【正文】 ...........................20 提高格蘭云天酒店標(biāo)準(zhǔn)層安全疏散可靠性的對策研究 ...............21 5 結(jié)論與展望 ..........................................................................................23 結(jié)論 .............................................................................................23 展望 .............................................................................................23 參考文獻(xiàn) ....................................................................................................25 致謝 ...........................................................................................................27 武警學(xué)院本科畢業(yè)論文（設(shè)計(jì)） 第 1 頁 共 27 頁 1 緒論 研究背景 隨 著我國經(jīng)濟(jì)和城市建設(shè)的快速發(fā)展，高層酒店如雨后春筍般不斷涌現(xiàn)在各 大中城市。 近年來國內(nèi)外很多專家學(xué)者都致力于性能化防火設(shè)計(jì)方法的研究，通過火災(zāi)安全工程學(xué)等基礎(chǔ)理論對建筑進(jìn)行火災(zāi)安全性分析、評估，從而實(shí)現(xiàn)火災(zāi)安全、火災(zāi)損失和設(shè)計(jì)方法三個(gè)目標(biāo)的良好結(jié)合，達(dá)到科學(xué)性、有效性和經(jīng)濟(jì)性的統(tǒng)一。 研究目的和意義 性能化方法在解決傳統(tǒng)“處方式”方法存在困難的高層賓館 防火上具有不可替代 的優(yōu)勢。性能化方法已經(jīng)成為世界性建筑消防設(shè)計(jì)發(fā)展的必然趨勢，對于高層酒店 的消防安全將會(huì)起到積極地作用。性能化防 火設(shè)計(jì)方法 (P erformancebased F ire P rotection Design)，也可稱之為“火災(zāi)安全工程設(shè)計(jì)法” (F ire S afety Engineering M ethod)正是在這種情況下應(yīng)運(yùn)而生的。從 20 世紀(jì) 80 年代開始，澳大利亞、新西蘭、加拿大、日本、武警學(xué)院本科畢業(yè)論文（設(shè)計(jì)） 第 2 頁 共 27 頁 英國、美國、瑞典、芬蘭、香港等國家和地區(qū)相繼開展了性能化防火的理論研究及實(shí)際應(yīng)用，取得了不同程度的進(jìn)展，一些相對成熟的方法已經(jīng)投入實(shí)際使用 [2]。 我國從 1996 年才開始系統(tǒng)地開展性能化防火設(shè)計(jì)的研究 ,一方面對國外性能化防火設(shè)計(jì)的相關(guān)研究進(jìn)展、成果進(jìn)行了介紹和吸收 ,另一方面也開始積極探索性能化防火設(shè)計(jì)在我國的發(fā)展和應(yīng)用。采用 Building EXO DUS 軟件對于標(biāo)準(zhǔn)層的疏散人員進(jìn)行模擬疏散，從而得到疏散所需時(shí)間。 