火災(zāi)風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估第6章人員疏散安全性評(píng)估課件

1、火災(zāi)風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估6.1概述6.2火災(zāi)環(huán)境下人員心理和行為特征6.3火災(zāi)環(huán)境下人員安全疏散的影響因素6.4人員疏散設(shè)計(jì)的重要參數(shù)及計(jì)算方法6.5人員疏散時(shí)間的構(gòu)成及其計(jì)算方法6.6常用的人員疏散模擬軟件6.7人員疏散安全性評(píng)估的模擬計(jì)算實(shí)例第6章人員疏散安全性評(píng)估6.1概述6.1.1人員疏散的概念6.1.2指令性人員疏散設(shè)計(jì)6.1.3性能化的人員疏散設(shè)計(jì)6.1.1人員疏散的概念表6-1近年來(lái)國(guó)內(nèi)外導(dǎo)致群死群傷的建筑火災(zāi)事故一覽6.1.2指令性人員疏散設(shè)計(jì)其設(shè)計(jì)思路和步驟具體如下： 設(shè)計(jì)師在接到設(shè)計(jì)任務(wù)書進(jìn)行消防設(shè)計(jì)時(shí)，首先對(duì)工程的規(guī)模、使用功能進(jìn)行了解，然后按照使用性質(zhì)、火災(zāi)危險(xiǎn)性和撲救難度等參照規(guī)

2、范進(jìn)行分類并確定耐火等級(jí)；然后進(jìn)行總平面設(shè)計(jì)，設(shè)計(jì)師應(yīng)根據(jù)城市規(guī)劃，合理確定高層建筑物的位置、防火間距、消防車道和消防水源等；同時(shí)為了保證火災(zāi)中產(chǎn)生的煙氣不至于影響人員的疏散，要對(duì)建筑物的防煙、排煙和通風(fēng)、空氣調(diào)節(jié)進(jìn)行設(shè)計(jì)，對(duì)采用自然排煙還是機(jī)械排煙，以及機(jī)械排煙量、聯(lián)動(dòng)控制等作了規(guī)定；同時(shí)為了保證在火災(zāi)情況下，當(dāng)正常電源切斷時(shí)，不影響消防系統(tǒng)的運(yùn)行，保證人員的疏散，因此要對(duì)消防電源及其配電、火災(zāi)應(yīng)急照明和疏散指示標(biāo)志、照明燈具、火災(zāi)自動(dòng)報(bào)警系統(tǒng)、火災(zāi)應(yīng)急廣播和消防控制室等進(jìn)行設(shè)計(jì)。6.1.3性能化的人員疏散設(shè)計(jì)1.設(shè)計(jì)思路2.設(shè)計(jì)步驟3.人員安全疏散的性能化判定標(biāo)準(zhǔn)1.設(shè)計(jì)思路1)人員安全疏

3、散出建筑物是美國(guó)性能化設(shè)計(jì)規(guī)范中的一個(gè)總體目標(biāo)。2)為了達(dá)到這一總體目標(biāo)，其功能目標(biāo)之一就是為人員提供到達(dá)安全地方而不被火災(zāi)吞噬的時(shí)間。3)為了達(dá)到這一目標(biāo)，其性能要求之一就是限制起火房間內(nèi)的火災(zāi)蔓延。4)為了滿足這一性能要求，可以制定出防止起火房間發(fā)生轟燃的性能指標(biāo)。5)為了滿足這一指標(biāo)，防火安全工程師可以建立一個(gè)設(shè)計(jì)目標(biāo)，從而將上層煙氣溫度限制在500，該溫度以下不大可能發(fā)生轟燃。圖6-1性能化疏散設(shè)計(jì)步驟2.設(shè)計(jì)步驟3.人員安全疏散的性能化判定標(biāo)準(zhǔn)1)可用疏散時(shí)間(ASET)必須大于必需疏散時(shí)間(RSET)，即：2)在高層建筑內(nèi)，發(fā)生火災(zāi)后，有可能按照預(yù)先制定的應(yīng)急方案進(jìn)行分階段疏散，也

