浅谈中学教学楼防火疏散设计综述
作者：xx
指导老师：xx、xx
摘要：中学教学楼建筑的消防安全疏散设计是教学楼建筑设计的重要内容，涉及师生人身安全，至关重要。设计人员的消防安全意识，安全疏散设计的理念，是做好安全疏散设计的关键。安全疏散设计要本着合理布置、简捷明了、容易辨认、便于寻找的原则，综合考虑安全出口、疏散通道、疏散楼梯、疏散距离。指出中学教学楼建筑防火疏散设计应注意事项，提高人们对建筑设计中防火疏散设计意识。介绍了性能化安全疏散设计方法的基本思想和设计程序。
关键词：安全疏散，教学楼，布局合理。
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Mainly in the middle school teaching building fire protection
and evacuation design
Author: xxxxx
Teacher: xxxx Abstract: The middle school teaching building construction fire safety evacuation design is an important content of teaching building design, involving teachers and students for safety and critical.Design personnel\'s safety consciousne, safety evacuation design concept, is the key to the safe evacuation design.Safety evacuation design is in line with reasonable layout, the principle of simple and clear, easy to identify, easy to find, considering safety exit, the evacuation paageway and evacuation stairs, travel distance.Matters should be paid attention to, fire-protection evacuation is pointed out that secondary school buildings, improve awarene on fire evacuation design in architectural design.Introduces the basic thought of performance-based safety evacuation design method and design proce.
Key words: Safety evacuation,Teaching building,Reasonable layout.
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引言
多年来，校园火灾悲剧频繁发生，尽管每一起事故都有其因时间、地点、人员不同而呈现出偶然性，可是，每一次事故几乎都是以相同的情节一次又一次的重复发生，而迄今为止，尚看不出悲剧有被遏止的趋势，所有这些是否告诉我们，看似偶然的现象背后是否存在着必然的联系因素。发生火灾时踩踏事故基本上都是发生在教学楼的走廊和楼梯间上，追究事故原因，除了学校管理措施不当等管理方面的责任外，教学楼疏散设计是否存在问题[1]？建筑设计中，防火疏散研究与设计是建筑设计人员在设计中不可忽略的一个重要环节。目前，建筑设计中设计人员比较注重建筑空间、建筑造型、功能组织、交通联系等方面的设计，防火疏散设计往往采用“处方式”防火疏散设计或被忽略。然而，随着社会的发展，“处方式”规范已经不能满足现有的建筑状况，所以，目前国内外运用性能化防火设计方法来解决“处方式”规范的不足。
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一、基本状况
安全疏散设计是建筑设计中最重要的组成部分之一。要根据建筑物的使用性质、人群特性、人们在火灾事故时的心理状态与行为特点、火灾危险性大小、容纳人数、建筑尺寸等合理布置疏散设置,为人员的安全疏散创造有利条件。纵观各种火灾的报道及相关调查研究,发现伤亡事故大都发生在楼梯或走廊里(主要是人们在疏散过程中,火灾燃烧所产生的烟气造成的各种死亡),由于火本身所造成的死亡人数相对较少,因此在火灾疏散过程中,教学楼楼梯的疏散能力就显得尤其重要[3]。
二、教学楼火灾的特点
