高校教学楼楼梯出口应急疏散模型研究

通过对某高校教学楼进行人员疏散演练及实地现场观测,采集有关该幢教学楼各楼层楼梯出口的人员疏散数据,计算人员密度、疏散宽度、行走速度、拥堵时间等疏散变量,运用回归曲线估计方法构建疏散数学模型,量化分析疏散变量间关系。结果表明:教学楼楼梯出口疏散人群群集步速与人群密度呈对数关系,人群密度和持续拥堵时间呈正相关关系。拥堵时间出现在下课后的80~185s,二楼楼道拥堵持续时间最长为290s,是疏散的瓶颈。教室差别利用、合理排课、增加应急疏散标志可减少疏散拥堵时间。     

地铁站人群疏散影响因素计算机模拟研究

以某双层岛式地铁站为模拟对象,根据列车到站数量和自动扶梯运行方式设计6个疏散场景,并对各场景下的人群疏散过程进行计算机模拟。对观测结果统计分析得自动扶梯的实际通行能力约为6 139人/(h·m)。基于模拟结果分析各场景下人员数量、上行楼梯宽度和自动扶梯个数变化对人群疏散的影响,并通过定量分析得到疏散时间有关以上参数的关系。扶梯损坏待修对人群疏散极为不利,应加强扶梯的日常维护和保养。     

某影院疏散出口优化分析

以位于高层建筑五层的某影院为例,应用EVACNET4,模拟建筑内人员疏散情况.该影院分两个防火分区,共5个放映厅,5部疏散楼梯. EVACNET4将人群走动模拟为水管网内的水流动.按三种设计方案进行模拟.即方案Ⅰ按原结构,方案Ⅱ改变放映厅出口布置,方案Ⅲ增加2部楼梯的宽度.结果:①改变放映厅出口布置不影响整个影院的疏散总时间;②人员堵塞主要发生在前室和楼梯间;③增加楼梯宽度有利于人员安全疏散.建议:在设计时,前室通向楼梯的门的宽度需大于楼梯的宽度.     

基于PERT和最短路理论的人员疏散最优化

基于PERT网络时间计算方法和最短路理论提出一种新的人员疏散路径最优化方法,可以对特定建筑内部人员疏散路径进行最优化分析得到最优化疏散路径。利用PERT网络时间计算方法计算出某特定建筑内部具有不同通行能力的疏散路径的权重值,利用最短路理论分析并计算各个疏散路径的权重值得出最优的疏散路径。     

建筑出口设计中离散时间疏散模型的应用

单元疏散空间的疏散能力是一个很重要的问题,在建筑物有一个出口的情况下,针对该问题有学者提出了离散时间疏散模型,在该模型中分析讨论了人群密度给疏散能力造成的影响,有调查显示：在初始阶段如果疏散密度确定了,出口宽度不同时C型出口的疏散时间比L型出口的疏散时间要小,建筑出口宽度减小它们之间的时间差也跟着减小;疏散能力和建筑出口的宽度有着非线性关系;以人员的滞留情况为依据能够确定建筑出口的最佳宽度。该模型能够对疏散能力进行非常真实的体现,讨论分析的结果可以直接用在对建筑出口进行性能化设计的过程中。     

城市地下商业街火灾中逃生模型的分析

分析了地下商业街火灾时火灾临界危险条件和人员的疏散特点,提出了地下商业街火灾中人员安全疏散模型,确定了人员安全疏散时间的计算方法.以某地下商业街为例,计算了人员安全疏散所需要的时间,找出了人员能安全疏散的临界密度.研究与计算结果表明:该商业街火灾时,人员密度达到0.5人/m2后,楼梯口及楼梯间出现堵塞现象,人员开始出现混乱;同时,人员疏散至安全地带的楼梯总宽度是整个疏散过程的瓶颈,人员通过楼梯的时间占总疏散时间的80%以上,而楼梯的疏散能力主要受人员流量和楼梯的有效宽度所制约.基于计算结果,提出了相应的解决方法和措施.     

单源点火灾多出口单层建筑人员疏散路径

针对单源点火灾多出口的单层建筑,综合考虑路径和出口的容量限制、火灾烟气扩散和人群密度对人员疏散速度的影响,构建人员疏散路径选择模型。引入超级终点,运用Dijkstra算法求最短路径,得出在疏散时间最短目标下的最优疏散路径和疏散人数的方案。以某医院为实例分析验证了模型的可行性。     