4、就是先疏散著火樓層、著火樓層的上層及下層內(nèi)的人員，然后再疏散其他樓層內(nèi)的人員，所以其他樓層內(nèi)的人員有可能較長(zhǎng)時(shí)間內(nèi)呆在建筑內(nèi)。3)某些情況下，火災(zāi)發(fā)生之后，人員可能不會(huì)立即疏散，而是待在建筑內(nèi)等待消防隊(duì)員前來(lái)營(yíng)救。6.2火災(zāi)環(huán)境下人員心理和行為特征6.2.1疏散開(kāi)始前人的心理和行為6.2.2疏散開(kāi)始后人的心理和行為6.2火災(zāi)環(huán)境下人員心理和行為特征圖6-2火災(zāi)響應(yīng)行為的影響因素6.2.1疏散開(kāi)始前人的心理和行為1.疏散開(kāi)始前人的心理和響應(yīng)行為2.疏散開(kāi)始前人的心理和行為的影響因素3.疏散開(kāi)始前人的心理和行為的心理學(xué)解釋1.疏散開(kāi)始前人的心理和響應(yīng)行為(1)辨識(shí)(2)確認(rèn)(3)分析(4)評(píng)價(jià)2.

5、疏散開(kāi)始前人的心理和行為的影響因素(1)是否接受過(guò)消防教育培訓(xùn)(2)對(duì)周圍環(huán)境的熟悉程度(3)接觸過(guò)消防或者經(jīng)歷過(guò)火災(zāi)(4)性別3.疏散開(kāi)始前人的心理和行為的心理學(xué)解釋(1)回避心理(2)承諾(3)熟悉性(4)角色6.2.2疏散開(kāi)始后人的心理和行為1.緊張心理及其表現(xiàn)行為2.恐懼心理及其表現(xiàn)行為3.絕望心理及其表現(xiàn)行為4.從眾心理及其表現(xiàn)行為5.其他火災(zāi)環(huán)境下人員的典型行為5.其他火災(zāi)環(huán)境下人員的典型行為(1)歸巢行為。(2)向地行為。(3)重返行為。6.3火災(zāi)環(huán)境下人員安全疏散的影響因素6.3.1煙氣層高度6.3.2熱輻射6.3.3熱對(duì)流6.3.4毒性6.3.5可視度6.3.1煙氣層高度火災(zāi)

6、中的煙氣層伴有一定熱量、膠質(zhì)、毒性分解物等，是影響人員疏散行動(dòng)與救援行動(dòng)的主要障礙。在疏散過(guò)程中，煙氣層只有保持在人群頭部以上一定高度，使人在疏散時(shí)不必要從煙氣中穿過(guò)或受到熱煙氣流的輻射熱威脅。由于不同地域、不同國(guó)家人員的平均身高存在一定的差異，因此煙氣層危險(xiǎn)高度的取值也有所不同，例如有的取1.5m，也有取1.8m和2m的。近幾年，隨著英國(guó)、美國(guó)、澳大利亞等國(guó)性能化防火設(shè)計(jì)規(guī)范的制定以及性能化防火設(shè)計(jì)方法的普及應(yīng)用，目前基本上達(dá)成了共識(shí)：出于保守考慮，認(rèn)為煙氣層在人員疏散過(guò)程中保持在距地面2m以上的位置時(shí)，人員疏散是安全的。6.3.2熱輻射表6-2人體對(duì)輻射熱的耐受極限6.3.3熱對(duì)流表6-3

7、人體對(duì)對(duì)流熱的耐受極限6.3.4毒性表6-4人體所能忍受的各種燃燒產(chǎn)物的最大劑量及濃度6.3.5可視度1)2m以上空間內(nèi)的煙氣平均溫度不大于180。2)2m以下空間內(nèi)的煙氣溫度不超過(guò)50且可視度不小于10m。6.3.5可視度表6-5建議采用的人員可耐受的可視度界限值6.4人員疏散設(shè)計(jì)的重要參數(shù)及計(jì)算方法6.4.1人員密度及人員容量6.4.2疏散速度6.4.3有效疏散寬度6.4.4比流量6.4.5流量6.4.6穿行時(shí)間6.4.7通過(guò)時(shí)間6.4.1人員密度及人員容量人員密度的確定要綜合考慮多個(gè)因素：建筑的使用功能不同，其內(nèi)的人員密度可能不一樣；同一類型的建筑在不同地域，人員密度可能也不一樣；同一個(gè)