2.1火势猛烈，蔓延迅速教学楼多属大空间兼多层多室结构，内部火灾荷载较大，木质桌椅等可燃或易燃物品多，一旦发生火灾，遮挡物较少，就会使火势及烟气迅速扩大，烟囱效应较明显，在水平和竖直方向上迅速蔓延开来。 2.2火情原因复杂，火灾频发性高教学楼内不同功能性房间众多，教室、实验室、供电室、设备室等，不同功能性的房间具有不同的火灾隐患，例如化学药品自燃、电器短路、人为吸烟、实验误操作、设备过热等都可能引发火灾，这些因素导致火灾发生几率大幅度上升、火情发生原因也更加复杂。 2.3不易发现火情，火灾扑救和人员营救困难
教学楼间室较多，发生火情时，倘若火情不是很大，不易发现火情，待发现火情时，火势已经达到一个较为猛烈的状态，火焰中心温度较高，燃烧剧烈且波及范围面积大，很难进入火源中心内部进行灭火，不适宜应用分割战术进行灭火，扑救难度和营救被困人员难度剧增[5]。
2.4人员密集，疏散困难教学楼火灾时多发于学生上课的时间，此时学生众多，多数人员都会选择熟悉的疏散路线，人员疏散过程中极易出现人流堵塞，人员集聚造成的拥挤，在慌于逃命的情况下极易出现踩踏事故，酿成惨剧[6]。也会出现人员迷路选择错误疏散路线，甚至冲动跳楼的现象发生，造成人员大量伤亡。 2.5消防设施完善性不足，缺乏领导指挥组织疏散
教学楼建筑面积较大，因为需要配备的消防器材设施量较大，为节约成本，配备劣质消防设备的情况时有发生，另外各个设施的安检力度不够可能导致发生火情时，无法有效使用消防设备灭火，有时没有专业人员组织合理疏散，致使人员伤
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亡情况增加。
从上面的几个特点可知教学楼一旦发生火灾不能及时扑救时，无论对人身安全还是公共财产都会带来相当严重的危害。两者相比，人员安全性显得尤为重要，公共财产被毁灭可以通过人类劳动创造财富，加以弥补，然而人员安全却不能用财产进行保障或创造，火灾发生时人员疏散的安全性研究必然是考虑的主要问题[7]。从众多的火灾事故伤亡调查来看，7%的人员伤亡来自于火灾本身，即被火烧死，9%来自于人员恐慌所采取的过激行为导致的意外死亡，如跳楼等，剩余的 84%均来自于火灾烟气引起的窒息中毒死亡[8]。
三、安全疏散设计应考虑的主要因素
建筑设计中采取的主动与被动的消防安全措施都能够对火灾中人的行为产生显著的影响,并由此达到减少火灾对建筑内人员造成的危险,保证人员安全疏散的目的。建筑安全疏散设计的目的就是保证建筑中的所有人员在烟气、火焰热、恐慌及其他因火灾造成的各种危险中的安全,也即在建筑设计中采取主动的与被动的消防安全措施,来保证建筑中的所有人员在危险来临之前疏散至安全地点。显然,建筑消防的绝对安全是不可能实现的,但通过合理的疏散设计可以减少火灾给人员带来的危险,提高火灾中人员的安全性。建筑火灾中人员的安全性,即是否能够安全疏散,是由三种时间决定的：
1.疏散开始时间,即自火灾发生,到建筑中的人员开始疏散为止的时间。
2.疏散行动所需时间,即自疏散开始,至疏散结束所需的时间。
3.危险来临时间,即指自火灾开始,至由于烟气的下降、扩散、轰然的发生以及恐慌等原因而致使建筑及疏散通道发生危险状态为止的时间。
四、安全疏散设计的原则
安全疏散设计的内容很多，包括平面布置、楼梯间形式、辅助疏散设施、应急照明和疏散指示系统等诸多方面。特别是对于高层建筑、大体量综合性建筑、人员密集型建筑等，安全疏散设计的目的是在火灾或紧急状态时，建筑内人员通过专门的交通组织，能够安全地到达室外地平面或其他安全地带。这样就要求我们设计人员在进行安全疏散设计过程中，注意掌握以下几个原则。 4.1合理布置
安全疏散的平面设计，安全出口、疏散通道、疏散距离、疏散路线等应本着
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合理布置的原则。 4.1.1合理布置疏散路线
疏散路线的设计，从房间到疏散走道，从走道进入楼梯间，再从安全出口来到室外地平面或其他安全地带，整个疏散路线交通组织的安全度的应是递增的。使疏散的人员从房间到安全出口每前进一步，安全感就增强一节，每前进一步，看到生的希望就大了一些。建筑内的疏散走道尽量设计成环形走道，尽量避免设计袋形走道。
4.1.2合理布置疏散楼梯和安全出口的位置
疏散楼梯的设置应尽量靠近外墙且最好设置外窗。安全出口总疏散宽度在满足《规范》要求的前提下，安全出口数量和每个安全出口的宽度应结合建筑本身的情况综合考虑，单个安全出口的疏散宽度不能过小，但也不宜过大。合理确定单个出口宽度和出口数量比。设在大体量建筑建筑中心部位的疏散楼梯，要合理布置首层通往室外地平面的通道，确保安全转出室外地平面。建筑首层的安全出口在满足宽度要求的前提下，尽量多设，且最好沿建筑周围均匀设置。 4.2简捷明了
为了达到安全疏散的目的，建筑内交通组织设计力求简捷，特别是涉及到安全疏散的人流组织设计就更要简捷，不能设计成“迷宫”。现代好多大型建筑都有这方面的缺点，一些大型商场建筑，就是平时，顾客找个上下楼的楼梯都很不容易。火灾紧急状况下，黑暗中惊恐的人群找到安全出口就更难了。 4.3容易辨认
