2019消防工程師必背知識(shí)點(diǎn)四十二：人員疏散分析

第五篇 消防安全評(píng)估

第四章 建筑性能化防火設(shè)計(jì)評(píng)估

第四節(jié) 人員疏散分析

人員疏散分析是建筑性能化防火設(shè)計(jì)評(píng)估的重要組成部分。通過(guò)對(duì)建筑物的具體功能定位，確定建筑物內(nèi)部特定人員的狀態(tài)及分布特點(diǎn)，并結(jié)合火災(zāi)場(chǎng)景和具體位置設(shè)計(jì)，計(jì)算分析得到緊急情況下各種階段的人員疏散時(shí)間及疏散通行狀況預(yù)測(cè)。而火災(zāi)場(chǎng)景下人員疏散所需時(shí)間則是性能化防火設(shè)計(jì)評(píng)估的重要組成要件。因此，對(duì)建筑物做出符合其實(shí)際情況和特點(diǎn)的人員疏散性能評(píng)估成為決定建筑物性能化設(shè)計(jì)評(píng)估結(jié)果好壞的關(guān)鍵性因素之一。由于影響建筑物內(nèi)人員疏散安全性的因素眾多，性能化人員疏散分析的重點(diǎn)就是要綜合特定建筑條件下各方面影響因素，建立起或者合理選取符合實(shí)際的人員疏散量化分析模型，從而計(jì)算得到人員疏散時(shí)間，提出改進(jìn)疏散性能的方案和措施。

一、影響人員安全疏散的因素

與正常情況下人員在建筑物內(nèi)行走的狀態(tài)不同，人員在緊急情況下(如發(fā)生火災(zāi))的疏散過(guò)程中，內(nèi)在因素和外在環(huán)境因素都可能發(fā)生了變化，這些因素有可能對(duì)人員安全疏散造成影響。由于實(shí)際情況條件千差萬(wàn)別，影響人員安全疏散的因素亦復(fù)雜眾多，總結(jié)起來(lái)可分為：人員內(nèi)在影響因素、外在環(huán)境影響因素、環(huán)境變化影響因素、救援和應(yīng)急組織影響因素四類(lèi)。這些因素在緊急疏散情況下，有些不利于安全疏散，有些則有利于安全疏散，還有一些影響受到現(xiàn)場(chǎng)實(shí)際條件變化和人為因素的作用而不同。

(一)人員內(nèi)在影響因素

人員內(nèi)在因素主要包括：人員心理上的因素、生理上的因素、人員現(xiàn)場(chǎng)狀態(tài)因素、人員社會(huì)關(guān)系因素等。

1.人員心理因素

人員在緊急情況下的心理普遍會(huì)發(fā)生顯著的變化，如感知到火災(zāi)、煙氣時(shí)會(huì)出現(xiàn)恐慌，聽(tīng)到警鈴或接收到火警信息時(shí)會(huì)出現(xiàn)緊張、眾多人員疏散時(shí)在出口處排隊(duì)等待的時(shí)間越長(zhǎng)人群中緊張情緒越高等。這些心理變化因素一方面能夠激發(fā)人的避險(xiǎn)本能，另一方面也會(huì)導(dǎo)致人員理性判斷能力降低、情緒失控。

2.人員生理因素

人員生理因素包括人員自身的身體條件影響因素，如幼兒、成年、老年、健康、疾病等條件差異。不同的身體條件會(huì)顯著影響人員的運(yùn)動(dòng)機(jī)能。此外，緊急情況下環(huán)境條件的變化也會(huì)對(duì)人員生理因素造成影響，如火災(zāi)時(shí)由于現(xiàn)場(chǎng)照明條件變暗、能見(jiàn)度降低使人的辨識(shí)能力受到影響;溫度升高、煙霧刺激、有毒氣體會(huì)影響人的運(yùn)動(dòng)能力等。

3.人員現(xiàn)場(chǎng)狀態(tài)因素

人員在現(xiàn)場(chǎng)狀態(tài)因素包括：清醒狀態(tài)、睡眠狀態(tài)、人員對(duì)周?chē)h(huán)境的熟悉程度等。對(duì)于處于清醒狀態(tài)并對(duì)周?chē)h(huán)境十分熟悉的人來(lái)說(shuō)，疏散速度會(huì)大大快于處于睡眠狀態(tài)并對(duì)周?chē)h(huán)境陌生的人。如果人們?cè)谶M(jìn)入一個(gè)陌生環(huán)境時(shí)首先有意識(shí)地查看安全出口位置及疏散路線則會(huì)大大改善人員的現(xiàn)場(chǎng)狀態(tài)因素。