本文主要研究內(nèi)容如下： (1)結(jié)合我國高層酒店的主要情況，分析其火災(zāi)危險(xiǎn)性 ； (2)對性能化火災(zāi)風(fēng) 險(xiǎn) 評估的方法 進(jìn)行研究，對于安全疏散的評估方法進(jìn)行論證分析 ； (3)通過 F DS 對格蘭云天酒店標(biāo)準(zhǔn)層進(jìn)行火災(zāi)模擬，先分析和設(shè)計(jì)火災(zāi)場景、設(shè)置邊界條件、起始條件等，設(shè)置自動(dòng)噴淋滅火系統(tǒng)和防 排煙系統(tǒng)，編寫好數(shù)據(jù)后計(jì)算模型，模擬其火災(zāi)蔓延過程，得出煙氣流動(dòng) 、溫度分布和有毒有害氣體濃度分布等 。 武警學(xué)院本科畢業(yè)論文（設(shè)計(jì)） 第 3 頁 共 27 頁 2 高層酒店建筑火災(zāi)危險(xiǎn)性 火災(zāi)原因 種類 多 隨著改革開放的不斷推進(jìn)，我國的酒店業(yè)也不斷提升，由原來單一的住宿功能，逐漸向集 住宿、餐飲、娛樂、休閑、會(huì)議于一體的多元 化經(jīng)營轉(zhuǎn)變。酒店的火災(zāi)原因主要有電氣、吸煙、用火不慎、違章用火以及其他原因 [3 ]。由于賓館內(nèi)的照明多、電氣設(shè)備多、裝修材料多，因而比一般建筑的火災(zāi)危險(xiǎn)性更大。并且 ， 裝飾裝修材料大多為有機(jī)材料，燃燒時(shí)釋放出高溫有毒氣體，如一氧化碳、二氧化碳、氰化氫、氯化氫等，嚴(yán)重威脅建筑內(nèi)人員的生命安全 [4 ]。建筑結(jié)構(gòu)的復(fù)雜化，對火災(zāi)的發(fā)生發(fā)展也造成了嚴(yán)重影響。此外高層 酒店 中樓梯井、管道井、電梯井、垃圾井等豎井林立，通風(fēng)管道縱橫交錯(cuò)，延伸至建筑物各個(gè)角落，一旦發(fā)生火災(zāi)，火災(zāi)延豎井、通風(fēng)管蔓延，火勢擴(kuò)大到整個(gè)建筑物。尤其是酒店的裝修風(fēng)格統(tǒng)一、結(jié)構(gòu)復(fù)雜、 走廊交錯(cuò)，這就造成火災(zāi)發(fā)生時(shí)，人員無法 及時(shí)找到安全可靠的疏散途徑，導(dǎo)致安全 疏散困難。 武警學(xué)院本科畢業(yè)論文（設(shè)計(jì)） 第 5 頁 共 27 頁 3 性能化火災(zāi)危險(xiǎn)性評估方法概述 建筑物發(fā)生火災(zāi)后，建筑物中人員能否安全疏散取決于 兩個(gè)特征時(shí)間，一是火災(zāi)發(fā)展 到對人構(gòu)成危險(xiǎn)所需的時(shí)間，或稱 允許 疏散時(shí)間 AS ET(Available Safe Egress Time)，一個(gè)是人員疏散到安全區(qū)域 的 時(shí) 間 ， 或 稱 安 全 疏 散 所需 時(shí)間 RS ET(Required Safe Egress Time)。在此過程中，保證建筑物內(nèi)人員安全疏散的關(guān)鍵是建筑 物內(nèi)所有人員疏散完畢所需的時(shí)間必須小于火災(zāi)發(fā)展到危險(xiǎn)狀態(tài)的時(shí)間。 人員疏散完畢時(shí)間 REST 準(zhǔn)備時(shí) 間 疏散運(yùn) 動(dòng)時(shí) 間 到達(dá)危險(xiǎn)狀態(tài)時(shí)間 ASET 探測報(bào) 警時(shí) 間 圖 火災(zāi)發(fā)展與人員疏散過程的關(guān)系 從圖 ， 如果 RS ET小于 AS ET，則認(rèn)為人 員 能夠疏散至安全區(qū)域，關(guān)系式如下： ASETRSET? [5] () 如果 RS ET大于 AS ET，某些逃生者不能在不可忍受條件發(fā)生之前離開建筑物或到達(dá)建筑物中的安全地帶，即可視為死亡?；馂?zāi)危險(xiǎn)狀態(tài)來臨時(shí)間受大量不確定因素的影響。因此，火災(zāi)熱釋放速率曲線不是唯一的，這使得火災(zāi)危險(xiǎn)狀態(tài)來臨的起始時(shí)間不確定。 本研究 采用 F DS軟 件進(jìn)行模 擬計(jì)算。 