火灾对人体的作用
出处:按学科分类—政治、法律 中国商业出版社《最新单位消防工作实务全书第二卷》第628页(2918字)
在许多书籍中都描述过建筑室内火灾的发展过程,有的划分为三个阶段,有的划分为四个阶段。不论怎么划分,一场无外部干预的火灾总会在最短的时间内,对人和财产形成威胁。芬兰科学家曾做过实体试验,其结果表明:一般情况下,火灾从起火到蔓延的时间间隔仅为7min,而在6min时,火场实测温度已达到300~400℃。就人员安全而言,人对火灾的生理反作用可以作为是否会产生事故危险的一个标准。人的生理要求会决定人的行为方式,二者不是独立的。当然人的行为不仅仅是由生理因素确定的,同时也取决于所涉及到的存在状态。
(一)生理热效应
不论在人体上的热传导方式是什么,热效应都是暴露时间的反函数,最近似的函数是双曲线函数。不可逆的热损害开始的标志为:二度烧伤开始的温度为70℃;一度烧伤开始的温度约为43℃(即痛感出现的温度)。一般来说,火灾对人体的热效应是由皮肤被烧深浅度来表示的,燃烧的危害性是燃烧度和触及皮肤面积的函数。
图3-2-35给出了烧伤程度与辐射照度和时间的关系。
图3-2-35 人的烧伤程度与时间和辐射照度的关系
在火灾安全中,人与热物体的接触已不重要,而火场环境与热辐射则是至关重要的。有关的国外研究给出了人能忍受的火场环境条件为:
在65℃中,人能忍受一有限的时间;
在大约175℃中,人能忍受的时间小于1min;
在500℃高温中,裸体者能忍受的时间大约1s。
人在火灾中能忍受的辐射量为:
长时间:0.12W/cm2,
15s左右:0.4W/cm2;
几秒钟:1.2W/cm2。
图3-2-36给出了穿衣与裸体者对不同冷热环境的忍耐时间。
图3-2-36 人对热、冷环境的忍耐时间
(二)吸入效应
从统计的观点看,根据一些国家研究给出的火灾死亡率,其百分比的分布情况如图3-2-37所示。
图3-2-37 火灾死亡的百分比分布
英国的研究给出了如下的结果:3/4的人死于毒气,毒气中CO仍是主要的,它与HCN一起组合作用。由于这两种气体是无味和无刺激的,所以它们格外令人害怕,在10%的肺损害者的原因分析中,涉及氨、丙烯醛、乙醛、氮氧化合物、卤素等。
在法国,对19个遇难者的研究表明,有17个人出现了支气管被烧伤的现象;有10个人出现了CO血红蛋白中毒症。
对于火势充分燃烧的情况而言,其特征一方面表现为温度,另一方面则为CO的浓度(它是CO2和O2的函数)。考虑到已知的组合效应,实际允许的量值总是要比大气中仅考虑这三种气体时的值要低。
(三)人的行为
火灾中人的行为可以被认为是人类在正常情况下所从事的各种活动的延续。它是人们根据已知情报和自我感觉而对危险的形势做出的一种必然反应。这种反应的程度取决于人的体能和智能,以及对火灾发生地的熟知程度和人员的组成情况。火灾中人们最常见的活动有:寻找火源房间、寻找灭火的可能办法并灭火、向消防队报警和告知现场的其他人等(撤离时当然还有穿衣服、找东西、换房间、转移重要物品等其他活动)。就火灾安全而言,最有意义的活动莫过于关闭防火门,打开排烟系统等。
1.体能和智能
健康状况、身体反应能力和智能以及对报警的感觉是直接影响人体行为的重要因素。年龄是影响安全的一个非常重要的因素,统计表明,孩子和老人在火灾死亡者中占有相当大的比例。这除了表明他们体能和智能的原因外,同时也表明许多火灾是由于小孩玩火和老人行动迟缓而造成的。当然病人和残疾人也有同样的问题。图3-2-38和表3-2-32给出了不同类型人的步行速度与行动自由度的关系。
图3-2-38 不同类型人的步行速度与行动自由度
表3-2-32 楼梯步行速度与行动自由度(自由步行)
为此,在建筑设计中要充分考虑各类人的实际组成并专门考虑人员安全撤离所需的时间期限问题。在设计报警器和光标指示器时,要特别考虑人在睡眠时的听觉度和烟雾对人的视线产生的障碍。
2.人的精神状态与对火灾威胁的判断
火灾常把人们逼迫到一个有限的空间中,因此人们常常无法全面地感知外部的情况并正确地判断所处环境的危险程度。另外,现场的嘈杂声也往往使被围困的人听不到有效的外部指导。突如其来的火灾会使人们的精神过度紧张,并产生害怕的心理。应该说害怕和莫名其妙的心理比外部威胁更可怕,它常会使人们陷入到无法挽救的境地。例如在撤离的试图失败后,人们极易产生绝望情绪,或坐以待毙,或坠楼而死。因此,对建筑物管理者便提出了一个对居住者经常进行疏散教育的问题。最基本的是要学习有关的防火知识,熟知各种避难法,进行心理训练,克服恐惧的意识。这是因为人是倾向于群居的,在灾害中又尤其是这样。而群聚的人们会自然而然地随时听命于一个坚定的、有自制力的、能带领他们冲出危险的核心人物。当然,一个群体的状态是会随着其中的每一个人的乐观、悲观以及胆小等因素而不断变化的。大量人员聚集会具有一种增强效应和链式的相互作用。从非理性情绪可以相互传染的观点看,一组人员会相互感染悲观的情绪并做出反常的事情来。
综上所述,所谓的火灾安全,其核心是人的安全,而人的安全需要由合理的建筑疏散设计和人员的良好精神状态去确保。因此从建筑防火疏散设计考虑,应要求避难路线的设计单纯明快,路线的防火分区设计要合适,防火门和楼梯的尺寸及构造要适度。紧急照明的采光和色彩,以及音响等环境条件要满足避难方面的要求。