學(xué)校的教學(xué)樓是一個人員集中的場所,在這種專用教學(xué)樓中

-z.大學(xué)生科研創(chuàng)新工程研究報告工程名稱：人員密集場所火災(zāi)事故的應(yīng)急疏散——博學(xué)樓火災(zāi)事故人員平安疏散問題探討工程類型： 重點工程工程年度：2011年工程負(fù)責(zé)人：劉舒怡〔**：2008082129〕負(fù)責(zé)人院〔系〕： 平安與環(huán)境工程學(xué)院專業(yè)〔方向〕：平安工程〔注冊平安工程師〕工程組成員： 張偉、沈雪、羅菁、范金濤指導(dǎo)教師：呂淑然教授教務(wù)處制二〇一二年-z.人員密集場所火災(zāi)事故的應(yīng)急疏散——博學(xué)樓火災(zāi)事故人員平安疏散問題探討【摘要】近年來，人員密集場所的火災(zāi)事故時有發(fā)生，且造成的人員傷害、經(jīng)濟(jì)損失巨大，社會影響惡劣。高校是一個聚集了莘莘學(xué)子求學(xué)解惑的地方，人員密度大，一旦發(fā)生緊急情況，平安疏散是一個大問題。所以，針對首都經(jīng)濟(jì)貿(mào)易大學(xué)博學(xué)樓人員在火災(zāi)事故下平安疏散的問題，采用了問卷調(diào)查、經(jīng)歷公式和仿真模擬三種方法，分別研究了人員疏散時的行為特征、不同模式下疏散所用時間以及樓梯對疏散效果的影響，并在綜合分析研究結(jié)果的根底上，最終得出結(jié)論：演習(xí)培訓(xùn)經(jīng)歷、確保疏散通道的暢通、合理安排學(xué)生分布和學(xué)校的合理引流、分流機(jī)制等疏散機(jī)制對于人員在火災(zāi)積極有效的疏散中有顯著的積極影響，同時還分析了運(yùn)用經(jīng)歷公式和模擬疏散兩種方法計算的博學(xué)樓火災(zāi)事故人員疏散時間，并比擬不同方法計算值的參考價值。【關(guān)鍵詞】人員疏散；密集場所；問卷調(diào)查；經(jīng)歷公式；仿真模擬Emergencyevacuationincrowdedplaceswhenfireaccident——DiscussiononsafeevacuationinBo*uebuildingincaseoffire【abstract】Inrecentyears,fireaccidentsincrowedplaceshaveoccurredfromtimetotime,whichbringaboutseverepersonalinjury,hugeeconomiclossesandadversesocialimpact.Collegeanduniversityisacollectionofourstudentstoseekknowledgeandunlocksecrets.Sincecollegehasaveryhighpopulationdensity,safeevacuationbecomesabigissueincaseofanemergency.WhenitcomestothesafeevacuationintheeventoffireaccidentinBo*uebuilding,CapitalUniversityofEconomicsandBusiness,thispaperadoptstothreemethods,consistingofquestionnaire,empiricalformulaandsimulation.Basedonvariedapproaches,werespectivelystudybehavioralcharacteristicswhenfire,evacuationtimeindifferentmodesandinfluenceofstairwayonevacuation.Andthroughfurthercomprehensiveanalysisoftheresults,wearriveatanimportantconclusionthattraininge*periences,unobstructedevacuationroutes,reasonabledrainageanddiversion,soundspatialdistributionofstudentshavesignificantlypositiveimpactonemergencyevacuation.Moreover,thethesisanalyzesandcomparesevacuationtimecalculatedwiththetwodifferentmethodsandtheyarebothofgreatreferencevalue.【keywords】evacuation;crowdedplaces;questionnaire;empiricalformula;simulation1引言51.1人員密集場所概念51.2研究主要內(nèi)容51.3國內(nèi)外研究進(jìn)展52人員疏散中人員行為調(diào)查分析72.1問卷設(shè)計及結(jié)果72.1.1調(diào)查問卷設(shè)計72.1.2調(diào)查結(jié)果：82.2調(diào)查結(jié)果相關(guān)性分析102.2.1SPSS數(shù)據(jù)分析原理112.2.2人員疏散行為反響與人員特性的關(guān)系122.3小結(jié)183人員疏散時間預(yù)測評估193.1Togawa疏散經(jīng)歷公式193.2典型疏散模式203.2.1疏散模式一203.2.2疏散模式二203.3小結(jié)204仿真模擬214.1Pathfinder模擬軟件214.2疏散情景設(shè)計及模型建立214.2.1情景設(shè)定214.2.2模型建立224.3模擬結(jié)果224.3.1疏散時間224.3.2樓梯的使用情況234.4小結(jié)245結(jié)論25參考文獻(xiàn)26附錄27致謝語281引言自1999年我國普通高校開場擴(kuò)招以來，其招生人數(shù)由1998年的108萬增至2011年的660萬。