中学教学楼人流交汇处人员疏散行为规律及速度模型研究

摘要

教学楼中主要的疏散人员是学生，具有人员年轻、移动能力较强、自我保护意识较差等特性，可能呈现出与一般建筑疏散实验不同的规律和特性。而针对目前疏散模型、疏散软件的局限性和教学楼多层建筑的复杂性，通过组织相关实验获取教学楼疏散中人员的行为特征和特性参数，可以为疏散应急管理和建筑性能化设计提供科学依据和数据支持，因此进行教学楼的疏散实验的统计研究至关重要。
　　本文主要针对国内现有教学楼火灾实际疏散演习数据比较缺乏的问题，在整理总结国内外相关研究成果的基础上，记录并统计吴仲良中学教学楼疏散演习的真实数据，研究教学楼不同区域人员疏散的行为特征和特性参数，主要得到以下研究成果:
　　(1)在疏散中，不同区域的速度符合正态分布，走廊中的疏散速度范围为0.4-4.3m/s，平均速度为1.88m/s;梯段中疏散速度范围为0.4-1.0m/s，平均值为0.70m/s;人流交汇处的速度范围为0.1-0.9m/s，平均速度为0.34m/s。人流交汇处的速度最小，其次是梯段，与其他区域相比，人流交汇处会出现长时间的拥堵。
　　(2)走廊其密度分布主要处于0.3-0.8per/m2之间，最大密度为1.32per/m2,平均密度为0.58per/m2;楼梯段人员密度的范围为2.0-4.8per/m2,平均密度密度为4.2per/m2;人流交汇处的在整个疏散过程中其密度分布主要处于2.5-4.1 per/m2之间，最大密度为5.1 per/m2,平均密度为3.2per/m2。可以看出，楼梯段处密度最大，其次是人流交汇处，走廊上的密度较小，而在疏散过程中，交汇处和楼梯中的密度都相对比较稳定。
　　(3)人流交汇处的速度与密度关系为D＜0.54per/m2时，S=0.76,D＞0.54per/m2时，S=1.402-0.367D;走廊中速度与密度关系为D＜0.54per/m2时，S=2.71,D＞0.54per/m2,S=3.259-1.887D;楼梯段中速度与密度关系为D＜1.0per/m2时，S=0.79,D＞1.0per/m2时，S=0.825-0.050D。总体上，速度与密度满足速度随密度的增加而减小的规律。但与美国工程师手册上归纳的速度与密度的经验公式存在差异。
　　(4)人流进入下个梯段的竞争关系与不同人流的人数和进入楼梯的先后顺序有关，先进入楼梯间的人流比较致密有序，其他人流比较难破坏原有队伍的结构，而人流人越多这人群产生的压力就越来越大，不同方向的人流在压力的作用下交替进入楼梯间，最终，达到平衡。先进入楼梯间和人数较多的人流在竞争中都具有优势。
　　(5)楼梯走道交汇处，人员存在排队现象，一般形成一个扇形结构;而楼梯走道交汇处小群体现象，往往会降低身后的人员疏散速度。

目录

声明

摘要

第1章 绪论

1．1 研究背景和意义

1．1．1 我国火灾的形势

1．1．2 教学楼火灾现状

1．2 国内外研究现状

1．2．1 国外研究现状

1．2．2 国内研究现状

1．3 研究内容与方法

1．3．1 研究内容

1．3．2 研究方法

1．3．3 研究技术路线

第2章 中学教学楼人员疏散实验方案

2．1 学校概况

2．2 实验方案

2．3 实验过程

第3章 教学楼门洞通行能力分析

3．1 参数计算

3．1．1 人员密度

3．2 受密度影响较小的教室门洞通行能力分析

3．3 受密度影响较大的教室门洞的通行能力分析

3．3．1 门洞外人员密度对门洞通卜t'J酏l驼力的影响

3．2．2 楼梯口密度对门洞通行能力的影晌

3．3 小结

第4章 走廊中疏散速度与密度实验研究

4．1 参数的计算

4．1．1 疏散速度

4．1．2 人员密度

4．2 不同密度下走廊上的疏散情况

4．3 走廊中的疏散速度的分布

4．4 走廊中疏散人员密度分布

4．5 走廊中速度与密度关系的讨论

4．5 小结

第5章 梯段中疏散速度与密度实验研究

5．1 参数计算

5．1．1 疏散速度

5．1．2 人员密度

5．2 人员疏散所用时间

5．3 梯段中人员疏散速度分布

5．3．1 各楼梯间速度

5．3．2 梯段平均速度

5．4 梯段中疏散人员密度分布

5．4．1 疏散过程中密度变化

5．4．2 梯段内平均密度

5．5 梯段中速度与密度的关系讨论

5．6 梯段中人员通行能力

5．6．1 梯段中通行能力

5．6．2 梯段中流量与密度关系

5．7 小结

第6章 教学楼人流交汇处疏散速度与密度实验研究

6．1 参数计算

6．1．1 疏散速度

6．1．2 疏散距离

6．1．3 人员密度

6．2 人流交汇处人员速度分布与密度分布

6．2．1 人流交汇处疏散速度分布

6．2．2 人流交汇处的密度分布

6．2．3 人流交汇处速度与密度关系的讨论

6．3 人流交汇处的特别现象

6．3．1 排队现象

6．4．2 汇流现象

6．3．3 小群体现象

6．4 小结

结论与展望

致谢

参考文献