4.人員社會(huì)關(guān)系因素

人是具有社會(huì)屬性的高等動(dòng)物，即使是在緊急情況下人們的社會(huì)關(guān)系因素仍然會(huì)對(duì)疏散產(chǎn)生一定影響。如火災(zāi)時(shí)，人們往往會(huì)首先想到通知、尋找自己的親友;對(duì)于處在特殊崗位的人員，如核電站操作員，會(huì)首先想到自身的責(zé)任;一些人員在疏散前會(huì)首先收拾財(cái)物也是社會(huì)關(guān)系因素在起作用，這些因素總體上會(huì)影響人員開(kāi)始疏散運(yùn)動(dòng)行動(dòng)的時(shí)間。

(二)外在環(huán)境影響因素

外在環(huán)境因素主要是指建筑物的空間幾何形狀、建筑功能布局以及建筑內(nèi)具備的防火條件等因素。例如，地上建筑或是地下建筑、高大空間或是低矮空間、影劇院或是辦公建筑等;建筑物的耐火等級(jí)，建筑內(nèi)安全出口設(shè)計(jì)是否足夠合理，疏散通道是否保持暢通，消防設(shè)備是否處于良好運(yùn)行狀態(tài)，是否存在重大火災(zāi)隱患等因素。

(三)環(huán)境變化影響因素

火災(zāi)時(shí)現(xiàn)場(chǎng)環(huán)境條件勢(shì)必要發(fā)生變化，從而對(duì)人員疏散造成影響，例如火災(zāi)時(shí)，正常照明電源將被切斷，人們需要依靠應(yīng)急照明和疏散指示尋找疏散出口;再如原有正常行走路線一旦被防火卷簾截?cái)?，人員需要重新選擇疏散路線;又如自動(dòng)噴水滅火系統(tǒng)啟動(dòng)后在控制火災(zāi)的同時(shí)也會(huì)對(duì)人員疏散產(chǎn)生影響。

(四)救援和應(yīng)急組織影響因素

火災(zāi)時(shí)自救和外部救援和組織能力也會(huì)對(duì)安全疏散產(chǎn)生影響。通過(guò)建立完善的安全責(zé)任制，制定切實(shí)可行的疏散應(yīng)急預(yù)案并認(rèn)真落實(shí)消防應(yīng)急演練，能夠有效提高人的疏散能力;否則，容易引起人員擁擠和混亂。

在各種實(shí)際條件下，影響人員安全疏散的因素繁多，各種因素之間還存在相互聯(lián)系和制約，某些產(chǎn)生主導(dǎo)作用的成為主要影響因素，而一些因素的變化會(huì)顯著影響最終結(jié)果的成為關(guān)鍵性因素。上面只是簡(jiǎn)要地介紹了影響人員安全疏散的因素。人員安全疏散作為消防安全工作的重中之重，其影響因素也是消防安全工作的重點(diǎn)，需要看到這些因素既可能是消防工作的問(wèn)題所在，也可能成為提升消防安全水平的突破口。在實(shí)際工作中，應(yīng)通過(guò)不斷地經(jīng)驗(yàn)積累，總結(jié)出切合工程項(xiàng)目實(shí)際的主要影響因素和關(guān)鍵性因素。

二、人員安全疏散分析的目的及性能判定標(biāo)準(zhǔn)

(一)人員安全疏散分析的目的

人員安全疏散分析的目的是通過(guò)計(jì)算可用疏散時(shí)間(ASET)和必需疏散時(shí)間(RSET)，從而判定人員在建筑物內(nèi)的疏散過(guò)程是否安全。

(二)人員安全疏散分析的性能判定標(biāo)準(zhǔn)