高校擴(kuò)招滿足了我國現(xiàn)階段經(jīng)濟(jì)高速開展的要求，但同時也對我國高等教育資源的承受能力提出了嚴(yán)峻的挑戰(zhàn)。調(diào)查中發(fā)現(xiàn)，高?；馂?zāi)同一般的火災(zāi)相比，無論是在人員素質(zhì)還是在火災(zāi)環(huán)境都具有特殊性，所以有必要加強(qiáng)對校園火災(zāi)人員疏散的研究。同時，火災(zāi)中人的反響行為的研究，對于建筑防火性能化設(shè)計和建立疏散救援系統(tǒng)具有重要的參考價值。教學(xué)樓是一個人員集中的場所，在這種專用教學(xué)樓中，學(xué)生人數(shù)密度大，而且具有較高的火災(zāi)負(fù)荷和較多的起火因素，一旦發(fā)生火災(zāi)，火災(zāi)及其煙氣蔓延很快，容易造成嚴(yán)重的人員傷亡[1]。所以，針對首都經(jīng)濟(jì)貿(mào)易大學(xué)五號教學(xué)樓火災(zāi)事故，采用了問卷調(diào)查、經(jīng)歷公式和疏散模擬三種方法對火災(zāi)中逃生行為反響進(jìn)展了研究和分析。1.1人員密集場所概念人員密集場所，顧名思義是指人員相對集中的地方，學(xué)術(shù)上是指設(shè)置有同一時間內(nèi)聚集人數(shù)超過50人的公共活動場所的建筑。他們向社會公眾開放，供公眾休閑、娛樂、學(xué)習(xí)、購物以及宗教等[2]。其中，學(xué)校的教學(xué)樓就屬于典型的人員密集場所之一。大體說來人員密集場所有以下特點：〔1〕場所的使用功能復(fù)雜且多變化，消防平安管理制度不健全。〔2〕人員疏散存在困難?！?〕裝修精巧且高檔，但火災(zāi)發(fā)生頻率高[2]。1.2研究主要內(nèi)容針對首都經(jīng)濟(jì)貿(mào)易大學(xué)博學(xué)樓人員在火災(zāi)事故下平安疏散的問題，采用了問卷調(diào)查、經(jīng)歷公式和仿真模擬三種方法[3]，分別研究了人員疏散時的行為特征、不同模式下疏散所用時間以及樓梯對疏散效果的影響，最終得出有利于人員平安疏散的因素。1.3國內(nèi)外研究進(jìn)展國內(nèi)外對火災(zāi)中人的心理和行為學(xué)研究很多，如MalcdmHardy和SteveHayes在對其他心理學(xué)的研究進(jìn)展總結(jié)的根底上，論述了在緊急狀態(tài)下人的反響；Latane和Darley也曾做過一個簡單又著名的實驗等[4]。另外，NIST的研究人員圍繞人員疏散平安展開研究，其中有不少文獻(xiàn)較詳細(xì)的討論了火災(zāi)期間人員的心理反響[5][6]。除了運(yùn)用心理學(xué)研究人員疏散外，20世紀(jì)80年代起，隨著計算機(jī)的開展，國內(nèi)外開發(fā)了許多用以描述建筑疏散特性的模型。有關(guān)文獻(xiàn)統(tǒng)計，已經(jīng)完成的和正在開發(fā)的不同的疏散模型有22種之多。近年來，國外研究機(jī)構(gòu)開發(fā)出一些高水平的人員平安疏散模型，眾多的消防平安工程師利用這些分析設(shè)計工具對各類建筑中人員的平安疏散進(jìn)展評估，取得了令人囑目的效果。未來疏散模型方面的研究的一個明顯的趨勢就是模型將包含更多的行為細(xì)節(jié)，注重人行為的因素，并考慮不同特性人的疏散行為和對整體疏散時間的影響[7]。我國關(guān)于人員疏散的研究起步較晚，但隨著經(jīng)濟(jì)的飛速開展和城市化開展水平的不斷提高，體積龐大、構(gòu)造復(fù)雜的建筑平地而起，人們對建筑物平安疏散也越來越關(guān)注，加之國家在相關(guān)法律中明確規(guī)定“建筑物在設(shè)計之初要充分考慮到人員疏散問題〞，并詳細(xì)做出了具體標(biāo)準(zhǔn)的規(guī)定，使得我國在人員疏散問題研究取得一定進(jìn)展。但由于國內(nèi)缺乏對中國人群的一些根本形體和行動能力方面的根本數(shù)據(jù)，所以在人的行為特征方面只能根據(jù)國外的數(shù)據(jù)和經(jīng)歷來確定[8]。未來的研究方向?qū)⒏俞槍χ袊说奶匦?，運(yùn)用現(xiàn)代的科學(xué)技術(shù)分析研究人員疏散問題。2人員疏散中人員行為調(diào)查分析人員疏散行為是指人員在緊急情況下，疏散過程中表達(dá)的包括心理和行為上的一系列反響。本文通過問卷的調(diào)查方式研究人員在疏散中的行為特征，并采用SPSS列聯(lián)表分析〔CROSSTAB〕對調(diào)查結(jié)果進(jìn)展相關(guān)性分析，從中找出人員的疏散行為與人員特性之間的關(guān)系。