人员疏散的建筑EXODUS模型.doc

人员疏散的建筑EXODUS模型及其 应用性研究 【摘 要】 随着世界现代化进程的不断深化，高层建筑的数量和高度均不断提高，建筑物构造也越来越复杂。在其消防安全问题日益突出的同时，许多国家目前仍在使用的处方式规范设计标准越来越不适用。世界各国都提出了以性能为基础的设计标准。人员疏散作为性能化设计的重要方面早在二十年前人们就开始了研究，其中建立疏散模型是行之有效的主要方法。本文首先探讨了人员疏散的有关知识及影响人员疏散的主要因素，随即介绍了运用最广泛的模型之一：建筑EXODUS模型的基本原理和相关内容。该模型采用五个较为成熟的子模型进行模拟，不仅模拟人员与人员、建筑物、环境之间的相互作用，而且还对人员是如何被热、烟气和有毒气体等火灾危险物质吞噬进行了模拟。此外，本文还把建筑EXODUS模型对某剧场的疏散演习进行了计算，从而讨论其应用性。最后，分析了国外疏散模型在我国的应用情况以及我国的疏散模型研究。 【关键词】 疏散模型、人员、疏散、逃生、子模型、运行模式、疏散演习 1 引 言 为了保证建筑结构的消防安全性能，各国有针对性地建立了一系列建筑设计规范，并且其已成为建筑设计者的设计标准以及消防工作者的监督依据。显然，这些规范对当前建筑空间设计产生了很大的影响。然而，随着社会的发展，建筑结构日益复杂，高层建筑的数量在我国乃至全世界处于猛增时期。规范已经越来越不“规范”，也就是说此类建筑就算消防安全系统的设计完全符合规范中的规定也不能保证其应有的安全水平，因为建筑中各部分之间的相互作用没有给予考虑。美国、新西兰、澳大利亚、瑞典、香港以及很多其它发达国家/城市正在慢慢淘汰以规范为基础的设计方法而是更倾向于采用性能化的设计。我国目前的消防工作还没有朝这方面发展，但是毫无疑问，性能化设计也是我国建筑设计的发展趋势。 以性能化标准为基础的消防安全设计是一种更具理性的设计，人员疏散系统的设计是其中的一个重要方面用以解决人在建筑中的安全程度这个中心问题。对建筑中人员逃生模式进行模拟能够真实而有效地评价建筑物疏散系统的性能。因此，建立疏散模型可以说是建筑消防安全性能化设计的核心。 现代建筑结构的复杂性决定了用简单的计算是不可能对逃生模式进行模拟的。随着数字化计算机的发展，已有二十多种以计算机为基础的疏散模型被不断开发出来或正处于开发之中。有一些模型甚至可以描述并显示出人的移动情况，比如EXODUS、SIMULEX、EGRESS和VEGAS等。它们为消防研究人员进行消防安全工程研究提供了很有价值的信息。 现代采用性能化方法进行消防安全设计的复杂建筑中，建筑师或消防工程师可以采用疏散模型计算评价疏散系统的可行性与有效性。但是，很多现存的疏散模型非常复杂不适合建筑设计者们使用，只有少数一些模型可以运用于实际操作之中。本文所要介绍的建筑EXODUS模型即是其中的一种。EXODUS模型是一套软件工具，用于模拟多种场合下数目众多的人员的疏散情况。EXODUS家族目前包括建筑EXODUS、航空EXODUS和海运EXODUS，同时EXODUS的铁路版本正处于研究之中，此外还研究出vrEXODUS使EXODUS疏散情况用三维图像显示出来。显然建筑EXODUS模型用于建筑设计中，其是当前建筑设计的主要方法之一。 2 火灾中影响人员疏散的主要因素及疏散模型的主要依据 2.1 火灾中影响人员疏散的主要因素 2.1.1 火灾中人员疏散过程 通常把疏散过程分为预动作和逃生两个主要过程。 （1）预动作过程开始于报警器或者其它线索向人们发出着火的信号，结束于人们开始向出口逃生的时刻。预动作过程又包含两个子过程： 认识过程：它开始于报警器或者其它线索向人们发出着火的信号，结束于人对这个信号即将做出反应之时；在这个阶段，人们还在从事报警器或其它线索发出信号之前的活动（比如购物，吃东西，看球赛等），当人们意识到必须停止正常活动并对处于发展之中的险情做出举措之时，便是进入下一阶段的时候。 响应过程：它开始于人对信号做出第一个反应，结束于人们开始向出口逃生的时刻；在这个阶段，人们开始了一系列各种各样的活动（收捡财物，找孩子及其他家庭成员，快速调查周围情况，警告其他人，灭火等等）准备逃离险地。 有一点很重要：在预动作时期人们所做的事情范围非常广，包括移动，这里移动的直接原因并逃离现场，而是获取信息、购物等其它原因。 （2）逃生过程开始于人们开始向出口逃生，结束于当人们刚刚到达安全地或离开建筑物。其是指人们为了离开建筑物或到达一个安全地带所做的向出口或通过逃生路线的有目的性的移动。分析逃生过程时应将人员从房间内到通往疏散通道的房门口的时间考虑在内，还需考虑人员在疏散通道上的前进方式。 此处对疏散过程的分析事实上是对其实际情况的简化，在真实的火灾情况下疏散，人们的行为及其后果是非常复杂