人員安全疏散分析的性能判定標(biāo)準(zhǔn)為：可用疏散時(shí)間(ASET)必須大于必需疏散時(shí)間(RSET)。

計(jì)算ASET時(shí)，應(yīng)重點(diǎn)考慮火災(zāi)時(shí)建筑物內(nèi)影響人員安全疏散的煙氣層高度、熱輻射、對(duì)流熱、煙氣毒性和能見(jiàn)度。這些參數(shù)可以通過(guò)對(duì)建筑內(nèi)特定的火災(zāi)場(chǎng)景進(jìn)行火災(zāi)與煙氣流動(dòng)的模擬得到。

在計(jì)算RSET時(shí)，可按以下三種情況考慮：

①如果能夠?qū)⒒馂?zāi)和煙氣控制在著火房間內(nèi)，則可只計(jì)算著火房間內(nèi)人員的RSET;

②如果火災(zāi)及其產(chǎn)生的煙氣只在著火樓層蔓延，則可只計(jì)算著火樓層內(nèi)人員的RSET;

③如果火災(zāi)及其產(chǎn)生的煙氣可能在垂直方向蔓延至其他樓層(例如，建筑內(nèi)存在連通上下層的中庭)，則需計(jì)算整個(gè)建筑內(nèi)人員的RSET。當(dāng)建筑存在坍塌的危險(xiǎn)時(shí)，也需要計(jì)算整個(gè)建筑內(nèi)人員的RSET。

三、人員疏散時(shí)間計(jì)算方法與分析參數(shù)

人員的疏散過(guò)程與火災(zāi)探測(cè)、警報(bào)措施、人員逃生行為特性和運(yùn)動(dòng)等因素有關(guān)。必需疏散時(shí)間按火災(zāi)報(bào)警時(shí)間、人員的疏散預(yù)動(dòng)時(shí)間和人員從開(kāi)始疏散至到達(dá)安全地點(diǎn)的行動(dòng)時(shí)間之和計(jì)算：

RSET =Td + Tpre + k×Tt (式5-4-40)

其中：Td —火災(zāi)探測(cè)報(bào)警時(shí)間，指從火災(zāi)發(fā)生到觸發(fā)火災(zāi)探測(cè)與報(bào)警裝置而發(fā)出報(bào)警信號(hào)，使人們意識(shí)到有異常情況發(fā)生，或者人員通過(guò)本身的味覺(jué)、嗅覺(jué)及視覺(jué)系統(tǒng)察覺(jué)到火災(zāi)征兆的時(shí)間;

Tpre —疏散預(yù)動(dòng)時(shí)間，指人員從接到火災(zāi)警報(bào)之后到疏散行動(dòng)開(kāi)始之前的這段時(shí)間，包括識(shí)別時(shí)間和反應(yīng)時(shí)間;

Tt —疏散行動(dòng)時(shí)間, 指建筑內(nèi)的人員從疏散行動(dòng)到疏散結(jié)束所需要的時(shí)間;

k—安全系數(shù)，考慮到場(chǎng)景預(yù)測(cè)中的不確定性，需要考慮足夠的安全余量，安全系數(shù)一般取1.5～2，采用水力模型計(jì)算時(shí)的安全系數(shù)取值，宜比采用人員行為模型計(jì)算時(shí)的安全系數(shù)取值要大。

(一)火災(zāi)探測(cè)報(bào)警時(shí)間

對(duì)于安裝了點(diǎn)式火災(zāi)探測(cè)報(bào)警裝置以及安裝了閉式自動(dòng)噴水滅火系統(tǒng)的場(chǎng)所，火災(zāi)探測(cè)報(bào)警時(shí)間應(yīng)根據(jù)建筑內(nèi)所采用的火災(zāi)探測(cè)與報(bào)警裝置的類(lèi)型及其布置、火災(zāi)的發(fā)展速度及其規(guī)模、著火空間的高度等條件，考慮設(shè)計(jì)火災(zāi)場(chǎng)景下火災(zāi)探測(cè)報(bào)警裝置或自動(dòng)噴水裝置對(duì)火災(zāi)煙氣的反應(yīng)時(shí)間?？梢酝ㄟ^(guò)相應(yīng)的計(jì)算機(jī)模擬計(jì)算軟件通過(guò)分析計(jì)算確定，也可采用其他計(jì)算工具，如美國(guó)標(biāo)準(zhǔn)預(yù)技術(shù)研究院(NIST)開(kāi)發(fā)的軟件工具包中提供的DETACT-QS工具，預(yù)測(cè)特定火災(zāi)場(chǎng)景內(nèi)感溫元件的動(dòng)作時(shí)間。

