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1、建筑物人员疏散问题概述 1 1疏散问题的提出人员伤亡中大部分是由于疏散困难或疏散通道的堵塞造成；现代大型建筑人口密集，路线复杂，疏散难度加大；疏散体现以人为本的精神2 2人员疏散行动过程人员疏散行动过程认知火警时间NT图图 疏散时间安全疏散目标：可利用的安全疏散时间ASET NT+DT+FT疏散流动时间FT疏散行动开始时间DT3 3人群疏散基本特征量基本特征量：人流密度、人员(或人流)移动速度和人员流量。人流密度是指在移动过程中单位面积内所拥有的人数移动速度是指人员在单位时间内移动的距离人流流量一般是指单位宽度通道在单位时间内所能通过的人数人员流量人流速度x人流密度x通道宽度同时，在这里人流的
2、移动速度又在很大程度上取决于人流密度。人流密度越大，人与人之间的距离越小，人员移动越缓慢；反之密度越小，人员移动越快。一般人员密度小于0.5人/m2，人们可以按自由移动的速度移动；当密度超过57人/m2时，人们几乎无法移动。人流速度与密度的关 4 4我国传统设计计算方法一般是根据总人数按单位宽度的人流通行能力及建筑物容许的疏散时间来控制建筑物的出口总宽度，并限制人员离最近出口的最大距离来进行疏散设计。用每100人宽度指标等。其基本公式为： 式中N设计考察的人数，k是单位宽度出口通过系数（人/m.s）一般取1.31.5，Ts是建筑物容许设计的疏散控制时间，取24分钟。5 51)、日本Togawa
3、推导的疏散时间近似计算公式 经过简化可以得到如下公式： 这里，Na是建筑物疏散人员总数；Ni(t)，N分别是第i个出口和最终出口处的人员流量；n是出口总数；Bi是第i个出口的宽度；T0是出现定常人口流动时的时间；i(t)为第i个出口处人员滞留系数；ks是从最终出口到人流起端的距离(可以简单认为是第一个人员移动到最终出口的距离)；v人流移动速度。 6 62)、英国的Melink 和Booth方程与Togawa方程类似，但该方法主要偏重计算多层建筑的总体疏散时间。这里Tr是第r(r从第1到第n)层以上人员疏散下来的最小时间；Qi为第i层的人数；N单位宽度楼梯通过的流量，br-1是从(r-1)到r层
4、的楼梯宽度；ts是在不受拥挤情况下的人员下降一层所需的时间，一般取16秒。当Q/(Nb)ts，则r=1时时间最长，Te=nQ/(Nb)+ ts；当Q/(Nb) ts，则r=n时时间最长，Te=Q/(Nb)+n ts；7 73)、加拿大Paul的经验方法加拿大Paul经过了大量的演习观测总结出了一系列关于多层建筑疏散时间的计算方法，并得到人流流量在楼梯处的经验拟合公式：f是每米有效宽度楼梯所能通过的人流流量，p是每米有效宽度楼梯要疏散的人数。对于多层建筑疏散时间,当单位宽度楼梯通过的人数少于800人时当单位宽度楼梯通过的人数多于800人时:8 8建筑物人员疏散的计算机模拟9 9建筑物人员疏散研究
5、方法出口容量方法网络优化方法计算机模拟方法1010出口容量方法单位时间单位宽度出口所通过的人口容量。5060年代Predtechenski,Milinski,Melinek,Togawa等人进行了大量的观测统计工作。后期Pauls等人得到了一些经验公式。1111网络优化方法将建筑物各单元网络化，通过对复杂网络的优化找出人员可能疏散的路径。主要研究者包括Chalmet, Francis, Gunnar, Macgregor等人。1212计算机模拟方法通过计算机记录不同时刻不同人员在建筑物内的几何位置变化，从而得到建筑物的疏散时间。据不完全统计,目前世界上约有近20种模型。比较出色的有: 英国的格
6、林威治大学的E.Galea(buildingExodus), 爱丁堡大学的Thompson(Simulex), 美国的Fahy(Eixt89)等人。1313计算机模拟方法粗网格方法(网络方法): 建筑物房间,走道,楼梯等作为一个网络单元.各网络单元之间建立相应疏散关系.一般考虑人群的疏散.细网格方法: 将建筑物单元划分为即细的网格(0.2,0.3,0.5米),每一个网格可以被一个人占据, 要么空白.可以考虑单个人员的运动,并可以加入各个个体人员的性格,行为特性等.具有较高的精度。1414原始建筑CAD图形1515除掉冗余信息后的CAD图1616LLSLS1Down to next floorR
7、emarks:LL = lift lobbySL = staircase lobbyS1 = staircase 1similar for other staircase (assuming half of the occupants will use one of the staircase during escape)1717 Stair 1kc11kc21kc12kc12kc22kc3 C1 C2 C31kcm-11kcm-21kcm2kcm-22kcm-12 kcmCm-2Cm-1Cm Next floor last floor最后形成的网络结构图1818每个节点单元示意图每个节点单元
8、示意图要求记录的信息包括：建筑单元几何信息。如角点坐标、面积、形状、进出口宽度等。人员信息。单元的人员位置、特性等。疏散设计信息。单元疏散流向，如门的开启方向等。1919建筑物内人员疏散速度的确定用拉格朗日方法描述个体人员的运动轨迹：我们可以将人们逃生的速度表示为下述函数： Uf(x,y,n,h,e) 2020一些经验公式如：2121单元i单元j两单元内人员移动速度分析2222速度修正事后修正法Yj+1YjXi+1XiEXITU2323速度修正事前判断法第一选择方向第二选择方向第三选择方向2424每个人员的实际坐标根 据 每 一 个 逃 生 者 的 初 始 位 置x0(m,t),y0(m,t)|t=0就可以计算出每个人任意时刻的几何位置：2525人员在各单元出口的速度取人口密度流量约1.252.0人/米/秒。根据规范，或出口的性质等确定。2626各单元之间人员相互关系当某个个体人员接近单元出口时，其距离出口中心的距离达到0时，即认为已经进入下一个单元，并开始参加下一单元的计算。各单元间的人员数量应满足下列平衡关系：2727输出结果，进行动态显示例1：学校建筑的模拟计算。例2：卡拉OK建筑的计算。例3：香港某剧院的计算。2828卡拉OK歌舞厅人员疏散模拟29293030
