商业街避难走道的宽度计算方法与流程

1.本发明涉及消防设计技术领域，尤其涉及商业街避难走道的宽度计算方法。


背景技术：

2.避难走道是因大型单建掘开式人防工程和人民防空地下室在城市繁华地区或广场下受地面规划的限制，难以设置直接通向室外地面的安全出口提出的，以解决火灾时地下场所人员安全疏散的问题。后来，这一做法逐步应用到工业与民用建筑中。避难走道由于采取了一系列具体的技术措施，属于安全区域，与建筑内的防烟楼梯间的消防安全性能相当。因此，建筑内通向避难走道前室的入口，可以视为安全出口。
3.尽管在《建规》中只明确了避难走道用于防火分隔和兼作人员疏散时的要求，但实际上，避难走道更适用于解决大型公共建筑因平面面积大、进深深或面宽大导致疏散距离过长、安全出口不能直接通向室外地面的问题。因此，只要按照规范要求对避难走道采取相应的防火措施，民用建筑可以利用避难走道进行疏散。
4.《建规》第6.4.14条规定“避难走道的净宽度不应小于任一防火分区通向该避难走道的设计疏散总净宽度”。但大面积的避难走道，不仅能为人员安全疏散提供疏散路径，更能为人员临时避难提供可靠保障，故大面积的避难走道设计避难走道宽度时，需要综合分析避难走道通向室外地面的楼梯宽度与避难走道可供人员避难的面积，合理确定避难走道的宽度。


