多层建筑特殊人群疏散时间及疏散特征研究

作     者：蔡佳良 

作者单位：长安大学 

学位级别：硕士

导师姓名：李凯玲

授予年度：2023年

学科分类：03[法学] 08[工学] 0837[工学-安全科学与工程] 0838[工学-公安技术] 0306[法学-公安学] 

主      题：协助比 多层无障碍建筑 特殊人群疏散 疏散方案 

摘      要：随着现代人口的增加以及社会老龄化进程的加快,残疾人口与老年人口的数量逐渐增多,特殊人群疏散问题的研究具有越来越重要的现实意义。特殊人群疏散时存在需要他人协助疏散的情况,这会使得疏散时速度和体积发生改变,极易出现跌倒、踩踏事件,造成严重人员伤亡。因此需要对特殊人群协助疏散时的疏散速度、疏散规律、拥挤特点进行分析,为特殊人群居住建筑的设计提供以及疏散方案提供参考。当前对于特殊人群协助行为研究中,研究主要为老年人群疏散,对于残疾人正常疏散以及协助疏散研究较少,对于老年人疏散研究的结论并不能为残疾人疏散提供参考。并且对于协助行为的模拟时多使用的是元胞自动机模拟,该模拟情况下疏散场景为二维模型,忽略了人员碰撞和垂直路径选择问题。本文为解决上述问题,针对某特殊人群居住建筑,运用Pathfinder软件进行疏散模拟,分析了不同层数的多层建筑中不同协助比和疏散方式情况下的特殊人群疏散特点,并根据疏散时间、拥挤度和拥挤范围理论最优原则,总结出理论最优疏散方案。本文所做研究和得出的结论如下:1、根据特殊人群和协助组合体的特征,利用Pathfinder软件,进行了不同疏散人群的模型构建。2、对某无障碍建筑进行不同协助比下的人群疏散模拟,分析在实际疏散时协助比变化时受影响最显著的楼梯间疏散速度这一因素,研究了疏散时间与楼梯间疏散速度关系,结果表明楼梯间为特殊人群疏散中影响疏散时间最显著的区域。之后设计不同层高的特殊人群楼梯疏散模型,分析协助比对于特殊人群和正常人群水平面、楼梯间影响的变化规律,归纳总结出:1)当疏散楼层增加时,水平速度对疏散时间影响权重会逐渐降低,而垂直疏散速度影响权重逐渐增加。2)在层数为二层和三层的较低层数建筑中,疏散时间随协助比变化整体呈“U型曲线变化,在40%协助比时疏散时间达到最小值。3)在层数为4、5层的多层建筑中,不同协助比理论最优疏散时间呈现出先缓慢升高再快速下降的变化趋势,在40%协助比时达到疏散时间最大值,在100%协助比时疏散时间达到最小值。3、分析和对比研究了不同层高的多层建筑中,特殊人群在不同协助比影响下的疏散特征,明确了特殊人群理论最优疏散时间随层高和协助比的变化规律,得出结论当协助比小于50%时疏散时间随协助比变化不大,当大于50%时,三层建筑疏散时间随协助比的增加而增加,四层及五层建筑疏散时间随协助比的增加有较大幅度的下降。本文创新点主要在于通过对多层建筑中特殊人群在不同协助比下进行疏散模拟,设置了特殊人群无限制疏散、只使用楼梯以及只使用电梯三种疏散方式,得出了不同层高建筑中特殊人群的疏散特征,并总结了协助比对于特殊人群疏散影响的作用方式。