高層醫(yī)院廠房建筑安全疏散系統(tǒng)設(shè)計

高層醫(yī)院廠房建筑安全疏散系統(tǒng)設(shè)計

一、醫(yī)院火災隱患仍然浚難近年來，中國醫(yī)院火災頻發(fā)，發(fā)生了多起惡性火災。2005年12月15日,吉林遼源中心醫(yī)院發(fā)生特大火災,造成重大人員傷亡和財產(chǎn)損失,給全社會敲響“警鐘”。同時在各地消防部門的監(jiān)督檢查中發(fā)現(xiàn),醫(yī)院火災隱患仍然觸目驚心,出現(xiàn)防火門形同虛設(shè),疏散通道堵塞等現(xiàn)象。陳家強少將在其撰寫的關(guān)于遼源醫(yī)院火災的論文中指出,根據(jù)對火災事故的具體調(diào)查,其主要啟示除了要加強監(jiān)督管理力度,充分調(diào)動人的主觀能動作用外,更強調(diào)指出,加強醫(yī)院防火硬件設(shè)備建設(shè),提高建筑物的耐火性能,完整有效的防火預警系統(tǒng),是預防和減少醫(yī)院火災的根本保證。二、安全疏散困難高層醫(yī)院建筑同時具備高層建筑與醫(yī)療建筑的共同特征,同時也由于其使用群體的特殊性,呈現(xiàn)較為特殊的火災危險性。高層醫(yī)院建筑一般而言高度大,層數(shù)多,人員集中,來醫(yī)院看病、住院的人,每天都川流不息,陪護或探望者也絡(luò)繹不絕,另外醫(yī)院中還有大量的醫(yī)護管理和科研人員,人員龐雜,將使火災時的安全疏散產(chǎn)生很大困難。高層醫(yī)院病房樓與普通高層建筑相比,其樓內(nèi)人員多為體弱病殘人員,大多行動不便。即使建筑內(nèi)部疏散通道暢通,防排煙設(shè)施以及自動排水滅火系統(tǒng)完善,發(fā)生火災時,相當部分患者必須在醫(yī)護人員保護幫助下才能進行疏散,病殘人員不僅在生理上存在缺陷,心理也較為脆弱,在遇到緊急情況時更易出現(xiàn)心理和行為的異常,增大了疏散與救援的難度,因此,其允許疏散時間就要比一般高層建筑的允許疏散時間要長,從而在防火設(shè)計方面產(chǎn)生差異。三、安全性、信賴感高層醫(yī)院建筑是患者治療、修養(yǎng)的主要場所,安全性、信賴感是其最基本的要求。安全疏散和避難設(shè)計攸關(guān)人員生命安全,要求高,難度大,無疑是高層醫(yī)院建筑防火設(shè)計中的重點和難點。1、疏散階段的計算在設(shè)計安全疏散設(shè)施時,首先應(yīng)考慮到安全疏散時間,即允許疏散時間。從實際和理論分析看,影響疏散時間的因素主要有:人的密集程度、樓梯的形式、疏散通道的條件、疏散路線的合理性、火災時煙的濃度和毒性、內(nèi)裝修材料的耐火能力等。一般的說,人員越密,則疏散越慢,所需的時間越長。據(jù)測定,當人流密度為0.25m(人/m2)時,人的步行距離為零,通過速度為零。如果疏散線路不簡捷、通暢,走道內(nèi)有死角和門檻等障礙物,則勢必要影響疏散速度。如表3.1~3.2所示為日本和美國方面的人員密度統(tǒng)計。則允許疏散時間按照其疏散路線分為四個疏散階段:第一疏散階段的疏散計算:第一疏散階段就是在房間內(nèi)的疏散,當最后一名(即離房門最遠者)跨出房門進入走廊時,第一疏散階段完成。第一疏散階段的疏散時間T1,就是離門最遠者(距離為L)以自身疏散速度(V),走到房門所需要的時間(Tm)。若在房門內(nèi)側(cè)發(fā)生了滯留現(xiàn)象,此人的疏散時間Tn,取決于室內(nèi)人數(shù)(Q)、房門寬度(B)和房門的通行系數(shù)(N),如果知道房間面積(A)和人員分布密度(ρ),將兩種不同情況的計算結(jié)果進行比較,其中數(shù)值較大的,為第一疏散階段的疏散時間T1。第二疏散階段疏散計算:第二疏散階段疏散就是從房間門外側(cè)至樓梯間入口處的疏散,即在走廊內(nèi)的疏散。