某大型体育馆危险源辨识与性能化评估

间（如图１）。人员安全疏散可用时间Ａ ＳＥＴ 是指火灾发展
到对人构成危险所需的时间，主要通过对烟气层高度、温
度、能见度、ＣＯ 体积分数等指标随火灾发展过程的空间和
时间变化情况而确定。其安全判据设定为：
（１）威胁到人员疏散的烟气层高度为１．８ｍ；（２）如
果烟气层下降到距离地面高度１．８ｍ以下，烟气层的 温度
Hazard Identification of a Large Gymnasium and Performance-based Assessment YANG Chen-yi,SONG Meng-meng
(Yantai public security fire prevention crew,Yantai,Shandong 264000) Abstract:Recent years,with the rapid social and economic development and advances in building technology,large modern sports stadiums constantly emerged.Taking the fire safety design of a large sports stadium for example,the performance-based fire safety assessment methods was used to quantitatively analyze the fire risk,the smoke spread simulation,and then evaluate the fire safety. Key words:Large stadium;Hazards;Performance-based design
表１
防火分区（见表１）：体育馆采用防火墙、甲级防火门 和特级防火卷帘对防火分区进行分隔。各防火分区统计如 表所示。第二防火分区面积为１０５７１．５３ｍ２，根据《建筑设计
防火规范》５．１．７，“耐火等级为一、二级时，防火分区的 最大允许建筑面积为２５００ｍ２，建筑内设置自动灭火系统时， 防火分区的最大允许建筑面积可按本表的规定增加１．０倍， 为５０００ｍ２。”大大超出国家现行建筑消防设计规范要求。
其中：Ｑｆ为可燃物的热释放速率（ｋＷ）；α为火灾增长
系数（ｋＷ／ｓ２）；ｔ为点火后时间（ｓ）；ｔ０为开始有效燃烧需要
的时间（ｓ），评估时仅考虑出现有效燃烧时算起，取ｔ０＝０ 。
由此方程，火灾初期的热释放速率由火灾增长系数和火灾
延续的时间决定，而火灾增长系数与火灾场景的火灾荷
载、建筑特性有密切的关系，火灾增长系数应综合ห้องสมุดไป่ตู้虑可 燃物和建筑物墙及吊顶的作用，可用式２来描述。
（上接第４１页） ３．２环境效益 该公司循环经济模式的实施获得了积极的环境效益，
详见表４，主要体现在：（１）解决了米糠粉尘污染扰民问 题的同时，因替代燃煤供汽，年烟尘、二氧化硫排放量分 别削减２１５．６９吨和６４．４３吨，废气排放浓度均达到《锅炉大 气污染物排放标准》ＧＢ１３２７１－２００１二级标准；（２）高浓度 的洗米水、米浆水实现减量化与资源化，绝大部分可转化 为各类副产品，少量低浓度的洗米水经公司厂内采取ＳＢＲ污 水 处 理 设 施 处 理 后 ， 污 水 排 放 浓 度 分 别 为 ＰＨ值 ＝８．２、 ＣＯＤ＝８４ｍｇ／Ｌ、ＢＯＤ＝２４ｍｇ／Ｌ，均达到《污水综合排放标准》 ＧＢ８９７８－１９９６一级标准；（３）１７６６吨／年的淀粉粉尘实现资 源化，除用于葡萄糖生产外，其余制得禽畜蛋白饲料，有 助于农村生态环境的改善。 ３．３ 社会效益
