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公共安全视角下的体育场馆设计研究

作　者: 吉慧
导　师: 孙一民
学　校: 华南理工大学
专　业: 建筑设计及其理论
关键词: 体育场馆 公共安全 防灾设计对策 避难设计 安全评价方法
分类号: TU245
类　型: 博士论文
年　份: 2013年
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内容摘要


安全是全球可持续发展战略的四大要素之一，在自然灾害和人为灾害纷呈的21世纪，公共安全问题已被提到空前高度。体育场馆作为人群高度聚集、社会敏感度高的城市公共场所，一旦发生突发性公共安全事件将造成巨大的人员伤亡、经济损失和扩大化的社会负面影响。在体育场馆建设方兴未艾和体育事业蓬勃发展的中国，体育场馆的安全问题研究具有较强的战略性和前瞻性。论文针对体育场馆的自身建筑特点，以保障公共安全为设计目标，从拥挤踩踏、火灾、爆炸袭击、生化袭击、赛场暴力五种灾害入手，进行了防御突发性公共安全事件的应用性研究。疏散和防火是体育场馆安全设计的核心问题，剖析了疏散设计的若干量化指标和薄弱环节，针对火灾不同阶段提出相应的防火设计策略，肯定了性能化防火疏散设计在大空间建筑的应用趋势。论文首次提出赛场暴力概念，分析赛场暴力的产生原因，提出了防护围栏、防护沟、防护墙三种场地隔离的安全设计对策。反恐怖袭击成为体育场馆安全设计的热点问题，从建立防御汽车炸弹边界、强化建筑防爆性能和早期检测三方面探讨了应对爆炸恐怖袭击的防御策略，提出了体育馆的理想抗爆设计模式。论文归纳了防生化的一般应对方法，从源头控制毒剂释放和气流组织控制两方面提出体育馆应对生化袭击的防御策略。体育场馆可成为灾时安全庇护场所，介绍了国内应用现状，以路易斯安娜穹顶和三木体育公园为典型案例总结了国外先进经验。论文充分挖掘场馆室外场地和主体建筑的防灾避难潜力，对其平灾转化能力进行了深入思考，提出平灾结合的避难设计策略和方法。针对室外开敞空间提出了前期引入防灾单元设计理念、强化应急设施的预备、兼顾环境要素的适灾性的应灾设计对策，针对主体建筑提出了采光通风自然化、提高场地空间利用率、增强辅助用房通用性的应灾设计对策。以广州南沙体育中心为例，对一期已建的体育馆进行避难改造，对二期待建部分及时植入避难功能，将其打造为主要服务南沙区并辐射周边城市的中长期收容型避难场所。研究工作运用模糊层次分析法（简称FAHP法）,以风险理论为依据，构建了体育场馆安全评价的数学模型，实现建筑设计问题的定量化研究。筛选确定出体育场馆前四种高风险公共安全事件：依次为拥挤踩踏、赛场暴力、火灾和爆炸袭击，应用层次分析法确定安全评价结构及其各要素的权重排序，以广东奥林匹克体育场为研究案例，运用模糊运算实现专业人士主观安全评价的量化操作，进行了基于建筑设计和使用管理方面的安全定级评价研究。论文从气候安全、社会安全、城市生命线安全和食品安全四方面提出了基于大型体育赛事的大安全观，以环境设计预防犯罪理论为依据，从交通可达性、通道、边界、可进入控制、无障碍设计和风险管理六方面深入分析了体育场馆的赛时安全规划设计及安全管理要点。从管理与警力、监控与设计、通道与边界三方面搭建基于赛事安全的场馆安全评价模型，拟定出10个控制性评价指标和10个公共性评价指标，建立操作简易的加和安全评价方法，并以举办亚运足球决赛的广州天河体育场进行实证。