F DS采用數(shù)值方法求解一組描述熱驅(qū)動(dòng)的低速流動(dòng)的 NavierS tokes方程（粘性流體方程 ）， 重點(diǎn)計(jì)算火災(zāi)的煙氣流動(dòng)和熱傳遞過程 ,同時(shí)可以用于模擬噴淋裝置和其他一些滅火裝置的工作過程。核心運(yùn)算是一個(gè)明確的預(yù)測校正方案，在時(shí)間和空間二階上精確。如果基礎(chǔ)的數(shù)值足夠清晰，則可進(jìn)行直接數(shù)值模擬 （ DNS）。對于大多數(shù)應(yīng)用來說， F DS使用一個(gè)混合物百分?jǐn)?shù)燃燒模型。 模 型 假 定 燃 燒 是 一 種 混 合 控 制（ mixingcontrolled），且燃料與氧氣的反應(yīng)進(jìn)行非?？臁? （ 3）輻射傳熱。選用約 100個(gè)不連續(xù)的角度，由于輻射傳熱的復(fù)雜性，有限體積解算程序在一次計(jì)算中需占約 15%的 C PU處理時(shí)間 [7 ]。 （ 5）多網(wǎng)格這是用來在一次計(jì)算過程中描述使用不止一個(gè)矩形的網(wǎng)格的一個(gè)術(shù)語。 （ 6）邊界條件給定所有固體表面的熱邊界條件，以及材料的燃武警學(xué)院本科畢業(yè)論文（設(shè)計(jì)） 第 7 頁 共 27 頁 燒特性。固體表面的熱量和質(zhì)量轉(zhuǎn)換通?？墒褂媒?jīng)驗(yàn)公式解決，但當(dāng)執(zhí)行直接數(shù)值模擬 (DNS)時(shí)可直接進(jìn)行估算 [8 ] 。 F DS參數(shù)輸入包括：建筑物尺寸、空間環(huán)境溫度、建筑物內(nèi)物品的燃燒特性及其尺寸、煙氣的特性、搜集數(shù)據(jù)所需的時(shí)間、模擬時(shí)空間網(wǎng)格劃分、設(shè)計(jì)火災(zāi)等。由于 F DS程序是開放的，其準(zhǔn)確性得到了大量試驗(yàn)的驗(yàn)證 [9 ]。 本 文 利用 該軟件模擬設(shè)定的火災(zāi)場景的煙氣蔓延情況，通過設(shè)定的判定標(biāo)準(zhǔn)來計(jì)算出人員安全疏散的耐受時(shí)間 AS ET。 因此本論文中采用該軟件進(jìn)行煙氣蔓延情況的模擬計(jì)算，采用的 FDS版本號為 。 火災(zāi)報(bào)警時(shí)間和疏散準(zhǔn)備時(shí)間是指火災(zāi)發(fā)生但人員還沒有開始疏散行動(dòng)的時(shí)間。疏散準(zhǔn)備時(shí)間是人員在疏散前，經(jīng)過一系列察覺 確認(rèn)火災(zāi)信號和決定如何逃生的時(shí)間。 火災(zāi)探測報(bào)警時(shí)間的確定 一般來說，目前工程上所使用的普通感煙探測器 能探測 100 kw的火災(zāi)，并啟動(dòng)報(bào)警 [1 1 ]。對火災(zāi)報(bào)警器的報(bào)警時(shí)間進(jìn)行計(jì)算，這類火災(zāi)在初期的發(fā)展規(guī)律為： 2tαQf ? () 武警學(xué)院本科畢業(yè)論文（設(shè)計(jì)） 第 8 頁 共 27 頁 式 中， t 是 火災(zāi)發(fā)生的時(shí)間 ， s； Q f 火災(zāi)熱釋放速率 ， kw，在報(bào)警時(shí)間的計(jì)算中本值取 100 kw；α是 火災(zāi)增長系數(shù) ， kw／ s178。 人員疏散準(zhǔn)備時(shí)間 的確定 人員疏散準(zhǔn)備時(shí)間為人員 接到火災(zāi)報(bào)警后到疏散行動(dòng)開始之前的這段時(shí)間間隔。 