采用疏散指示标志，可画专用标志线，可做颜色区别。安全出口要显而易见，标志突出。安全出口的门要统一（固定）颜色，人们只要见到这种颜色的门，便可放心打开，转入安全地带[10]。
五、中学建筑火灾安全的性能化设计 5.1消防设计理念
建筑设计中，意识到防火疏散设计是设计的不可忽略的一部分，因此，在设计中，不仅仅要有建筑设计理念，而且应该具有消防设计理念。单位面积内的火灾荷载的大小与建筑的消防安全性能有直接的联系，直接影响到疏散距离、防火分区、建筑的主要构件的耐火极限、自动消防设施等。火灾荷载的大小是根据不 6
同的建筑使用用途和功能来确定的，不能是一成不变的，因此在设计中应综合考虑火灾荷载的大小，灵活设计[11]。 5.2性能化安全疏散设计方法
建筑火灾安全的性能化设计,就是指在确定建筑总体目标(从社会及个体成员的观点)的基础上,确定建筑的功能要求以及要实现的火灾安全性能目标,进而可通过采取灵活的技术手段和工程措施进行建筑设计以满足上述目标要求[12]。
性能化安全疏散设计就是指根据建筑的特性及设定的火灾条件,针对火灾和烟气传播特性的预测及疏散形式的预测,通过采取一系列防火措施,进行适当的安全疏散设施的设置、设计,以提供合理的疏散方法和其他安全防护方法,保证建筑中的所有人员在紧急情况下迅速疏散,或提供其他方法以保证人员具有足够的安全度[13]。美国Meacham指出：成功应用性能化防火设计规范需要掌握火灾中的人员反应[14]。英国Cox认为：人员疏散行为研究是未来10年火灾科学九个重点研究方向之[15]。
安全疏散设施包括疏散走道、疏散楼梯和安全出口,疏散指示、应急照明、消防广播系统,以及防排烟系统等。
在原有的处方式规范中,对疏散安全的一些指标已有规定,如疏散楼梯的数量、安全疏散距离、疏散楼梯宽度、对排烟设备的要求,以及对防火分区的规定和对可燃装修材料的限制等,按照原有的疏散设计方法,设计人员只要且只有达到了上述各种规格要求的标准,才能满足处方式规范的要求。
性能化疏散设计,则引入了设计火灾的概念,提出了疏散安全的功能,要求“建筑中的所有人员在设计火灾情况下,可以无困难和无危险地疏散至安全场所”,由此,建筑安全疏散的性能要求可分解为以下几个方面:在疏散过程中,建筑中的人员应不受到火灾中的烟气和火焰热的侵害；从建筑的任何一点至少有一条可利用的通向最终安全场所的疏散通道；对于不熟悉的人员应能容易找到安全的疏散通道；在门和其他连接处前不发生过度的滞留或排队现象。 5.3疏散评估方法
疏散所需时间包括了疏散开始时间和疏散行动时间。疏散开始时间即从起火到开始疏散的时间,它大体可分为感知时间(从起火至人感知火的时间)和疏散准备时间(从感知火至开始疏散时间)两阶段。一般地,疏散开始时间与火灾探测系 7
统、报警系统,起火场所、人员相对位置,疏散人员状态及状况、建筑物形状及管理状况,疏散诱导手段等因素有关。疏散行动时间即从疏散开始至疏散结束的时间,它由步行时间(从最远疏散点至安全出口步行所需的时间)和出口通过排队时间(计算区域人员全部从出口通过所需的时间)构成
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疏散评估方法由火灾中烟气的性状预测和疏散预测两部分组成,烟气性状预测就是预测烟气对疏散人员会造成影响的时间。众多火灾案例表明,火灾烟气毒性、缺氧使人窒息以及辐射热是致人伤亡的主要因素[17]。 5.4中学教学楼防火疏散设计的对策
5.4.1建筑布局合理,并控制防火的安全距离； 5.4.2合理设置疏散通道；
5.4.3制订妥善的疏散诱导计划,进行定期和非定期的火灾演习；
5.4.4在建筑疏散设计方案中强调加强对安全管理人员的疏散诱导知识的培训； 5.4.5合理设置消防控制系统；
5.4.6防止疏散通道出现过度的滞留现象:；
5.4.7控制易燃和发烟量大的物品数量、限制明火的使用[18]。
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结束语：
中学教学楼防火疏散设计是关系到确保师生生命安全的重要一环，设计者必须本着“预防为主、防消结合”的原则，严格遵照、执行 《高层民用建筑防火设计规范》 的有关规定，认真负责地设计“安全、适用、经济、先进”的安全疏散设施，为保护人们的生命和财产安全作出贡献。性能化疏散设计方法对疏散过程中影响人员疏散的因素，如人的密度、步行距离、出口宽度等并无强制性规定，而是进行了大量的计算证明，在实际运用过程中，把影响人员疏散的因素进行了量化，从而开发出了模拟人员疏散的软件，并运用这些疏散软件对一些大型的建筑进行了模拟，取得了一定的效果，在现有规范没有明确规定各种疏散指标的情况下，采用性能化设计方法弥补了传统的“处方式”设计的不足。但是，性能化疏散设计方法还没有形成一条系统化的分析和设计方法，在设计指标、设 计方法和分析工具选择方面没有统一的标准，不易被大多数人所接受，设计结果的可靠性只能通过实践来进行验证。
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