8、建筑內(nèi)，在不同的時(shí)間范圍內(nèi)人員密度可能存在差異，不同經(jīng)營(yíng)性質(zhì)的區(qū)域的人員密度也不一樣。進(jìn)行人員安全疏散評(píng)估時(shí)，應(yīng)該確定建筑各個(gè)區(qū)域內(nèi)的人員密度，其數(shù)值以區(qū)域內(nèi)可預(yù)見(jiàn)的最大人員密度為準(zhǔn)，這一數(shù)值可以根據(jù)當(dāng)?shù)叵鄳?yīng)類型建筑內(nèi)人員密度的統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)確定。當(dāng)缺乏此類數(shù)據(jù)時(shí)，可以依據(jù)建筑設(shè)計(jì)防火規(guī)范等標(biāo)準(zhǔn)中的相關(guān)規(guī)定確定各個(gè)樓層的人員密度。6.4.2疏散速度1. K.Togawa公式2. Predtechenski和Milinskii公式3.SFPE消防工程手冊(cè)中提出的疏散速度計(jì)算方法4. Fruin的研究成果表6-6疏散速度公式中的常數(shù)k的取值6.4.2疏散速度4. Fruin的研究成果(1)走道的疏散能力

9、。(2)樓梯的疏散能力。(1)走道的疏散能力。圖6-3走道疏散能力的不同情況a)情況Ab)情況Bc)情況Cd)情況De)情況Ef)情況F(2)樓梯的疏散能力。圖6-4樓梯疏散能力的不同情況a)情況Ab)情況Bc)情況Cd)情況De)情況Ef)情況F6.4.3有效疏散寬度1)對(duì)于走廊或過(guò)道，為走廊或過(guò)道兩側(cè)墻之間的距離。2)樓梯間內(nèi)為臺(tái)階踏步的寬度。3)一扇門在其開(kāi)啟狀態(tài)時(shí)的實(shí)際通道寬度。4)沿走道布置的座位之間的距離。5)兩排座位間最狹窄位置處之間的距離。6.4.3有效疏散寬度表6-7邊界層寬度6.4.4比流量流量為單位時(shí)間內(nèi)通過(guò)單位寬度疏散路線上一點(diǎn)的人數(shù)，實(shí)際上就是流量系數(shù)。6.4.5流量

10、流量是單位時(shí)間內(nèi)通過(guò)疏散通道某處的人數(shù)。6.4.6穿行時(shí)間穿行時(shí)間是指人員從初始位置行走至疏散出口或安全出口所需要的時(shí)間。6.4.7通過(guò)時(shí)間通過(guò)時(shí)間是指人員通過(guò)疏散出口或安全出口所需要的時(shí)間。6.5人員疏散時(shí)間的構(gòu)成及其計(jì)算方法6.5.1報(bào)警時(shí)間6.5.2預(yù)動(dòng)作時(shí)間6.5.3疏散行動(dòng)時(shí)間6.5人員疏散時(shí)間的構(gòu)成及其計(jì)算方法圖6-5人員疏散時(shí)間的構(gòu)成6.5.1報(bào)警時(shí)間火災(zāi)發(fā)展到一定階段，產(chǎn)生的熱煙氣或熱輻射觸發(fā)火災(zāi)報(bào)警裝置動(dòng)作并產(chǎn)生報(bào)警信號(hào)，使人們意識(shí)到有異常情況發(fā)生，或者人員通過(guò)本身的味覺(jué)、嗅覺(jué)及視覺(jué)系統(tǒng)察覺(jué)到火災(zāi)征兆并且報(bào)警，這段時(shí)間通常視為報(bào)警時(shí)間。6.5.2預(yù)動(dòng)作時(shí)間1.識(shí)別時(shí)間2.反應(yīng)

11、時(shí)間3.日本建筑基準(zhǔn)法中疏散開(kāi)始時(shí)間的計(jì)算方法1.識(shí)別時(shí)間1) 當(dāng)人員處于較小著火房間/區(qū)域內(nèi)，人員可以清楚地發(fā)現(xiàn)煙氣及火焰或感受到灼熱，這種情況下無(wú)論是否安裝了W2或W3報(bào)警系統(tǒng)，均可采用表6-8中與W1報(bào)警系統(tǒng)相關(guān)的識(shí)別時(shí)間。2) 當(dāng)人員處于較大著火房間/區(qū)域內(nèi)，人員在一定距離外也可發(fā)現(xiàn)煙氣及火焰時(shí)，如果沒(méi)有安裝W1報(bào)警系統(tǒng)，則無(wú)論是否安裝了W3報(bào)警系統(tǒng)，均可采用表6-8中給出的與W2報(bào)警系統(tǒng)相關(guān)的識(shí)別時(shí)間。3) 當(dāng)人員處于著火房間/區(qū)域之外時(shí)，采用表6-8中相關(guān)報(bào)警系統(tǒng)的識(shí)別時(shí)間。1.識(shí)別時(shí)間表6-8各種用途的建筑物采用不同報(bào)警系統(tǒng)時(shí)的人員識(shí)別時(shí)間統(tǒng)計(jì)結(jié)果2.反應(yīng)時(shí)間1) 確認(rèn)行為，包括