這時,如果最后一股人流里的最后一個人能夠順利進入樓梯間而無需等待的話,則第二疏散階段的疏散時間T2就等于最后到達樓梯口的人在走廊內(nèi)步行所需要的時間,式中,L2i是最后到達樓梯口的人所在房門至樓梯口的距離。該房間并不一定是離樓梯口最遠的房間,到底屬于哪個房間門,需要連同第一疏散階段考慮。但由于第一股人流NB1到達樓梯口,由于它的集結(jié)速度NB1小于樓梯口的流出速度NB,它到樓梯口時便能立即通過。第二股人流NB2到達樓梯口,它與NB1合并,如果NB1+NB2≤NB,第二股人流也能立即通過。如此下去,直到某一股人流到達使這個平衡打破,這時便發(fā)生滯留現(xiàn)象,打破平衡的這股人流的到達時間即是滯留的開始時間TS。最后一個人離開樓梯口時,疏散中最重要的兩個階段便告完成。共兩個疏散階段共用去的疏散時間,T1,2,第三疏散階段即在樓梯間內(nèi)得垂直疏散,第四疏散階段即從樓梯間出口至室外安全區(qū)域的疏散。這兩個階段的疏散較為簡單,可直接利用公式當需要對所有樓層進行核算時,筆者認為可將全樓層視為一個空間,把每層的全體看作一室,樓梯的寬度為出口寬度,利用求第一疏散階段計算方法來進行求解,從而近似得出允許疏散時間。因為高層病房樓人員大多行動不便,所以要比一般高層建筑允許疏散時間長,因此其安全疏散設(shè)計比一般高層建筑復雜。2、安全出口寬度為確保高層醫(yī)院建筑,特別是高層病房樓的人群在發(fā)生火災時,能在允許疏散時間內(nèi)安全撤離,就必須有較為明確的安全疏散設(shè)計,包括房間的疏散設(shè)計、水平疏散設(shè)計以及垂直疏散設(shè)施設(shè)計等。(1)房間的疏散設(shè)計考慮病人平時的休養(yǎng)治療和應(yīng)急情況時的安全,高層病房樓每個病房宜設(shè)兩個門,一個開向走道,經(jīng)走道可到達疏散樓梯間,這扇門應(yīng)有一定的耐火能力,最好是不低于乙級的防火門;另一個開向室外陽臺或屋頂平臺,陽臺或平臺既可供臨時避難之用,而當其設(shè)計成連通陽臺或環(huán)通陽臺形式時,則又可通過它進入疏散樓梯或其他輔助避難設(shè)施(如避難滑梯等)之中,最終達到安全疏散。(2)水平疏散設(shè)計為了使人能盡快逃離著火房間,建筑設(shè)計時要對房間的面積和安全出口的數(shù)目有所規(guī)定。對于高層病房樓,每個防火分區(qū)出口不應(yīng)少于兩個,同時高層病房樓應(yīng)采用雙向疏散,但由于設(shè)計中因多方面的影響,有時難免出現(xiàn)袋形走道。而袋形走道通向樓梯間的唯一出口被煙火封住,其中的人便很難逃離險境。所以應(yīng)在袋形走道盡端設(shè)置輔助的出口,如疏散用陽臺、垂直疏散口或緩降器等,以配合樓梯形成另一方向的疏散路線。在設(shè)計中,安全出口的寬度也是決定人員疏散快慢的一個因素。為便于設(shè)計,一般都以“百人寬度指標”作為簡捷的計算方法來確定安全出口寬度,式中:N是疏散總?cè)藬?shù);t是允許疏散時間,min;b是單股人流寬度,m;A是單股人流通行能力,人/min。(2)疏散走廊設(shè)計A)疏散走廊的構(gòu)造要求:火災情況下,缺乏自理能力的病人需要借助醫(yī)護人員進行疏散,考慮多人并排行進以及病床、擔架、輪椅的通行,其走道凈寬在單面布房時宜大于1.80m,最小不得小于1.40m;雙面布房時宜大于2.10m,最小不得小于1.80m。僅作應(yīng)急疏散使用的環(huán)形外廊可適當降低寬度(如天津第一中心醫(yī)院外廊寬為0.8m),走道兩側(cè)宜設(shè)高度為1.0m的扶手,可供傷病員使用,同時,扶手最好為石制,這樣可以保證火災情況下不傳熱,例如新建的無錫市第一人民醫(yī)院的走道就采用了石質(zhì)扶手。