2.1問卷設(shè)計及結(jié)果問卷調(diào)查是調(diào)查者運(yùn)用統(tǒng)一設(shè)計的問卷向被選取的調(diào)查對象了解情況或征詢意見的調(diào)查方法。研究者將所要研究的問題編制成問題表格，以郵寄方式、當(dāng)面作答或者追蹤訪問方式填答，從而了解被試對*一現(xiàn)象或問題的看法和意見[9]。2.1.1調(diào)查問卷設(shè)計本問卷以火災(zāi)為例，重點研究教學(xué)樓大學(xué)生疏散行為。重點考察的疏散行為有：發(fā)生火災(zāi)的第一反響、疏散路徑的選擇、對煙氣的反響、疏散中的社會行為等[10][11]。參與本次問卷調(diào)查的為首都經(jīng)濟(jì)貿(mào)易大學(xué)在校生，年齡19~23歲。由于大學(xué)生這一特殊的身份，被調(diào)查者具有年齡相似、教育背景統(tǒng)一、身體狀況良好、行為敏捷等特征。被調(diào)查者發(fā)放調(diào)查問卷160份，收回了160份，有效問卷160份，回復(fù)率100%。問卷的變量定義見表1：表1問卷變量設(shè)計變量類型變量名稱人員特征性別演習(xí)經(jīng)歷火災(zāi)經(jīng)歷人員行為反響觀察疏散標(biāo)志聽到消防警報第一反響選擇逃生路線的依據(jù)樓梯內(nèi)遇到煙氣的反響對通道擁堵的反響疏散中的社會行為幫助他人做組織者2.1.2調(diào)查結(jié)果：1〕人員特征調(diào)查對象人員特征包括性別、演習(xí)經(jīng)歷、火災(zāi)經(jīng)歷，其調(diào)查結(jié)果見表2、表3、表4。表2性別頻數(shù)百分比男8251.3%女7848.7%總計160100%表3演習(xí)經(jīng)歷頻數(shù)百分比是12276.3%否3823.7%總計160100%表4火災(zāi)經(jīng)歷頻數(shù)百分比是2616.3%否13483.7%總計160100%可見，調(diào)查對象的性別比例比擬協(xié)調(diào)，由于調(diào)查人員都是在校大學(xué)生，年齡介于19~23歲，對于教學(xué)樓這個人員密集場所有很強(qiáng)的針對性。76.3%的人參加過消防演習(xí)或培訓(xùn)，16.3%的人經(jīng)歷過火災(zāi)。2〕行為反響學(xué)生在教學(xué)樓中是否會主動了解疏散標(biāo)志、聽到報警的第一反響如何、疏散路徑的選擇依據(jù)、對煙氣的反響等疏散行為[12][13]，調(diào)查結(jié)果見表5、表6、表7、表8、表9。在進(jìn)入密集場所時，留心觀察疏散標(biāo)志是個好習(xí)慣。表5顯示，將近80%的人主動觀察疏散指示標(biāo)志。表5是否會主動觀察疏散標(biāo)志頻數(shù)百分比是12779.4%否4320.6%總計160100%表6反映出了學(xué)生聽到消防警報的第一反響。結(jié)果說明，46.3%的人在聽到消防警報后立即撤離，多數(shù)人選擇通過各種方式確認(rèn)災(zāi)害信息，這符合真實火災(zāi)中的情況。表6聽到報警第一反響頻數(shù)百分比看周圍人反響4427.5%立即撤離7446.3%親自求證3320.6%其他95.6%總計160100%表7反映人員選擇逃生路徑的依據(jù)。按照疏散標(biāo)志指示的路線撤離的人高達(dá)72.5%，可見，在人員密集場所中，在沒有工作人員引導(dǎo)的情況下，絕大多數(shù)人都會按照疏散指示標(biāo)志疏散，所以，保證疏散指示標(biāo)志的正常工作和所指示平安通道的暢通對大型公共建筑的平安疏散是至關(guān)重要的。表7如何選擇逃生路線頻數(shù)百分比跟大多數(shù)人一起逃生2515.6%沿著進(jìn)入建筑的路線逃生1911.9%按照疏散標(biāo)志指示的路線逃離11672.5%總計160100%表8反映學(xué)生在樓梯間遇到越來越濃的的煙氣時的行為反響。16.3%的人穿越煙氣繼續(xù)疏散，這種做法是不可取的。多數(shù)人選擇的是后撤，10.6%的人選擇其他〔出現(xiàn)最多的答復(fù)是：用濕毛巾捂住口鼻，壓低身體，繼續(xù)向下疏散〕，這局部人能想到采取保護(hù)措施后穿越煙氣，表達(dá)出較高的心理素質(zhì)和平安知識。表8樓梯內(nèi)遇到煙氣怎么辦頻數(shù)百分比穿越煙氣繼續(xù)疏散2616.3%后撤，另尋出口11773.1%其他1710.6%總計160100%表9反響學(xué)生遇到通道擁堵時的行為。高達(dá)82.5%的人選擇另尋其他出口，只有11.9%的人排隊等待。這個結(jié)果顯示出，在緊急狀態(tài)下，人員沒有排隊等待的耐心，也不會盲目的選擇穿越煙氣這種危險的疏散行為，一旦發(fā)現(xiàn)通道擁堵，大多數(shù)人將改從其他通道疏散。表9通道擁堵怎么辦頻數(shù)百分比排隊等待1911.9%向前擠95.6%另外尋找其他出口13282.5%總計160100%3〕疏散中的社會行為在突發(fā)緊急情況下，正常的社會秩序被打亂，每個人在疏散中如何處理與他人的關(guān)系不僅關(guān)系個人安危，也影響他人甚至群體的命運(yùn)。