家乐福超市消防设施布置的分析与改进.docx
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家乐福超市消防设施布置的分析与改进
摘要
近年来,规模庞大、功能多样、装饰豪华的大型商业超市连锁店不断兴建,吸引了成千上万的顾客,但是,由于种种原因很多大型超市消防设施并不达标,因此,优化大型超市消防设施布置,迅速采取有力措施,减少火灾损失具有重大意义。
本文针对沈阳家乐福文化店的消防设施布置存在的问题,重点从灭火器、自动喷水灭火系统、和安全通道等设计进行分析,首先对家乐福超市文化店客流量以及消防设施配置数量进行调查,取得原始数据的,其次运用疏散总人数和疏散人流宽度以及对偶理论的一系列公式进行计算,参照国家对消防设施配置的相关规定,分析计算结果,给出优化后的消防设施布置方案。
最后通过对比改进前后的消防布置图可知,本文提出的优化方案是有效可行的。
关键词:
大型超市;消防设施;布置;物流;客流量
Abstract
Inrecentyears,largescale,functionaldiversity,decorateluxuriouslargecommercialbuildings,supermarketchainsunceasinglyattractsthousandsofcustomers.But,duetovariousreasonsmanylargesupermarketfirecontrolfacilitiesisnotstandards.So,optimizationlargesupermarketfirecontrolfacilitieslayout,quicklytakestrongmeasurestoreducefirelossisofgreatsignificance.
Thispaperaimedatshenyangcarrefourculturestorefirecontrolfacilitiesproblems.Focusfromfireextinguisher,automaticsprinklersystem,andsafepassageandsoonwereanalyzed.Firstinvestigatethecarrefoursupermarketculturestoretrafficsandfirecontrolfacilitiesconfigurationnumber,getoriginaldata,Thenusethetotalnumberandevacuatedpeopleandaseriesofwidthanddualtheoryformulatocalculate,Forfirecontrolfacilitiesallocationaccordingtotherelevantprovisions.Analysiscalculationresults,giventheschemeofoptimizedfirecontrolfacilitieslayout.Finallythroughcomparingthefirelayoutofthearoundimproved,weknowthat,theproposedoptimizationschemeispracticableandeffective.
Keywords:
superstore;firefightingdevice;arrange;physicaldistribution;passengerflowvolume
目录
摘要I
AbstractII
1绪论1
1.1引言1
1.2消防设施优化的研究背景1
1.3消防设施研究现状3
1.4消防设施优化的问题的主要任务3
1.5对于大型超市消防设施优化的意义4
1.6论文研究的主要内容及组织结构4
2家乐福超市消防设施优化基本原则6
2.1火灾的含义6
2.2超市火灾的特点7
2.3超市消防设施布置基本原则8
2.4对偶理论8
3消防设施布置参数确定10
3.1设施配置数额的合理确定10
3.2灭火器的配置规范10
3.2.1灭火器的设置要求10
3.2.2灭火器的保护距离13
3.2.3灭火器配置设计计算15
3.3自动喷水灭火系统配置规范19
3.4烟感探测器配置20
3.4.1烟感探测器的分类20
3.4.2烟感探测器数量的确定21
3.5安全疏散总人数的确定22
4火灾状况下的人员避难心理及行为方式分析24
4.1发生火灾时人的心理反应分析24
4.2大型超市火灾中人员疏散的特点27
4.2.1工作人员的行为特点27
4.2.2顾客的行为特点28
4.3研究人员在火灾中行为的意义28
5家乐福超市现行消防设施布置分析与优化设计方法研究30
5.1现行消防设施布置、制定方法及问题分析30
5.1.1家乐福简介30
5.1.2现行体系30
5.1.3制定方法与问题分析30
5.2超市现行消防设施布置32
5.3数据调查34
5.3.1客流量调查34
5.3.2灭火器配置41
5.3.3自动喷水灭火系统配置41
5.3.4安全通道配置41
6家乐福超市消防设施优化设计42
6.1灭火器设置优化设计42
6.2自动喷水灭火系统优化设计43
6.3烟感探测器设计46
6.4安全疏散系统优化设计46
6.4.1安全通道设计46
6.4.2广播系统设计47
6.5总体布局优化48
6.6新设施布置实施措施与对策51
结论53
致谢54
参考文献55
附表157
附录A60
附录B68
1绪论
1.1引言
随着城市建设与经济的发展,火灾事故与重特大火灾越来越多,火灾损失也越来越大。
大型火灾频繁发生的原因不仅与消防对象(易燃易爆设施和物品)有关,而且更为重要的是与消防设施相关。
一旦发生火灾,如何使人民的生命、财产损失降低到最低程度,这种保障能力究竟有多大?
