事故状态下有关疏散问题的探讨

一、疏散时间

    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。一般而言，疏散开始时间与火灾探测系绕、报警系统、人员相对位置、疏散人员状态、建筑物结构、疏散手段等因素有关。疏散行动时间即从疏散开始至疏散结束。

    事故危害时间，指的是事故发生到对其区域内人员造成伤害的时间段。换句话，其实是允许疏散的最长时间。

　　　　

    事故危害时间如果小于疏散时间，人员无法安全、完全疏散出去；事故危害时间如果大于疏散时间，人员可安全、完全疏散到安全区域。

    a——事故发生

    b——现场人员知道事故发生

    c——现场开始疏散人员(第一个人开始疏散)

    d——现场人员疏散结束(最后一人到安全区域)

    e——事故造在现场人员健康危害

    a~b——感知时间

    b~c——准备时间

    c~d——行动时间

    a~d——疏散时闻

    a~e——事故危害时间

    要确保事故危害时间大于疏散时间，理论上有2个办法：一是缩短疏散时间；二是延长事故危害时间(不易实施)。

    1. 缩短疏散时间

    (1)缩短感知时间

    事故发生时，现场固定式检测仪表在主控制室(操作室)的二次表发出声、光报警；主控制室的工业监视器获知的视频信号告知；装置的主控制室的DCS实时监控发出声、图报警；现场巡检人员的及时、快速对讲机告知；内部局域网的信息快递；装置的广播通讯告知等，可帮助人们快速获知事故情况。

    (2)缩短准备时间

    感知到事故发生时，不要迷恋财物、物品等，要迅速从所在的位置进行疏散撤离，让疏散准备时间尽可能为零，从而做到缩短疏散准备时间。

    (3)缩短行动时间

    要缩短疏散的行动时间，只有熟悉疏散线路、熟悉地埋位置、进行过经常性的疏散事故演练方可做到。

    2. 延长事故危害时间

    一般在事故发生时，延长事故危害时间是不易做到和不易实施的。

    总而言之，高层建筑，可按5 ~7min考虑；一般民用建筑，一、二级耐火等级应为6min，三、四级耐火等级可为2~4min。人员密集的公共建筑，一、二级耐火等级应为5min，三级耐火等级的建筑物不应超过3min，其中疏散出观众厅的时间，一、二级耐火等级的建筑物不应超过2min，三级耐火等级不应超过1.5min。

    影响人员疏散时间的因素有许多，如安全出口的设计参数、人流密度等；影响烟气层下降速度的主要因素有可燃物的性质、火灾荷载的大小等。

    二、疏散距离

    安全疏散距离包括：民用建筑的安全疏散距离和厂房的安全疏散距离。民用建筑的安全疏散距离指从房间门或住宅户门至最近的外部出口或楼梯间的最大距离；厂房的安全疏散距离指厂房内最远工作点到外部出口或楼梯间的最大距离。

    规定安全疏散距离的目的，在于缩短疏散时间，使人们尽快从火灾现场疏散到安全区域。

    在危险化学品泄漏事故中，必须及时做好周围人员及居民的紧急疏散工作。如何根据不同化学物质的理化特性和毒性，结合气象条件，迅速确定疏散距离是化救工作的一项重要课题。鉴于我国目前尚无这方面的详细资料，特推荐美国、加拿大和墨西哥联合编制的(The 2000 Emergency Response Guidebook)ERG2000中的数据。

    这些数据运用从最新的释放速率和扩散模型，美国运输部有害物质事故报告系统(HMIS)数据库的统计数据，美国、加拿大、墨西哥三国120多个地方5年的每小时气象学观察资抖，各种化学物质毒理学接触数据等4个方面综合分析而成，具有很强的科学性。

    ERG2000将疏散距离分为2种：紧急隔离带和下风向疏散距离。

    紧急隔离带是以紧急隔离距离为半径的圆，非事故处理人员不得入内。

    下风向疏散距离是指必须采取保护措施的范围，即该范围内的居民处于有害接触的危险之中，可以采取撤离、密闭住所窗户等有效措施，并保持通讯畅通以听从指挥。由于夜间气象条件对毒气云的混和作用要比白天来得小，毒气云不易散开，因而下风向疏散距离相对比白天的远。夜间和白天的区分以太阳升起和降落为准。