12、確定火源、實(shí)際情況或火災(zāi)報(bào)警或其他警告的重要性。2) 停止機(jī)器或生產(chǎn)過(guò)程，保護(hù)現(xiàn)金或其他風(fēng)險(xiǎn)區(qū)域。3) 尋找和聚集兒童及其他家庭成員。4) 撲救火災(zāi)。5) 尋找和決定合適的出口路徑。6) 不完全對(duì)有效疏散有用的行為(如不準(zhǔn)確或誤解信息下的行動(dòng))。7) 警告其他人員。3.日本建筑基準(zhǔn)法中疏散開(kāi)始時(shí)間的計(jì)算方法(1)著火房間的疏散開(kāi)始時(shí)間(2)著火樓層的疏散開(kāi)始時(shí)間(1)著火房間的疏散開(kāi)始時(shí)間圖6-6算例一平面圖(1)著火房間的疏散開(kāi)始時(shí)間(1)著火房間的疏散開(kāi)始時(shí)間圖6-7算例二平面圖(1)著火房間的疏散開(kāi)始時(shí)間圖6-8疏散開(kāi)始時(shí)的室內(nèi)狀況(2)著火樓層的疏散開(kāi)始時(shí)間6.5.3疏散行動(dòng)時(shí)間1.基

13、于單位出口寬度概念的計(jì)算方法2. Pauls的經(jīng)驗(yàn)公式3. Melinek和Booth公式4.我國(guó)地鐵設(shè)計(jì)規(guī)范事故疏散時(shí)間計(jì)算方法5.日本建筑基準(zhǔn)法中疏散行動(dòng)時(shí)間的計(jì)算方法6.計(jì)算所涉及的一些參數(shù)的確定3. Melinek和Booth公式1)人員密度較低的建筑物內(nèi)，兩個(gè)樓層之間的穿行時(shí)間大于同一樓層上所有人員進(jìn)入出口的時(shí)間。2)人口密度較高的建筑物內(nèi)，人員從同一樓層進(jìn)入出口的時(shí)間大于樓層間的穿行時(shí)間。5.日本建筑基準(zhǔn)法中疏散行動(dòng)時(shí)間的計(jì)算方法(1)起火房間的疏散行動(dòng)時(shí)間(2)起火樓層的疏散行動(dòng)時(shí)間5.日本建筑基準(zhǔn)法中疏散行動(dòng)時(shí)間的計(jì)算方法表6-9用于疏散預(yù)測(cè)計(jì)算的步行速度5.日本建筑基準(zhǔn)法中疏

14、散行動(dòng)時(shí)間的計(jì)算方法表6-10建筑物內(nèi)人員特征和運(yùn)動(dòng)特征與建筑物使用功能的關(guān)系圖6-9疏散行動(dòng)時(shí)間計(jì)算模式(1)起火房間的疏散行動(dòng)時(shí)間(2)起火樓層的疏散行動(dòng)時(shí)間圖6-10疏散流動(dòng)圖表(2)起火樓層的疏散行動(dòng)時(shí)間圖6-11算例一平面圖(2)起火樓層的疏散行動(dòng)時(shí)間圖6-12算例二平面圖(2)起火樓層的疏散行動(dòng)時(shí)間圖6-13算例三平面圖(2)起火樓層的疏散行動(dòng)時(shí)間圖6-14算例四平面圖(2)起火樓層的疏散行動(dòng)時(shí)間6.計(jì)算所涉及的一些參數(shù)的確定(1)房間內(nèi)的總?cè)藬?shù)pAarea(2)有效流動(dòng)系數(shù)Neff(3)有效寬度(見(jiàn)圖6-19、圖6-20)。(4)Aco及Aload(見(jiàn)圖6-22圖6-26)(5)