α＝αｆ＋αｍ ——（式２） 其中：αｆ为可燃物对火灾增长系数的影响，其大小由 式３确定；αｍ为建筑特性对火灾增长系数的影响，由建筑内 装修材料可燃等级确定（见表３） 。
表３ αｍ与建筑装修材料可燃等级
αｆ＝２．６×１０－ ６ｑ３／５＝３．０×１０－３（３） αｍ＝３．５×１０－３ α＝αｆ＋αｍ＝６．５×１０－３ 将火灾初期增长分为慢速（α＝０．００２９３１） 、中速（α ＝０．０１１２７） 、快速（α＝０．０４６８９） 和超快速（α＝０．１８７８） 四 种 。 设 计 面 积 为 ４ｍ× ４ｍ的 区 域 ， 为 快 速 增 长 型 火 灾 α ＝０．０４６８９ｋＷ／ｓ２，起火时间为ｔ１＝ｌ／ｖ＝２／０．００６＝３３３ｓ，火灾热 释放速率为ＨＲＲ＝αｔ２＝６．５×１０－３×３３３２＝７２０ｋＷ＝０．７２ＭＷ 在自动喷水灭火系统作用下，火灾功率会被控制在一 定的值以内。 喷头安装高度：３．５ｍ 喷头距火源中心的水平距离：３ｍ 环境初始温度：２５℃ 火灾增长速率：α＝０．０４６８９ ｋＷ／ｓ２ 平均火灾荷载密度为：６８．２ＭＪ／ｍ２ ，则一个区域的火灾 荷载总量Ｑ＝６８．２×１６＝１０９１．２ＭＪ。 燃烧持续时间为：ｔ２＝Ｑ２／ＨＲＲ＝１０９１．２／０．７２＝１５１５ｓ ｔ＝ｔ１＋ｔ２＝３３３＋１５１５＝１８４８ｓ ５ 人员疏散的模拟计算 人员疏散安全评估的具体判定准则是从火灾发生到危 险状态的时间ＡＳＥＴ是否大于从火灾发生到建筑物内人员全 部疏散完毕的时间ＲＳＥＴ，一般考虑的火灾危害是指对人员 的直接危害（如烟气危害）。保证财产安全的目标可以通 过火灾早期探测和高效扑救来达到。 体育馆需要疏散的最大人数应该为赛时发生火灾的情 况下观众和工作人员总人数。依据体育馆设置座位数和工 作人员人数统计，确定体育馆总疏散人数为１００００人。人员 安 全 疏 散 所 需 时 间 ＲＳＥＴ， 主 要 包 括 火 灾 探 测 报 警 时 间 （ ｔａｌａｒｍ ）、人员预动作时间（ ｔｐ ｒｅ ） 和人员疏散行动时 间（ ｔｍｏｖｅ），即ＲＳＥＴ ＝ ｔａｌａｒｍ ＋ ｔｐ ｒｅ＋ ｔｍｏｖｅ。由于比 赛场地内安装有线型光束图像感烟火灾探测器并且比赛场 地相对比较空旷，发生火灾时人员可以迅速察觉，其火灾 探测报警时间可取ｔａｌａｒｍ ≤１２０ ｓ；而体育馆设有消防应 急广播系统并且赛时观众均处于清醒状态， 可对突发火灾 事件作出快速反应，其人员预动作时间可取ｔｐ ｒｅ≤６０ ｓ。 对于人员疏散行动时间ｔｍｏｖｅ采用Ｓｉｍ ｕ ｌｅｘ 人员疏散模拟 软件进行模拟计算。针对设定的４ 种火灾场景相应地计算 出人员疏散行动时间。由于人员疏散路线需要经过阶梯台
参考文献： ［１］ 霍 然，袁宏永．性能化防火分析与设计［Ｍ］．合肥：安徽科学技
术出版社，２００３． ［２］ 杨 欣，马建民．性能化防火设计在奥运场馆消防设计中的应用
［Ｊ］．消防科学与技术，２００５，２４（２）：１８２～１８５． ［３］ 张青松，赵国敏．奥运场馆性能化设计中人员安全疏散若干问题
探讨［Ｊ］．消防科学与技术，２００８，２７（１０）：７０９～７１２．
表２
