学生宿舍楼安全疏散国内外研究现状
时间:2017-06-13 21:37 来源:毕业论文 作者:毕业论文 点击:次
| 在我国，人员安全疏散的研究起源于上世纪80年代，主要的研究机构有中国科学科技大学、公安部四川消防研究所、东北大学以及香港城市大学等。香港城市大学的有关研究人员提出了利用计算机虚拟现实的技术收集人员在火灾中行为量化数据的调查方法，并结合火灾后的问卷调查及疏散演习等手段收集了大量有关火灾中人员行为的数据。比较详细地研究了宿舍楼建筑物防火通道内的标识(如灯光、指引、广播等)对人员疏散行为的影响，得出了一些有价值的结论，建立了网格疏散模型(SGEM)[1]。该模型在几何空间上将建筑物划分成能反映人员具体位置的细网格，并利用拉格朗日方法分析每个人员在建筑物内的移动速度。对于建筑人员疏散特性基础数据研究有采用情境实验法，建立真实客观的现场火灾模型对本专题进行现场疏散演习，采集相关数据，同时结合问卷式方式对火灾中疏散逃生人员进行跟踪调查所取得的数据，得出人员疏散基础数据，包括人在楼梯中的疏散速度、人在走廊中的疏散速度、人们意识到火灾发生的方式、失火后人的第一反应与第二反应等等。10185 另外，我国对高层建筑安全疏散的研究主要还是依靠国外的一些经典的模型然后在这些模型的基础上，结合理论方法提出一些小的模型，如基于元胞自动机理论的人员行为微观离散模型，基于人群动力学理论的改进模型和基于遗传算法可靠性评估模型研究[2]。其中有CAFE(Cellular Automata with Forces Essentials)，该模型在人员行为疏散速度以及“块即是慢”效应等方面都可以得到与社会模型形同的结果，而运算速度则比社会力模型大为提高，以此模型为基础，研究人员编写了人员疏散模拟软件SafeGo，结合建筑结构特征，依靠人员疏散的速度、分布等关键参数，对人员疏散过程进行动态量化分析。 国外研究现状分析 人员疏散实验研究 国外对安全疏散中的人员疏散的时间计算，一般有经验公式的计算，例如，Togawa公式、Melinek和Booth公式、Pauls公式、Predtechenski和Milinsk公式等，以及使用人员疏散计算模型，通过模型的设计对各类建筑中的人员安全疏散进行评估。国外对人员疏散计算机量化模拟研究到目前为止至少有30 年的历史，最早公开发表相关方面的论文在1982 年[2]。 通过查阅相关文献，学生宿舍楼安全疏散可以以应急疏散演习为研究对象，如使用火灾模拟软件FDS研究人员疏散的安全性，考虑在最不利的火灾场景下，火灾对安全疏散的影响[3]。FDS是由美国NIST(National Institute of Standards and Technology)开发的场模拟程序，是一种以火灾中流体运动为主要模拟对象的计算流体动力学软件，可构建烟火运动场模型。该软件采用数值方法求解受火灾浮力驱动的低马赫数流动的N-S方程，可用于计算火灾中的烟气和热传递过程。近年来大涡模拟(LES)在科学研究和工程实践中越来越受到重视，在利用FDS进行火灾模拟时均选用大涡模拟。由于FDS程序是开放的，其准确性得到了大量实验的验证，因此FDS在火灾科学领域得到了广泛应用。 FDS+EVAC软件是由芬兰VTT技术研究中心在美国国家标准技术局(NIST)火灾动力学模拟软件(FDS)的基础上研发的疏散软件，可以同步模拟火灾发展和火场中人员的疏散情况[3]。该模型有两个假设，一是将人视为自驱动的有几何和物理特征的粒子；二是在运动过程中会受到外界物理力与“社会一心理力”的影响，人人都会有自己的运动控制方程，建筑物内存在着一个虚拟的，符合流体力学规律的、指示人员向出口方向行动的二文“人流”流场。该“人流”流场是理想化的流场，不考虑人员的“再进入行为”、“羊群行为”、“回避行为”等对流场的扰动。运用FDS的流场求解器求解二文不可压缩势流的数值近似解。像在出口安装了一台虚拟的“抽风机”一样，吸引“人流”从建筑物内流出。这种方式能够产生较好的人员疏散流场，该流场指引人员选择疏散出口与路线，疏散路线不一定是最短的，通常情况下会是接近最短路线的。 (责任编辑：qin) |