这对每一个城市都是需要回答的重要问题。
从本质上来讲,这种能力是由城市消防基础设施建设程度与社会消防力量强弱所决定的。
消防基础设施与社会消防力量所构成的能力越强大,城市消防安全保障程度就越高。
公共场所工程的安全性,不同程度地体现在建筑工程的各专业设计之中,消防设施则是抗御火灾危害的安全设旋之一。
特别是大型服务场所的建设,更应注重消防设施的规划设计,决不能让消防设施的安全性得不到保障。
大型服务场所的消防设施是安全保障设施,设施优化中要着重解决如下的问题:
安全通道出口是否通畅;防火卷帘门材料及强度是否达到标准;楼梯宽度是否足够谷口安全疏散等等。
随着城市建设的迅速发展,各种功能的大型建筑、地下建筑、高层和超高层建筑不断涌现,火灾隐患越来越多,恶性火灾事故时有发生。
面对我国国民经济持续快速发展的大好形势,分析消防设施布置是否合理具有十分重要的现实意义。
在工程实践中,可根据不同的实际情况采用相应的设施布置方式,此外,在实践工程当中,也可根据具体的实际情况,进行一些灵活变化,可以取得更好的经济和安全效应。
1.2消防设施优化的研究背景
俗话说,水火无情。
一根燃烧的火柴,一个没有熄灭的烟头,如果我们随处乱扔,那么将会后患无穷,更有可能带来灭顶之灾。
1.2010年5月6日凌晨,沈阳塔湾汽配城发生火灾。
2.2010年8月28日,沈阳铁西万达广场发生火灾,导致9死9伤。
3.2011年2月3日,沈阳地标式建筑皇朝万鑫大厦发生火灾,虽然无人员伤亡,但是A、B两座几乎尽毁,经济损失惨重。
以上三起火灾仅是沈阳火灾的例子,放眼全国,火灾的例子仍旧不少:
1.2009年,央视大楼发生火灾。
2.2010年11月15日,上海教师大楼发生火灾。
3.2010年11月21日,福州台江数十户遭遇火灾。
4.2010年11月5日9时,吉林市船营区珲春街商业大厦发生火灾。
5.2010年7月28日,南京栖霞化工厂火灾爆炸事故。
6.2010年7月19日,乌鲁木齐居民房火灾事故。
7.2010年5月3日,呼和浩特市中铁十九局工棚火灾事故。
8.2010年11月13日,全国文保单位清华学堂失火。
9.2010年7月20日,大连中石油火灾爆炸事故。
据有关资料显示,2010年1至6月份全国共发生火灾73317起(指统计月,不含森林、草原、军队、矿井地下部分),死亡656人,受伤271人,直接财产损失79290.7万元,与2009年同期相比,四项数字分别下降2%、5.5%、14.8%和16%。
另外,发生刑事放火577起,死亡58人,受伤18人,直接财产损失1976.2万元。
这些数字仅仅是10年上半年的统计,如果将2010年下半年和2011年前三个月份以及森林等火险包括在内,那么损失之大可想而知。
超市里人流如潮,出口处常排起长队等候支付货款。
其经营品种高达数万种,有大量可燃物质,一旦发生火灾会产生大量高温烟气,对人的疏散会造成很大影响,而火灾会导致电力系统中断,在漆黑一片或只有数量极少应急照明灯的情况下,根本无法从在清醒时尚不容易走出的迷宫般的通道口逃生,必然导致群死群伤事故的发生。
如何有效预防大型超市火灾事故的发生,如何保证在火灾一旦发生时,能以最快的速度扑灭或控制火势扩大,使人身和财产损失压缩到最小的问题,已经是摆在我们面前刻不容缓的任务。
尤其目前国家提倡建立制定科学的突发事件应急预案,减量减少人民群众生命财产损失的消防安全体制,这在当今的消防工作中已是重中之重。