B)疏散走廊的形式和平面布局:在病房樓設(shè)計中,為滿足功能使用和安全疏散的雙重需要,可采取內(nèi)、外廊混合布置的方式,內(nèi)走廊為主要交通聯(lián)系也是作為水平疏散空間,外走廊(連通陽臺)為疏散、避難、休息和觀光空間,這樣內(nèi)外走道形成兩條疏散路線,大大提高了疏散的安全性,如天津第一中心醫(yī)院病房樓等。疏散走廊的平面布置既要便利使用,也要注意不同布置形式對安全疏散的利弊影響。不論是采用線形、環(huán)形還是混合形,都必須注意簡捷流暢、導向明確,并具有良好的采光通風條件,應(yīng)優(yōu)先設(shè)計自然采光、通風走廊,盡可能多地增大自然通風、采光口,這不僅經(jīng)濟安全,也是醫(yī)院綠色生態(tài)化的要求。布置安全出口時,應(yīng)嚴格控制袋形走道,盡量避免圖3形式的走道設(shè)計。(3)垂直疏散設(shè)施的設(shè)計(1)疏散樓梯:高層病房樓必須采用防煙樓梯間,可取自然排煙或機械排煙方式。當采用自然排煙樓梯間時,因樓梯間須靠外墻布置,則可以利用陽臺、凹廊等作為防煙前室,這不僅有較好的排煙效果,還利于同時溝通內(nèi)外走道,增大了設(shè)計的靈活性。疏散樓梯還須滿足一定的構(gòu)造要求,如足夠的寬度、合理的坡度、安全防護以及無障礙設(shè)計等。(2)疏散電梯:對于高層醫(yī)院來說,由于其層數(shù)較多,而且樓內(nèi)大多是行動不便的患者,甚至有的病人只能依靠擔架和輪椅行動,這就使得他們很難通過樓梯疏散,往往只能借助電梯實施疏散。在這種情況下,為數(shù)不多的消防電梯是滿足不了要求的。因此,可根據(jù)病房樓規(guī)模對一兩部客梯或其它功能用梯(如醫(yī)療搶救專用電梯、污物梯等)進行必要的防火處理。使其在平時正常工作,在火災情況下作疏散電梯使用,以解決緊急情況下疏散電梯不夠用的問題。疏散樓梯同時還要考慮到救護傷員時使用擔架出入的需要,疏散電梯前室短邊寬度不宜小于2.4m。(4)避難設(shè)施安全疏散設(shè)計《高規(guī)》中規(guī)定高層建筑首層至第一個避難層或兩個避難層之間間隔不宜超過15層。但高層病房樓內(nèi)人員大多是行動不便的患者,因此高層病房樓兩個避難層之間,應(yīng)不宜超過8-10層。同時高層病房樓一般層數(shù)小于30層,高度在100米以內(nèi),如此設(shè)置1-2個中間避難層,再加上屋頂避難層也可基本實現(xiàn)滿足人員安全疏散的要求。高層醫(yī)院病房樓中避難層面積的確定,主要考慮兩個因素:一是該避難層可能的避難人數(shù)。這可以由醫(yī)院的人員密度而定。二是每個避難人員應(yīng)占有的最小面積。傷病人員可能取臥姿、坐姿或立姿,因此人員面積應(yīng)至少取0.5-0.6m2。(5)輔助安全疏散設(shè)施設(shè)計因為高層醫(yī)院中的患者大多行動不便,疏散速度慢,所以在高層醫(yī)院中除必須設(shè)有樓梯、電梯等安全疏散設(shè)施外,還應(yīng)適當配備一些輔助安全疏散設(shè)施及應(yīng)急救生設(shè)備,以保證人員的疏散安全。目前高層建筑中可采用的輔助安全疏散設(shè)施種類有限,而避難滑梯則是一種非常適合病房樓建筑的輔助疏散設(shè)施。避難滑梯作為一種設(shè)置在建筑物內(nèi)的輔助安全疏散設(shè)施,是主要疏散設(shè)施的必要補充,因此它的平面設(shè)置應(yīng)充分考慮疏散樓梯、電梯在平面中的布局,以使整個建筑平面的疏散體系更趨完善。另外,它也可以用來改造安全疏散設(shè)計有缺陷的建筑物。圖4即是對圖3病房樓平面的改進設(shè)計。除避難滑梯外,垂直下降救助袋也比較適合高層病房樓使用。同時緩降器也是一種構(gòu)造簡單使用方便的空中救生裝置,它可使被困于大樓上部的人員迅速脫險。今后,隨著技術(shù)的發(fā)展進步,將會產(chǎn)生更多簡單方便又適合高層醫(yī)院建筑使用