    使用ERG2000的数据还应结合事故现场的实际情况如泄漏量、泄漏压力、泄漏形成的释放池面积、周围建筑或树木情况以及当时风速等进行修正：

    如泄漏物质发生火灾时，中毒危害与火灾、爆炸危害相比就处于次要地位，应增加大量泄漏的疏散距离；

    如有数辆罐车、储罐、或大钢瓶泄漏，应增加大量泄漏的疏散距离；

    如泄漏形成的毒气云从山谷或高楼之间穿过，因大气的混和作用减小，疏散距离应增加；

    白天气温逆转或在有雪覆盖的地区，或者在日落时发生泄漏，在这类气象条件下污染物的大气混和与扩散比较缓慢(即毒气云不易被空气稀释)，会顺下风向飘得较远。如伴有稳定的风，也需要增加疏散距离；对液态化学品泄漏，如果物料温度或室外气温超过30℃，疏散距离也应增加。

    要注意ERG2000数据中以下标记的含义：

    *少量泄漏：小包装(<200L)泄漏或大包装少量泄漏。

    **大量泄漏：大包装(>200L)泄漏或多个小包装同时泄漏。

    +指某些气象条件下，应增加下风向的疏散距离。

    这个参考数值，只能为处理化学事故时提供一个初始的界定范围，随着事故的演变、风向的变更及周边的即时检测数据的变化要及时进行相应的调整或校正。

    例如：

 

 

UN化学品名称	少量泄漏（<200L）			大量泄漏（>200L）
	紧急隔离	白天疏散	夜间疏散	紧急隔离	白天疏散	夜间疏散
1005氨（液氨）	30m	0.2km	0.2km	60m	0.5km	1.1km
1017氯气	30m	0.3km	1.1km	275m	2.7km	6.8km
1053硫化氢	30m	0.2km	0.3km	215m	1.4km	4.3km

 

    三、疏散方向

    有毒有害气体泄漏的事故现场，人员的疏散在选择方向时，要选取上风向；如遇到森林火灾时，要选择上风向，突破火区。一定要做到逆风而撤。

    四、疏散线路

    疏散线路的设计要最短化，线路呈直线型、或呈“L”型；疏散线路的选择要最优化，既要保障人员选择不同的疏散通道及时快速疏散，又要不造成人员选择同一个疏散通道，造成拥挤，发生踩踏事故。

    五、疏散通道

    疏散走道、疏散楼梯、安全出口、紧急出口、排烟设施等，在非事故状态下，要保证通道畅通无阻，通道的数量、通道的宽度等要符合规范。

    六、疏散标识

    疏散指示牌、应急指示灯、紧急出口标识，在非事故状态及事故状态下均要醒目，易于辨识。安装的高度、数量严格按照建筑规范要求执行。

    七、疏散组织

    在事故预案中，组织实施是重中之重；非事故状态下，对于人员集中的公共场所要进行定期的事故疏散的演练实施，其中要突出疏散的组织实施。做到有组织、有秩序地进行人

　　员的疏散。

    八、疏散安全

    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。人员的恐慌等因素也可造成人员的危险。这些都是影响疏散安全的不安全因素。

    要保障疏散安全，就必须避免、排除、控制下列因素。

    l. 疏散时烟气毒性

    烟气毒性是火灾中影响人员安全疏散和造成人员死亡的最主要因素，也即造成火灾危险的主要因素。

    疏散设施中的排烟设施应发挥作用。同时，疏散人员佩戴场所中配置的个体防护器具(过滤式防毒面具、空气呼吸器、氧气呼吸器、逃生器等)；没有时，可制作简单的个体防护器具，用毛巾、工作帽、工作服等在洁净的水中浸湿，捂住口鼻；疏散撤离时，如遇到大量烟雾，采取低体位或爬行进行撤离。