目前,大型商业超市连锁店虽然均已具有预案,但还缺乏科学和理性。
我们必须建立高效、科学、规范的突发火灾应急、指挥、保障、和防护体系,以便有效预防、及时控制和消除火灾事件的危害,在火灾发生时能够及时、迅速、规范的应急处理,将损失和危害降低到最低程度,保障公众生命及财产安全。
现以沈阳家乐福大型超市为例,通过对其现行消防设施布置的分析,找出存在问题,应用先进理论知识,研究提出优化现行布置的设计方法,对大型超市有效预防火灾事件进行一定的探索。
1.3消防设施研究现状
目前国内的一些大型企业,消防措施并不完善,如消防设施配备不符合规范要求;擅自降低消防技术标准;消防电源无法保证消防用电设备需要;防排烟系统设计施工随意性大;消防电梯功能不具备;防火门、防火卷帘材质各异等问题都有存在。
国内外对筑消防安全工程的研究有以下八个方面:
1.高温下材料本构关系如钢材和混凝土在高温下的强度弹性模量及全过程曲线等。
2.高温下材料热工性能如高温下钢材的热导率比热容重及膨胀系数等。
3.钢结构构件和结构内部温度场的研究与分析计算;4.钢结构构件在高温环境中的破坏特征不同构件形状或尺寸不同受火方式的影响规律构件和结构的耐火极限及全过程分析。
5.钢结构构件的耐火保护层计算。
6.结构构件耐火试验方法。
7.结构构件的耐火理论及相应的标准编制。
8.钢结构在火灾条件下的整体耐火性能。
20世纪80年代起,随着计算机的发展,开发了许多用以描述建筑疏散特性的模型。
有关文献统计,已经完成的和正在开发的不同的疏散模型有22种之多。
目前国际上火灾安全疏散的研究主要集中在下面一些方面。
1.疏散模型的开发和模型预测能力的改进;2.火灾中居民反应及毒性和烟的影响;3.疏散模型在防火设计、性能化规范和工程评估中的应用。
在我国,人员安全疏散的研究尚属起步阶段,迄今为止仅有一、二家研究机构在国内消防刊物上发表过有关人员安全疏散的论文。
如青岛海洋大学曾经在《火灾科学》上发表过《火灾时人员安全疏散可靠性评估》一文,文中给出了一个以逃生概率为评价指标的疏散可靠性计算方法。
九五期间,国内有关科研机构开发了地下建筑的疏散模型,标志着我国在人员疏散这一领域的研究进入到计算机数值模化阶段。
1.4消防设施优化的问题的主要任务
1.广泛查阅文献,对国内外大型超市消防设施布置进行分析,为本课题提供新的、较先进的理论和方法。
2.现行大型超市消防设施布置分析。
3.大型超市消防设施布置优化思路与方法研究:
系统理论与思想对其应用研究;设施优化对其应用研究。
4.通过研究,得出一种面向整体资源最优组合配置,实现火灾发生率最小,火灾扑救时间最短、人员伤亡最小、财产损失最少的扑救效果的大型超市消防设施布置方法。
5.以沈阳家乐福文化店为例做出优化的消防设施布置方案。
1.5对于大型超市消防设施优化的意义
针对沈阳家乐福消防设施的调查,应用系统思想、设施优化理论及应急系统等领域知识,研究提出一种面向整体资源最优组合配置,实现将火灾发生率降到最低,发生火灾扑救时间最短、人员伤亡最小、财产损失最少的消防设施布置方案。
本文研究大型超市消防设施布置优化设计方法及应用,为做好火灾扑救预案工作,减少火灾损失,人员救援疏散,保障人员生命安全提供一种面向整体资源最优组合配置,实现火灾扑救时间最短、人员伤亡最小、财产损失最少的扑救效果的大型超市消防设施设计方法,并以沈阳市家乐福青年大街店为例,做出优化的消防设施布置优化设计方案,也可为同类人员密集场所的消防设施优化设计提供借鉴,具有极其重要的意义和应用价值。