15、Bneck和Bload(見(jiàn)圖6-27圖6-30)。(1)房間內(nèi)的總?cè)藬?shù)pAarea圖6-15例6-3平面圖(1)房間內(nèi)的總?cè)藬?shù)pAarea表6-11根據(jù)建筑物用途而定的人員密度值(2)有效流動(dòng)系數(shù)Neff1)有直通室外地面的出口(見(jiàn)圖6-16)。2)無(wú)直通室外的出口(見(jiàn)圖6-17)。 通道能夠容納下房間內(nèi)人員時(shí)的情況。 通道不能容納下房間內(nèi)人員時(shí)的情況(見(jiàn)圖6-18)。(2)有效流動(dòng)系數(shù)Neff表6-12有效流動(dòng)系數(shù)表6-13人員必要的滯留面積1)有直通室外地面的出口(見(jiàn)圖6-16)。圖6-16有直通室外地面出口平面圖圖6-17無(wú)直通室外地面出口平面圖2)無(wú)直通室外的出口(見(jiàn)圖6-17)。 通

16、道不能容納下房間內(nèi)人員時(shí)的情況(見(jiàn)圖6-18)。圖6-18通道不能容納下房間內(nèi)人員平面圖(3)有效寬度(見(jiàn)圖6-19、圖6-20)。圖6-19房間有效寬度平面圖(3)有效寬度(見(jiàn)圖6-19、圖6-20)。圖6-20房間出口有效寬度平面圖(3)有效寬度(見(jiàn)圖6-19、圖6-20)。圖6-21例6-4平面圖(3)有效寬度(見(jiàn)圖6-19、圖6-20)。(4)Aco及Aload(見(jiàn)圖6-22圖6-26)圖6-22及平面圖(一)(4)Aco及Aload(見(jiàn)圖6-22圖6-26)圖6-24及平面圖(三)(4)Aco及Aload(見(jiàn)圖6-22圖6-26)圖6-25及平面圖(四)(4)Aco及Aload(見(jiàn)圖

17、6-22圖6-26)圖6-26及平面圖(五)(5)Bneck和Bload(見(jiàn)圖6-27圖6-30)。圖6-27和平面圖(一)(5)Bneck和Bload(見(jiàn)圖6-27圖6-30)。圖6-29和平面圖(三)(5)Bneck和Bload(見(jiàn)圖6-27圖6-30)。圖6-30和平面圖(四)6.6常用的人員疏散模擬軟件6.6.1人員疏散軟件概述6.6.2EVACNET4軟件簡(jiǎn)介6.6.3Simulex軟件簡(jiǎn)介6.6.4STEPS軟件簡(jiǎn)介6.6.5EXIT89軟件簡(jiǎn)介6.6.6BuildingExodus6.6.7探路者(PATHFINDER)軟件簡(jiǎn)介6.6.8FDS+Evac軟件簡(jiǎn)介6.6.1人員疏散

18、軟件概述1.水力疏散模型2.人員行為模型1.水力疏散模型1)疏散人員具有相同的個(gè)體特征，并且都具有足夠的體力，能夠疏散到安全地點(diǎn)。2)疏散人員都是清醒的，在疏散開(kāi)始的時(shí)刻一起井然有序地進(jìn)行疏散，忽略中途折返的因素。3)疏散過(guò)程中人員疏散的速度始終保持一致，忽略性別、年齡等差異。2.人員行為模型人員行為模型與水力模型不同，需要綜合考慮人與人、人與建筑物以及人與環(huán)境之間的相互作用，因此這類模型能夠從一定程度上反映火災(zāi)環(huán)境下的人員個(gè)體特性、建筑結(jié)構(gòu)特征等對(duì)人員疏散的影響，但由于火災(zāi)中人的響應(yīng)行為仍舊是一個(gè)較新的領(lǐng)域，火災(zāi)環(huán)境下影響人員疏散的因素眾多，人員疏散行為模型尚不夠成熟，在選用該類模型時(shí)要慎重

19、考慮它的適用性，以經(jīng)過(guò)實(shí)際疏散實(shí)驗(yàn)或演習(xí)驗(yàn)證的模型為首選。6.6.2EVACNET4軟件簡(jiǎn)介1.基本假設(shè)2.建筑網(wǎng)絡(luò)模型3.軟件的運(yùn)行順序1.基本假設(shè)1)疏散人員具有相同的特征，且均具有足夠的身體條件疏散到安全地點(diǎn)，一般不考慮殘疾人員的疏散。2)疏散人員是清醒的，在疏散開(kāi)始的時(shí)刻同時(shí)井然有序地進(jìn)行疏散，且在疏散過(guò)程中不會(huì)中途返回選擇其他疏散路徑。3)在疏散過(guò)程中，人流的流量與疏散通道的寬度成正比分配，即從某一出口疏散的人數(shù)按其寬度占出口總寬度的比例進(jìn)行分配。4)人員從每個(gè)可用的疏散出口疏散，而且所有人的疏散速度一致、保持不變。2.建筑網(wǎng)絡(luò)模型(1)節(jié)點(diǎn)和路徑(2)節(jié)點(diǎn)的劃分與路徑的設(shè)置(1)節(jié)