人員在疏散中是否會像平常一樣相互協(xié)調(diào)和禮讓、發(fā)現(xiàn)有人跌倒是否會上前幫助、是否愿意站出來維持秩序組織大家有序疏散的統(tǒng)計結(jié)果見表10、表11。表10顯示，在是否扶助他人的問題上，85%的人表示，如果有人跌倒或行動不便，自己愿意幫助他們，表示出樂于助人的品質(zhì)。在緊急情況下，人們在逃生過程中仍然樂意幫助他人，既是高尚品德的表達(dá)，同時在一定程度上也有利于群體順利疏散。表10是否愿意幫助他人頻數(shù)百分比是13685%否2415%總計160100%表11顯示，68.1%的人，如果現(xiàn)場局面非?；靵y，愿意站出來維持秩序，組織大家有序疏散。說明人們的社會責(zé)任感普遍較強(qiáng)。在疏散中，能有一些這樣的人第一時間站出來，穩(wěn)定群體情緒，組織大家有序疏散，將大大提高群體逃生的幾率，這對人員疏散，尤其是在密集場所是十分有幫助的。表11是否愿意維持秩序頻數(shù)百分比是10968.1%否5131.9%總計160100%2.2調(diào)查結(jié)果相關(guān)性分析運(yùn)用SPSS統(tǒng)計軟件分析火災(zāi)疏散中人員的各種行為與人員特性之間的關(guān)系。SPSS數(shù)據(jù)分析原理問卷中的變量均為分類變量，本文的目標(biāo)是分析火災(zāi)疏散中人員的各種行為與人員特性之間的關(guān)系。在統(tǒng)計學(xué)中，一般用列聯(lián)表顯示兩個分類變量的關(guān)系。列聯(lián)表是樣本按兩個或多個分類變量分類時所列出的頻數(shù)表。一般地，假設(shè)樣本中的個體可按兩個屬性A與B分類，A有R個等級A1，A2，…，AR，B有C個等級B1，B2，…，BC，屬于等級Ai和Bj的個體的數(shù)目為Nij，Nij稱為頻數(shù)，將R×C個Nij排列為一個R行C列的二維列聯(lián)表，簡稱R×C表。皮爾遜卡方檢驗是常用的檢驗兩個分類變量是否獨立的假設(shè)檢驗方法。它檢驗一個原假設(shè)H0：樣本的觀測頻數(shù)分布與理論分布一致。原假設(shè)中的理論分布是指假設(shè)兩個分類變量獨立時的分布。χ2檢驗的第一步是通過比擬觀測頻數(shù)與理論頻數(shù)的差異來計算χ2統(tǒng)計值。對于R×C表，χ2統(tǒng)計值的計算見公式〔1〕：〔1〕其中,Qij是第i行第j列處的觀測頻數(shù)，Eij是第i行第j列處的理論頻數(shù)。根據(jù)原假設(shè)的理論分布，即假設(shè)兩個分類變量獨立，可推導(dǎo)出理論頻數(shù)Eij的計算見公式〔2〕：〔2〕其中，〔3〕〔4〕〔5〕然后，將χ2統(tǒng)計值與自由度為(R?1)(C?1)的χ2分布曲線比擬，計算p值。p值是在原假設(shè)為真的前提下出現(xiàn)觀察樣本以及更極端情況的概率。在皮爾遜雙側(cè)卡方檢驗中，p值為檢驗統(tǒng)計量*落在樣本統(tǒng)計值χ2為端點的尾部區(qū)域內(nèi)的概率的2倍。當(dāng)χ2統(tǒng)計值位于χ2分布曲線的右端時，見公式〔6〕p=2P{*>χ2}〔6〕當(dāng)χ2計值位于χ2分布曲線的左端時，見公式〔7〕p=2P{*<χ2}〔7〕最后，根據(jù)p值和顯著性水平的大小關(guān)系，做出是否拒絕原假設(shè)的結(jié)論[14]。本文使用統(tǒng)計學(xué)專業(yè)軟件SPSS15.0，進(jìn)展列聯(lián)表分析〔CROSSTAB〕，計算p值。設(shè)置兩個常用的顯著性水平0.01和0.05，根據(jù)p值和顯著性水平的大小關(guān)系做出結(jié)論：假設(shè)p>0.05，不拒絕原假設(shè)H0，即A、B兩屬性獨立；假設(shè)p<0.05，拒絕原假設(shè)H0，即A、B兩屬性相關(guān)；特別地，假設(shè)p<0.01，拒絕H0，A、B兩屬性顯著相關(guān)。人員疏散行為反響與人員特性的關(guān)系將問卷中各行為反響與各人員特性兩兩進(jìn)展皮爾遜卡方檢驗，兩兩變量間的p值的計算結(jié)果如下表12：表12人員疏散行為反響與人員特性的相關(guān)性性別演習(xí)經(jīng)歷火災(zāi)經(jīng)歷是否觀察疏散標(biāo)志0.4140.0010.021聽到消防警報第一反響0.3430.2210.378如何選擇逃生路線0.9370.0310.116樓梯內(nèi)遇到煙氣的反響0.6710.0030.146對通道擁堵的反響0.0040.0320.682是否愿意幫助他人0.5650.0540.208是否愿意做組織者0.0060.4000.088結(jié)果顯示，p值小于0.05的關(guān)系有7組〔表中用雙下劃線標(biāo)出〕，分別為：是否觀察疏散標(biāo)志與演習(xí)培訓(xùn)經(jīng)歷和火災(zāi)經(jīng)歷相關(guān)，如何選擇撤離路線主要與演習(xí)培訓(xùn)經(jīng)歷相關(guān)，樓梯內(nèi)遇到煙氣的反響與演習(xí)培訓(xùn)經(jīng)歷相關(guān)，對通道擁堵的反響與性別和演習(xí)培訓(xùn)經(jīng)歷相關(guān)，是否愿意做疏散組織者主要與性別相關(guān)。聽到消防警報第一反響、是否愿意幫助他人等行為上，不同特征的人員沒有表現(xiàn)出明顯的差異性。