技术实现要素：

5.本发明的目的是提供商业街避难走道的宽度计算方法，在空间有限的情况下，合理确定避难走道的宽度。
6.本发明的上述技术目的是通过以下技术方案得以实现的：
7.商业街避难走道的宽度计算方法，包括以下步骤，
8.步骤1，确定下沉广场水平疏散比流量f1和楼梯疏散的比流量f2，比流量指的是单位时间内单位有效宽度经过疏散路线上一点的疏散人流，比流量的单位为人/(s
·
m)，其计算公式为：fs＝sd
9.其中，fs为比流量，d为人员密度，s为人员的运动速度；
10.步骤2，计算商业街内人员全部进入避难走道的时间，计算方法为商业街内疏散总人数＝人员经安全出口疏散至避难走道的总人数＝避难走道内避难人数+避难走道内经楼梯疏散至室外地面的人数，即：
11.其中，n为地下空间通向避难走道的人数，单位是人；是商业街通向避难走道
的出口宽度之和，单位是m；是避难走道至地上的疏散楼梯宽度之和，单位是m；t是商业街内人员全部进入避难走道的时间，单位是s；q是满足避难要求的避难走道人均面积，保守按照2人/m2计算，单位是人/m2；f1是人员利用疏散门从商业通向避难走道疏散时的比流量，单位是人/(s
·
m)；f2是人员从避难走道利用楼梯通向室外地面疏散时的比流量，单位是人/(s
·
m)；l是可供人员停留的避难走道长度，单位是m；d是可供人员停留的避难走道宽度，单位是m，
12.将以上公式变形可得到以下公式：
13.步骤3，计算人员临时在避难走道停留避难所需最小避难走道宽度，由商业街内疏散总人数及避难走道内避难人数、避难走道内经楼梯疏散至室外地面的人数之间的关系可以得出以下公式：
14.考虑到商业街内的人员分布是不均匀的，因此引入不均匀分布系数k，则步骤3中，人员临时在避难走道停留避难所需最小避难走道宽度快速计算公式为：w＝k
×d15.其中，w为人员临时在避难走道停留避难所需最小避难走道宽度，单位是m；k是不均匀分布系数。
16.综上所述，本发明的有益技术效果为：
17.通过综合考虑疏散路线空间的人员密度、疏散人员构成、商业街通向避难走道疏散人员数量、商业街通向避难走道安全出口宽度、避难走道通向地面楼梯宽度等因素的影响，在现场空间有限的情况下，合理确定避难走道的最小宽度，为消防设计提供理论依据。
附图说明
18.图1是本发明中比流量与密度之间的关系图；
19.图2本发明实施例一和实施例二中不同防火分区位置及结构示意图。
具体实施方式
20.下面将结合实施例对本发明进行清楚、完整地描述。
21.商业街避难走道的宽度计算方法，包括以下步骤：
22.步骤1，确定下沉广场水平疏散比流量f1和楼梯疏散的比流量f2。美国消防工程师学会(sfpe)《消防工程手册》中定义了，比流量fs指的是单位时间内单位有效宽度经过疏散路线上一点的疏散人流，比流量的单位为人/(s
·
m)，其计算公式为：fs＝sd
23.其中，fs为比流量，d为人员密度，s为人员的运动速度。
24.步骤1.1，确定水平疏散比流量f1。
25.比流量与密度之间的关系如图1所示。当疏散路线空间的密度为1.75人/m2时，比流量达到最大。每种疏散路线都存在一个最大的比流量，如表1所列。
26.表1最大的比流量f
sm
27.根据人员密度，可以从图1中读出相应的水平的疏散比流量。
28.步骤1.2，确定楼梯疏散的比流量f2。
29.根据楼梯梯段最小宽度和最小高度的数值，参考与美国消防工程师学会《消防工程手册》中的数值，可确定疏散时比流量。
30.以上分析是基于人员在不受限制时成年男士在不同疏散路径上的疏散行走速度，参见表2。
31.表2最大(不受限的)疏散人流速度表2最大(不受限的)疏散人流速度
32.步骤1.3，计算疏散人员的平均疏散速度。
33.对于不同类型的人员疏散速度，苏格兰爱丁堡大学的相关研究给出了成年男士、成年女士、儿童和老者的平均形体尺寸及其步行速度建议值，其中成年女士、儿童和老者的水平和沿坡道、楼梯上、下行的疏散速度分别为成年男士的0.85、0.66和0.59倍。
34.考虑待疏散人员组成的不确定性，疏散人员构成按照成年男士：成年女士：老人：儿童＝4：4：1：1的比例进行分析。故人员平均疏散速度v计算公式如下：v＝0.4
×v男士
+0.4
×v女士
+0.1
×v老人
+0.1
×v儿童
＝0.87v
男士
35.因此，由不同人员构成比例计算得出，疏散过程中不同类型人员行走的平均速度约是正常男士行走速度的0.87倍。水平疏散比流量f1和楼梯疏散的比流量f2分别取值也应该在此前的计算基础上乘以0.87。
36.步骤2，计算商业街内人员全部进入避难走道的时间。
37.火灾时，假设商业街内的全部人员通过所有疏散门进入避难走道的时间约为t，此时已经进入避难走道的人数即为商业街内的全部人数。但是，由于人员进入避难走道后随即会向避难走道内通向地上的疏散楼梯处行动。考虑到人员进入避难走道后的密度增大，行走速度降低，且受人员从避难走道通过楼梯到达地面的行走时间的影响，人员在避难走道内的行走时间可以忽略，而只需计算t时间内从避难走道通过楼梯到达地面的人数，就可以根据从避难走道到达地面的疏散楼梯宽度计算出避难走道所需最小宽度。
38.人员在疏散过程中，商业街内疏散总人数＝人员经安全出口疏散至避难走道的总人数＝避难走道内避难人数+避难走道内经楼梯疏散至室外地面的人数，即：
39.其中，n为地下空间通向避难走道的人数，单位是人；是商业街通向避难走道的出口宽度之和，单位是m；是避难走道至地上的疏散楼梯宽度之和，单位是m；t是商业街内人员全部进入避难走道的时间，单位是s；q是满足避难要求的避难走道人均面积，保守按照2人/m2计算，单位是人/m2；f1是人员利用疏散门从商业通向避难走道疏散时的比流量，单位是人/(s
·
m)；f2是人员从避难走道利用楼梯通向室外地面疏散时的比流量，单位是人/(s
·
m)；l是可供人员停留的避难走道长度，单位是m；d是可供人员停留的避难走道宽度，单位是m。
40.将以上公式变形可得到以下公式：
41.步骤3，计算人员临时在避难走道停留避难所需最小避难走道宽度。
42.由商业街内疏散总人数及避难走道内避难人数、避难走道内经楼梯疏散至室外地面的人数之间的关系可以得出以下公式：
43.因此人员临时在避难走道停留避难所需最小避难走道宽度快速计算公式为：w＝k
×d44.其中，w为人员临时在避难走道停留避难所需最小避难走道宽度，单位是m；k是不
均匀分布系数。
45.当确定商业街通向避难走道疏散人员数量、商业街通向避难走道安全出口宽度、避难走道通向地面楼梯宽度时，可计算得出所需避难走道宽度。
46.实施例一：
47.本实施例为某一项目中的防火分区1、2、3。
48.防火分区1建筑面积1197m2、防火分区2建筑面积1772m2、防火分区3建筑面积1577m2，三个防火分区面积合计4546m2，人员密度为0.6人/m2，疏散人数为2728人，商业街通向避难走道的安全出口的宽度为27.3m，为此三个防火分区服务的避难走道长度为100m，且下沉广场面积295m2，避难走道及下沉广场直通地面的疏散楼梯宽度合计11m，如图2所示。
49.根据图1，按照人员密度为0.6人/m2时水平疏散的比流量，即0.84人/(s
·
m)。
50.根据《民用建筑设计统一标准》gb50352-2019第6.8.10条规定，本建筑为人员密集且竖向交通繁忙的建筑，故楼梯梯段最小宽度0.28m，最小高度0.165m。其疏散时比流量可参考与美国消防工程师学会《消防工程手册》中梯竖板级7.0in.(0.178m)、踏板11in.(0.28m)的数值，即0.6m人/(s
·
m)。
51.水平疏散比流量f1和楼梯疏散的比流量f2分别取值如下：
52.f1＝0.84人/(s
·
m)
×
0.87＝0.73人/(s
·
m)
53.f2＝0.6人/(s
·
m)
×
0.87＝0.52人/(s
·
m)
54.将水平疏散比流量f1和楼梯疏散的比流量f2代入以下公式：及
55.可以计算出所需避难走道宽度为：
56.实施例二：
57.本实施例为某一项目中的防火分区4。
58.防火分区4建筑面积1572m2，人员密度为0.6人/m2，疏散人数为944人，商业街具有一部1.5m宽疏散楼梯，商业街通向避难走道的安全出口的宽度为8m，为此防火分区服务的避难走道长度为45.4m，如图2所示。
59.根据图1，按照人员密度为0.6人/m2时水平疏散的比流量，即0.84人/(s
·
m)。
60.根据《民用建筑设计统一标准》gb50352-2019第6.8.10条规定，本建筑为人员密集且竖向交通繁忙的建筑，故楼梯梯段最小宽度0.28m，最小高度0.165m。其疏散时比流量可参考与美国消防工程师学会《消防工程手册》中梯竖板级7.0in.(0.178m)、踏板11in.(0.28m)的数值，即0.6m人/(s
·
m)。
61.水平疏散比流量f1和楼梯疏散的比流量f2分别取值如下：
62.f1＝0.84人/(s
·
m)
×
0.87＝0.73人/(s
·
m)
63.f2＝0.6人/(s
·
m)
×
0.87＝0.52人/(s
·
m)
64.将水平疏散比流量f1和楼梯疏散的比流量f2代入以下公式：
及
65.可以计算出所需避难走道宽度为：
66.以上所述，仅为本发明较佳的具体实施方式，并非依此限制本发明的保护范围，故：凡依本发明的结构、形状、原理所做的等效变化，均应涵盖于本发明的保护范围之内。