计算得：总火灾荷载：２０８８３０－２３３８３０ＭＪ，火灾荷载密 度： ５４．６～６８．２ＭＪ／ｍ２，取最大值ｑ＝６８．２ＭＪ／ｍ２。
火灾增长情况为火灾还处于初期阶段，其热释放速率 相对较小，由于该场馆设有自动喷水灭火系统，因此在评 估中采取较为保守的估计方法，即假定自动喷水灭火系统 有效启动，启动后火势的规模将不再扩大，火源热释放速 率保持在启动前的水平，形成稳态火灾（见图２）。
疏散宽度满足《建筑设计防火规范》要求。 ２ 消防安全目标
可 用 安 全 疏 散 时 间 （A S E T）
必需安全疏散时间（RSET ）
人员运动准备时间
运动时间
探测 报警
疏散完毕 承受极限
图１
该项目最主要的消防安全目标为保证人员生命安全。
对于火灾时人员安全疏散而言， 设计目标确定为Ａ ＳＥＴ ＞
ＲＳＥＴ，即人员安全疏散可用时间大于人员安全疏散所需时
表５
由上述结果可以看出，从火灾发生到危险状态的时间 ＡＳＥＴ和 从 火 灾 发 生 到 建 筑 物 内 人 员 全 部 疏 散 完 毕 的 时 间 ＲＳＥＴ，两者进行比对。结果ＡＳＥＴ大于ＲＳＥＴ，则表明在火灾 临界危险来临前，人员已经安全疏散完毕，无人员伤亡。 ７ 结论
本文借助本市某大型体育馆为实例，通过设定火灾场 景，采用性能化评估方法对烟气蔓延和人员疏散进行的模 拟计算可知，体育馆的消防设计方案是可行的，人员安全 疏散可以得到保证。
中国西部科技 ２０１１年０７月（上旬）第１０卷第１９期总 第２５２期
某大型体育馆危险源辨识与性能化评估
杨晨艺 宋萌萌
（烟台市公安消防支队，山东 烟台 ２６４０００）
摘 要：针对某大型体育场馆建筑存在防火分区大、火灾危险性大的特点，通过热释放速率的分析，利用火灾模拟和火 灾安全工程学原理对烟气蔓延和人员疏散进行模拟计算，得出可行性分析结果。 关键词：大型体育馆；危险源；性能化设计 ＤＯＩ：１０．３９６９／ｊ．ｉｓｓｎ．１６７１－６３９６．２０１１．１９．０２２
不应超过６０℃；（３）距离地面高度１．８ｍ 以下的烟气层能
见度不小于１０ｍ。
以上各判据中最先达到危险的时间即为人员安全疏散
可用时间ＡＳＥＴ。
３ 估算第二防火分区火灾荷载及火灾荷载密度
收稿日期：２０１１－０４－２６ 修回日期：２０１１－０５－２０ 作者简介：杨晨艺（１９８３－），女，汉族，山东省烟台市公安消防支队牟平区大队助理工程师，主要从事消防监督工作。
近年来，随着社会经济的飞速发展和建筑科技的不断 进步，各地的大型现代化体育场馆不断涌现。本文以某大 型体育场馆的消防安全设计实例，运用消防安全性能化评 估方法，定量分析其火灾危险性，对烟气蔓延和人员疏散 进行模拟计算，进而对其消防安全性进行评估。 １ 工程概况 １．１ 建筑概况
该工程为一大型体育馆， 主要由比赛场地、训练场地 和其他配套用房组成。体育馆按照能够承办全国性和单项 国际体育赛事的标准进行设计，总建筑面积为２０５４７．６３ｍ２， 座位总数为８１４２个。体育馆场地层和固定观众看台结构为 钢筋混凝土框架结构，屋盖为钢网架结构。屋架下弦最高 点 至 室 内 比 赛 场 地 地 面 的 距 离 为 ２４．０ｍ， 建 筑 总 高 度 为 ３３．０ｍ。体育馆设计耐火等级为二级，并设有完善的消防设 施，主要包括火灾自动报警系统、消防联动控制系统、机 械防排烟系统、火灾应急照明和疏散指示标志、消防应急 广播系统、室内外消火栓系统、自动喷水灭火系统（含大空 间自动扫描定位喷水灭火系统） 和水幕系统等。 １．２ 存在的消防问题及解决方法