附录E 用于RSET计算的疏散场景设计

E.1 概述
    在本附录所介绍的方法中，有一部分疏散场景是通过一组定性的基本人员行为特性来确定的，见参考文献[20]。尽管疏散与许多特性有关，疏散场景的分类主要还是基于人员对建筑物及其系统是否熟悉，以及是否处于清醒状态。
    对于疏散场景的每一种分类，需要对不同疏散阶段的人员特性和从事相关活动所需时间的影响因素进行说明。报警时间和疏散预动作时间主要由消防安全管理策略和所设置的火灾报警系统决定。空间的复杂程度、行走距离、建筑特征、出口与疏散路线等建筑特性参数则是影响疏散行走时间的重要因素，有时也会影响疏散预动作时间。
    如第6章所述，为了计算某一建筑的RSET，需要设计疏散场景。在任何建筑设计中，都需要考虑附录D中所列出的各项建筑特性参数。尽管其中一些参数及其对人员疏散的影响可以进行量化，但是那些与人员行为有关的参数本质上还是定性的，见参考文献[17]、[21]和[22]。紧急状态下影响每个人反应过程的参数是很复杂的。虽然每个人的经历不同，当作为群体来考虑时，可以把许多疏散情况和火灾场景看成是一样的。这样可以把问题简化，可在设计中用来预测总体疏散时间，见参考文献[13]、[17]和[23]。
    不同疏散阶段的量化数据(特别是报警和预动作时间)，可以通过研究消防安全管理制度、火灾中和疏散演练中人的行为得到，参见参考文献[16]、[17]和[20]。这些数据与疏散运动时间相加就可以得到整个疏散时间。
    影响疏散时间的人员特性和建筑特性很多，其中主要影响因素如下：
    a) 对于人员：
        1) 人数和分布；
        2) 清醒或睡眠；
        3) 熟悉并受过训练或不熟悉；
        4) 体能。
    b) 对于建筑及其系统：
        1) 报警系统；
        2) 消防安全管理和人员培训；
        3) 单室或多室，以及复杂程度。
    c) 对于火灾场景：
        1) 火灾警报和其他人们可获得的线索；
        2) 火灾的特点与产物。
    表E.1概括了以上疏散场景，并给出了每类场景中对不同疏散阶段的人员特性和从事相关活动所需时间的影响因素。详见附录G。
    从所做研究可以看出，每个基本类别的报警时间和预动作时间存在某些相同条件和范围。尽管疏散场景设计优先考虑的是人的因素而不是建筑，表E.1还是对每个类别给出了一些建筑类型示例。
    每一个具体建筑，通常都包含不同类别的设计疏散场景。例如，一个旅馆可能包括职员办公室和工作场所(类别A)，集会场所、饭店或商店(类别B1和B2)，旅客卧室(类别Ciii)。因此，所有这些场景都在考虑范围之内。
    这里定义的基本疏散场景，主要用于估算没有受到火灾烟气直接威胁的人员在接收到警报信号后的预动作时间。当人处于起火房间或受到火灾烟气直接侵袭时，也需要考虑看到火焰或烟气时的人员行为，此时预动作时间可能缩短也可能增加，这要视情况而定，见参考文献[17]、参考文献[24]和附录G。
    每一分类中还可以定义更详细的子类，分类时应主要考虑人的行为特性和行为反应有关的数据。 E.2 各类设计疏散场景的特征
E.2.1 类别A：人员保持清醒且熟悉建筑环境
    办公室、车间、仓库等工作场所属于类别A，其特征如下：
    a) 人处于清醒状态，对建筑及其系统非常熟悉，经常出入建筑物，并长时间停留其中，通常在自己的工作地点活动；
    b) 人员分散在各个房间内，通常人员密度较低，由于人员分散，预动作时间可能会稍微延长；
    c) 人员保持清醒状态，对报警系统和消防安全管理预案等建筑环境非常熟悉；
    d) 对于建筑的运营和应急管理策略，每个人都有明确的责任和义务，且受到过紧急情况下的培训；
    e) 火灾警铃报警后，楼层管理员和其他职员有责任保证建筑内的人员迅速有效疏散。
E.2.2 类别B：人员保持清醒但不熟悉建筑环境
    类别B可分为无焦点区域和有焦点区域两种情况：
    a) 无焦点区域：商店，饭店，酒吧间，超市，百货公司，购物中心，机场登机口或候机厅，集散场所，日间护理站；