對(duì)于日常有人停留的房間并且人員處于清醒狀態(tài)，可以采用特定經(jīng)驗(yàn)公式算法預(yù)測(cè)人員發(fā)覺(jué)火災(zāi)征兆的時(shí)間。

(二)疏散預(yù)動(dòng)時(shí)間

疏散預(yù)動(dòng)時(shí)間包括識(shí)別時(shí)間和反應(yīng)時(shí)間。人員在接收到火災(zāi)報(bào)警信號(hào)以后，有各種本能反應(yīng)的時(shí)間如確認(rèn)火災(zāi)警報(bào)，判別火情發(fā)展情況，通知親友，收拾物品，確定疏散路線等待，開(kāi)始疏散行動(dòng)時(shí)間往往因人而異。受到建筑類(lèi)型、功能與用途、使用人員的性質(zhì)及建筑火災(zāi)報(bào)警廣播和物業(yè)管理系統(tǒng)等各種內(nèi)在及外在因素的影響，疏散預(yù)動(dòng)時(shí)間的長(zhǎng)短具有很大的不確定性。在管理相對(duì)完善的劇院、超市或辦公建筑(有定期火災(zāi)訓(xùn)練)中，識(shí)別時(shí)間較短。在平面布置復(fù)雜或面積巨大的建筑以及旅館、公寓、住宅和宿舍等建筑中，該時(shí)間可能較長(zhǎng)。表5-4-3給出了各種不同類(lèi)型的人員和報(bào)警系統(tǒng)的典型疏散開(kāi)始延遲時(shí)間。

表5-4-3　疏散開(kāi)始延遲時(shí)間(引自美國(guó)《SFPE防火工程手冊(cè)》)

表中的報(bào)警系統(tǒng)類(lèi)型為：

W1-實(shí)況轉(zhuǎn)播指示，采用聲音廣播系統(tǒng)，例如從閉路電視設(shè)施的控制室;

W2-非直播(預(yù)錄)聲音系統(tǒng)、和/或視覺(jué)信息警告播放;

W3-采用警鈴、警笛或其他類(lèi)似報(bào)警裝置的報(bào)警系統(tǒng)。

在應(yīng)用上表5-4-3時(shí)，還要考慮火災(zāi)場(chǎng)景的影響，建議將表5-4-3中的識(shí)別時(shí)間根據(jù)人員所處位置的火災(zāi)條件作如下調(diào)整：

1.人員處于較小著火房間/區(qū)域

人員可以清楚地發(fā)現(xiàn)煙氣及火焰或感受到灼熱，這種情況下可采用表5-4-3中給出的與W1報(bào)警系統(tǒng)相關(guān)的識(shí)別時(shí)間，即使安裝了W2或W3報(bào)警系統(tǒng)。

2.人員處于較大著火房間/區(qū)域

人員在一定距離外也可發(fā)現(xiàn)煙氣及火焰時(shí)，如果沒(méi)有安裝W1報(bào)警系統(tǒng)，則采用表5-4-3中給出的與W2報(bào)警系統(tǒng)相關(guān)的識(shí)別時(shí)間，即使安裝了W3報(bào)警系統(tǒng)。

3.識(shí)別報(bào)警與向出口疏散之間沒(méi)有延遲

例如辦公室，則可以假設(shè)表5-4-3給出的識(shí)別時(shí)間為0。

4.某些場(chǎng)所的識(shí)別時(shí)間很難確定

可對(duì)上述可能時(shí)間段進(jìn)行估計(jì)，如可以根據(jù)日常的觀測(cè)記錄提供某些文件證明所需要的時(shí)間。

在反應(yīng)時(shí)間階段，人們會(huì)停止日?；顒?dòng)開(kāi)始處理火災(zāi)。在反應(yīng)時(shí)間內(nèi)會(huì)采取的行動(dòng)有：

①確定火源、火警的實(shí)際情況或火警與其他警報(bào)的重要性;

②停止機(jī)器或生產(chǎn)過(guò)程，保護(hù)重要文件或貴重物品等;

③尋找和召集兒童及其他家庭成員;

④滅火;

⑤決定合適的出口路徑;

⑥警告其他人員;

