大型综合体建筑疏散指示系统的引导作用.pdf

VAE现代建筑电气
No.2 Vol 7(Serial No 74)2016
消防安全?
大型综合体建筑疏散指示系统的
引导作用
周建,陈胜
(1.西安建筑科技大学信控学院,陕西西安710055
2.西安市建筑设计研究院,陕西西安710054)
摘要:根据大型综合体建筑的特点,结合西安市某大型综合体建筑项目,对元
胞自动机的模型加以改进,建立适用于综合体建筑的疏散模型。运用疏散模型对
周建(1990-),男,
处于不同环境下的人员进行了疏散仿真。仿真结果表明,疏散指示灯的应用提高
硕士研究生,研究方
了综合体建筑在发生紧急情况下的疏散效率,可为相似综合体建筑的应急疏散设
向为智能建筑。
计提供理论依据。
关键词:综合体建筑;消防;元胞自动机;疏散模型;仿真
中图分类号:TU855文献标志码:A文章编号:1674-8417(2016)02-001204
0引言
体建筑中对人员疏散情况的影响2?。
1.1模型虚拟化
目前,我国处于城市的快速发展阶段,越来
对大型综合体建筑的环境进行虚拟化模拟,
越多的人涌入城市,使得城市建筑不断向着空间
将该空间的规则用网格形式表示。具体的表示
化、多元化方向发展,故城市综合体建筑应运而形式是:首先假设任意一个元胞个体在1时刻所
生。综合体建筑空间大,人员较多,遇到紧急情
在的位置为(i,j),则说明在该时刻单元格的位置
况时人员疏散时间较长,极易造成巨大的经济损
是在空间的第讠行第j列,其相应8个邻近元胞坐
失和人员伤亡。因此,寻求一种合理的人员疏散标分別为(-1-1)、(iー1,の)、(ら,-1)、
模型是设计大型综合体时首先要考虑的问题。
(i-1,i+1)、(i+1,j)、(i,j+1)、(i+1,-1)、
本文结合西安市某大型综合体建筑项目,对」(i+1+1)。每个元胞个体都有一些自身的特点
元胞自动机的模型加以改进,建立了适用于综
如被某些特定的物体占据,可能是空的,而且其状
合体建筑的疏散模型,并进行了仿真。
态随着时间的改变而不断地变化。元胞机模型状
态不断变化,而且在t-1时刻和时刻的模型是
1疏散模型的建立
相互紧密联系的。该模型的邻域有 Von Neumann
在建立应急疏散模型时,需要综合考虑很多
和More两种模式,如图1所示,其中黑色区域
因素,如疏散空间具有虚拟性及怎样选择疏散路
代表中心的元胞,而灰色部分表示邻域。
径等因素。本文主要说明疏散指示在大型综合
模型虚拟化的作用就是对综合体建筑的疏
陈胜(19-),男,硕士研究生,从事建筑能耗与监测工作。
基金项目:国家自然科学基金项目(51178313)
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?消防安全?
No.2 Vol,7(Serial No, 74)2016
疏散具有延迟性,且受其他因素的影响,本文选
择利用W. Daamen& Hoogendoorn提出的人群移
动速度和人群密度关系的表达式:
D=1.34[1-e1(?)
(a) Moore邻域
(b) Von Neumann s邻域
式中:ーー人群移动速度,m/s;
图1两种邻域方式
人群密度,人/m2
散区域进行相同面积的网格划分。在所有的网
若D<5,人群不会出现迟滞和拥挤的情况
格中都有一个不同的元胞,则整体就形成了综合
1.2引入疏散指示灯
体建筑的元胞空间,表示在疏散区域中每个人占
为了很好地表示在疏散照明中指示灯对疏
据一个元胞空间。在疏散模型中,精度的高低直
散的影响,在模型中添加指示灯的设置模块。
接决定仿真模拟效果的好坏,且网格的边长也决
GB50016-2014《建筑设计防火规范》中指
定模型的精度大小。为了保证很高的分辨率,必
出,疏散指示灯应包括楼梯道出口处的疏散指示
须使网格边长尽可能得短,不仅满足该模型的要
和在建筑安全通道的指示灯。在建筑综合体中,
求,同时提高了模型的准确度。我国成年人身体
疏散指示灯有两种不同的布设方式:附着式和地
的几何尺寸如表1所示。
埋式。附着式是将灯布设在墙上,覆盖区域类似
于一个扇形;地埋式将灯具全部埋在地面上,具
表1中国成年人身体的几何尺寸
有很宽的覆盖范围,类似于一个圆形。疏散指示
百分最大肩宽/cm肩宽/em胸厚(cm
灯覆盖范围示意如图2所示。
位数/%男女男女男女
285
36.232.532.029.415.613.9
38.735.133.231.117.515.1
半径
半径
41.237.534.332.718.316.5
张角
44.840.238.236.920.319.8
17.543.640.938.423.122.3
(a)附着式
(b)地埋式
9046.942.738.236.321.220.5
图2疏散指示灯覆盖范围示意
9949.646.442.140.025.824.0
在综合体建筑中,疏散指示灯主要为疏散的
人员提供通道和出口的准确信息。在疏散模型
从表1可见,在平面空间中人员占据的一块
中,要对疏散指示灯具进行如下设置
区域类似于椭圆,根据测量的人员尺寸数据可以
(1)选择指示灯的型号,在不同的位置选择
计算椭圆的面积为0.128m2。将单元格划分成
不同的灯具,在建筑拐角过道选择方向指示灯,
0.4mx0.4m的单元格,综合体建筑中每一个人
在出口选择出口指示灯。
员的所在面积表示为一个单元格。这样的划分
(2)设置指示灯影响的区域范围,是以灯所
不仅能减少在模拟仿真中的重复现象,更能准确
占的网格为中心,向四周扩散的网格。如果采用
地反映出综合体建筑中人员的位置。
附着式,设影响半径为6个网格,张角为150°;选
在模拟环境中,人员的移动特点能很好地反择地埋式,假设影响半径也为6个网格,而张角
映模型的真实性,这些特点既是重要的参数,也
为360°。
是模型中要解决的难点。一般,模型中人员的行
(3)把已经设置过的指示灯属性复制到特
进速度、方向都是固定不变的,在实际的疏散环
定的网格。出口指示灯和地埋式方向指示灯离
境中这些都是不断变化的。考虑建筑体中人员散后的覆盖范围示意如图3所示。