20、點(diǎn)和路徑1)人員通過(guò)該路徑所用的時(shí)間，由下面的公式確定：2)單位時(shí)間通過(guò)該路徑的人數(shù)，可由下式確定：(2)節(jié)點(diǎn)的劃分與路徑的設(shè)置1)當(dāng)走道中途分叉或拐彎時(shí)，在分叉或拐彎位置處作為劃分節(jié)點(diǎn)的邊界。2)當(dāng)走道的寬度發(fā)生變化時(shí)(擴(kuò)大或縮小)，在寬度發(fā)生變化的位置處作為劃分節(jié)點(diǎn)的位置。圖6-31某兩層建筑節(jié)點(diǎn)劃分(2)節(jié)點(diǎn)的劃分與路徑的設(shè)置圖6-32單向路徑和雙向路徑示意圖a)單向路徑b)雙向路徑(2)節(jié)點(diǎn)的劃分與路徑的設(shè)置3.軟件的運(yùn)行順序1)劃分建筑圖節(jié)點(diǎn)。2)測(cè)量節(jié)點(diǎn)使用面積。3)根據(jù)情況選取各區(qū)域人員密度。4)計(jì)算節(jié)點(diǎn)容量，設(shè)置初始人數(shù)。5)設(shè)定節(jié)點(diǎn)間的路徑。6)選取路徑容量系數(shù)，計(jì)算DC、T

21、T。7)模型輸入。8)結(jié)果分析。6.6.3Simulex軟件簡(jiǎn)介1.軟件功能2.原理與假設(shè)3.建筑網(wǎng)格模型4.人員模型1.軟件功能Simulex軟件由蘇格蘭集成環(huán)境解決有限公司(Integrated Enironmental Solutions Ltd)的Peter Thompson博士開(kāi)發(fā)，它是一種用于解決大空間及結(jié)構(gòu)復(fù)雜建筑物內(nèi)人員疏散問(wèn)題的軟件包。該軟件允許用戶利用建筑物的CAD平面圖(各層之間以樓梯相連)創(chuàng)建建筑物的三維模型。2.原理與假設(shè)1)人員的疏散速度是指正常情況下，人員行走不受阻條件下的行走速度。2)人員行走速度隨人員密度的增加而下降。3)人員向出口行走的方向總是與等距圖中的等

22、值線垂直。4)模擬過(guò)程中允許疏散人員超越、旋轉(zhuǎn)、側(cè)向行走和小幅后退。3.建筑網(wǎng)格模型(1)樓層(2)安全出口(3)樓梯(4)連接4.人員模型(1)人員幾何模型(2)人員的速度模型(3)等距圖4.人員模型圖6-33用三個(gè)圓來(lái)表示人體(1)人員幾何模型表6-14Simulex軟件中四種人員的身體幾何尺寸表6-15Simulex軟件中各類人員的組成分布比例一覽表(2)人員的速度模型圖6-34Simulex中人員疏散速度與人員密度的關(guān)系(3)等距圖圖6-35等距圖示意圖6.6.4STEPS軟件簡(jiǎn)介1.軟件簡(jiǎn)介2.基本原理3.STEPS與Simulex軟件的對(duì)比1.軟件簡(jiǎn)介(1)環(huán)境(2)人員(3)模擬

23、(4)輸出(5)應(yīng)用(1)環(huán)境圖6-36地鐵檢票口人員流動(dòng)(1)環(huán)境圖6-37對(duì)地鐵檢票口的模擬(1)環(huán)境圖6-38地鐵站臺(tái)疏散2.基本原理(1)網(wǎng)格系統(tǒng)(2)可能性表格(3)逃生路線的設(shè)計(jì)(4)計(jì)算過(guò)程(1)網(wǎng)格系統(tǒng)圖6-39網(wǎng)格系統(tǒng)范例一(長(zhǎng)=3m，寬=1.5m，網(wǎng)格大小=0.5m0.5m)(1)網(wǎng)格系統(tǒng)圖6-40網(wǎng)格系統(tǒng)范例二(長(zhǎng)=2m，寬=2m，網(wǎng)格大小=0.2m0.2m)(1)網(wǎng)格系統(tǒng)圖6-41網(wǎng)格系統(tǒng)范例三(長(zhǎng)=5m，寬=4m，網(wǎng)格大小=1m1m，陰影部分為出口)(2)可能性表格圖6-42模擬前所計(jì)算的可能性表格(3)逃生路線的設(shè)計(jì)1)到達(dá)目標(biāo)出口所需的行走時(shí)間。2)在目標(biāo)出口所需