⑦其他疏散行為。

(三)疏散行動(dòng)時(shí)間

人員疏散行動(dòng)時(shí)間指建筑內(nèi)的人員從疏散行動(dòng)開(kāi)始至疏散結(jié)束所需要的時(shí)間，包含行走時(shí)間和通過(guò)出口的時(shí)間兩部分組成：

1.行走時(shí)間

行走到疏散線路上安全出口的時(shí)間。行走時(shí)間與人的行走速度以及達(dá)到出口的距離有關(guān)。行走速度與行走時(shí)間和人員密度有關(guān)，當(dāng)人員密度較大會(huì)出現(xiàn)擁擠，導(dǎo)致行走速度下降;當(dāng)人員密度較低且人員行走不受阻時(shí)則代表最短的行走時(shí)間，用下式計(jì)算：

2.通過(guò)時(shí)間

人流通過(guò)出口或通道的時(shí)間。通過(guò)時(shí)間由出口的通行人數(shù)和出口的通行能力決定，出口的通行能力則與出口有效寬度和出口流量有關(guān)。用下式計(jì)算

人員疏散行動(dòng)時(shí)間的計(jì)算可按照數(shù)學(xué)模擬計(jì)算進(jìn)行。數(shù)學(xué)模擬計(jì)算方法主要有水力模型和人員行為模型兩種方法。

(1)水力疏散計(jì)算模型。水力疏散計(jì)算模型將人在疏散通道內(nèi)的走動(dòng)模擬為水在管道內(nèi)的流動(dòng)狀態(tài)，可人群的疏散作為一種整體運(yùn)動(dòng)，完全忽略人的個(gè)體特性。該模型對(duì)人員疏散過(guò)程作如下假設(shè)：

①疏散人員具有相同的特征，且均具有足夠的身體條件疏散到安全地點(diǎn);

②疏散人員是清醒的，在疏散開(kāi)始的時(shí)刻同時(shí)井然有序地進(jìn)行疏散，且在疏散過(guò)程中不會(huì)中途返回選擇其它疏散路徑;

③在疏散過(guò)程中，人流的流量與疏散通道的寬度成正比分配，即從某一出口疏散的人數(shù)按其寬度占出口總寬度的比例進(jìn)行分配;

④人員從每個(gè)可用的疏散出口疏散且所有人的疏散速度一致并保持不變。

對(duì)于建筑的結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、布局規(guī)則、疏散路徑容易辨別、建筑功能較為單一且人員密度較大的場(chǎng)所，宜采用水力模型來(lái)進(jìn)行人員疏散的計(jì)算，其他情況則適于采用人員行為模型。

(2)人員行為疏散計(jì)算模型。人員行為疏散計(jì)算模型應(yīng)綜合考慮人與人、人與建筑物以及人與環(huán)境之間的相互作用，并能夠從一定程度上反映火災(zāi)時(shí)人員疏散運(yùn)動(dòng)規(guī)律和個(gè)體特性對(duì)人員疏散的影響。當(dāng)采用數(shù)學(xué)模型進(jìn)行計(jì)算時(shí)，應(yīng)注意結(jié)合有待解決的實(shí)際問(wèn)題與模型的適用性來(lái)選擇相適用的模型，并應(yīng)首選經(jīng)過(guò)實(shí)際疏散實(shí)驗(yàn)或演習(xí)驗(yàn)證的模型。

(四)疏散分析參數(shù)

在對(duì)人員疏散時(shí)間預(yù)測(cè)計(jì)算中必須確定人員疏散時(shí)關(guān)于人數(shù)、行走速度、比流量、有效寬度等相關(guān)參數(shù)。

1.人員數(shù)目的確定

在確定起火建筑內(nèi)需要疏散的人數(shù)時(shí)，通常根據(jù)建筑的使用功能首先確定人員密度(單位：人/㎡)，其次確定該人員密度下的空間使用面積，由人員密度與使用面積的乘積得到需要計(jì)算的人員數(shù)目。在有固定座椅的區(qū)域，則可以按照座椅數(shù)來(lái)確定人數(shù)。在業(yè)主和設(shè)計(jì)師能夠確定未來(lái)建筑內(nèi)的最大人數(shù)時(shí)，則按照該值確定疏散人數(shù)。否則，需要參考相關(guān)的統(tǒng)計(jì)資料，由相關(guān)各方協(xié)商確定。

