应急救援研究与实践：人体临界指标

随着火灾的蔓延和物体的燃烧，周围环境温度及有害气体浓度会逐渐升高，它们都会对人体造成严重伤害，有研究表明火灾发生过程中，多数死亡是封闭环境中的有毒气体所致，真正死于燃烧的人数却很少，人体临界作为衡量人体处于危险环境下的临界承受指标，本小节围绕其做分析，为后文进一步研究隧道区间火灾条件下的安全性做准备。

1.有毒气体

现今地铁站的建筑、设备和装饰材料已经按照地铁防火的要求使用不燃、难燃的材料，同时尽量去提高使用材料的阻燃防火性能，但整个地铁站的建筑和使用设备不可能完全使用难燃材料，仍有部分材料在高温条件下会产生出多种有毒有害的物质和气体。在此种情况下，加上地铁系统位于地下，其空间密闭通风能力有限且氧气含量一定，在燃烧情况下，会产生CO、CO2、SO2、HCN等多种有毒气体。通过研究可知，这些有毒气体一定时间内的产生情况如表4-1所示。

从表4-1可以明显看出，CO、CO2是火灾中产生的量最多的气体，可作为判别危险的依据。当人类处于较高浓度的 CO2之中时，有缺氧窒息的危险。在室内，人类所能承受的CO2浓度最高值为5 000 ppm，当浓度为350～450 ppm时，感觉同室外环境；当体积百分比为350～1 000 ppm时，空气清新，呼吸顺畅；当浓度为1 000～2 000 ppm时，空气混浊，有昏昏欲睡之意；当浓度为2 000～5 000 ppm时，将出现头痛、嗜睡、呆滞、注意力不集中、心跳急速、轻度恶心等症状；当浓度大于5 000 ppm时，可能导致严重缺氧，造成永久性脑损伤、晕厥甚至死亡。CO非常容易与人体的血红蛋白结合，形成碳氧血红蛋白，使血红蛋白丧失与氧气结合的能力，造成组织窒息。其对全身细胞均有毒性，对大脑皮质的影响最大，严重时将导致死亡，不同体积百分比下的CO对人体的影响如表4-2所示。

表4-1　火灾状态下的有毒气体产生情况[42]

表4-2　不同浓度的CO对人体的影响[42]

2.温度

地铁发生火灾时，火势的快速蔓延加上地铁排烟散热性能的限制，会导致热量在建筑内部大量聚集，温度急剧增加。人体对温度的耐受能力有限，从生物学意义上来说，人体可承受的温度临界值为43～48 °C。就理论上来说，当人眼部以下温度超过110 °C时，人的体温将达到43 °C，在此情况下，人体体表将被严重灼伤。表4-3是不同烟气温度对人的影响情况。(www.xing528.com)

表4-3　不同烟气温度对人的影响情况[42]

3.能见度影响

能见度是指人在正常情况下能看见的最远距离，空气中的灰尘、水汽和烟气等物质都会导致能见度降低。在发生火灾的情况下，除了会产生各种有害气体外，还会因为各种物质的燃烧产生许多颗粒物，这些颗粒物飘浮在空中会使能见度大大降低。而且，地铁本身由于其在地下的特殊性，视野情况并不好，所以在火灾发生的情况下，能见度会更进一步降低。若人员对所处环境的熟悉程度不够，很难在紧急情况下迅速找到正确的疏散路径逃生。同时，在危急情况下，人会产生恐惧慌张的心理，会随着人流行动，因为大家会朝着相同的地方前进，可预见性的在某个地方会出现拥堵、踩踏甚至是死亡事故。

火场中常用减光系数Kc来表示产生烟气的浓度，且两者呈正相关，前者与可见度呈负相关，为减光系数与能见度之间的关系如表4-2所示。

表4-4　减光系数与能见度之间关系[42]

根据人员安全疏散和极限视距要求，火场内人眼特征高度处的能见度不应低于10 m。