加层对高层办公建筑疏散时间的影响研究

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1、加层对高层办公建筑疏散时间的影响研究　　摘要：某高档办公建筑局部加层，人员荷载略有增加。文章从楼梯容纳能力、人员荷载变动角度，对建筑的层疏散行动时间、全楼疏散行动时间进行分析，以研究影响楼层人员疏散行动时间的原因。　　关键词：疏散行动时间；楼梯人员；荷载变化　　中图分类号：TU892文献标识码：A文章编号：1009-2374（2013）14-0150-05　　1概述　　某既有高档办公建筑，由于特殊原因，拟在顶部（28层）加建三层。加层前，业主对现状租户进行了调研，获得人均使用面积约为30m2/人，与目前北京市场高档写字楼的使用现状是

2、相当的。加层只在局部设置，约占标准层面积的1/3，仍旧为高档办公建筑，三层合计面积约1800m2，使用人数不超过100人，作为一个防火分区。　　无论是《建筑设计防火规范》还是《高层民用建筑设计防火规范》，其疏散设计均针对层疏散。其他国家的规范也大致如此。即疏散楼梯，无论是数量、宽度，还是距离，均应当满足全层同时疏散的需要。　　同时，《火灾自动报警系统设计规范》（GB50116-20088.8.1）条还规定：“当确认火灾后，应急广播系统首先向全楼或建筑（高、中、低）分区的火灾区域发出火灾警报，然后向着火层和相邻层进行应急广播，再依次向

3、其他非火灾区域广播；3min内应能完成对全楼的应急广播。”　　由上述规定可知，当27层（含）以下发生火灾时，新增三层与否，并不影响火灾初期同时疏散的人数的多少。但是，顶层（28层）发生火灾时，情况确有所不同：未增加三层时，仅27、28两层人员疏散；增加三层后，27、28、新增三层人员都需要同时开始疏散。　　从人员荷载的角度看，加层后同时疏散的人员增加了。一般认为，新增楼层，必然对原建筑的人员疏散产生影响，疏散时间会延长。那么实际情况是否如此呢？影响疏散时间的因素有哪些呢？本文将根据这个实际工程案例，展开深入研究。　　2楼梯的拥堵点及

4、每层楼梯的容纳能力　　建筑中的人员使用楼梯进行疏散。一般来说，存在两级拥堵点，参见图1：　　（1）一级拥堵点，在各层前室的入口门前会出现拥堵，形成扇形排队情况。这一方面是由于前室门宽度的限制作用，另一方面是由于楼梯间内的步速低于楼层内水平步速的原因。这种情况一般是难以避免的，而且是正　　常的。　　（2）二级拥堵点，在楼梯间入口平台，即上、下层交汇处，会出现拥堵。下层楼梯除了要承担本层的人员疏散之外，还要承担上层楼梯下来的人流。即两个入口、一个出口。下层的楼梯梯段具备一定的容纳能力，当其容纳能力大于两个入口的人员荷载时，楼梯间内不会发

5、生拥堵；而下层的容纳能力小于两个入口的人员荷载时，如果上下两股人流同时抵达交汇平台处，则在楼梯间内可能会发生拥堵。　　下面分析28层楼梯内可能的拥堵情况。29层的人员进入楼梯后，沿28层的楼梯下到28层的楼梯入口平台时，会与28层进入楼梯间的人员相遇。他们出现竞争，以向27层的楼梯间疏散。如果27层楼梯的疏散能力足够强，两股人流会顺畅的向下流；反之，28层的楼梯间入口处、28层通往29层的梯段上都会出现拥堵。27层的2部楼梯容纳能力见表1，为96人。28层有71人（参见表2）、29层有35人（按照人员、面积平均分配），合计106人。

6、两者人数较为接近，楼梯的容纳能力略低于使用人数。需要注意的是，虽然火灾警报装置与应急广播是同时通知28、29层的人员，但是29层人员要多跑一层楼梯才能下到28层楼梯入口平台，此时28层人员已经有部分人员经过入口平台、下到27层的楼梯里面了。所以，当楼梯的容量与使用人数较为接近、上下层两顾人流之间又存在时间差的情况下，楼梯间内不会存在拥堵。　　3人员荷载现状层疏散模拟分析　　为了验证上节对层疏散能力与人数的分析以及验证现有人员荷载条件下新增三层后，楼梯间内不会出现拥堵，进行了对比模拟分析。层疏散模拟分析时，不是单纯研究火灾层的疏散，而

7、是根据前述《火灾自动报警系统设计规范》的要求包括火灾层的上（如有）、下层。　　分析以28层作为火灾层，对比分析新增三层前后疏散时间的差异。除了27层需要同时疏散外，其上层29层（新增首层）也需要同时疏散，另外，30（新增二层）、31层（新增三层）与29层（新增首层）是一个防火分区，也需要同时进行疏散。疏散模拟的结果见表3，新增三层前后，28层的疏散行动时间由41.7s变为42.0m，几乎没有变化，这验证了上节的结论，即楼梯间内没有发生拥堵，因此，在28层人员密度较低的条件下，新增三层不会对原建筑28层的疏散行动时间产生影响。　　4人

8、员荷载现状全楼疏散模拟分析　　疏散的最不利情况是全楼同时疏散。现行建筑规范都是面向层疏散考虑而制定的，但是自“9.11”恐怖袭击事件后，全楼整体疏散的情况，越来越引起人们的关注。因此，对新增三层前后的全楼疏散进行了对比分析。　　表4是