    b) 有焦点区域：集会，电影院，剧院。
    类别B的场景特性如下：
    ——人们处于清醒状态且行动积极，但对建筑及其系统非常不熟悉，可能从来没有来过此建筑，他们专注于自己的活动、家人或朋友，可能不会对火灾警报做出反应；
    ——存在权威人士(售货员，管理人员，乘务员)，这些人受到过建筑应急管理系统和方案的培训；
    ——工作人员可以通过清场保证人员快速疏散，尽管语音广播是一种有效的警报措施，此时警报可能不会促使人们疏散；
    ——饭店和酒吧间需要采用特殊的措施；
    ——体育馆等大型室内场所可以作为一个特殊的子类；
    ——集会场所室内和出口的布置通常比较简单，但是疏散通道可能比较复杂，难以辨认。
E.2.3 类别C：睡眠状态
    类别C可分为对环境熟悉和不熟悉两种情况：
    a) 熟悉的：公寓、住宅；
    b) 不熟悉的：旅馆、招待所。
    类别C的场景特征如下：
    ——人员密度低，居住者的年龄和疏散能力差别较大，可能处于睡眠中；
    ——居住者熟悉住所的报警系统和疏散策略，住宅的消防安全管理措施一般比较简单，公寓则比较先进一些； 
    ——房间面积小，布局简单，且人员熟悉；
    ——当某一家庭成员发现火灾征兆或警报时，他的第一反应是查看火灾，并及时通知其他人，因此，在很短的时间内，所有人都会收到火灾警报；
    ——当人员处于睡眠、醉酒状态，或火灾征兆不明显时，预动作时间会很长；
    ——在旅馆或招待所中，房间较多，旅客对建筑及其系统通常不熟悉，不过，旅馆和招待所中工作人员、保卫人员和管理人员通常都经过消防应急系统和应急处理流程的培训；
    ——旅馆或招待所主要是为了住宿，旅客可能对建筑及其系统缺乏了解，对警报不能做出及时的反应；
    ——建筑布局比较复杂，不易快速发现疏散通道。
E.2.4 类别D：医学护理
    类别D包括医院和疗养院，场景特征如下：
    ——对紧急事件的生理或心理承受能力较低的人员；
    ——每个人员的疏散都需要一个或多个工作人员的帮助；
    ——需要高水平的监督管理和并参与到应急处理过程中；
    ——人员卧床不起或被拴在医疗器械上(如打点滴，监控器)；
    ——疏散包括移动病床和轮椅。
E.2.5 类别E：交通
E.2.5.1 建筑物(人员处于清醒状态但不熟悉环境的特殊例子)
    火车站和飞机场等属于该类别，场景特征如下：
    ——大量复杂区间和非常大的空间；不易找到的疏散通道；
    ——一些地方的安全约束限制人们的反应行为；
    ——一旦发生火灾，人们不愿放弃的行李将阻碍人员疏散；
    ——人员密度较高；
    ——人们对建筑及其系统非常不熟悉，但是有经过建筑应急系统和应急管理策略培训的销售人员，保卫人员，管理人员和乘务人员的帮助；
    ——饭店或酒吧间需要特殊设备；
    ——人们所说的语言不同。
E.2.5.2 交通工具
    长途汽车、火车、轮船属于该类别，场景特征是：报警时间取决于设置的探测系统和报警系统，以及发现火灾的第一个(群)人(发现火灾的保卫人员或乘客)的反应。如果单从设置的系统来考虑，报警时间是可以计算的，而当报警时间依赖于人员反应时，就需要使用研究得来的数据。
E.3 每一类场景的主要行为特性修正
E.3.1 安全水平
    在每一类疏散场景中，人员行为特性，特别是报警时间和预动作时间分布，取决于一系列变量，其中最关键的三个变量如下：
    ——报警系统的水平(分类从A1～A3，见E.3.2)；
    ——建筑的复杂程度(分类从B1～B3，见E.3.3)；
    ——消防安全管理水平(分类从M1～M3，见E.3.4)。
E.3.2 报警系统对预动行为特性的影响
    报警系统对预动行为特性的影响如下所示：
    ——水平A1报警系统：整个建筑物均设置自动探测系统，立即向建筑内所有受火灾影响区域的人员发出警报；
    ——水平A2报警系统：整个建筑物均设置自动探测系统，为管理人员和监控人员提供预警，然后通过手动启动受火灾影响区域的警报，如果预警没有被取消，则在一个固定时间延迟后启动全楼的警报；