24、的排隊(duì)時(shí)間。3)人員排隊(duì)時(shí)行走時(shí)間的調(diào)整。4)計(jì)算到達(dá)隊(duì)列后端所需的時(shí)間。5)調(diào)整之前所計(jì)算的排隊(duì)時(shí)間，因?yàn)楫?dāng)人員正在往出口移動(dòng)時(shí)，部分排隊(duì)的人已先期到達(dá)出口，離開(kāi)此建筑物。6)計(jì)算所需排隊(duì)時(shí)間。7)考慮人員的耐性程度。8)計(jì)算最終的分?jǐn)?shù)。(4)計(jì)算過(guò)程1)到達(dá)目標(biāo)出口所需的行走時(shí)間。2)在目標(biāo)出口所需的排隊(duì)時(shí)間。3)人員行走時(shí)間的調(diào)整。4)實(shí)際所需的行走時(shí)間。5)排隊(duì)時(shí)間的調(diào)整。6)實(shí)際所需排隊(duì)時(shí)間。7)人員的耐性程度。8)計(jì)算最終的分?jǐn)?shù)。3.STEPS與Simulex軟件的對(duì)比1)Simulex軟件易用性極強(qiáng)，所有的內(nèi)部參數(shù)，例如步速快慢、網(wǎng)格大小，都由系統(tǒng)設(shè)置，用戶只需要設(shè)置人員的類型，

25、如職員、顧客、學(xué)生等，系統(tǒng)會(huì)自動(dòng)分配男人、女人和兒童的比例、速度；而STEPS的使用則要求使用者具有更高的專業(yè)素質(zhì)，人員的行走速度、男女老幼的比例等，皆需要由用戶自行設(shè)置。2)Simulex軟件為二維平面軟件，顯示效果直觀，但是較為簡(jiǎn)單，與此相比，STEPS則顯示效果相當(dāng)出眾，這得益于其三維顯示技術(shù)，各種障礙物、交通工具、平面等通過(guò)栩栩如生的建模技術(shù)，使用戶可以身臨其境地分析疏散過(guò)程。3.STEPS與Simulex軟件的對(duì)比3)Simulex軟件采用基于等距圖的行走算法，此方法雖然不能夠動(dòng)態(tài)選擇出口，只能預(yù)先分配疏散路徑，但是在對(duì)人員行走過(guò)程中各種動(dòng)作的模擬，包括避讓、超越、速度變化、排隊(duì)、身

26、體擺動(dòng)等，確是在基于大量實(shí)驗(yàn)統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)的基礎(chǔ)上總結(jié)出的算法，因此對(duì)疏散中的人員行走過(guò)程刻畫得異常真實(shí)；而STEPS在行走算法上則相形見(jiàn)絀，人員只能夠以成45角的8個(gè)方向行走，同一組人員在同一個(gè)平面上以相同的速度前進(jìn)，避讓、超越、速度隨人員密度動(dòng)態(tài)調(diào)整等現(xiàn)象均無(wú)法描述，STEPS的特色在于其出口的選擇上，它的動(dòng)態(tài)打分系統(tǒng)能夠讓模擬人員根據(jù)擁擠程度、耐心程度、距離遠(yuǎn)近等隨時(shí)隨地地進(jìn)行出口的調(diào)整，這是該軟件在模擬算法上出眾的地方。3.STEPS與Simulex軟件的對(duì)比表6-16STEPS與Simulex軟件特點(diǎn)對(duì)比6.6.5EXIT89軟件簡(jiǎn)介1)考慮各種不同行動(dòng)能力的人員，包括限制行動(dòng)能力人員和兒