(1)人員密度。在計(jì)算疏散時(shí)間時(shí)，人員密度可采用單位面積上分布的人員數(shù)目表示(人/㎡)，也可采用其倒數(shù)表示或采用單位面積地板上人員的水平投影面積所占百分比表示(㎡/人)。

對(duì)于所設(shè)計(jì)建筑各個(gè)區(qū)域內(nèi)的人員密度，應(yīng)根據(jù)當(dāng)?shù)叵鄳?yīng)類(lèi)型建筑內(nèi)人員密度的統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)或合理預(yù)測(cè)來(lái)確定。預(yù)測(cè)值應(yīng)取建筑使用時(shí)間內(nèi)該區(qū)域可預(yù)見(jiàn)的最大人員密度。當(dāng)缺乏此類(lèi)數(shù)據(jù)時(shí)，可以依據(jù)建筑防火設(shè)計(jì)規(guī)范中的相關(guān)規(guī)定確定各個(gè)樓層的人員密度。

國(guó)外對(duì)各種使用功能的建筑中其人員密度的規(guī)定較為詳細(xì)，如美國(guó)、英國(guó)、日本等。表5-4-4列舉出了國(guó)外一些對(duì)人員密度的規(guī)定。

(2)計(jì)算面積。人數(shù)的確定是通過(guò)各使用功能區(qū)的人員密度與計(jì)算面積的乘積得到，因此，計(jì)算面積的確定是除人員密度之外計(jì)算疏散人數(shù)的另一個(gè)重要參數(shù)。規(guī)范在規(guī)定人員密度時(shí)，有些同時(shí)規(guī)定了計(jì)算面積的確定方法。

國(guó)外的相關(guān)規(guī)定大部分采用計(jì)算房間(區(qū)域)的地板面積作為計(jì)算面積。對(duì)于計(jì)算面積的界定可以考慮建筑的使用功能，根據(jù)建筑的實(shí)際使用情況來(lái)確定。

(3)人流量法。在一些公共使用場(chǎng)所，人員流動(dòng)較快，停留時(shí)間較短，例如機(jī)場(chǎng)安檢、候機(jī)大廳，科技館，展覽廳等，其人數(shù)的確定可以采用人流量法。

采用人流量法，即設(shè)定人員在某個(gè)區(qū)域的平均停留時(shí)間，并根據(jù)該區(qū)域人員流量情況按以下公式計(jì)算瞬間時(shí)刻的樓內(nèi)人員流量(稱(chēng)為人流量法)：

人員數(shù)量 = 每小時(shí)人數(shù)×停留時(shí)間(s)(5-4-44)

2.人員的行走速度

人員自身的條件、人員密度和建筑的情況均對(duì)人員行走速度有一定的影響。

(1)人員自身?xiàng)l件的影響。下表5-4-5列出了若干人行走速度的參考值，這是根據(jù)大量統(tǒng)計(jì)資料得到的。但應(yīng)當(dāng)指出，對(duì)于某些特殊人群，其行走速度可能會(huì)慢很多，如老年人、病人等。如果某建筑中火災(zāi)煙氣的刺激性較大，或建筑物內(nèi)缺乏足夠的應(yīng)急照明，人的行走速度也會(huì)受到較大影響。

表5-4-5 不同人員不同狀態(tài)下的行走速度舉例(m/s)

人員行走速度在疏散模型中的設(shè)置需要了解不同模型的默認(rèn)值，如Simulex疏散模型中默認(rèn)的人員行進(jìn)速度分男人、女人、兒童和長(zhǎng)者四種，其步行速度及類(lèi)型比例如表5-4-6。

表5-4-6 Simulex疏散模型中人員步行速度及類(lèi)型比例

(2)建筑情況的影響。不同的建筑中由于功能、構(gòu)造、布置不同，對(duì)人員行走速度的影響不同，人員在不同建筑中步行速度的典型數(shù)值與建筑物使用功能的關(guān)系可參考表5-4-7。

表5-4-7 不同使用功能建筑中人員的步行速度

(3)人員密度的影響。人員在自由行走時(shí)受到自身?xiàng)l件及建筑情況等因素的影響而速度各有差異，當(dāng)為疏散人群時(shí)，其步行速度將受到人員密度的影響。人員的行走速度將在很大程度上取決于人員密度。