表 各種用途的建筑物采用不同報(bào)警系統(tǒng)時(shí) 人員預(yù)動(dòng)作時(shí)間的統(tǒng)計(jì)結(jié)果 [1 2 ] 建筑物用途及特性 人 員 響 應(yīng) 時(shí) 間（ min） 報(bào)警系統(tǒng)類型 W1 W2 W3 辦公樓、商業(yè)和工業(yè)廠房、學(xué)校（居民處于清醒狀態(tài)，對建筑物、報(bào)警系統(tǒng)和疏散措施熟悉） 1 3 4 商店、展覽館、博物館、休閑中心（居民處于清醒狀態(tài)，對建筑物、報(bào)警系統(tǒng)和疏散措施不熟悉） 2 3 6 旅館或寄宿 學(xué) 校 （居 民 可 能 處 于 睡 眠 狀 態(tài) ， 但 對建筑物、報(bào)警系統(tǒng)和疏散措施熟悉） 2 4 5 旅館、公寓（居民可能處于睡眠狀態(tài)，對建筑物、報(bào)警系統(tǒng)和疏散措施不熟悉） 2 4 6 醫(yī)院、療養(yǎng)院及其他社會(huì)公共機(jī)構(gòu)（有相當(dāng)數(shù)量的人員需要幫助） 3 5 8 表中的報(bào)警類型為： W1— 實(shí)況轉(zhuǎn)播指 示， 采 用聲 音 廣播 系 統(tǒng)， 例 如從 閉 路 電視 設(shè) 施的 控 制室 ； W2— 非直播（預(yù) 錄） 聲 音系 統(tǒng) 、和 /或視 覺 信息 警 告播 放 ； W3— 采用警鈴、 警笛 或 其他 類 似報(bào) 警 裝置 的 報(bào)警 系 統(tǒng) 。 當(dāng) 識別 報(bào) 警與 向 出口 疏 散之 間 沒有 延 遲時(shí) ， 則 可以 假 設(shè)表 3 .1 給出 的 識別時(shí)間為 0。 疏散行動(dòng)時(shí)間 的確定 在離開建筑物或者到達(dá)安全地帶這一目的驅(qū)使下，建筑物內(nèi)人群從疏散路徑到出口所需的時(shí)間 為疏散行動(dòng)時(shí)間 。 本研究使用 Building EXO DUS 進(jìn)行人員疏散的模擬。因此， Building EXO DUS 能較真實(shí)地模擬疏散人員和場景的若干屬性和行為，追蹤疏散過程的諸多細(xì)節(jié)，并在此基礎(chǔ)上給出較 為 全面翔實(shí)的預(yù)測結(jié)果。而且，通過研究疏散動(dòng)力學(xué)的性質(zhì)可以使模擬確定存在缺陷的區(qū)域、對改進(jìn)建筑設(shè)計(jì)和疏散程序提出建議。如 Building EXO DUS 能解釋模擬結(jié)果，確定瓶頸位置、疏散速度、疏散起始時(shí)間和終止時(shí)間、疏散過程等。 （ 1） 避難者子模式：分成生理屬性 (年齡、體重、性別及敏捷武警學(xué)院本科畢業(yè)論文（設(shè)計(jì)） 第 10 頁 共 27 頁 度 )； 心理屬性 (耐力、驅(qū)動(dòng)力等 )； 位置屬性 (步行距離、位置等 )；危害影響屬性 (對熱、煙、毒氣的暴露評估等 )。有六種等級的步行速度供使用者對每一避難者做一設(shè)定，其速度等級分別為快速步行、正常步行、跳躍、爬行、上樓梯、及下樓梯等六種。 （ 4） 毒 氣子模式：只有當(dāng)火災(zāi)危害出現(xiàn)時(shí)，此功能才會(huì)動(dòng)作并可界定火災(zāi)危害對避難者的影響。 （ 5） 行為子模式：系統(tǒng)區(qū)分為整體行為與局部行為，整體行為提供避難者全部疏散策略，而局部行為只控制避難者對當(dāng)場情況的反應(yīng)。麗港大廈由三層裙房、一層地下室及三棟高層建筑 組成，共 11 層，總建筑面積 m2 。寫字樓、公寓、酒店已經(jīng)入住，裙房部分入住。 其消防設(shè)計(jì)包括室外消防給水系統(tǒng)、室內(nèi)消火栓給水系統(tǒng)、地下室干式自動(dòng)噴水滅火系統(tǒng)、地上建筑濕式自動(dòng)噴水滅火系統(tǒng)、滅火器配置、應(yīng)急照明裝置和火災(zāi)報(bào)警系統(tǒng)。消防等重要負(fù)荷的配電采用雙電源、雙回路， 一備一用 ，并直接由低壓配電屏引出至最末一級配電箱處自動(dòng) 切換。 一層平面的主要功能：酒店主要出入口和為酒店服務(wù)的大堂、西餐廳、行李房等；貨物出入口 。三層平面主要功能：酒店配套餐飲設(shè)施。每層為一個(gè)防火分區(qū)，防火分區(qū)面積為 1200 m2 。設(shè)有一部消防電梯