单向长隧道极端条件下火灾安全疏散研究

为研究严重交通堵塞及逆向自然风对隧道火灾时烟控效果的影响,并为逃生楼梯的参数设计提供依据,针对通风井排出式纵向排烟区段,考虑火灾点正对隧道中部一处楼梯的最不利情况,利用仿真软件建立了二车道长隧道计算模型,并对模型的准确性进行了验证。结果表明:严重交通堵塞单独作用或与逆向风共同作用导致隧道排烟阻力增大,相比于一般隧道状况,应开启区段所有风机,且二者共同作用下的可用时间最少、安全性最低;通过疏散分析,得到火灾下游第1个楼梯为最不利逃生出口,同一楼梯间距下的平均通过率基本持平,各疏散场景下的整体平均通过率与楼梯宽度间呈较好的单指数函数关系,最佳楼梯纵向间距随楼梯宽度的增加线性增大。     

基于正交试验法和Building EXODUS仿真的某大型商业综合体疏散时间研究

以某大型商业综合体建筑为例,针对在人员安全疏散设计中多个重要因素进行研究,以火灾疏散仿真系统平台Building EXODUS软件模拟疏散情景,采用正交试验法研究各因素对人员疏散时间的影响程度。通过正交试验结果的分析,得到各因素对疏散时间影响程度的排序为:疏散人数人员预动作时间避让策略出口宽度出口熟悉程度人群组成人员移动速度,并根据分析结果提出人员安全疏散建议。     

三维疏散仿真平台CDS的构建及功能验证

基于正方形网格元胞自动机模型,开发了三维疏散仿真平台CDS.该软件通过读取AutoCAD图纸建立建筑模型并提供简便的楼梯建模方法.软件考虑了人员密度和疏散距离对人员行走速度的影响;通过设置不同的出口类型,考虑人员对建筑的熟悉程度及出口选择策略.模型验证表明,CDS平台计算精度高,能满足疏散仿真的工程需求.     

A pedestrian merging flow model for stair evacuation

Pedestrian merging flows on stairs are defined as the confluence of a flow of pedestrians from a stair and pedestrians from each floor of a multi-storey building. This paper introduces a novel simplified mathematical model for the calculation of evacuation times on stairs which takes into account the impact of merging flows. The model allows calculating the impact of merging ratio (people accessing the stair landing from the floor and from the stair) on pedestrian flows and evacuation times at each floor in congested situations. The assumptions and implementation of the model are presented. A hypothetical model case study of a 10-floor building evacuation is investigated, where the results of the new model are compared with the results of an evacuation simulation model using SimTread. Advantages and limitations of the new model in relation to the existing methods adopted for the simulation of merging flows on stairs are discussed.     

高层写字楼火灾混合疏散策略研究

选取某高层写字楼进行实例研究,利用PyroSim进行火灾模拟,计算25层走廊着火时的可用安全疏散时间,运用Pathfinder建立人员紧急疏散模型,分析混合疏散策略对疏散效率的影响。结果表明：相比温度、CO体积分数,能见度到达人员安全疏散界限的时间更短。25层走廊着火时,最不利条件下着火层可用安全疏散时间为319.1 s。楼梯疏散、楼梯电梯混合疏散所需安全疏散时间分别为526.3、427.9 s,均不满足安全疏散条件。楼梯、电梯及避难层混合疏散所需安全疏散时间为294.2 s。楼梯、楼梯电梯混合疏散整栋楼分别用时2 618、2 289 s。楼梯、电梯与避难层混合疏散整栋楼用时1 796 s。因此,高层建筑火灾时,楼梯、电梯与避难层混合疏散效率更高,更安全。研究结果为制定高层写字楼火灾应急疏散预案提供依据。     

建筑疏散楼梯设计模式对疏散效率影响研究

为揭示不同疏散楼梯设计模式对人员疏散的影响,构建了5类疏散场景,采用仿真模拟,对比分析了不同楼梯形式和楼梯转换平台数量与人员疏散效率的相关性.结果表明,楼梯形式和转换平台数量与建筑内的人员平均疏散距离和疏散效率有直接关联.分散设置4部楼梯且不设置楼梯间内转换平台时人员平均疏散距离最短,分散设置4部楼梯且楼梯间设置2个转...     

商业综合体的疏散设计问题与优化措施

对某商业综合体进行疏散模拟,通过分析其人员疏散过程,发现该商业综合体的疏散走道中存在“瓶颈现象”、不平滑拐角的堵塞现象以及“T”形或“Y”形汇合处的集聚现象。分别采取增大瓶颈的宽度、改变走道轮廓线形状、适当扩大汇合处宽度形成缓冲区的措施进行优化,优化效果良好。此外,该商业综合体的安全出口、楼梯利用率较低。通过协调各出口的疏散宽度,使各安全出口的疏散同步进行,可以提高安全出口的利用率;将疏散利用率相差较大的相邻楼梯合并,可大幅度提高楼梯的疏散效率。     

Simulation of high-rise building evacuation considering fatigue factor based on cellular automata: A case study in China