下面，對具有明顯相關(guān)性的六組變量進(jìn)展具體分析。〔1〕是否觀察疏散標(biāo)志與演習(xí)培訓(xùn)、火災(zāi)經(jīng)歷相關(guān)是否觀察疏散標(biāo)志與演習(xí)培訓(xùn)的p=0.001<0.01，說明二者顯著相關(guān)。是否觀察疏散標(biāo)志與火災(zāi)經(jīng)歷的p=0.021<0.05，說明二者相關(guān)。表13得出，在參加過演習(xí)培訓(xùn)的人中，85.2%的人會主動觀察疏散標(biāo)志，比沒有演習(xí)培訓(xùn)經(jīng)歷的人高近25個百分點〔參加過演習(xí)培訓(xùn)的是85.2%，沒參加過演習(xí)培訓(xùn)的是60.5%〕。說明，培訓(xùn)演習(xí)能夠大大提高人們的平安意識。表13觀察疏散標(biāo)志與演習(xí)培訓(xùn)經(jīng)歷的關(guān)系是否觀察疏散標(biāo)志總計會不會是否參加過演習(xí)或培訓(xùn)是數(shù)目10418122百分比85.2%14.8%100%否數(shù)目231538百分比60.5%39.5%100%總計數(shù)目12733160百分比79.4%20.6%100%圖1觀察疏散標(biāo)志與演習(xí)培訓(xùn)經(jīng)歷的關(guān)系表14得出，在有過火災(zāi)經(jīng)歷的人中，96.2%的人會主動觀察疏散標(biāo)志，比沒有火災(zāi)經(jīng)歷的人高20個百分點〔有過火災(zāi)經(jīng)歷的是96.2%，沒有火災(zāi)經(jīng)歷的是76.1%〕。說明，經(jīng)歷過火災(zāi)后人們會有所警覺。表14觀察疏散標(biāo)志與火災(zāi)經(jīng)歷的關(guān)系是否觀察疏散標(biāo)志總計會不會是否有過火災(zāi)經(jīng)歷是數(shù)目25126百分比96.2%3.8%100%否數(shù)目10232134百分比76.1%23.9%100%總計數(shù)目12733160百分比79.4%20.6%100%圖2觀察疏散標(biāo)志與火災(zāi)經(jīng)歷的關(guān)系〔2〕如何選擇撤離路線與演習(xí)培訓(xùn)經(jīng)歷顯著相關(guān)撤離路線選擇與演習(xí)培訓(xùn)經(jīng)歷的p=0.031<0.05，說明二者相關(guān)。表15得出，參加過疏散演習(xí)的人群，選擇按照疏散指示標(biāo)志撤離的比例較沒參加過的人高出12%〔參加過疏散演習(xí)的是75.4%，沒參加過疏散演習(xí)的是63.2%〕，沒參加過疏散演習(xí)的人群，選擇跟著他人一起撤離的比例較參加過的人高出17%〔沒參加過疏散演習(xí)的是28.9%，參加過疏散演習(xí)的是11.5%〕。這說明，參加過疏散演習(xí)或培訓(xùn)的人，在逃生路徑選擇上表現(xiàn)出更強(qiáng)的獨立性，心理素質(zhì)更好。表15如何選擇逃生路線與演習(xí)培訓(xùn)經(jīng)歷的關(guān)系如何選擇逃生路線總計跟大多數(shù)人一起逃生沿著進(jìn)入建筑的路線逃生按照疏散標(biāo)志指示的路線逃離是否參加過演習(xí)或培訓(xùn)是數(shù)目141692122百分比11.5%13.1%75.4%100%否數(shù)目1132438百分比28.9%7.9%63.2%100%總計數(shù)目2519116160百分比15.6%11.9%72.5%100%圖3如何選擇逃生路線與演習(xí)培訓(xùn)經(jīng)歷的關(guān)系〔3〕樓梯內(nèi)遇到煙氣的反響與演習(xí)培訓(xùn)經(jīng)歷顯著相關(guān)人們在樓梯內(nèi)遇到煙氣的反響與演習(xí)培訓(xùn)經(jīng)歷的p=0.003<0.01，說明二者顯著相關(guān)。表16得出，參加過疏散演習(xí)的人群，遇到煙氣選擇另尋出口的比例較沒參加過的人高近27%〔參加過疏散演習(xí)的是79.5%，沒參加過疏散演習(xí)的是52.6%〕，沒參加過疏散演習(xí)的人群中，選擇穿越煙氣繼續(xù)前進(jìn)的比例較參加過的人高20%〔沒參加過疏散演習(xí)的是31.6%，參加過疏散演習(xí)的是11.5%〕。這說明，參加過疏散演習(xí)或培訓(xùn)的人，遇到危險情況能更冷靜、理智、正確的處理，而不是盲目、慌亂、一意孤行。表16樓梯內(nèi)遇到煙氣的反響與演習(xí)培訓(xùn)經(jīng)歷的關(guān)系樓梯內(nèi)遇到煙氣怎么辦總計穿越煙氣繼續(xù)疏散后撤，另尋出口其他是否參加過演習(xí)或培訓(xùn)是數(shù)目149711122百分比11.5%79.5%9.0%100%否數(shù)目1220638百分比31.6%52.6%15.8%100%總計數(shù)目2611717160百分比16.3%73.1%10.6%100%圖4樓梯內(nèi)遇到煙氣的反響與演習(xí)培訓(xùn)經(jīng)歷的關(guān)系〔4〕對通道擁堵的反響與性別、演習(xí)培訓(xùn)相關(guān)對通道擁堵的反響與性別的p=0.001<0.01，說明二者顯著相關(guān)。對通道擁堵的反響與演習(xí)培訓(xùn)的p=0.021<0.05，說明二者相關(guān)。