高层建筑楼梯与电梯耦合的安全疏散策略研究

人员疏散是高层建筑火灾应急管理中重要问题之一。仅依靠楼梯无法在火灾初期安全快速地大批量疏散人群，必须引入其他疏散途径，才能达到安全疏散的要求，而引入电梯，实现楼梯电梯耦合疏散，成为未来高层建筑火灾垂直疏散的新趋势之一。运用BuildingEXODUS从不同建筑高度、不同人群密度、不同人员类型3个方面，运用楼梯模式、A型Shuttle Floor模式、B型Shuttle Floor模式、Sky Lobby模式4种模式进行模拟，提出每种情况的最优疏散策略。研究结果表明:任何层数的高层建筑都存在1个或数个最佳分离楼层使楼梯电梯耦合疏散的效率最高；在运用楼梯以及耦合方案2时，疏散时间与建筑高度呈线性关系，且随着楼层的增高耦合方案2所用疏散时间越来越接近楼梯疏散时间的二分之一；不同人群密度与最佳分离楼层无关；当人员平均疏散能力较高时，最佳分离楼层会上移反之则会下降。     

高层建筑火灾初期人员疏散策略的优化分析

通过分析高层建筑火灾条件下的人员安全疏散问题,构建了高层建筑火灾初期的垂直疏散模型,并提出2种疏散策略.策略Ⅰ:电梯停靠层以下全部用楼梯疏散,停靠层及以上楼层用电梯疏散;策略Ⅱ:各楼层人员按不同比例通过电梯进行疏散.然后通过调用随机函数,在一个动态运行模式下求解模型,分析停靠层、楼层人数及电梯疏散人数比例对疏散效果的影响,得到2种策略条件下的近似最优解.分析楼梯、电梯的疏散规律,得出楼层人数、电梯停靠层和电梯疏散人数比例对疏散效果的影响并非单一的线性关系:楼层人数较少时,随楼层的增加,电梯疏散更具优势;楼层人数过多时,电梯、楼梯的疏散效果都不明显,此时需要合理确定通过楼梯、电梯疏散的人数比例才能提高疏散效果.比较2种策略发现,策略Ⅱ疏散时间更短,而策略Ⅰ在现实中的运行能力和可操作性更强.     

高层建筑电梯楼梯协同人员疏散的优化模式研究

高层建筑利用电梯楼梯协同疏散有利于提高人员疏散效率。通过数学建模研究了多种因素影响下的协同人员疏散优化模式,结果表明:当电梯仅在某直达层停靠,电梯停靠层及以上楼层采用电梯疏散而以下楼层采用楼梯疏散时,存在最优的电梯停靠层;在每层疏散人数均匀分布的条件下,该最优层数不受疏散人数影响,随建筑高度增加呈线性增长,随电梯最大承载量增加呈阶梯式下降,随电梯平均运行速度增加呈阶梯式下降。     

悬挂式轨道列车区间疏散模式安全性研究

为探究悬挂式轨道列车火灾时不同疏散模式对人员安全性的影响,首先基于竖向疏散模式的特性,构造人员下行速度与楼梯高度、坡度的耦合关系式;然后采用Pathfinder软件,分析不同疏散模式下疏散设施参数与人员必需安全疏散时间(t_R)的关系。结果表明：采用竖向设施的疏散方式,t_R与列车距地面的高度呈正相关关系,独立楼梯、充气滑梯均满足安全疏散要求;采用双充气滑梯的疏散方式,t_R比采用单个充气滑梯的t_R减小约35.6%;独立楼梯坡度设计宜为30～35°、宽度不小于1.3 m;横渡板宽度优选1.5 m,疏散平台宽度不小于1.3 m;疏散平台+楼梯组合疏散,楼梯间距为200 m时,列车在区间任意位置的t_R约等于415 s,小于900 s,满足安全疏散要求。从经济性和可持续性角度,推荐采用独立楼梯为主、其他设施为辅的疏散方式。     

高层公寓式住宅建筑电梯协同楼梯疏散策略研究

为探索高层建筑利用电梯协同楼梯疏散以提高疏散效率的可行性,基于现有的电梯协同楼梯疏散研究成果,运用Pathfinder构建某高层住宅建筑实例模型,研究楼层总数及电梯数量对电梯最佳停靠层的影响,提出2个电梯协同楼梯的疏散策略,并对策略进行优化分析。结果表明:电梯最佳停靠层随楼层总数的增加,呈现“平台阶变”的特征和线性增加的趋势,但随楼层总数的增加,最佳疏散层在“平台阶变”后会更加远离顶层;策略1（顶层优先策略）下因存在最佳分离楼层使得该策略下的总疏散时间最短,策略2（分段顶层优先策略）可有效提高电梯利用率,通过对策略2下的人员使用电梯比例进行控制,可进一步提高疏散效率,该优化策略可将总疏散时间从仅楼梯无电梯疏散的804 s缩短到580 s,使疏散效率提升27.9%。     