    2. 疏散时缺氧

    研究表明：空气中氧气的正常值为21％，当氧气含量降低到12％—15％时．便会造成呼吸急促、头痛、眩晕和困乏，当氧气含量低到6％—8％时，便会使人虚脱甚至死亡。

    佩戴个体呼吸防护器具(空气呼吸器、氧气呼吸器、逃生器)即可避免缺氧窒息。

    3. 疏散时热辐射

    人体在短时可承受的最大辐射热为215kW／m2(烟气层温度约为200℃)。

    人在撤离必须穿越火区时，可用水浇湿全身，并同时用浇湿的被子裹住身体，避免被火烧伤。

    消防人员、事故处置人员必须着避火服、进人火区着隔热服，以防被火烧伤。

    4. 疏散时心里恐慌

    人员的恐慌等因素也可造成人员的危险。如人群中得到了不确实的情报，使人群笼罩在共同的不安中，当人员密度进一步加大，更造成人们感情的单一化，使人做出不顾一切、丧失理智的行为，最终导致人群失去控制的状态。这种人群恐慌同样是疏散的危险。研究发现，当人群密度接近4人／m2时，人群就容易出现危险。

    人口集中的公共场所定期举行事故状下的人员疏散撤离，通过演练和有效的织织，减轻和控制人群的恐慌心理，避免疏散撤离时因人员的拥挤睬踏造成的不必要的人员伤害。

    5. 人在疏散中的危险临界条件

    根据2000年6月日本工程部颁布的《关于安全疏散和结构耐火性能的“性能化”评估方法》中关于这个临界条件的确定方法，即以烟气层距地板的高度S满足关系：S=1.6+0.1H(H为楼板高度，m)时，认为达到危险状态。

    九、疏散设计

    建筑火灾疏散安全设计的根本目的就是保证建筑中所有人员在火灾时的安全，这个目标将随着人们对火灾认识的提高以及科技的进步、性能化设计方法的不断完善和更好的评估工具的开发，得到更好地实现。

    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。

    性能化疏散设计，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。

    如果一项建筑疏散设计通过一定的工程措施满足了以上的各项要求，即使某一部分不满足原有的规格标准，同样认为该设计是合理的，这也就是同常规安全疏散设计方法的差别所在。安全疏散设计同许多因素相关联，如建筑的类型和功能，人员的组成和特性，人员密度及分布情况，火灾探测报警的设置情况，防火灭火设施的设置情况等等，因此，安全疏散是一个非常复杂的系统，特别是人员的心理和行为能力对疏散安全的影响等，一直是国际上众多科研机构关注的问题。如何判定一项建筑疏散设计是否达到了功能和性能要求，就需要评估的方法(或工具)的支持，因此基于性能化的疏散设计规范中不但包含了性能要求，还包括其评估方法(或工具)。

    十、疏散评估

    包括工程方面、人的心理、人的行为方面的评价。

    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、缺氧使人窒息以及转身热是致人伤亡的主要因素。其中烟气毒性是火灾中影响人员安全疏散和造成人员死亡的最主要因素，也即造成火灾危险的主要因素。

    预测烟气对安全疏散的影响成为安全疏散评估的一部分，该部分应考虑烟气控制设备的性能以及墙和开口部对烟的影响等；通过危险来临时间和疏散所需时间的对比来评估疏散设计方案的合理性和疏散的安全性。疏散所需时间小于危险来临时间，则疏散是安全的，疏散设计方案可行；反之，疏散是不安全的，疏散设计应加以修改，并再评估。

    安全疏散评估的核心就是对比烟气层下降到临界高度的时间与人员疏散时间，只有当Tesmoke，为进行疏散评估，应计算相应的疏散时间Te及空间充满烟气时间Tsmoke，当满足Tesmoke时，疏散设计才是合理的。

    Te=Tstart+Tmove

　　式中，Te——疏散时间；

    Tstart——开始疏散时间；

    Tmove——人员逃生时间。

    值得指出的是，基于目前人们对火灾及火灾时人员安全疏散的认识，疏散安全评估也仅是对其中的一部分情况进行工程模拟、计算和判断，而对于人员的心理和行为特性等重要因素的考虑尚有待于进一步的研究。

    十一、结语

    事故状态下的安全、有效、快速疏散，涉及到事故数学模型的建立、工程设计规范、工程设计，安全疏散评价(评估)、安全疏散的组织实施、安全疏散指示系统等方方面面的工作，因此，必须进行系统考虑，科学计算。只有安全疏散的各项措施落实到位，进行经常性模拟火灾事故状态下疏散演练，才会将事故状态下的人员伤害较少到最低限度。