学生食堂发生火灾时人员疏散研究

林辰

摘要：为了有效避免学校食堂发生火灾，应用火灾模拟软件FDS+EVAC，建立某学校食堂火灾事故模型进行数值模拟分析。通过试验模拟所得到的数据，分析不同因素对人员疏散的影响。

关键词：食堂火灾;FDS+EVAC;人员疏散

近年来，高校学生食堂火灾时有发生，已引起我们的重视。食堂是人员滞留较多的区域，一旦发生火灾就势必牵涉大量人员的疏散问题，这样不仅对学校所有人员的生活产生影响，造成很大的经济代价，而且会让学生惶恐，万一解决不及时且人员疏散工作不到位，则易发生危险事故，最终的损失不可估量。

一、软件应用简介

FDS（FireDynamicsSimulator）是由美国国家标准与技术研究院（NIST）（McGrattan等，2007）開发的一个功能强大的火灾模拟器。FDS以计算流体力学（CFD）为基础，适用于模拟低速和热驱动流的火灾场景，可广泛地模拟多种火灾，如炉火。

二、实验模型建立

实验研究对象为某学校食堂，食堂长38m，宽34.2m，楼层高4.2m，共3层。食堂一层的总体布局如图1所示。图中A区域表示食堂的主餐厅，为学生们的主要就餐区，B区域为厨房和取饭处，C区域为存放货物的地方，D区域为回收台（餐具回收和剩余饭菜处理处），E、F、G、H分别为门1、门2、门3、门4，是食堂前后大门，也是主要的逃生出口，4个门的宽度均为3m。

火源的设置。笔者将火源设置在B区域厨房和取饭处。这样设置的原因是厨房比较容易着火，易燃物较多，能模拟出起火时最严重情景。

初始条件设置。环境温度设置为20℃;气压设置1.01*105Pa;模拟时间设置为450秒;地面为绝热材料;墙体为混凝土，厚度为0.2米;桌椅为松木材料;回收台为铝合金材料。

人员参数设定。食堂人员类别为成年人，总人数设定为950人（对于餐厅区域的人员密度采用1.39m2/人）人员初始位置在主餐厅均匀分布。

三、模拟结果及分析

（一）烟气

许多火灾事例结果表明，在火灾中2/3以上的死亡者的死亡原因是烟气造成的，其中大多数是吸入了烟气中有毒气体昏迷而死。因此，对烟气层的研究有很重要的意义。以下是烟气模拟截图。

在空间较大的地方，烟气伴随热气流先是沿垂直的方向向上运动，达到顶棚后，烟气变成水平方向的顶棚射流并逐步扩散至整个顶棚表面，100s时蔓延至整个食堂，此时的烟气高度还在1.8m高的范围内，如图2所示。随着火势在继续加剧，烟气层的厚度在下降，烟气对于个子较高同学的逃离产生较严重的影响。

（二）人员疏散

疏散时间包括察觉火灾时间与行为反应时间。计算机自动设置40s左右是人的察觉火灾时间，这段时间人们会发现火情，并作出相应的逃离判断。以下是人员疏散情况截图。

通过预动作反应后，30s时进入疏散状态。由图4可观察到，人员离开食堂时间约为120s，在60s时由于安全出口宽度不够造成大多数人拥堵在四个门的安全出口附近，虽然最终所有人员能从四个出口逃离，但出口的宽度不够宽，在人员逃离中容易造成危险事故。

（三）模拟结果分析

结合FDS+EVAC模拟的结果可以看出，30s时已经进入疏散状态，考虑到烟气扩散时间，人员还未完全疏散，烟气已经降到人的高度范围内了，再加上障碍物过多，内部疏散空间受到障碍物的限制;逃生出口不够宽，大量人员拥挤在出口处，在疏散中容易造成踩踏等事故，这势必对疏散带来严重影响。因此，可以减少桌椅的数量;出口的数量可以增加，出口宽度要在一定程度上增加。

四、结语

本文通过对某学校食堂火灾疏散模拟实验，为学生食堂的消防工作给予了一定程度上的帮助，但这次实验人员逃生对出口的选择以及疏散路径的选择算法是依据最短的路线，未考虑群组集中效应等现象造成的影响，因此与实际情况存在一些差异。

参考文献：

徐艳秋，王振东.基于Pathfinder和FDS的火场下人员疏散研究[J].中国安全生产科学技术，2012，8（2）：50-54.

李文娜.FDS_EVAC在老旧厂房火灾隐患整改中的应用[J].科技展望，2016，26（13）：119-120.