建筑防火设计结课作业

西安建大科技/总66期2007年第2期南阶教室安全疏散设计分析李恩（西安建筑科技大学建筑学院，陕西西安，710055）【摘要】南阶教室是西安建筑科技大学的主要公共教学楼之一，本文通过对南阶教学楼进行安全疏散设计分析，简单介绍了教学楼的防火安全疏散设计方法。【关键词】楼梯疏散时间安全分析一.前言西安建筑科技大学南阶教室是我校的主要公共教学楼之一，也是现有教学楼中最新的一座。南阶教室的使用率很高，对南阶教学楼进行安全疏散设计分析作为建筑防火设计课程结课作业比较有实际意义。二.建筑概述西安建筑科技大学南阶教室是一座以教学为主要功能的综合性教学楼。建筑共五层，地下一层，地上四层。建筑平面呈对称布局，各层均有六个阶梯教室，两个卫生间，两个教师休息室。建筑结构为框架结构。因为没有建筑构件的耐火等级的详细资料所以只能通过排除法初步判断建筑的耐火等级为一级或者二级，又通过观察得知，建筑的吊顶为普通装修材料，故判断建筑的耐火等级为二级。地下一层的房间使用者疏散到室外就相当于到了安全区，因此在安全疏散设计分析上更多的考虑二至五层的人员疏散。建筑内楼梯的具体布置为：各层南向有两部两跑楼梯，建筑西北角、东北角各有一部两跑楼梯，二层北部入口处有一部通向室外的楼梯，南部有两部对称布局的一跑楼梯直接通向室外。标准层建筑面积1831m2,走廊最窄处的宽度为2.7m，最窄楼梯梯段的宽度为1.8m，门的开口宽度统一为1.5m。三.疏散时间验算计算假设，由实地调研资料显示，二层疏散人数最多（统计数字见附表），火灾时的危险性也最大，因此假设二层二号房间失火进行楼层疏散验算（如图一所示）。图1二层平面示意图设二层二号教室起火时刻为0时刻，那么对于火灾房间有，二层其他房间有T之后人员开始疏散。0T0'0T1A0'=2=21s，小于30s按30s算；其他房间T=2T0=60s。对于其它楼层的人员，要通过二层人员进作者简介：李恩，男，河南三门峡人，西安建筑科技大学建筑学院硕士研究生，主要从事绿色建筑设计及构造研究。34行火灾警报之后才开始疏散,设这个滞后时间为60s.即其他楼层在火灾发生后120s才开始疏散.我们先看看在这120s之内,二层的人的疏散情况.1.房间允许疏散时间[]=1T13)~(2A1A为110.25（尺寸标注见附图3）。由于南阶教室顶棚高度小于6,系数取2,计算得[]=21s2mm1T2.走廊允许疏散时间[]=42T21+A经计算为167821+A2m。计算得[]=164s2T3.楼层疏散时间[]=83T21+A计算得[]=328s3T对于二层学生的疏散情况，其验算如下：1.房间疏散时间的计算：1T取值说明：根据实地调研得知，同一时间内不同教室的使用人数是不同的，教室内的使用人数往往达不到满座，这和大学生的上课方式有关，因此N按教室内座位数取是不合适的。根据统计资料，教学楼内除去地下一层以外的使用人数在1500人左右，按其平均分配在各个楼层的各个教室，则每层使用人数为375人，每个教室的使用人数为63人。为安全起见假设起火房间比此人数多31即80人。有效宽度按门洞宽度减300算。mm1T取其大者，即22s2.走廊疏散时间：2T二层与其他楼层相比多两部楼梯，最短步行距离为18.5m。由统计数字得知约有80%的人从北向大楼梯疏散，即以北向大楼梯的t22最大，按其计算。式中为利用利用北向大楼梯的疏散人数，=375×80%=300，2N2N2B为楼梯间入口有效宽度，5.1。mt23委第一个疏散者进入楼梯间时起到最后一个疏散者进入楼梯间为止的时间，在这里即为300人按顺序通过5.4米宽的楼梯口所需时间，按流通系数1.5（人/）计算sm⋅t23为37s，小于t22。与前面求得的允许时间相比，所有疏散时间都没有超出10%的范围，均能满足要求。由计算可以看出在起火后+=135s之后二层的人就可以疏散完毕。即与其它楼层相比，二层在他们开始疏散之后15s内疏散完毕，其他楼层人员到达二层时，二层人员已经疏散完毕。3T0'T其它楼层疏散分析通过对统计资料分析,五楼人员通过四部楼梯疏散时并没有明显的规律性,所以在这里假设四部楼梯的疏散人数是相等的.1.房间疏散时间的计算与二层相似T1=22s2.走廊疏散时间35其中为下楼梯的人流量，单位人/s，w为楼梯的有效宽度，单位mm。此公式的应用范围为0.1fwp0.55。计算得人流量为1.77人/s，人数为282,所需时间为159s，所以楼梯疏散时间共159+12=171s。图2三～五层最远走廊步行距离示意进入二层走廊后疏散情况与二层人员的疏散情况相似。依然按统计情况估算有80%的人通过北向大楼梯（5号楼梯）疏散，计算如下：（不考虑反向行走）（L为图示箭头方向距离）（∑N2取平均值，B2取3号楼梯有效宽度）（35m为3号或4号楼梯到5号楼梯的距离）t23在这里为94人按顺序通过3.9米宽的楼梯口所需时间，按流通系数1.5（人/m·s）计算t23为16s，等于t22。2T=t21+t22=39s（设同时使用5号楼梯的人数为300人，因为由楼梯疏散时间可以看出不可能900人同时使用二层走廊）3T=T1+=61s2T即三到五层每层的楼层疏散时间均为61s.与允许时间相比，所有疏散时间均能满足要求。2T=t21+t22=66s即在火灾发生后疏散人群在楼梯内的运动时间按以下参数确定:楼梯内人均速度为0.6m/s,经计算得知每人通过楼梯疏散到下一层需要12s。滞后时间+楼层疏散时间+楼梯疏散时间+二层楼层疏散时间=120+61+171+66=418s之后三至五层人员可以疏散完毕。符合一、二级耐火等级建筑的5～7分钟范围.楼梯宽度为2.1m和1.8m两种规格，按1.8m算。每层每部楼梯疏散人数取平均值94人，则通过同一部楼梯疏散到二层的人数为282人。按1.8m宽计算楼梯中的向下人流量。f疏散时间与疏散人数图示关系示如下：图3综上所述，南阶教室的疏散设计是符合防火规范的。[1]36图3疏散时间与疏散人数示意图参考文献[1]陈智明，或然，王浩波，曾德云。某教学楼火灾中人员安全疏散时间的预测[A].火灾科学，2003，1，40～45.（上接第45页）图片来源[1][2]西安建筑科技大学.大学建筑数字博物馆.精品荟萃.安徽民居[3]“并非角落的领域——关于我国建筑学发展的几个问题”.张在元.《建筑学报》1986-1.p336[4]黄文华绘制[5]