27、童。2)延遲時(shí)間，既包括可以用來(lái)代替移動(dòng)前的準(zhǔn)備活動(dòng)的時(shí)間(由用戶根據(jù)每個(gè)位置指定)，也包括隨機(jī)的額外時(shí)間，可以當(dāng)做人員開(kāi)始疏散的時(shí)間的差異時(shí)間。3)提供選擇路徑功能使用模型計(jì)算出來(lái)的最短路徑，可以用來(lái)模擬經(jīng)過(guò)良好訓(xùn)練的或者有工作人員協(xié)助的疏散過(guò)程，或者使用用戶指定的路徑，可以用來(lái)模擬人員使用熟悉的出口或者忽略某些緊急出口的疏散過(guò)程。6.6.5EXIT89軟件簡(jiǎn)介4)提供選擇步速功能，可以反映正常移動(dòng)和緊急狀況下移動(dòng)的差別，前者可能適于演習(xí)情況下，后者更適宜于人員在緊急情況下的反應(yīng)。5)反流，當(dāng)沿著疏散路徑發(fā)生堵塞時(shí)就會(huì)發(fā)生。6)具備上下樓梯功能，從而擴(kuò)展模型的應(yīng)用范圍，例如有人層位于地下，或

28、者更多的需要上樓梯而不是下樓梯的建筑。6.6.6BuildingExodusBuildingExodus軟件是由格林威治大學(xué)的Exodus團(tuán)隊(duì)開(kāi)發(fā)的。它是一個(gè)模擬個(gè)人、行為和封閉區(qū)間的細(xì)節(jié)的計(jì)算機(jī)疏散模型。模型包括了人與人之間、人與結(jié)構(gòu)之間和人與環(huán)境之間互相作用。它可以模擬大建筑物中的上千人，并且包括火災(zāi)數(shù)據(jù)。BuildingExodus嘗試著考慮人與人之間、人與火之間以及人與結(jié)構(gòu)之間的交互作用。模型跟蹤每一個(gè)人在建筑物中的移動(dòng)軌跡，他們或者走出建筑物，或者被火災(zāi)(例如熱、煙和有毒氣體)所傷害。BuildingExodus由5個(gè)互相交互的子模型組成，它們是人員、移動(dòng)、行為、毒性和危險(xiǎn)子模型。該

29、軟件用采用面向?qū)ο蠹夹g(shù)的C+編寫，是基于規(guī)則的，每一個(gè)人的前進(jìn)和行為由一系列啟發(fā)或者規(guī)則決定。6.6.7探路者(PATHFINDER)軟件簡(jiǎn)介1.模型發(fā)展2.模型平臺(tái)3.拓?fù)鋱D形4.模擬數(shù)據(jù)4.模擬數(shù)據(jù)(1)使用一個(gè)出口的人員。(2)對(duì)于一個(gè)給定房間，人員出到建筑物外部的最小、最大和平均時(shí)間。(3)房間、大廳或者樓梯清空的時(shí)間。(4)樓層清空的時(shí)間。(5)建筑物清空的時(shí)間。(6)樓層中所有人員都安全的時(shí)間(進(jìn)入樓梯、進(jìn)入水平出口或者離開(kāi)建筑物到達(dá)外部)。(7)對(duì)于一個(gè)給定的出口，在任意時(shí)刻，最大排隊(duì)人數(shù)，即持續(xù)時(shí)間。4.模擬數(shù)據(jù)(8)對(duì)于一個(gè)給定的樓梯段，在任意時(shí)刻，最大排隊(duì)人數(shù)，即持續(xù)時(shí)間。

30、(9)建筑物中所有人員都安全的時(shí)間(離開(kāi)建筑物、進(jìn)入出口或者進(jìn)入水平出口)。(10)房間內(nèi)、樓層內(nèi)或者建筑范圍內(nèi)，到一個(gè)安全點(diǎn)(一個(gè)出口或者一個(gè)疏散口)的最小、最大和平均距離。6.6.8FDS+Evac軟件簡(jiǎn)介1.模型發(fā)展2.疏散模型3.應(yīng)用的局限性2.疏散模型(1)人體的運(yùn)動(dòng)模型。(2)出口選擇(1)人體的運(yùn)動(dòng)模型。表6-17人的自由步行速度和身體尺寸(1)人體的運(yùn)動(dòng)模型。圖6-43由三個(gè)相互重疊的圓近似組成的人體3.應(yīng)用的局限性(1)出口路線選擇的局限(2)探測(cè)和響應(yīng)時(shí)間的限制(3)人體尺寸特征的限制6.7人員疏散安全性評(píng)估的模擬計(jì)算實(shí)例6.7.1地鐵站工程概況6.7.2地鐵站人員屬性分析6.7.3人員疏散數(shù)值模擬分析6.7.1地鐵站工程概況圖6-45地鐵站站臺(tái)層平面圖6.7.1