基于Pathfinder的高校教学楼出口人员疏散仿真研究

针对高校教学楼出口人员疏散问题,基于现场观测数据,运用Pathfinder2015软 件平台设置建筑物和人员运动参数,对某高校教学楼进行人员疏散模拟仿真。通过设计 调整教室排课疏散场景,仿真不同场景下各楼梯出口的疏散时间、累计疏散人数和平均 人流量变化情况,利用Origin9.1数据图形可视化对比分析教室排课调整使用前后教学 楼的人员疏散情况。结果表明:充分利用低楼层教室排课,适当将人数较多班级分散安 排至靠近楼梯出口教室,疏散时间从609.3 s缩短至591.6 s;5楼可疏散人数由410人减 至187人,且部分楼层楼梯出口人群分布均匀;4、5楼楼梯出口平均人流量降低且小于1 人/s。因此高校应该对各班级合理安排课程,适当控制学生人数,调整教学楼的人群分 布,提高低楼层教室使用率,且充分利用各楼梯出口,缩短较高楼层人员疏散时间,提 高疏散效率。     

基于Pathfinder的某综合楼疏散模拟研究

为了提高办公楼等人员聚集场所的人员快速疏散能力,防止发生拥堵踩踏等安全问题。利用Pathfinder软件对某综合办公楼进行疏散模拟研究,根据楼内人员分布情况,研究不同楼层不同比例楼梯和电梯混合疏散的疏散时间,分析疏散过程中容易产生拥堵、踩踏等事故的情况。研究结果显示,采用楼梯和电梯混合疏散模式可以缩短疏散时间。某综合楼疏散容易产生拥堵的区域为一楼电梯厅与楼梯交汇处;主出入口疏散效率不高,在疏散过程中应设置疏散引导员,为综合办公楼日常管理和疏散安全管理提供借鉴。     

深埋地下空间电梯楼梯协同疏散的仿真实验研究

为研究灾害中如何有效疏散人员的问题,依托重庆沙坪坝综合交通枢纽工程,通过pathfinder软件对沙坪坝综合交通枢纽地下空间人员疏散进行仿真模拟,研究电梯楼梯协同疏散在人员密集地下空间建筑疏散的可行性。结果表明:电梯楼梯协同疏散相对于传统楼梯疏散具有更大的优势,疏散时间相比传统疏散方式减少了约一半。     

地铁四线换乘枢纽高峰客流火灾疏散模拟研究

地铁换乘枢纽车站结构复杂、客流密度高,火灾情况下的应急疏散难度大,为研究地铁大型换乘枢纽火灾事故时的客流疏散模式,以四线换乘枢纽CGM站为例,使用building EXODUS软件,分别研究楼梯组、电梯、出入口和闸机组这4类设施无法使用时对乘客疏散时间的影响,以及各场景下乘客的疏散策略。考虑仅站厅乘客参与疏散、1辆列车上的乘客参与疏散、2辆不同线路列车上的乘客参与疏散这3种情况,共设置155个工况。研究结果表明:出入口对于疏散时间的影响较大;楼梯组次之;电梯和闸机组的影响明显小于前2者;同类设施中,由于设施位置及几何特征存在差异,各设施对于疏散时间的影响不同;随着疏散人数的增加,同一设施对于疏散时间的影响随之增加;所有出入口可以使用时,各线路独立疏散时效率较高;发生出入口火灾时,打开线路间换乘通道的防火卷帘门可降低所需疏散时间。     

老年人照料设施中失能老人疏散策略研究*

为探究高效安全的老年人照料设施中失能老人疏散策略,通过构建失能老人全部疏散模式、佩戴防毒面具的就地保护模式和混合疏散模式下护理人员的行为模型,以河南平顶山“5.25”特别重大火灾事故为背景,运用Pathfinder2018软件模拟佩戴防毒面具的就地保护模式下防毒面具集中存放和独立存放方式对疏散效果影响,分析防毒面具独立存放条件下混合疏散模式的疏散效果。结果表明:防毒面具独立存放方式较集中存放方式用时减少86.8 s,减少了38.8%;护理人员辅助救助时间与运动时间、疏散距离、救护老人人数和救助房间数有关,集中存放方式下救助房间数影响较大,独立存放方式下救助房间数对辅助救护时间影响不明显;防毒面具独立存放方式下混合疏散模式与佩戴防毒面具的就地保护模式相比,火灾直接威胁区内失能老人疏散时间减少19.775 s,减少了16.6%,疏散效率高,实效性强。研究结果对医疗机构和托幼机构人员疏散具有一定的借鉴意义。     