1.6论文研究的主要内容及组织结构
第一章、绪论
本章首先阐述了论文的研究背景和选题意义,然后对论文的研究任务、研究意义和主要研究内容进行了说明,最后给出了论文总体的研究思路和结构。
第二章、家乐福超市消防设施优化基本理论
本章在对超市火灾的含义、特点阐述的基础上,介绍相关应用理论。
第三章、消防设施布置参数确定
本章对于消防设施布置的基本参数进行确定。
第四章、火灾状况下的人员避难心理及行为方式分析
分析人员在发生火灾时的心理,以及行为,并阐述研究人员行为的意义。
第五章、家乐福超市现行消防设施布置分析
本章首先对于现行消防设施的构成、存在的问题等进行了阐述,随后针对沈阳市家乐福文化店消防设施布置进行了分析,并提出了进一步改进的设想。
第六章、家乐福超市消防设施优化设计
本章根据对大型超市消防设施的调查数据,结合对消防设施优化的分析,给出了一个总体的设施优化设计方案。
2家乐福超市消防设施优化基本原则
2.1火灾的含义
凡在时间和空间上失去控制的燃烧所造成的灾害,都成为火灾。
我国对火灾的分类完全采用了国际标准化(ISO)的分类方法。
按照GB9468《火灾分类》的规定,火灾可分为:
A类火灾:
普通固体可燃物燃烧而引起的火灾。
B类火灾:
油脂及一切可燃液体燃烧引起的火灾。
C类火灾:
可燃气体燃烧引起的火灾。
D类火灾:
可燃金属燃烧引起的火灾。
如锂、纳、钾、钙、锶、镁等可燃金属燃烧引起的火灾。
E类火灾:
带点火灾。
物体带点燃烧的火灾。
F类火灾:
烹饪器具内的烹饪物(如动植物油脂)火灾。
K类火灾:
食用油类火灾。
通常食用油的平均燃烧速率大于烃类油,与其他类型的液体火相比,食用油火很难被扑灭,由于有很多不同于烃类油火灾的行为,它被单独划分为一类火灾。
按一次火灾事故所造成的人员伤亡、受灾户数和财产直接损失金额,火灾又可化为:
1.特大火灾。
死亡10人以上(含10人);重伤20人以上;死亡、重伤20人以上;受灾户50人以上;烧毁财务损失100万以上。
2.重大火灾。
死亡3人以上;受伤10人以上;死亡、重伤10人以上;受灾户30户以上;烧毁财务损失30万元以上。
3.一般火灾。
不具备以上条件的火灾。
不同类型的火灾,具有不同特点,应采取不同的灭火措施。
1.扑救A类火灾可选择水型灭火器、泡沫灭火器、磷酸铵盐干粉灭火器,卤代烷灭火器。
2.扑救B类火灾可选择泡沫灭火器(化学泡沫灭火器只限于扑灭非极性溶剂)、干粉灭火器、卤代烷灭火器、二氧化碳灭火器。
3.扑救C类火灾可选择干粉灭火器、卤代烷灭火器、二氧化碳灭火器等。
4.扑救D类火灾可选择粉状石墨灭火器、专用干粉灭火器,也可用干砂或铸铁屑末代替。
5.扑救带电火灾可选择干粉灭火器、卤代烷灭火器、二氧化碳灭火器等。
带电火灾包括家用电器、电子元件、电气设备(计算机、复印机、打印机、传真机、发电机、电动机、变压器等)以及电线电缆等燃烧时仍带电的火灾,而顶挂、壁挂的日常照明灯具及起火后可自行切断电源的设备所发生的火灾则不应列入带电火灾范围。
6.扑救F类火灾可选择干粉灭火器。
2.2超市火灾的特点
1.大型综合超市的基本特点
1)超市建筑面积大、跨度大、空间大,火势蔓延速度快。
2)易燃、可燃物多。
