11 火灾烟气和高温对ASET和RSET的影响

11.1 概述
11.1.1 火灾烟气和高温对人员产生的威胁对ASET和RSET都有所影响，主要取决于：
    a) 火灾中有毒产物浓度、烟气浓度和热量强度随时间变化的曲线，这与以下因素有关：
        1) 以可燃物质量损失速率(kg/s)表示的火灾发展曲线，可燃物随时间增加不断被消耗；
        2) 火灾中有毒产物、烟气和热量的生成率，相关的计算方法参见GB/T 31540.1，GB/T 31540.2，GB/T 31593.3～31593.8。
    b) 火灾烟气和高温引起的中毒和生理影响。需要考虑以下三个方面：
        1) 一定浓度或剂量的暴露会对人员心理和/或生理产生影响，从而降低疏散的效率；
        2) 一定浓度或剂量的暴露会对人员心理和/或生理产生影响，从而使人失去行动能力；
        3) 一定浓度或剂量暴露浓度甚至会导致人死亡。
    当房间内的人员由于烟气、热量或有毒产物的影响完全失去行动能力时，即达到了人员的耐受极限。ASET的临界点是指建筑物每个房间内的状态达到人体耐受极限的时间。
11.1.2 火灾中有毒烟气和高温对人员生理和心理产生的作用，会对人们的疏散能力带来各种不同的影响，主要包括以下方面：
    a) 看到烟气或火焰的影响包括：
        1) 害怕靠近被烟气或高温侵袭的区域或疏散路线；
        2) 害怕房间内的火焰或烟气，这种心理可能会激励或阻碍人员疏散，这取决于火灾或烟气的位置和强度；
        3) 被吸引到发生火灾的房间(亲火综合症)去观察或扑灭火灾；
    b) 烟气的遮蔽和刺激性烟气产物与高温对眼睛的疼痛刺激，会导致视力下降或视野缩小；
    c) 吸入高温刺激性烟气会引起呼吸道疼痛和呼吸困难，甚至呼吸道损伤；在某些极端情况下，由于喉部痉挛和/或支气管缩小(尤其是患有哮喘病或其他易感人群)，几分钟之内就可能导致人员窒息而死亡；通常在几小时之后还会出现肺炎，从而引起不同程度的呼吸道损伤；
    d) 吸入有毒性气体引起的窒息会导致精神错乱和失去意识(尤其是易感人群，比如老人和患有心脏病的人)；
    e) 高温引起的裸露皮肤和上呼吸道疼痛，伴随烧伤和体温过高，都会阻碍疏散并导致死亡。
11.1.3 安全疏散的危险性和耐受指标分析主要应考虑以下方面：
    ——没有直接暴露在火灾中，由于看到火灾烟气而对人的疏散行为产生的心理影响；
    ——由于暴露在高温和有毒性烟气中，而对人的疏散行为和能力产生的心理和生理上的影响；
    ——导致人失去行动能力的区域；
    ——导致人死亡的区域。
    人员疏散评估中，考虑火灾对人员造成的心理和生理影响主要是为了确定人员的耐受极限，同时也能判定火灾对人员疏散能力和身体健康可能造成的影响。在某些情况下，还需要考虑对可能出现的物理灾害的耐受能力，比如结构失效对疏散路线的影响，或导致直接的身体伤害或死亡。
11.2 “0”暴露的简化指标
    如果针对某一设计疏散场景的计算，是基于热烟气层沉降高度的分析，则工程上可接受的耐受标准通常是：保持地面以上最小2.5m高的清洁空气层，烟气层的最高温度为200℃。此时，人们能够在热烟层下的清洁空气层中疏散，且烟气层向下的热辐射也被认为是可以忍受的。这个标准表示了不暴露在有毒产物中且热辐射小于2.5kW/㎡的耐受指标。
11.3 进入烟气区域的意愿
    当烟气与空气的混合气体接近地面高度时，多数情况下人们不会进入烟气弥漫的疏散路线而选择折回。此时，烟气对人的直接影响不是高温，而是可视距离，以及烟气对人的感官刺激。
    对建筑火灾的大量研究表明，使人折回的平均烟气密度相当于可视距离为3m，其光学密度ρ_OD为0.33m^-1(减光系数为0.76)。烟气层是否高于人员弯腰行走的高度，以及低处是否设置照明灯具以提高能见度等因素，也会影响人的疏散行为。
11.4 穿过烟气区域的能力
    人穿越烟气进行疏散的能力与烟气的刺激以及对视线的遮蔽、在建筑内行走的能力以及找到疏散路线和出口位置的能力有关。与一般的居室相比，大型的建筑空间需要更加严格的标准，因为在大型建筑中为了找到出口需要看得更远，并且通常对周边的环境也不熟悉。
11.5 烟气对行走速度的影响
    行走速度受烟密度和刺激性的影响，当疏散人员处于烟气中时，会影响RSET的计算结果。针对刺激性烟气和非刺激性烟气，自由行走速度和烟气密度之间的关系式参见附录J。
11.6 火焰和高温的影响
    火焰面积和高度及其与疏散人员、疏散路线之间的相对位置，是判断火焰对疏散影响的重要标准。
    当必须从火焰附近或热烟层下穿过时，会受到辐射热的威胁。当直接暴露于热烟气中时，将同时受到辐射热和对流热的影响。
11.7 有毒气体的影响
    火灾中的有毒气体是刺激性和窒息性火灾烟气的混合气体。刺激性气体对人员疏散的影响取决于混合气体的浓度和其中每种刺激性组分的效能。ASET计算中，刺激性气体产物耐受极限的分析方法参见ISO 13571:2007。RSET计算中，有关刺激性烟气对运动速度的影响参见附录J。
    火灾中导致人们失去行动能力和死亡的关键窒息性气体，包括一氧化碳、氢氰化物、二氧化碳和缺氧。在受到烟气影响的初始阶段，窒息性气体不会对人员的疏散行为和行进速度(RSET)产生明显影响。但是，窒息性气体却是判断ASET分界点的一个决定性因素，即预测人员失去行动能力的时间点的主要决定因素。窒息性气体耐受极限的计算方法参见ISO 13571:2007。