表17得出，當(dāng)通道擁堵時，男性另外尋找其他出口的比例要比女性高13個百分點〔男性是89.0%，女性是75.6%〕，女性排隊等候的比例要比男性高達(dá)近17%〔女性是20.5%，男性是3.7%〕。這可能是由于男女性格上的差異，男性更愿意選擇主動出擊，而不是坐以待斃。表17通道擁堵的反響與性別的關(guān)系通道擁堵怎么辦總計排隊等待向前擠另外尋找其他出口性別男數(shù)目367382百分比3.7%7.3%89.0%100%女?dāng)?shù)目1635978百分比20.5%3.8%75.6%100%總計數(shù)目199132160百分比11.9%5.6%82.5%100%圖5通道擁堵的反響與性別的關(guān)系表18得出，參加過演習(xí)培訓(xùn)的人，在通道擁堵的情況下，有86.9%的人選擇另外尋找其他出口，這一比例要比未參加過演習(xí)培訓(xùn)的人高達(dá)18%〔參加過演習(xí)培訓(xùn)的是86.9%，沒參加過演習(xí)培訓(xùn)的是68.4%〕。未參加過演習(xí)培訓(xùn)的人約有1/5會排隊等待。這說明，有演習(xí)經(jīng)歷的人會更傾向于尋找解決方案，自救意識比擬強(qiáng)，而不是坐以待斃。表18通道擁堵的反響與演習(xí)培訓(xùn)經(jīng)歷的關(guān)系通道擁堵怎么辦總計排隊等待向前擠另尋出口是否參加過演習(xí)或培訓(xùn)是數(shù)目115106122百分比9.0%4.1%86.9%100%否數(shù)目842638百分比21.1%10.5%68.4%100%總計數(shù)目19199132百分比11.9%11.9%5.6%82.5%圖6通道擁堵的反響與演習(xí)培訓(xùn)經(jīng)歷的關(guān)系〔5〕是否愿意做組織者與性別相關(guān)是否愿意做組織者與性別的p=0.006<0.01，說明二者顯著相關(guān)。表18得出，男性中，愿意維持秩序的要比女性高20%〔男性是78.0%，女性是57.7%〕，反響男性更愿意在緊急關(guān)頭充當(dāng)領(lǐng)導(dǎo)、英雄的角色。表18是否愿意維持秩序與性別的關(guān)系是否愿意維持秩序總計是否性別男數(shù)目641882百分比78.0%22.0%100%女?dāng)?shù)目453378百分比57.7%42.3%100%總計數(shù)目10951160百分比68.1%31.9%100%圖7是否愿意維持秩序與性別的關(guān)2.3小結(jié)這局部通過問卷調(diào)查，獲取了人員的主要疏散行為的一些統(tǒng)計特征。并分析了人員行為反響與人員特征的關(guān)系：〔1〕性別對人們在通道擁堵時的反響、是否愿意擔(dān)當(dāng)組織者的角色上影響較大。男性在困難面前更傾向于解決問題，并且愿意擔(dān)當(dāng)領(lǐng)導(dǎo)的責(zé)任?！?〕演習(xí)培訓(xùn)經(jīng)歷對人員是否主動觀察疏散標(biāo)志、選擇逃生路線、樓梯內(nèi)遇到煙氣的反響以及樓道擁堵的反響有影響，并且都是積極影響。具有演習(xí)培訓(xùn)經(jīng)歷的人，平時更注意觀察平安疏散標(biāo)志，面對逃生更加理智、沉著，有更強(qiáng)的獨立性。調(diào)查結(jié)果說明，加強(qiáng)演習(xí)培訓(xùn)非常重要?！?〕火災(zāi)經(jīng)歷與人員是否主動觀察疏散標(biāo)志相關(guān)。經(jīng)歷過火災(zāi)后，人員的自我保護(hù)意識會加強(qiáng)，特別是進(jìn)入到新環(huán)境中，會更加留意周遭的環(huán)境?！?〕聽到消防警報第一反響和是否愿意幫助他人，不同特征的人員沒有表現(xiàn)出明顯的差異性。本問卷的結(jié)果說明，性別、演習(xí)培訓(xùn)經(jīng)歷、火災(zāi)經(jīng)歷對疏散行為有影響，尤其是演習(xí)培訓(xùn)經(jīng)歷的影響更為突出，在模型中應(yīng)予以考慮。3人員疏散時間預(yù)測評估疏散時間是人員疏散最重要的指標(biāo)之一。關(guān)于疏散時間的計算，人們在理論分析、實驗研究的根底上，總結(jié)出了一些經(jīng)歷公式。由于這些公式計算簡單方便，至今仍被廣泛應(yīng)用于平安疏散設(shè)計中。本文采用Togawa疏散時間近似計算公式，就人員全局部布在教學(xué)樓第三層和人員平均分布在教學(xué)樓第一、二、三層2種典型疏散模式下人員疏散時間進(jìn)展預(yù)測分析。3.1Togawa疏散經(jīng)歷公式Togawa疏散時間近似計算公式工程實踐中獲得廣泛應(yīng)用。該公式主要應(yīng)用于人員密集的公共場所的工程計算，包括兩個時間要素，即人流時間和穿行時間。在工程計算中，將最后一道平安疏散門距疏散隊列之首的距離表示為Lmin，人群的步行速度表示為V(1m/s～5m/s，一般保守取值為2m/s〕，假設(shè)當(dāng)隊列中的第一位疏散對象抵達(dá)該出口后，隊列的疏散是連貫的。則可用公式〔8〕求出人員建筑內(nèi)疏散時間T：〔8〕疏散時間由兩局部組成，即穿行時間和人流時間。