大型超市中经营的商品,大部分是可燃物品,即使商品本身属非燃烧材料制成,但其包装箱、盒却都是可燃烧物品。
并且大型超市的商品大多数悬挂或展于摊位的,使可燃物品的面积大于其它场所,导致大型综合超市一旦起火,就会迅速猛烈燃烧。
3)烘烤区等部位危险性大。
大型综合超市为满足消费者的需求,大都设有面包、熟食烘烤区或操作间,温度较高,危险性大,稍有疏忽极易引起火灾事故。
4)电器照明设备及配套服务用火用电多。
安装在超市顶、柱、墙上的照明,装饰灯,超市商品橱窗和柜台内的照明灯具,各种射灯,大量的广告霓红灯和灯箱,市场经营照明器材和家用电器部门为测试需要装的一批临时的供电插座等都具有很大的火灾危险性。
5)客流量大,人员集中,人员疏散难度大。
据调查显示,一些大型综合超市日均人流量保持在10000人左右,特别是晚间高峰期同时有约900人在超市购物和工作,人员十分密集,一旦发生火灾如果处置不当,将造成人员混乱,极其容易造成大量人员伤亡和重大经济损失。
6)独立使用的建筑少,综合利用的建筑多。
很多大型超市其上有商场或有其他公共娱乐场所,下层有停车场等。
这样的综合功能利用,对消防极为不利,超市发生火灾后,会迅速蔓延,形成大面积甚至是立体火灾,灭火救援难度增大。
2.大型综合超市的火灾特点
1)火势猛烈,蔓延迅速。
由于超市内部经营的大都为可燃易燃物品,一旦发生火灾,极易造成迅速蔓延,且火势猛烈,形成大面积的立体燃烧。
2)火场烟雾浓、毒气重。
大型超市的品种繁多,起火后不仅产生大量烟雾使能见度降低,而且析出大量的有毒气体,强烈的热辐射给强攻、内攻的灭火人员带来极大的困难和疏散不利。
3)人员疏散和扑救难度大。
超市内人员密集,若在营业时间起火,初起火灾一旦失控,人员易惊慌混乱,给救援工作带来困难。
场温度高,烟雾浓,火势猛,内攻困难。
2.3超市消防设施布置基本原则
建筑消防设施指建(构)筑物内设置的火灾自动报警系统、自动喷水灭火系统、消火栓系统等用于防范和扑救建(构)筑物火灾的设备设施的总称。
常用的有火灾自动报警系统、自动喷水灭火系统、消火栓系统、气体灭火系统、泡沫灭火系统、干粉灭火系统、防烟排烟系统、安全疏散系统等。
它是保证建筑物消防安全和人员疏散安全的重要设施,是现代建筑的重要组成部分。
对保护建筑起到了重要的作用,有效的保护了公民的生命安全和国家财产的安全。
因此,消防设施布置是应该严格按照《建筑设计防火规范》的规定进行配置。
2.4对偶理论
建筑消防设施时保证建筑物内消防安全和人员疏散安全的重要设施,是现代建筑的重要组成部分,也是建筑主动防火的有效手段。
建筑物失火后,消防设施特别是自动消防设施的配置状况及其能否正常发挥作用将是决定火灾危害大小的关键性因素。
建筑物内消防设施的配置应当根据建筑物的结构、规模、火灾危险性和人员特征因素予以综合考虑,适当兼顾经济和社会条件。
对于一个建筑而言,合理配置的目标就是在最小的消防安全投入下达到最大的安全度(即发生火灾时的损失最小化)。
对偶理论(DualityTheory)线性规划问题具有对偶性,即任何一个求极大值的线性规划问题,都有一个求极小值的线性规划问题与之对应,反之亦然,如果把其中一个叫做原问题,则另一个就叫做它的对偶问题,并称这互相联系得两个问题为一对对偶问题。
研究对偶问题之间的关系及其解的性质,就构成了线性规划的对偶理论(DualityTheory)。
它是线性规划理论中一个重要又有趣的部分,也是本文所要讨论的主要内容。
