试议疏散某机场航站楼火灾时安全疏散评估

摘要：针对某机场航站楼疏散设计中超出规范且火灾危险性大的场所进行了火灾场景设计，并基于FDS将模拟的场所内火灾烟气流动情况与所设定的安全验收标准比较来评估该火灾场景人员疏散的安全性。结果表明，烟气CO2、CO浓度、温度以及能见度等参数在规定疏散时间内都低于人体耐受极限值，在设定的条件下，人员疏散是安全的，但是安全余度小。此外，针对该建筑的超规消防设计提出了建议。
关键词：安全工程；火灾场景设计；FDS；安全疏散
笔者以某机场航站楼为例，通过设计火灾场景，基于FDS模拟场所内烟气流动情况并与所设定的安全验收标准比较，评估该场景人员安全疏散的安全性，并提出改进建议。
1 工程概况
某机场航站楼位于两条平行跑道之间的航站区用地南端，主要由前端主楼、前端东西两侧指廊、指廊、远端东西Y型指廊组成。南北总长度为855.1 m，东西总长度为1134.8 m，最高点为南侧屋脊顶点，相对标高72.91 m。航站楼建筑占地面积159100 m2，总建筑面积548300 m2，为地上三层（局部四层）、地下二层构型。
2 安全疏散性能化评估

2.1 超规部分疏散设计分析

大型枢纽建筑设计时，由于建筑功能布局的需要，如候车室布置、安检限制等因素以及空间需要宽敞舒适的要求，可能会导致楼梯和出口不能被布置在适当的位置，这样疏散距离过长的问题就出现了。
按照规范要求，结合图纸，该机场航站楼+4.80 m 2层行李集中区、+10.40 m 3层出发值机大厅的安全疏散距离不满足《高规》6.

1.7条的规定，最远疏散距离超过了30 m，但均未超过60 m[2-4]。

2.2 性能化评估验收标准

安全疏散的验收标准有定性标准和定性标准，为了更加准确的对此类建筑疏散安全性进行性能化评析，本文采取定量标准进行分析。定量标准分析可得人员无法忍受状态（耐受极限）的判据有下列标准组成：
（1）如果热烟气层距地面高度大于2 m，则热烟气层的温度不超过200 ℃；如果热烟气层距地面高度小于2 m，则热烟气层的温度不超过150 ℃。所以运用FDS模拟时，认为距地面

1.8 m处温度达到150 ℃为人员疏散极限状态[5]。

（2）人员行走时能见度不小于10 m。运用FDS模拟时，认为距地面

1.8 m处，能见度为10 m时为人员疏散极限状态[6]。

（3）如果热烟气层距地面高度小于2 m，二氧化碳浓度不能超过1.0 %（体积百分比），一氧化碳浓度不超过500 ppm[7]。运用FDS模拟时，认为距地面1.8 m处，二氧化碳浓度为1 %，一氧化碳浓度为500 ppm达到人员疏散极限状态。

2.3 疏散时间计算

实际疏散所花费的时间（RSET）包括火灾探测报警时间（talarm）、疏散预动时间（tpre）和人员疏散行动时间（tmove）[8]。即：
talarm为探测报警时间（s），指火灾发生、发展将触发火灾探测与报警装置而发出报警信号，使人们意识到有异常情况发生，或者人员通过本身的味觉、嗅觉及视觉系统察觉到火灾征兆的时间。
tpre疏散预动时间（s），指从探测器动作或报警开始至人员开始疏散行动的时间。
tmove为疏散行动时间（s），即从疏散开始至疏散到安全地点的时间。
参照该机场航站区项目初步设计说明给出的航站楼内主要公共区域的人员流量、逗留时间、区域面积等参数，根据经验公式[9-源于：论文 范文www.618jyw.com
10]分别计算出在三个火灾场景下的人员疏散所需时间，如表

2.1所示。

2.4 烟气蔓延计算

2.