穿行時間，見公式〔9〕：〔9〕人流時間，見公式〔10〕：〔10〕其中：Cb表示通過平安出口的疏散能力，即單位流量〔人/m?s〕，一般取值為1.2~1.5人/m·s；Na表示建筑內(nèi)的疏散總?cè)藬?shù)；Woff-b表示疏散出口的總有效寬度，即建筑物的對外出口的總寬度[15]。人員運(yùn)動速度V和出口單位流量Cb是根據(jù)經(jīng)歷估計的，本文通過查閱相關(guān)實驗數(shù)據(jù)對速度V和單位流量Cb進(jìn)展取值。3.2典型疏散模式3.2.1疏散模式一疏散模式一是將情境假定為810名學(xué)生全局部布在博學(xué)樓第三層，在疏散時，他們在第三層就近選擇疏散通道到達(dá)一層大廳的疏散口。運(yùn)用Togawa疏散時間近似計算公式，取最后一道平安疏散門距疏散隊列之首的距離Lmin為42m，人群在火災(zāi)情況下的步行速度V取0.9m/s[16]，則求得穿行時間t1為47s。取樓內(nèi)疏散總?cè)藬?shù)Na為810人，疏散出口的總有效寬度Woff-b為7.6m，通過平安出口的疏散能力Cb為1.3人/m·s[17]，求得人流時間t2為82s。則，通過Togawa公式得出，疏散總時間T=t1+t2=47疏散模式二疏散模式二是將情境假定為810名學(xué)生平均分布在博學(xué)樓第一、二、三層，在疏散時，他們在各自樓層就近選擇疏散通道到達(dá)一層大廳的疏散口。運(yùn)用Togawa疏散時間近似計算公式，取最后一道平安疏散門距疏散隊列之首的距離Lmin為24m，由于在模式二中人員分布較為離散，所以取人群的步行速度V取1.5m/s[16]，則求得穿行時間t1為16s。取樓內(nèi)疏散總?cè)藬?shù)Na為810人，疏散出口的總有效寬度Woff-b為7.6m，通過平安出口的疏散能力Cb為1.5人/m·s[17]，求得人流時間t2為71s。則，通過Togawa公式得出，疏散的總時間T=t1+t2=16+71=3.3小結(jié)以上是運(yùn)用Togawa公式針對人員全局部布在教學(xué)樓第三層和人員平均分布在教學(xué)樓第一、二、三層2種典型疏散模式下人員疏散時間進(jìn)展的預(yù)測分析。比擬兩種疏散模式下的疏散時間，不難看出模式二，即人員平均分布在教學(xué)樓第一、二、三層，這種情況下人員疏散時間要少得多，速度也相對快得多，人員也相對平安得多。這說明學(xué)校在安排學(xué)生上課時段、上課地點等情況時，要科學(xué)合理，既要考慮資源的最優(yōu)利用，同時也要兼顧人員的平安疏散問題，不能將密集人流同一時間段安排在同一地點，這樣容易在人員疏散時造成擁堵，不利于疏散。4仿真模擬4.1Pathfinder模擬軟件人員疏散模型是目前人員疏散研究的主要方式。模型參數(shù)的取值以及模型驗證需要實驗數(shù)據(jù)的支持。本文采用疏散模型，對實驗場景進(jìn)展模擬分析。Pathfinder，是一套由美國的Thunderheadengineering公司研發(fā)的——簡單、直觀、易用的新型的智能人員緊急疏散逃生評估系統(tǒng)。它利用計算機(jī)圖形仿真和游戲角色領(lǐng)域的技術(shù)，對多個群體中的每個個體運(yùn)動都進(jìn)展圖形化的虛擬演練，從而可以準(zhǔn)確確定每個個體在災(zāi)難發(fā)生時最正確逃生路線和逃生時間[18]。4.2疏散情景設(shè)計及模型建立4.2.1情景設(shè)定模擬的場景位于博學(xué)樓三層，平面圖見圖8：圖8博學(xué)樓平面圖如圖8所示，共有1個300人階梯教室、2個200人階梯教室、4個大教室、2個中教室和3個小教室。另外，還有6個平安通道。根據(jù)調(diào)查，同一時間段，學(xué)生上課情況分布：每個300人階梯教室有100名學(xué)生，每個200人階梯教室有100名學(xué)生，每個大教室有80名學(xué)生，每個中教室有50名學(xué)生，每個小教室有30名學(xué)生。4.2.2模型建立現(xiàn)在，運(yùn)用Pathfinder軟件模擬博學(xué)樓發(fā)生火災(zāi)時學(xué)生疏散情況，主要分析學(xué)生疏散所用時間和疏散選擇路徑。圖9是Pathfinder模擬界面。圖9Pathfinder模擬界面4.3模擬結(jié)果4.3.1疏散時間經(jīng)過Pathfinder軟件的模擬，學(xué)生撤離三層所需的時間是52s。從三層到一層最后一道平安疏散門，即博納樓入口處，需經(jīng)過兩層的階梯，每層階梯的步行路程為10米，一層階梯距離一層平安疏散門的最短距離為22米，人員在火災(zāi)情況下，由于擁堵，尤其是在樓梯間，所以步行速度被認(rèn)定只有0.5m/s，所以人們從三層階梯到最后一道疏散門的時間為〔10+10+22〕/0.5=84s，即Pathfinder軟件模擬的疏散時間為52+84=13仿真模擬的疏散時間136s與Togawa經(jīng)歷公式的疏散時間129s有略微差異，造成差異的原因可能是：〔1〕經(jīng)歷公式是人們在理論分析、實驗研究的根底上總結(jié)出來的，在不同的場合每種公式有不同的優(yōu)勢，Togawa公式主要被應(yīng)用于人員密集的公共場所的工程計算，人流量大時比擬適用，具有一定的參考性；但在經(jīng)歷公式中，參數(shù)取值一般是依據(jù)經(jīng)歷確定，在*個范圍內(nèi)取一個特定的數(shù)值，具有一定的隨意性和主觀性，存在誤差?！?