通常情況下，人員的疏散速度隨人員密度的增加而減小，人流密度越大，人與人之間的距離越小，人員移動(dòng)越緩慢;反之密度越小，人員移動(dòng)越快。國(guó)外研究資料表明：-般人員密度小于0.54人/㎡時(shí)，人群在水平地面上的行進(jìn)速度可達(dá)70m/min并且不會(huì)發(fā)生擁擠，下樓梯的速度可達(dá)48～63m/min。相反，當(dāng)人員密度超過(guò)3.8人/㎡時(shí)，人群將非常擁擠基本上無(wú)法移動(dòng)。一般認(rèn)為，在0.5～3.5人/㎡的范圍內(nèi)可以將人員密度和移動(dòng)速度的關(guān)系描述成直線關(guān)系。

Fruin 、Pauls 、Predtechenskii、Milinskii等人根據(jù)觀測(cè)結(jié)果，整理出了一組分別在出口、水平通道、樓梯間內(nèi)人員密度與人員行走速度的關(guān)系，并被美國(guó)《SFPE防火工程手冊(cè)》采用，如下圖5-4-13所示。

同時(shí)，根據(jù)研究結(jié)果得到了人員行走速度與人員密度之間的關(guān)系式，不同密度下人員在平面的步行速度可根據(jù)下式計(jì)算得出

表5-4-8 人員在樓梯中的行走速度(引自美國(guó)《SFPE防火工程手冊(cè)》)

3.出口處人流的比流量

建筑物的出口在人員疏散中占有至關(guān)重要的地位，對(duì)出口寬度的合理設(shè)計(jì)能避免疏散時(shí)發(fā)生堵塞，有利于疏散順利進(jìn)行。我國(guó)目前的建筑規(guī)范中主要是通過(guò)控制建筑物的出口、樓梯、門(mén)等寬度來(lái)進(jìn)行疏散設(shè)計(jì)，同時(shí)，性能化防火設(shè)計(jì)中對(duì)建筑物安全性的評(píng)估同樣需要考慮出口寬度的問(wèn)題，以衡量火災(zāi)時(shí)能否保證人員通過(guò)這些出口順利逃生。無(wú)論是規(guī)范的規(guī)定還是性能化設(shè)計(jì)的方式，一般都是根據(jù)總?cè)藬?shù)按單位寬度的人流通行能力及建筑物容許的疏散時(shí)間來(lái)控制建筑物的出口總寬度。因此，人員疏散參數(shù)確定中必須考慮出口處人流的比流量。

比流量是指建筑物出口在單位時(shí)間內(nèi)通過(guò)單位寬度的人流數(shù)量(單位：人/(m·s))，比流量反映了單位寬度的通行能力。根據(jù)對(duì)多種建筑的觀測(cè)結(jié)果，比流量在水平出口、通道處和在樓梯處不同，而不同的人員密度也將影響比流量。

圖5-4-14顯示了不同的疏散走道上流出系數(shù)(比流量)與人員密度的關(guān)系，由圖可以看出，首先，隨著人員密度的增大，單位面積內(nèi)的人員數(shù)目增大，從而單位時(shí)間內(nèi)通過(guò)單位寬度疏散走道的人員數(shù)目也增大，當(dāng)人員密度增大到一定程度，疏散走道內(nèi)的人員過(guò)分擁擠，限制了人員行走速度，從而導(dǎo)致流出系數(shù)的減少。

4.通道的有效寬度

大量的火災(zāi)演練實(shí)驗(yàn)表明人群的流動(dòng)依賴(lài)于通道的有效寬度而不是通道實(shí)際寬度，也就是說(shuō)在人群和側(cè)墻之間存在一個(gè)“邊界層”。對(duì)于一條通道來(lái)說(shuō)，每側(cè)的邊界層大約是0.15m，如果墻壁表面是粗糙的，那么這個(gè)距離可能會(huì)再大一些。而如果在通道的側(cè)面有數(shù)排座位，例如在劇院或體育館，這個(gè)邊界層是可以忽略的。在工程計(jì)算中應(yīng)從實(shí)際通道寬度中減去邊界層的厚度，采用得到的有效寬度進(jìn)行計(jì)算。表5-4-9給出了典型通道的邊界層厚度。