最大热释放速率1.5MW,快速t平方火,模拟时段为1200s。
1.烟气流动
2.CO浓度
3.温度分布
4.能见度分布
5.模拟结果总结
模拟结果表明,排烟方案至少在271s为B1层人员安全疏散提供保证,至少在308s为B2层人员安全疏散提供保证,至少在357s为B3层人员安全疏散提供保证,至少在517s为B4层人员安全疏散提供保证,至少在638s为B5层人员安全疏散提供保证,至少在960s为B6层人员安全疏散提供保证。
(二)人员疏散模拟分析
该机械车库设置2部楼梯,可用总疏散宽度为1.8m。
疏散人数按检修测试状态考虑,保守设置每层2人,共12人。
对于发生火灾的封闭房间,则可采用《日本避难安全检证法》提供的房间疏散开始时间量化计算方法,其计算方法如公式所示。
(4-3-6-5)
Afloor为建筑面积,本工程单层房间面积493 m2,计算得到疏散开始时间45s,考虑一定安全系数,取60s。
利用Pathfinder软件模拟疏散行动时间。
对B1层至B6层进行人员疏散整体模拟分析,可以看出:人员通过LT1,LT2向上疏散至室外安全区,人员全部疏散至安全区域所需行动时间为62s。各楼层疏散行动时间如下表所示。
表4-3-6-2 B1层至B6层各区域人员疏散行动时间
疏散场景 |
楼层 |
人数(人) |
行动时间 |
整体疏散 |
B6层 |
2 |
12 |
B5层 |
2 |
17 | |
B4层 |
2 |
15 | |
B3层 |
2 |
20 | |
B2层 |
2 |
7 | |
B1层 |
2 |
16 | |
完成全部疏散 |
12 |
62 |
各区域人员疏散安全判断汇总见下表。
表4-3-6-3 人员疏散安全性判断表
区域 |
RSET(s) |
ASET(s) |
是否满足 疏散条件 |
B6层 |
78 |
960 |
是 |
B5层 |
86 |
638 |
是 |
B4层 |
83 |
517 |
是 |
B3层 |
90 |
357 |
是 |
B2层 |
71 |
308 |
是 |
B1层 |
84 |
271 |
是 |
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