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1、建材世界2014年第35卷S1doi:10.3963/j.issn.1674-6066.2014.S1.080STEPS在性能化消防设计中使用可行性探析王尧1,2,姜浩1(1.吉林建筑大学土木工程学院,长春130118;2.吉林省公安消防总队,长春130031)摘要:近年来,城市地标型、复合功能、综合服务等类型建筑大量出现,现有的处方式防火规范难以满足现代建筑发展的需要。采用性能化消防设计方法,运用火灾模拟软件对建筑物的火灾危险性和危害性进行定量预测和评估,能够得出最佳防火设计方案。该文以某经性能化消防设计并投入使用的大型商场为例,应用STEPS人员疏散
2、软件对不同火灾场景人员疏散情况进行复核,以证明该软件在性能化消防设计中使用的可行性。关键词:性能化;STEPS;火灾模拟软件“十二五”以来,随着城市建设向着“资源节约型、环境友好型社会”的发展,大量的城市地标型、复合功能型、综合服务等类型建筑体如雨后春笋般出现。由于我国现行的处方式防火规范的约束,设计师们的建筑方案难以实践。性能化消防设计方法作为建立在火灾科学和消防安全工程学基础上的一种全新的建筑防火设计方法,运用消防安全工程学原理与方法,根据建筑物的结构、用途和内部可燃物等方面的具体情况,可以对建筑物的火灾危险性和危害性进行定量的预测和评估,从而得出最
3、优化的防火设计方案,为建筑物提供最合理的防火保护。该文将应用STEPS人员疏散软件对某座经过性能化消防设计且投入使用的大型商场人员疏散情况进行复核,证明该软件在性能化消防设计中使用的可行性。1工程实例某大型商场建筑,总建筑面78279m2,地下局部1层,地上5层,总建筑高度为23.9m,其中,5层设置两处室内公园,面积分别为756m2和985m2,5层总面积为15012m2,其平面图如图1所示。鉴于室内公园作为一项新兴事物,对于建筑防火方面其能否设置在建筑顶层,相关国家规范、技术标准没有明确规定,设计之初,该建设工程进行了性能化消防设计。目前,该大型商场
4、已投入使用。224建材世界2014年第35卷S12评估工具及适用性分析为了客观地对该大型商场内发生火灾时烟气蔓延特性和人员疏散情况进行定量分析,对消防设计方案做出科学的判断和优化建议,该大型商场性能化消防设计中采用FDS软件模拟火灾发展和烟气蔓延特性、采用BuildingEXODUS人员疏散软件模拟人员疏散行动时间。2.1火灾场景设定在设计火灾场景设定火源位置时,考虑建筑物的使用功能特点及火灾危险性、火灾可能的发展规模、建筑物内各功能区域的空间特点、疏散出口分布以及烟控措施等因素。综合以上因素,设置火源位置如图2所示。火灾场景统计见表1。表1火灾场景统计
5、表火灾发生区域火灾增长系数/(kW·s-2)喷淋系统排烟系统最大火灾热释放速率/MW分析目标有效失效3.0验证室内公园A处室内公园0.047失效有效8.0防火分区内人员A处内部快速火失效失效8.0疏散安全性2.2人数确定该大型商场5层主要使用功能为商场营业厅及室内公园等。1)商场营业厅人数《建筑设计防火规范》(GB50016—2006)第5.3.17条第5款的规定:“商店人的疏散人数应按每层营业厅建筑面积乘以面积折算值和疏散人数换算系数计算。地上商店的面积折算值宜为2,因而5层商场营业厅面积折算值按50%取50%~70%”。由于商场营业厅的总建筑面积超过
6、15000m值。商店营业区疏散人数计算公式为25层商店营业区疏散人数=营业厅建筑面积×50%×0.6人/m2)室内公园人数《建筑设计防火规范》GB50016—2006第5.3.17条的规定:“其他歌舞娱乐放映游艺场所的人员统计表见表2。疏散人数应按该场所的建筑面积0.5人/m2计算确定。”表2人员统计表分区位置使用功能计算公式疏散人数/人疏散总人数/人室内公园室内公园756m2×0.5人/m2378976商场1994m22A处内部×50%×0.6人/m5982.3安全疏散时间利用FDS模拟计算所设定的火灾场景烟气运动情况,进而通过与安全判据的比较分析来确
7、定人员安全疏散可用时间ASET。商场使用后,实地组织员工及购物、休闲、娱乐群众疏散演练,人员布置见图3,计算225建材世界2014年第35卷S1得出撤离使用时间。其统计结果如表3、表4所示。表4火灾场景人员安全疏散可用时间(ASET)火源位置喷淋系统排烟系统人员安全疏散可用时间ASET/s防火分区480有效失效整层697室内公园防火分区460失效有效A处内部整层619防火分区429失效失效整层573表4商场模拟演习安全疏散使用时间火源位置喷淋系统排烟系统人员安全疏散时间/s室内公园防火分区402失效失效A处内部整层5523STEPS人员疏散软件复核3.1
8、软件介绍STEPS(SimulationofTransientEvacuatio