Stair evacuation plays a crucial role in building evacuation since stairs are generally the only means to evacuate high-rises on fire. To ensure safety stair design, the Life Safety Code suggests using a performance-based design approach, which requires evacuation simulations. Most of existing simulations, however, do not consider the structure of stairs and fatigue of evacuees, and these simulations are not validated by real emergency events or experiments. This paper is on improving the simulation of pedestrian flow in the stairs of high-rises by addressing these issues. A new Cellular Automata simulation model is developed where the simulation map is divided into zones based on the stair structure, and the rule of evacuees’ movement for each zone is appropriately defined to simulate turning behavior. To validate the simulation, a fire drill was held in two high-rise buildings. In this drill, evacuees felt tired after a walk. The simulation results demonstrate that, compared with the simulation without fatigue factor, our simulation can predict the evacuation time more accurately. Building designers can make evacuation plans and strategies based on the new simulation.     

明挖城市地下道路外部竖向疏散通道对隧道内人员疏散的影响分析

本文基于某实际明挖隧道的竖向逃生通道结构设计,对隧道外部结构的前室门宽度、楼梯宽度、楼梯间休息平台深度三个因素各自对隧道内部疏散过程的影响,利用Pathfinder工具进行模拟研究。结果表明:考虑隧道外部竖向疏散通道对隧道内部人员疏散时间的影响约为忽略竖向通道的2.43倍,尤其逃生人数众多时影响不可忽略;其中逃生楼梯宽度影响最大,宽度增加至1.6m,隧道内疏散时间可降低高达47%;前室门宽度、休息平台深度减小至1m均会在一定程度上产生影响。本文研究预期为城市地下隧道的疏散模拟和隧道外部逃生结构的设计优化提供指导。     

明挖城市地下道路外部竖向疏散通道对隧道内人员疏散的影响分析

本文基于某实际明挖隧道的竖向逃生通道结构设计,对隧道外部结构的前室门宽度、楼梯宽度、楼梯间休息平台深度三个因素各自对隧道内部疏散过程的影响,利用Pathfinder工具进行模拟研究。结果表明:考虑隧道外部竖向疏散通道对隧道内部人员疏散时间的影响约为忽略竖向通道的2.43倍,尤其逃生人数众多时影响不可忽略;其中逃生楼梯宽度影响最大,宽度增加至1.6m,隧道内疏散时间可降低高达47%;前室门宽度、休息平台深度减小至1m均会在一定程度上产生影响。本文研究预期为城市地下隧道的疏散模拟和隧道外部逃生结构的设计优化提供指导。     

People Choice Modelling for Evacuation of Tall Buildings

Modelling people behaviour during emergencies has become an essential issue in attempting to increase safety aspects in buildings. This paper evaluates people’s choice behaviour for evacuation of tall buildings. A Stated Preference (SP) questionnaire was designed to understand underlying factors behind people behaviour and predict the likelihood of selecting evacuation lifts as opposed to stairs. Various scenarios including six different navigational cases, three levels for the density of people on stairs, three different number of people in the lift lobby and three vertical positions for refuge floors were administrated to 566 participants. A mixed logit model approach was then used to investigate how those factors influence the occupant’s decision-making as well as to capture the heterogeneity of different preferences among people. Traditionally, lifts were not allowed to be used in case of emergency, but the results indicate that people would tend to choose evacuation lifts in situations when they are suggested as the main exit option, and situations when stairs are overcrowded. Thus, if people are navigated by dynamic signs to use evacuation lifts, the percentage of lift users could go approximately from 70% to 80% for refuge floors between 15 and 55, respectively. In contrast, in situations when people have to make a decision between using lifts or stairs to evacuate, stairwells with fewer people as well as overcrowded refuge floors could lead to a decision in favour of stairs. This study represents the first SP experiment combining people decisions, pre-event opinions and beliefs related to evacuation lifts and stairs to understand their route choices for evacuation from tall buildings. The findings of this study can be used in the development of behavioural models for evacuation simulations of tall buildings.     

高校体育馆人员疏散模拟研究

为研究体育馆人员疏散规律,以某高校体育馆为研究对象,采用Pathfinder 和STEPS 两款疏散模拟软件进行模拟研究。基于合理的假设条件和参数设置,模拟体育馆内观众满座的情景,并研究观众人数对疏散时间的影响。两款软件模拟结果相似,结果表明：疏散过程中人员在看台区和疏散楼梯及出口处容易出现拥堵现象;安全出口的利用率差异较大;超过一定数量,疏散时间与观众人数呈现明显的线性关系。最后通过对比模拟结果与经验公式计算结果得出：若需考虑细节问题的处理并对疏散过程作进一步的研究,则应优先选择计算机模拟法,否则采用经验公式法比较方便快捷。