    ——水平A3报警系统：仅在火灾位置附近安装了局部自动探测器和报警器，或是没有安装自动探测器，通过手动启动受火灾影响区域的警报(参见附录B)。
E.3.3 建筑复杂程度对疏散到受保护疏散通道时间的影响 
    建筑复杂程度对预动作时间和寻找可用疏散通道所需时间的影响如下所示：
    ——建筑复杂程度B1(例如，简易超市)代表的是简易矩形单层建筑，由一个或几个分隔区域组成，布局简单，容易找到疏散通道，行走距离短，出口布置合理且直通室外；
    ——建筑复杂程度B2(例如，简易多层办公大楼)代表的是简易多室(通常为多层)建筑，建筑设计满足规范要求，内部布局简单； 
    ——建筑复杂程度B3代表的是大型复杂建筑，包括大型建筑综合体，其中有许多已存在的建筑物，通常是老旅馆或百货公司，也有大型现代复杂建筑，比如娱乐中心，购物中心和飞机场。这种建筑的主要特征在于内部空间大而且复杂，所以人们在疏散过程中很难找到疏散通道，对疏散的管理也存在一定的难度。
E.3.4 消防安全管理特征分类及其对疏散时间的影响
    在许多情况下，疏散预动阶段花费的时间(即预动作时间)和行动阶段的时间，主要由消防安全管理策略的执行力度而定。消防安全管理策略的执行取决于工作人员的培训和应急管理演习，也取决于保证有效及时疏散的设备质量。关键在于报警系统和某些影响建筑复杂度的建筑特征。为了计算消防安全管理对疏散时间的影响，把消防安全管理特征分为三类，可以与报警系统水平分类和建筑复杂程度分类联系起来：
    ——管理水平M1：普通人员(工作人员或居民)应受到高水平的消防安全管理培训，具备良好的灭火和维护保养制度，设有楼层管理员，有完善的应急预案，定期进行演练。应有高比例的工作人员帮助“清醒但不熟悉”的访问者。应急系统和预案的性能，包括对疏散监控录像的翻查，应符合理论上的设计性能。任何一个事故和误报的监控录像带应为日后的查阅提供资料。M1管理水平意味着有着明显且易找到的疏散通道的设计良好的建筑(水平B1，最低是B2)，高质量的自动探测和报警系统(水平A1)。如果是公共场所，应设置广播报警系统。
    ——管理水平M₂：和管理水平M1相同，只是工作人员比例较小，楼层管理员也不是24h值班。可能没有独立检查。建筑复杂程度可能为B2或B3，报警系统水平A2。比起水平M1系统来说，疏散和疏散时间的计算将更加保守。
    ——管理水平M3：代表基本的最低的消防安全管理配置。没有独立检查。建筑复杂程度可能为B3，报警系统水平为A3。除非有其他措施保证消防安全，比如阻燃材料的使用，高水平的被动防护和(或)主动系统，否则其是不符合防火工程设计的。对消防安全管理的进一步说明参见参考文献[56]。
E.3.5 基于设计疏散场景的预动作时间计算
    尽管探测和报警时间可以用单一的时间来表示，但是建筑内每个人员都有自己的预动作时间和运动时间。因此有必要考虑人群的预动作时间和运动时间的分布。首先在单独的房间内，然后经过建筑和疏散路线。在每个房间内，对疏散人群来说，预动作时间分布和运动时间分布是相互关联的，不能直接相加。
    预动作时间分布主要取决于设计疏散场景分类和消防安全管理水平，建筑复杂程度对其也有一些影响。建筑疏散的计算机模拟考虑每个人的疏散时间和运动时间。然而，在大多数情况下，只需要考虑两个主要指标，即最早几个从房间开始疏散的人的预动作时间(第1个百分点的预动作时间)和最后几个开始疏散的人的预动作时间(第99个百分点的预动作时间)，就可以大致计算预动作时间。虽然现在不同疏散场景的预动作时间分布数据非常受限，但还是存在一些有规则的分布。基于可用的受限数据，附录F给出了不同设计疏散场景第1个和第99个百分点的预动作时间默认值。从已有数据可以看出，当人员处于清醒状态，且有高标准的消防安全管理水平时，开始疏散的前几个和最后几个人的预动作时间相差很小(几分钟或更短)，并能对预动作时间的长短做出预测；当消防安全管理和报警系统水平较低，且建筑内的人们可能处于睡眠状态时，预动作时间就会相差较大且预测的准确度会降低。