技术特征：
1.商业街避难走道的宽度计算方法，其特征在于：包括以下步骤，步骤1，确定下沉广场水平疏散比流量f1和楼梯疏散的比流量f2，比流量指的是单位时间内单位有效宽度经过疏散路线上一点的疏散人流，比流量的单位为人/(s
·
m)，其计算公式为：f
s
＝sd其中，f
s
为比流量，d为人员密度，s为人员的运动速度；步骤2，计算商业街内人员全部进入避难走道的时间，计算方法为商业街内疏散总人数＝人员经安全出口疏散至避难走道的总人数＝避难走道内避难人数+避难走道内经楼梯疏散至室外地面的人数，即：其中，n为地下空间通向避难走道的人数，单位是人；是商业街通向避难走道的出口宽度之和，单位是m；是避难走道至地上的疏散楼梯宽度之和，单位是m；t是商业街内人员全部进入避难走道的时间，单位是s；q是满足避难要求的避难走道人均面积，保守按照2人/m2计算，单位是人/m2；f1是人员利用疏散门从商业通向避难走道疏散时的比流量，单位是人/(s
·
m)；f2是人员从避难走道利用楼梯通向室外地面疏散时的比流量，单位是人/(s
·
m)；l是可供人员停留的避难走道长度，单位是m；d是可供人员停留的避难走道宽度，单位是m，将以上公式变形可得到以下公式：步骤3，计算人员临时在避难走道停留避难所需最小避难走道宽度，由商业街内疏散总人数及避难走道内避难人数、避难走道内经楼梯疏散至室外地面的人数之间的关系可以得出以下公式：2.根据权利要求1所述的商业街避难走道的宽度计算方法，其特征在于：步骤1的具体过程为，步骤1.1，确定水平疏散比流量f1，根据人员密度，可以确定相应的水平的疏散比流量；步骤1.2，确定楼梯疏散的比流量f2，根据楼梯梯段最小宽度和最小高度的数值，参考与美国消防工程师学会《消防工程手册》中的数值，可确定疏散时比流量；步骤1.3，计算疏散人员的平均疏散速度。3.根据权利要求2所述的商业街避难走道的宽度计算方法，其特征在于：步骤1.3中，疏散过程中不同类型人员行走的平均速度按照正常男士行走速度的0.87倍来计算。4.根据权利要求1所述的商业街避难走道的宽度计算方法，其特征在于：考虑到商业街
内的人员分布是不均匀的，因此引入不均匀分布系数k，则步骤3中，人员临时在避难走道停留避难所需最小避难走道宽度快速计算公式为：w＝k
×
d其中，w为人员临时在避难走道停留避难所需最小避难走道宽度，单位是m；k是不均匀分布系数。

技术总结
本发明公开了商业街避难走道的宽度计算方法，涉及消防设计技术领域，包括以下步骤，步骤1，确定下沉广场水平疏散比流量F1和楼梯疏散的比流量F2，步骤2，计算商业街内人员全部进入避难走道的时间，步骤3，计算人员临时在避难走道停留避难所需最小避难走道宽度。本发明通过综合考虑疏散路线空间的人员密度、疏散人员构成、商业街通向避难走道疏散人员数量、商业街通向避难走道安全出口宽度、避难走道通向地面楼梯宽度等因素的影响，在现场空间有限的情况下，合理确定避难走道的最小宽度，为消防设计提供理论依据。计提供理论依据。计提供理论依据。


技术研发人员：刘鑫 刘庭全 刘江茜
受保护的技术使用者：天津泰达消防科技有限公司
技术研发日：2023.01.05
技术公布日：2023/9/11