某综合交通中心(GTC)安全疏散模拟分析

于孝红

（山东省青岛市消防救援支队）

1 某综合交通中心概况

某综合交通中心（以下简称 GTC），总建筑面积约21 万㎡，东西总长度369m，南北总长度183m，建筑高度12.5m，最高点高度22.2m。停车楼分为地上两层及地下一层，总停车数量约3600 辆；高铁设两站台4 线；地铁2 条线。

2 影响安全疏散主要问题

2.1 防火分区面积超标

本建筑中地下一层和地下一层夹层大部分为通高设计，其室内空间高度约8m，在一层处通过在中庭四周设置防火卷帘将一层和换乘大厅部分进行了防火分隔，当中庭到二层后，由于二层屋面高度较高，屋面到二层地面约13m，且屋面为玻璃屋面，导致在二层无法设置防火措施，将换乘大厅上部中庭和二层中庭所在防火分区进行分隔，造成本项目中换乘大厅防火分区贯穿了4 层，包含三部分：地下一层（B1 层）换乘大厅部分10072.7m2、地下一层夹层（B1A 层）交通厅部分1987.6m2、地上二层（L2 层）交通厅部分4644m2，其防火分区面积为16704.3m2，超出了规范地上5000m2，地下1000m2的要求[1]。

图1 某综合交通中心效果图

2.2 换乘大厅部分疏散距离超出规范要求

由于GTC 体量较大的原因，地下一层部分换乘大厅其疏散楼梯基本分布在两端，导致其疏散距离超出了规范要求的37.5m 的要求，现有设计中疏散距离达到了54m[2]。袋行走道疏散距离超过了22m，达到了52m[3]。

3 安全疏散模拟及判定

利用性能化设计的方法，一是利用STEPS 软件进行模拟，计算疏散行动时间，得出人员疏散时间（TRSET）；二是利用烟气流动状态软件模拟计算，得出人体耐受极限的时间（TASET）。并利用两个判据，进行安全性分析。

3.1 人员安全疏散时间判据

TASET为人体耐受到达危险状态时间，TRSET为人员疏散完毕时间，为保证场内人员能在危险来临前撤离到安全地带，必须保证TASET大于TRSET。各时间关系构成见表1 所示[4]。

建筑空间大，视野通透，按规范设置疏散照明系统和疏散指示标志，探测报警时间Talarm取为60s。

建筑内设置火灾探测报警和监控系统，工作人员及保安人员训练有素，人员反应时间Tresp取为120s。

利用STEPS 软件模拟计算获得疏散行动时间。

表1 人员安全疏散判据

表2 人员生命安全标准

表3 火灾场景统计表

图2 换乘大厅火源位置示意图

3.2 人员生命安全判据

为保证火灾时人员安全，火灾发生后，地面至烟气层的清晰层高度内的能见度、温度及有毒气体浓度保持在一定限度内。本项目烟层危险高度根据层高结合有关规范性文件确定，人员处于以下环境中，生命安全是可以保证的[5]。生命安全标准见表2 所示。

4 火灾场景的设定

火灾场景按照最不利的原则设定。结合该GTC 的使用功能和建筑特性，合理合情设置火情，重点考虑三个方面：①火灾发生可能性最大；②火灾发展迅速；③火灾后果严重。该项目共设定了2 个火灾场景。并就影响火灾发展火灾类别、自动灭火系统和排烟系统工况、最大火灾热释放速率进行设定。火灾场景的设定有关数据见表3 和图2 所示。

B：起火点设置在地下一层换乘大厅内，换乘大厅，建筑面积10072.7m2

夹层建筑面积1987.6m2，层高8.3m，采用机械排烟方式，排烟量按照大厅不小于60m3/(m2·h) 计算。考察换乘大厅发生火灾时，换乘大厅各层内距地面2m处烟气的温度、CO、CO2以及能见度的指标，从而判断人员的疏散是否安全。

5 FDS 模拟火灾烟气流动预测

利用FDS 软件，对2 个场景进行烟气流动模拟，得出危险来临前的时间（TASET）前影响人身生命安全的各项参数（见表4）。

6 人员疏散的必需疏散时间TRSET 的模拟分析

6.1 疏散场景

疏散场景的设定原则为假设最可能火灾发生后，最不利于人员安全疏散的情况。本项目发生火灾时按整体疏散考虑，根据4 个火灾场景，设置2 个疏散场，基本条件如下（见表5）：

表4 各火灾场景危险来临时间

表5 整体疏散场景基本情况

表6 必需疏散时间TRSET 汇总表

表7 各火灾场景危险来临时间

6.2 疏散人员数量

疏散人数根据GTC 功能，分别按人流量和区域密度进行计算。经计算，地下一层换乘大厅1091 人，地下一层夹层换乘交通厅353 人，地上二层换乘交通厅652 人，总计2096 人。参照国际上通用的一般公共建筑场所推荐的数值比例构成，对于本GTC 人员类型组成按成年男士、成年女士、儿童和老者比例分别为45%、40%、7%、8%确定[6]。

模拟计算得出疏散行走时间，按照表1 人员安全疏散判据，可得到各场景下不同区域的必需疏散时间TRSET，见表7。

7 结论与建议

7.1 结论

6.1 节中对 4 个火灾场景和2 种疏散场景中数据进行汇总，可见4 个火灾场景中，2 个疏散场景人员疏散安全余量都远远大于零，根据疏散安全判据，火灾发生后，该建筑内人员有足够时间疏散至安全地带（见表7）。

分析结果表明，对于超出规范规定防火分区面积的大空间区域，涉及安全疏散因素多，利用性能化分析方法，可以验证消防安全设计目标的有效性。

7.2 建议

①明确建筑各功能分区，对各分区结构和使用功能进行严格管理。同时通过智慧消防等手段提高自动消防设施的运行功效，对动用明火作业场所严格管理。

②加强疏散通道、安全出口管理，保持疏散路线始终畅通。

③建立完善消防安全管理制度，定期对消防设施器材进行检查、维护保养，保证建筑内消防系统能够正常启动并发挥作用。

④制定个性化灭火预案，开展消防安全培训，明确工作人员各自的职责、任务，提高组织人员安全疏散的能力。

⑤建立微型消防站，加强一呼百应消防系统建设，提高初期火灾处置能力。