根据对偶理论,在解原问题的同时,也可以得到对偶问题的解,并且还可以提供影子价格等有价值的信息,在现实生活中有着广泛的应用,本文通过对偶理论的应用对家乐福的消防安全设施的配置进行优化[1]。
3消防设施布置参数确定
3.1设施配置数额的合理确定
常规的消防安全设施包括:
灭火器、室内消火栓、水喷淋、烟雾探测器、报警器等等。
为了衡量安全,在此引入一个概念——“安全裕度(MS,marginofsafety)”,其算术表达式如下式所示:
MS=ASET—RSET(3.1)
其中,ASET表示“可利用疏散时间”,指的是从起火到火灾发展到临界条件的时间;RSET表示“所需的疏散时间”,包括火灾探测、报警时间,疏散前准备时间以及人员疏散时间;MS值越大越安全;ASET≥EST是安全疏散的临界条件。
在本文中用安全裕度作为目标函数,通过安全设施的使用,可以有效地延长ASET、缩短RSET,从而延长MS;能够减少火灾发生时的过火面积,从而扩大防火分区的设置面积。
同时应该考虑到另一种安全措施——消防保险,其实保险和消防设施应该结合使用,但本文主要是为了说明对偶理论的应用,故引入一种极端情况,即不配置任何安全设施,仅仅通过购买消防保险来防范火灾风险。
在这种情况下,应该保证消防安全设施的投入成本不超过保险投入。
3.2灭火器的配置规范
3.2.1灭火器的设置要求
对灭火器的设置位置主要有以下几方面规定方面的规定。
第一,设置位置要求明显。
这是为了在平时和发生火情的情况下都能让人们一目了然地知道何处可取灭火器,减少因寻找灭火器而花费的时间,从而及时有效地将火扑灭在初起阶段。
第二,设置位置要求使人们便于(包括不受阻挡和碰撞)取用灭火器,即当发现火情后,人们在没有任何危及人身安全或阻挡碰撞的情况下,就能够跑到灭火器设置处,方便地取得灭火器进行灭火。
这是由于要扑灭初起火是有一定时间限度的,而能否方便安全及时地取到灭火器,在某种程度上决定了灭火的成败。
如果取用不便,那么就是离火点再近,也有可能因时间的拖延而使火势蔓延造成大火,从而使灭火器失去作用。
第三,灭火器的设置不得影响安全疏散的规定,不仅关系到人们在火警发生时能否及时安全疏散的问题,也涉及到人们去取用灭火器时通道的通畅问题,故必须做出明确的规定。
第四,灭火器的设置应稳固和安全。
因为灭火器的稳固设置是灭火器设置及使用的前提和保证。
如果灭火器设置不稳定的话,就有可能发生跌落,造成灭火器不能正常使用,甚至伤人事故,从而达不到配置灭火器的目的。
灭火器在设置时,其铭牌必须朝外,这样规定的目的是为了让人们能够直接明确配置场所内灭火器的主要性能指标和用法,使他们在拿到符合配置要求的灭火器后,就能很快用上,真正充分发挥灭火器的作用,有效地扑灭初起火。
美国、英国、澳大利亚的标准也对此作了规定:
美国标准:
灭火器应设置在能够迅速接近而且在火灾发生时能立即可用的明显场所,最好放置在正常的通道,包括出口处,灭火器应安装在便于看见的地方和易于进去的地点,并要靠近房间所提供的撤离通道的出口。
在大型房间内或因视线障碍而不能直接看见灭火器的场所,须设置指明灭火器放置位置的标记。
灭火器的操作、分类、警告标记应朝外。
英国标准:
一般灭火器应放置在托架或置物架等明显的位置,在这些位置,火器将很容
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