付明月

（贵州省铜仁市碧江区公安消防大队，贵州 铜仁 554300）

大型超市人流量大，火灾风险性高，极易造成重大人员伤亡，其火灾风险性评估是火灾科学领域值得研究探讨的课题。因此，笔者对辖区内最大的上海华联超市开展了相关调研，利用防火性能化设计等前沿知识，对其可能发生的火灾危险性进行了评估。

1 建筑的基本情况

铜仁市上海华联超市位于铜仁市向阳路，其中地上二层，地下一层，建筑总面积11356平方米，分为3个防火分区，内部设有完善的消防设施，主要包括室内消火栓系统、自动喷水灭火系统、防排烟系统、火灾自动报警及其联动系统、火灾应急广播和疏散指示系统。

1.1 内部功能布局

根据对该超市实际勘查，内部规划的功能区主要为：家电区、音像图书区、服装区、化妆品名烟名酒区、鞋帽箱包区、食品岛柜区、水果蔬菜区、冷冻食品区、家用纺织品区等。

1.2 防火分区划分

超市根据建筑结构，用防火墙、防火卷帘将每层分隔为单一的防火分区，面积均不超过5000m2，符合《建筑设计防火规范》（GB50016-2006）的要求。

1.3 人员密度

根据高峰时期，晚上20时超市营业时间的人员流量情况，该超市研究区域内活动的人数统计如下：

1.4 疏散要求

按照《建筑设计防火规范》（GB50016-2006）规定，商店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50%～70%（其中地上第一、二层疏散人数换算系数0.85）"。

2 火灾场景设计

火灾场景设计就是描述合情合理但又严重得可能威胁到建筑物或使用者安全的火灾，它涉及到着火源、建筑物特征、可燃物荷载等因素。火灾场景设计受灭火系统、机械和自然通风系统及其它环境因素的影响，多用热释放率、烟气产生率、结构损失率等来量化。

为了缩小设计火灾场景的范围，进行以下几个设想：①不考虑同时发生多个火灾；②不涉及纵火的情况；③设想灭火系统各自按照设计正常运作；④不会出现火灾和其它自然灾害同时发生以致主动和被动灭火系统失效的情况。

2.1 火灾荷载密度计算

当火灾荷载在建筑设计寿命之内不可能有显著变化时，火灾荷载密度可以从其存在物品的质量和热值，通过下式计算得到：

其中q是空间内的火灾荷载密度（MJ/M是空间内每一种可燃物材料的总质量（Kg）

H是每一个可燃物材料的有效热值（MJ/ Kg）

A是空间内的总面积（m2）

H=h(1-m)-0.025m

其中：h是干材料的热值（MJ/Kg）；m是含水率（%干质量）。

计算可知超市内各区域的火灾荷载密度如下表：

2.2 人员疏散分析

该超市共设置8个安全出口，其中地下一层3个，地上一层3个，地上二层2个。其中最宽安全出口为5.6米，最窄安全出口1.5米，8个安全出口总宽度为23.6米。按照《建筑设计防火规范》（GB50016-2006）换算可知，该超市理论疏散人数为2430人，远远大于营业时间的统计实际人数1323人，完全符合规范疏散人员设计要求。

3 火灾发展过程分析

假定某日超市营业中，位于超市正对自动扶梯的服装临时仓库内的照明灯由于线路故障，发生短路，继而引起火灾。假设此时火灾自动报警系统已经启动，此时消防控制室值班人员脱岗且消防控制器未设置为联动，且扶梯下无超市员工在场，导致火势迅速增大，引燃周围可燃物而发生火灾。

火灾发展包括点燃阶段、增长阶段、完全发展阶段和衰减阶段（熄灭），如下图。联系此次假想火灾，火灾发展的整个过程如下：

3.1 点燃阶段：随着电气设别故障起火，引燃周边可燃物，大量烟气产生集聚在楼板下，室内温度开始升高。

3.2 增长阶段：起火后，火势很快引燃了周围电子设备，并放出大量的热量和高温烟气。

3.3 自动喷水灭火系统作用阶段：随着火势的进一步扩大，到达楼板顶部高温烟气的温度超过喷撒头的工作温度，喷头爆裂，自动喷水灭火系统启动出水扑救火灾。

4 估算火灾持续时间

假设该超市发生火灾为稳态火源，则可以预测火灾持续时间，按照以下公式计算：

ΔtT=(总的火灾荷载）/（60Qf）

火灾总负荷=30*150+1400*20+2400*21+ 240*39.95+1300*18+3000*81.59+600*37+ 320*38=369018 MJ

则ΔtT=369018/(60*5)=1230.06s=20.5min

5 确定量化指标

进行性能化设计的目的是为了实现最小的人员财产损失。而建筑物发生火灾后，有效的烟气控制是保护人们生命财产安全的重要手段。所以，火灾场景的性能参数主要包括烟气层高度、烟气层的热辐射、烟气浓度和烟气的减光度以及疏散环境温度等。

5.1 烟气层高度指标：在疏散过程中，烟气层只有保持在人群头部以上一定高度，才能使人群在疏散时不必从烟气中穿过或受到热烟气流的热辐射威胁。其定量判断准则是烟气层能在人员疏散过程中保持在距地面2m以上的位置。

5.2 烟气温度指标：当上部烟气层的温度高于180℃时，它对人体的辐射危险将对人员造成严重伤害；当烟气层下降到与人体直接接触的高度时，对人的危害将是直接烧伤，这种临界值约为100℃。在评估温度对人员皮肤的烧伤时，需要综合考虑皮肤表面温度和在该温度上的暴露时间，有资料显示，造成皮肤2级烧伤时，71℃的皮肤暴露时间是60秒，82℃为30秒，100℃则为15秒。

5.3 可见度指标：烟气在昏暗环境中对人心理的影响也十分重要。根据使用者对建筑物及其空间特征的了解程度，建立两个与可见度有关的标准。采用10m的可见度，该可见度可保证使用者安全撤离。

5.4 毒性指标：该指标考虑了有毒气体如CO和HCN等的影响。

5.5 烟气层高度指标：当烟气层高于人眼的特征高度（人眼特征高度通常为1.2-1.8米，环境温度一般取为21℃），烟气层温度达到180℃时，认为火灾达到危险状态。当烟气层低于人眼的特征高度，认为火灾达到危险状态。

[1]郑红梅，陈国良，王玮，刘梅.火灾风险评估相关概念辨析[J].中国安全科学学报，2008-06-15.

[2]黄莺.公共建筑火灾风险评估及安全管理方法研究[J].西安建筑科技大学，2009-03-01.