4.1 场景A的烟气蔓延特性计算

计算对象：+80 m 2层行李集中区 净空高度：5.6 m
火灾最大规模：

2.0 MW[11]

设计火灾类型：非稳态
火灾发展速率：快速火，α=0.0469 kW/s2 [12]
防排烟类型：该区域设置机械排烟系统，排烟量41760 m3/h
起火地点：行李堆中
（1）CO2的模拟结果
模拟过程中，人员疏散完毕时（341.4 s），着火区域内距地面1.80 m处CO2最高浓度为0.75 %，未达到人体耐受极限浓度1 %，如图2.1所示；在烟气模拟结束时，着火区域内，距地面1.80 m处CO2浓度未达到人体耐受极限浓度1 %。
（2）CO的模拟结果
模拟过程中，人员疏散完毕时（341.4 s），着火区域内距地面1.80 m处CO最高浓度为5.0×10-5 ppm，未达到人体耐受极限浓度500 ppm，如图

2.2所示。

（3）能见度的模拟结果
整个模拟过程中，着火区域内距地面

1.80 m处的能见度最小不低于10 m的临界值，如图

2.3所示。

（4）烟气温度的模拟结果 整个模拟过程中，着火区域内距地面

1.80 m处的烟气温度最高为85 ℃，小于150 ℃的极限值，如图

2.4所示。

4.2 场景B的烟气蔓延特性计算 计算对象：+10.40 m3层出发值机大厅
净空高度：4.8 m
火灾最大规模：

3.2 MW[11]

设计火灾类型：非稳态
火灾发展速率：α=0.0469 kW/s2 [12]
防排烟类型：该区域设置机械排烟系统，排烟量57960 m3/h
起火地点：办票岛
（1）CO2的模拟结果
模拟过程中，人员疏散完毕时（458.9 s），着火区域内距地面1.80 m处CO2最高浓度为0.4 %，未达到人体耐受极限浓度1 %，如图2.5所示；在烟气模拟结束时，着火区域内，距地面1.80 m处CO2浓度未达到人体耐受极限浓度1 %。 （2）CO的模拟结果
模拟过程中，人员疏散完毕时（458.9 s），着火区域内距地面1.80 m处CO最高浓度为3.5×10-4 pm，未达到人体耐受极限浓度500 ppm，如图2.6所示；在烟气模拟结束时，着火区域内，距地面1.80 m处CO浓度未达到人体耐受极限浓度500 ppm。
（3）能见度的模拟结果
整个模拟过程中，着火区域内距地面

1.80 m处的能见度最小不低于10 m的临界值，如图

2.7所示。

（4）烟气温度的模拟结果 模拟过程中，人员疏散完毕时（458.9 s），着火区域内距地面1.80 m处的烟气温度基本维持在30 ℃左右；在烟气模拟结束时，着火区域内，距地面1.80 m处烟气温度未达摘自：本科毕业论文范文www.618jyw.com
到人体耐受极限150 ℃，如图

2.8所示。

3 建议
本文将某机场航站楼的安全疏散设计划分为常规设计和超规设计两种类型。常规设计通过对比设计图纸，查找规范条文得出其符和安全要求；超规设计，利用FDS在相关火灾场景下进行模拟，得出在保守的设置火灾规模和疏散人数的情况下， +4.80 m2层行李集中区、+10.40 m3层出发值机大厅在火灾探测报警系统和自动喷水灭火系统正常工作情况下，采取现行防火分区和机械排烟量，人员能够安全疏散，达到消防安全目标。
根据某机场航站楼的消防设计图纸，并结合本文的计算分析，针对该建筑的超规消防设计提出以下建议：
（1）采取现行消防措施，人员能在烟气达到不可忍受之前逃离现场，但安全余度较小，因此建议在人员较为密集的公共区域能加疏散门数量，增加疏散宽度以利于人员尽快疏散。
（2）航站楼内各功能区域之间的防火隔离带不应堆积大量可燃物品，避免着火后火势蔓延。
（3）考虑到该机场航站楼的电气线路较复杂，建议设置漏电或在报警系统；在采用自然排烟的地方，为确保自然排烟的效果，可开启的外窗建议采用联动电动排烟窗。
（4）在运营管理方面，加强消防管理和航站楼内易燃可燃物的管理，避免火灾荷载大量集中出现，降低火灾隐患。保证安全出口通畅，不得在疏散通道内堆放物品，不得设置任何设施妨碍人员疏散。疏散线路上应采用应急照明等方式以确保有足够的照度，同时应在疏散的线路上设置疏散指示标志。
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作者简介：林凯瑜（1990-），男，中国人民部队学院工程硕士专业研究生，从事火灾调查、火灾统计、火灾数值模拟方向研究。