地铁同站台高架换乘车站火灾人员疏散研究

为研究地铁同站台高架换乘车站发生火灾事故的疏散模式,以具有该换乘形式的某实体车站的全尺寸火灾实验烟气扩散规律为基础,使用buildingEXODUS软件研究该车站站厅、站台、设备区、停靠列车等多个区域火灾场景下乘客疏散所需的时间。对比分析站厅中部闸机、站厅楼扶梯入口及站厅出入口附近3处发生火灾的场景,分别研究地铁车站内闸机及栅栏门、自动扶梯、应急出口等设施的运行状态对于疏散结果的影响,获取每种工况下的疏散时间,3种火灾场景下,上行扶梯关闭、所有闸机及栅栏门打开、应急出口打开能够有效减少疏散时间,火源位于楼扶梯入口时对疏散时间的影响最大;研究站台中部、站台楼扶梯入口2处发生火灾的场景下,扶梯运行状态对于疏散时间的影响,上行扶梯停止运行后的乘客疏散时间相较于扶梯上行时分别降低41%,35%;分析设备区火灾对于设备区内工作人员疏散时间与乘客疏散时间的影响,由于工作人员数量相对较少,对车站整体疏散时间影响不明显;对比分析4B编组列车车头、车中及车尾发生火灾的场景对于乘客疏散时间的影响,火源位于车中时对疏散时间的影响最大。     

地铁枢纽车站大客流疏散性能评估及策略优化研究*

为分析大型地铁枢纽车站人员疏散通过能力、疏散瓶颈位置和车站疏散策略优化方案,利用数值模拟研究某大型整体式站厅枢纽换乘车站人员疏散过程。研究结果表明:楼扶梯和出入口是车站疏散过程中的关键瓶颈,当疏散通过能力较大的出入口E或楼扶梯组8停止使用时,导致站厅疏散时长和站台疏散时长大幅增加;采用引导乘客均匀使用各楼扶梯疏散以及站厅增加应急出口等优化措施,可显著提高车站疏散效率。     

基于结构重要度的地铁人员疏散瓶颈识别方法

为了提出一种新的量化人员疏散瓶颈的识别方法。以某地铁站为例,运用EVACNET4模型软件,模拟该地铁站发生火灾等事故时,人群的疏散情况,采用网络结构效益与结构重要度结合的方法查找疏散过程中的瓶颈所在,通过计算疏散瓶颈的结构重要度,将各瓶颈按其对车站安全疏散的影响程度排序,找出瓶颈制约点。结果表明:地铁站内的自动扶梯的开闭状态对疏散时间的影响很大,在发生火灾等特殊事件时应将自动扶梯停止运行,当作楼梯使用。同时,闸机的开闭状态也会影响疏散时间,但只要保障疏散过程中闸机可用,人员均能在规定的时间内完成疏散。通过对比分析门扉式闸机和三杆门式闸机的优劣,在建设地铁时,主要应以门扉式闸机为检票通道。     

自动扶梯运行方式对地铁站台人员安全疏散的影响

地铁车站站台人员密集,客流量大,在火灾等应急条件下对人员安全疏散有较高的要求.目前自动扶梯在地铁车站中大量应用,其运行方式(上行、下行、停运、反转)对地铁车站内人员安全疏散有较大影响.利用人员疏散网络模拟软件EVACNT7对某地铁站台层人员向站厅层疏散进行数值模拟,研究了当自动扶梯正常上行时的输送能力,并与不同人流条件下的楼梯的输送能力进行了对比,得到动态折算系数.同时也研究了当自动扶梯停运作为疏散通道使用时的输送能力,并与人流条件优化时的疏散楼梯输送能力进行了对比得到静态折算系数.还研究了下行的自动扶梯在火灾等应急条件下反转上行以降低人员疏散时间,并给出了一种下行自动扶梯反转最迟完成时间的计算方法.研究工作可以为同类地铁站台人员安全疏散设计和应急预案制定提供参考.     

Research on OREMS-based large-scale emergency evacuation using vehicles

In densely populated urban areas, in the event of the toxic gases leak, how to accurately determine the risky zone and take effective measures to evacuate inhabitants quickly out of dangerous areas and minimize the unexpected losses is a tropical topic in China. First, the ALOHA code defined any interested accidents scenarios. For any different exposure times and concentrations, the distances down wind direction could be determined, which eventually generated the dead zone, wounded zone, injured zone and evacuation zone. Then, it presented the procedure of an emergency evacuation routes selection, the choice of the principle of refuges and shelters for evacuated inhabitants, as well as evacuation traffic organizations, vehicle assignments, real-time communications and other traffic evacuation strategies. Finally, the OREMS code was proposed to study the sudden leak accident and design emergency response policies (ERP). A sudden gaseous leakage incident in Tianjin Olympic stadium was chosen as an example to verify the raw ERP including the evacuation road network design, the evacuation time for vehicles, vehicle running conditions and the possible road congestions. Results showed that when the radium of the emergency evacuation scope is about 3 km, the time for evacuation of 50% vehicles is proper.     

分离岛式地铁站可用安全疏散时间计算与比较分析*

为研究大客流地铁车站风险因素,提出车站疏散能力分析的基本要素,结合某分离岛式地下车站,采用规范计算及精细网格模型对可用安全疏散时间进行计算与比较分析。结果表明:楼扶梯的通过效率、车站结构形式、疏散人员的数量及分布情况等因素对仿真模拟的结果产生影响;《地铁安全疏散规范》（GB/T 33668—2017）综合考虑了疏散至楼扶梯入口时间、楼扶梯上平均滞留时间及通道非均匀性偏差时间等,与仿真模拟结果的吻合度较高。研究结果可为国内类似车站的安全疏散设计及运营疏散组织提供参考。