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1、第15卷第2期火灾科学Vol.15,No.22005年4月FIRESAFETYSCIENCEApr.2005文章编号:1004-5309(2005)02-0075-05高层建筑人员疏散模型及其验证王平,方正,袁建平,汪尚朋(武汉大学土木建筑工程学院,武汉430072)摘要:介绍了我们开发的高层建筑人员疏散的计算机模型BuildGEM,并对人员疏散建模方法进行了深入的分析,同时利用教学楼中的学生疏散演习对模型进行了验证,证明了模型具有较好的准确性。关键词:高层建筑,人员疏散,模型,论证中图分类号:X913文献标识码:A层建筑逐步向外层一步一步移动的过程。通常采用0引
2、言网络流理论来进行,即将一个建筑的房间、走道、楼梯目前随着我国城市化进程的加快,高层及超高层等基本建筑单元简化为一个个网络单元,网络单元之建筑已经越来越普及,其建筑高度越来越高,单位土间由门、开口部分等相连接,这样整个建筑就形成了地所承载的人口也越来越多。由于高层建筑具有火由一个个单元连接成的网络。人员就从网络中的上势蔓延快,垂直距离长,疏散、扑救困难等特点,所以一级单元中逐步向下一级单元移动,最后到达安全地一旦发生火灾,高层建筑也就具有更大的危险性和危点。这样只要我们计算得到不同时刻人员所在的单害性,如果没有有效的防火措施,将会造成较大的人元,那么也就得到了该人
3、员所在的位置,当他到达最员伤亡,所以高层建筑的防火设计应非常重视人员的后一个单元并且走完了该单元所需要走的全部路程,生命安全。防火设计是否符合要求的一个很重要的那么也就说明他已经到达了安全地点,这一时刻也就方法便是对建筑设计进行评估计算,通过疏散计算分是他的全部疏散时间。网络形成具体原理可以如析,得到人员到达安全地点所需时间,并与火灾发展图1。到人们不能承受状态的危险来临时间进行比较,判断1.2人员疏散特征量的描述人员是否安全,如果不能满足要求就需要对建筑设计一般来说,由于性别、年龄、身体条件的不同,疏进行修改。为了快速有效对各类建筑安全进行评估,散人员疏散能力也
4、各不相同,体现在行走速度上有快我们开发了用于计算高层建筑人员疏散的计算机评有慢。因此对于建筑物空间上的各个具体人员各特估模型BuildGEM。本文详细阐述了BuildGEM的征量必须进行详细的描述,如必须记录不同时刻每个模型的速度计算方法及有关概念,并通过疏散演习以人员的几何位置,前进速度及方向等,这样我们就可及传统的经验公式对该模型进行了检验,证明本模型以计算人员疏散出建筑具体时间。但是,对于高层建具有一定的准确性。筑,要识别每位疏散人员,就要逐个地输入疏散人员的特征参数,并对每一个人员逐个进行疏散计算,其1疏散模型的建立计算量是相当巨大的,并且也无此必要,因为
5、对于高1.1建筑物人员疏散网络生成层建筑而言并不是一开始所有楼层全部着火,同时当疏散计算是要计算火灾时建筑物内人员从最内人员汇流到楼梯后也可能出现群聚效应。为简化起收稿日期:2004-8-27;修改日期:2004-11-22基金项目:国家自然科学基金资助(50478057)76火灾科学FIRESAFETYSCIENCE第15卷第2期见,BuildGEM只对高层建筑着火层按照单一个体人并按一定的人流方向疏散,且认为人流具有一定的密员疏散特性来考虑(即下面所说的二维计算),而将非度、速度及流量,因此对此类流动不单独考虑人流内着火楼层和疏散楼梯内的人群的移动视为群聚疏散
6、,各个人员的具体特征(即下面所说的一维计算)。图1建立疏散模型的计算网络(主要是确定流向)对于非着火楼层和楼梯间的疏散计算(一维)方前进时的影响因子,分别取A=0.42;B=0.027;法就是将疏散通道内的人群作为一个整体处理,人流C为个人体质特性的影响因子,一般分为正常成包含一定数目的人员,具有一定的长度与宽度,具有人、老人小孩以及伤残人士三类,起值为0.15-0.26,一定的人员密度,不同的密度下,人流具有不同的行这里正常成人取0.24,老人、小孩取0.2,伤残人士取走速度。在疏散过程中只考虑每一时刻每个疏散人0.15。员离出口的相对距离(即一维坐标),而不用
7、考虑每个Q为单位面积内的人数疏散人员每一时刻的几何位置。um为平面上人员自由移动速度um=1.2~1.8[2]着火层的疏散计算(二维)方法就是将疏散通道m/s内的人群作为每个个体来处理,在每一时刻根据每个uj(Q)为编号为j的人的疏散速度疏散人员周围的密度分别计算每个疏散人员的几何另一方面,对于非着火层和楼梯间,我们按照群位置(即二维坐标)和疏散速度及疏散方向。聚疏散的模式来考虑,目前国内外一些学者也进行了1.3疏散移动速度的计算大量的观测研究,提出了许多关于群聚疏散的计算公人的移动速度:即单位时间内人行走的距离,由式,例如文献[3]根据前苏联的Predteche
8、nskii
