高层建筑防火与疏散设计探析

高层建筑防火与疏散设计探析High-risebuildingfiresafetyevacuationdesignandanalysis学科专业：建筑与土木工程研究生：张鹏指导教师：熊春宝教授企业教师：徐桦高工天津大学建筑工程学院二零一二年十一月独创性声明本人声明所呈交的学位论文是本人在导师指导下进行的研究工作和取得的研究成果，除了文中特别加以标注和致谢之处外，论文中不包含其他人已经发表或撰写过的研究成果，也不包含为获得天津大学或其他教育机构的学位或证书而使用过的材料。与我一同工作的同志对本研究所做的任何贡献均已在论文中作了明确的说明并表示了谢意。学位论文作者签名：签字日期：年月日学位论文版权使用授权书本学位论文作者完全了解天津大学有关保留、使用学位论文的规定。特授权天津大学可以将学位论文的全部或部分内容编入有关数据库进行检索，并采用影印、缩印或扫描等复制手段保存、汇编以供查阅和借阅。同意学校向国家有关部门或机构送交论文的复印件和磁盘。（保密的学位论文在解密后适用本授权说明）学位论文作者签名：导师签名：签字日期：年月日签字日期：年月日摘要在我国，高层建筑指10层以及10层以上的住宅和建筑高度超过24米的其他民用建筑，以及高度超过24米的两层或两层以上的厂房、库房。近年来，随着我国经济建设的迅速发展，人口迅速增长，城市建设用地的日益紧张，建筑科学技术的不断提高，促进建筑物向高空发展，高层民用建筑越来越多。我国从上个世纪70年代开始发展高层民用建筑，到上个世纪90年代，高层民用建筑得到大量兴建。近几年来，我国高层民用建筑每年以10%的速度增长，国内已建的高层建筑中半数以上是高层民用建筑，但高层民用建筑蓬勃发展的背后，其消防问题越来越引起人们的关注。由于高层建筑的楼层高、体积大、人员多、功能繁杂，高层建筑火灾危险性比普通建筑大得多，高层建筑的火灾危险因素也在增加。对于高层民建来说，在火灾中，安全疏散设计起着重要的作用，如何解决好高层民建的安全疏散设计问题，是高层民建面对的主要难题。本文从高层民建安全疏散存在的困难出发，对高层建筑的火灾荷载、火灾自动报警灭火系统、安全疏散系统、消防管理以及现存的消防安全疏散设计及管理的缺陷和问题进行了分析，提出了确保高层建筑疏散安全的对策，探讨了这些对策在高层建筑性能化设计中可用于安全疏散方案的安全性和有效性。最后，本文通过相关实例来提出新的火灾疏散逃生方式：即“电梯疏散”，并通过相关实例的数据介绍及用疏散模型模拟疏散实验来论证了在火灾初期，人们是完全可以利用电梯进行逃生的，而且这种疏散逃生方式不但快速而且可靠。本文研究宗旨是发展或改变人们对火灾的态度和行为，以求更好地满足现代高层民用建筑对消防安全的需要。关键词：高层建筑；消防安全；火灾；安全疏散分析；电梯ABSTRACTInChina,housingsthatthenumberofstoriesaregreaterthanorequal10andpowerhousesorstorehouseswhosebuildingheightaregreaterthanorequal24metersarenamedhigh-risebuildings.Since1970s,ourcountrybegantodevelopthehigh-risecivilbuildings.Inrecentyears,withtherapidgrowthofthenumbersofChinesepopulationandtheconstantimprovementofbuildingscienceandtechnology,moreandmorehigh-risecivilbuildingshavecomeforth.Nowadays,InChina,theaverageannulgrowthrateofhigh-risecivilbuildingsis10%,meanwhile,morethanhalfofthehigh-risebuildingsarehigh-risecivilbuildings.While,fireprotectionproblemsareattractingmoreandmoreattentionandareinbadneedofbeingsolvedwiththedevelopmentofthehigh-risecivilbuildings.Duetothehighstories,largevolume,multiplefunctions,thefirehazardofthehigh-risecivilbuildingsismorethancommonbuildings.Forhigh-risecivilbuilding,thesafeevacuationdesignplaysanimportantroleinthefire.Howtosolvetheprobleminsafeevacuationdesignofhigh-risecivilbuildingisthemainchallengefacedbyhighrisecivilbuilding.Basedonthedifficultiesinhigh-risecivilbuildingevacuation,someproblemsincludinghigh-risebuildingfireload,automaticfirealarmandextinguishingsystem,safetyevacuationsystems,firemanagement,andtheproblemsinsafeevacuationdesignandmanagementareanalyzedandSomecountermeasurestoensurethehigh-risebuildingsafeevacuationisproposed.Thesafetyandefficacyofthatthecountermeasurescanbeusedforsafetyevacuationdesigninhigh-risebuildingareexplored.Finally,elevatorevacuationasanewmeantoescapewhenfirehashappenedisproposed,anditisworkablewiththeirrelateddataandevacuationsimulation.Theresultsshowthemeantoescapethatmeanselevatorevacuationisnotonlyefficientbutalsoreliable.Thisarticleaimsatchangingpeople'sattitudestofires,andevenbettersatisfiesthefiresafetydemandsofthehigh-risecivilbuildings.Keywords:High-riseBuilding;FireSafety;Fire;EvacuationAnalysis;Elevatori目录第一章绪论..................................................................................................................11.1研究背景..............................................................................................................31.2研究现状..............................................................................................................51.3研究意义..............................................................................................................61.4本章小结..............................................................................................................7第二章高层火灾特点及其火灾危险性......................................................................82.1高层建筑火灾特点..............................................................................................82.2高层火灾扑救现状..............................................................................................82.3火灾烟气的危害及危险状态的判定................................................................122.4本章小结............................................................................................................15第三章建筑火灾中的人员安全疏散........................................................................173.1高层建筑安全疏散的重要性和必要性............................................................173.2确定疏散时间....................................................................................................173.3火灾危险临界条件的确定及影响因素............................................................193.4安全疏散设计基础............................................................................................213.5本章小结............................................................................................................21第四章高层建筑安全疏散设计的方法与对策.......................................................224.1延长危险来临时间............................................................................................224.2缩短疏散开始时间............................................................................................274.3缩短疏散行动时间...............................