〕軟件模擬無法真實反響人的心理特性，且模型參數(shù)的取值以及模型驗證需要實驗數(shù)據(jù)的支持，但軟件模擬嚴(yán)密結(jié)合了建筑物的構(gòu)造,將演習(xí)中出現(xiàn)的樓梯口擁堵情況都有所考慮，兩種方法各有側(cè)重。4.3.2樓梯的使用情況根據(jù)實際的樓梯使用情況,在疏散人數(shù)一定的情況下,模擬6個樓梯全部能正常使用和只有4個樓梯能正常使用兩種情況下的疏散時間，如表19，分析比擬不同數(shù)量的樓梯對疏散效果的影響,同時說明樓梯內(nèi)人員疏散速度緩慢是導(dǎo)致人員疏散完畢時間較長的主要原因。表19不同數(shù)量的樓梯對疏散效果的影響6個樓梯全部能正常使用只有4個樓梯能正常使用疏散時間52s84s1〕備用樓梯對疏散時間的影響教學(xué)樓共設(shè)有6個疏散樓梯，但一般情況下能正常使用的有4個，另外兩個使用不太方便或被關(guān)閉。下面用模擬的手段來量化疏散樓梯的使用數(shù)量對疏散結(jié)果的影響。下列圖為通過Pathfinder模擬6個樓梯全部能正常使用和只有4個樓梯能正常使用兩種情況得到的疏散時間與未疏散人數(shù)關(guān)系圖。由圖10明顯看出，如果另外兩個樓梯能正常使用，可以明顯提高疏散效率,使疏散時間大大縮短。當(dāng)6個樓梯都能正常使用時，疏散時間隨著疏散人數(shù)的增加，縮短程度就愈加明顯。圖10不同數(shù)量樓梯的疏散時間圖2〕樓梯內(nèi)人員疏散速度緩慢是導(dǎo)致人員疏散完畢時間較長的主要原因。Pathfinder軟件可以通過3Dresultsviewer直接描繪疏散開場后各個時刻、各個場所的人員分布。圖11是3Dresultsviewer的截圖，通過圖11可以看到，疏散開場后,人員迅速疏散至樓梯口,然后就全部堵在樓梯間內(nèi),樓梯間內(nèi)的人員疏散速度緩慢。從模擬計算的結(jié)果可以看出,疏散開場階段樓梯內(nèi)疏散通暢,大約在18s后樓梯間開場出現(xiàn)堵塞現(xiàn)象,到35s時,樓梯間內(nèi)出現(xiàn)了嚴(yán)重的堵塞現(xiàn)象,此時人員的疏散速度極慢,一直持續(xù)到42s時,人員疏散速度開場明顯增大。第三層第三層第二層第一層圖11疏散開場18s時三個樓層人員分布4.4小結(jié)利用Pathfinder軟件對我校教學(xué)樓進(jìn)展人員疏散模擬計算,對其疏散樓梯的使用數(shù)量和樓梯內(nèi)人員的疏散緩慢對疏散時間的影響進(jìn)展研究,得到以下結(jié)論與建議:〔1〕疏散樓梯能否正常使用對疏散的時間影響甚大,樓梯的正常使用，可以明顯提高疏散效率,使疏散時間大大縮短，這對于緊急情況下，人員的平安撤離是非常有益的[19][20]?！?〕疏散開場后,人員均立即聚集到樓梯間處,然后被堵在樓梯間內(nèi),樓梯間內(nèi)的人員疏散速度緩慢是影響整個教學(xué)樓疏散時間較長的主要因素。在緊急情況發(fā)生時,教學(xué)樓的合理引流、分流等的疏散機(jī)制可以有效地防止疏散時人員的擁擠擁堵的現(xiàn)象。5結(jié)論通過運(yùn)用問卷調(diào)查、經(jīng)歷公式、仿真模擬三種方法對博學(xué)樓火災(zāi)情況下人員疏散的討論，可以得出以下幾點結(jié)論：〔1〕演習(xí)培訓(xùn)經(jīng)歷對于人員在火災(zāi)疏散中有顯著的積極影響。面對危險，他們能更加沉著、理智、正確的面對，同時還能引導(dǎo)、幫助到身邊的人。所以，學(xué)校要注重加強(qiáng)學(xué)生演習(xí)經(jīng)歷，指導(dǎo)學(xué)生正確的逃生方法。〔2〕要確保疏散通道的暢通。要安排專門的工作人員定時檢查疏散通道能否正常使用，以防在緊急情況下通道能全部被使用，最大限度的利用起來，確保學(xué)生的平安?！?〕運(yùn)用Togawa經(jīng)歷公式，針對人員全局部布在教學(xué)樓第三層和人員平均分布在教學(xué)樓第一、二、三層2種典型疏散模式下的人員疏散時間進(jìn)展了預(yù)測分析，得出當(dāng)人員分散開來、人流密度較小時，疏散時間少，疏散速度快?？梢?，學(xué)校在安排學(xué)生上課時段、上課地點等情況時，要根據(jù)自身建筑物的實際情況科學(xué)合理安排，既要考慮資源的最優(yōu)利用，同時也要兼顧人員的平安疏散問題，不能將密集人流同一時間段安排在同一地點，這樣容易在人員疏散時造成擁堵，不利于疏散?！?〕運(yùn)用Togawa經(jīng)歷公式和仿真模擬對博學(xué)樓人員全局部布在教學(xué)樓第三層疏散時間進(jìn)展了計算，經(jīng)歷公式得出的疏散時間為129s，仿真模擬得出的疏散時間為136s。Togawa公式主要被應(yīng)用于人員密集的公共場所的工程計算，人流量大時比擬適用，具有一定的參考性；但在經(jīng)歷公式中，參數(shù)取值一般是依據(jù)經(jīng)歷確定，在*個范圍內(nèi)取一個特定的數(shù)值，具有一定的隨意性和主觀性，存在誤差。而軟件模擬無法真實反響人的心理特性，且模型參數(shù)的取值以及模型驗證需要實驗數(shù)據(jù)的支持，但軟件模擬嚴(yán)密結(jié)合了建筑物的構(gòu)造,將演習(xí)中出現(xiàn)的樓梯口擁堵情況都有所考慮，兩種方法各有側(cè)重?！?〕學(xué)