全文目录


摘要  5-7
Abstract  7-15
第一章 绪论  15-47
  1.1 研究背景  15-18
    1.1.1 公共安全问题日益凸显  15-16
    1.1.2 体育场馆的建设发展  16-18
  1.2 研究对象和内容  18-19
  1.3 相关概念界定  19-22
    1.3.1 安全  19-20
    1.3.2 公共安全  20
    1.3.3 人为灾害  20-21
    1.3.4 应急避难场所  21
    1.3.5 安全评价  21-22
    1.3.6 大型体育赛事  22
  1.4 相关研究综述  22-33
    1.4.1 早期安全设计思想和实践  22-24
    1.4.2 国外研究综述  24-27
      1.4.2.1 美国概况  24-26
      1.4.2.2 日本概况  26-27
      1.4.2.3 英国概况  27
    1.4.3 国内研究综述  27-33
      1.4.3.1 中国古代风水学中的朴素安全观  28-29
      1.4.3.2 国内研究现状  29-33
  1.5 安全设计理论构建  33-44
    1.5.1 宏观层面的理论建构  33-38
      1.5.1.1 系统论  33-34
      1.5.1.2 耗散结构论  34-36
      1.5.1.3 突变理论  36-38
    1.5.2 中微观层面的理论建构  38-44
      1.5.2.1 马斯洛需求层次论  38-39
      1.5.2.2 风险理论  39-41
      1.5.2.3 环境设计层面的安全理论  41-44
  1.6 研究路线和方法  44-46
    1.6.1 研究路线  44-45
    1.6.2 研究方法  45-46
  1.7 本章小结  46-47
第二章 体育场馆赛时安全设计  47-120
  2.1 疏散设计  47-63
    2.1.1 疏散设计基本内容  48-51
      2.1.1.1 疏散设计原则  48
      2.1.1.2 主要疏散方式  48-49
      2.1.1.3 疏散设计的量化指标  49-51
    2.1.2 关于现有规范量化规定的几点思考  51-54
      2.1.2.1 对疏散时间的思考  51-52
      2.1.2.2 对疏散宽度的思考  52-53
      2.1.2.3 对人员密度和流动速率的思考  53-54
    2.1.3 疏散中的薄弱环节及设计对策  54-60
      2.1.3.1 安全出口的瓶颈现象  55-56
      2.1.3.2 看台纵向通道的易跌倒现象  56-57
      2.1.3.3 薄弱环节的设计对策  57-60
    2.1.4 疏散模拟技术  60-63
      2.1.4.1 经验公式和“处方式”规范的不足  60-61
      2.1.4.2 疏散模拟技术  61-63
  2.2 防火设计  63-80
    2.2.1 大空间体育建筑的防火设计特点  63-65
    2.2.2 现有规范标准的防火要求  65-66
    2.2.3 体育馆比赛厅的综合防火设计策略  66-73
      2.2.3.1 火灾初级阶段的“探测”和“灭火”  66-68
      2.2.3.2 火灾发展阶段的“防排烟”  68-72
      2.2.3.3 动态疏散诱导技术  72-73
    2.2.4 性能化防火设计  73-80
      2.2.4.1 性能化防火设计特点和应用现状  73-74
      2.2.4.2 突破规范限制的主要表现  74-76
      2.2.4.3 性能化设计安全判据  76-79
      2.2.4.4 火灾模拟模型  79-80
  2.3 防火疏散设计实证——以广州亚运游泳跳水馆为例  80-87
    2.3.1 项目概况  81-82
    2.3.2 处方式的精心设计  82-84
      2.3.2.1 看台设计  82-83
      2.3.2.2 疏散宽度  83
      2.3.2.3 疏散时间  83-84
    2.3.3 性能化的疏散模拟和火灾模拟  84-87
      2.3.3.1 疏散安全分析和 RSET 时间的确定  84-85
      2.3.3.2 火灾危险性和 ASET 时间的预测  85-87
      2.3.3.3 钢结构屋盖的安全论证  87
  2.4 防赛场暴力设计  87-96
    2.4.1 赛场暴力的种类  88
    2.4.2 防御看台区暴力事件的设计对策  88-93
      2.4.2.1 座椅和排距  89-90
      2.4.2.2 看台覆盖物  90-92
      2.4.2.3 看台高区的监控  92-93
    2.4.3 看台与场地之间的隔离设计对策  93-96
      2.4.3.1 防护围栏  93-94
      2.4.3.2 防护沟  94-95
      2.4.3.3 防护墙  95-96
  2.5 防爆炸袭击设计  96-110
    2.5.1 爆炸破坏力的作用变量分析  97-101
      2.5.1.1 爆炸物能量大小  98
      2.5.1.2 建筑与爆炸点的距离  98-100
      2.5.1.3 爆炸入射交角  100-101
    2.5.2 爆炸袭击的一般应对方法  101-102
    2.5.3 体育场馆的防爆设计策略  102-108
      2.5.3.1 建立防御汽车炸弹的边界  102-105
      2.5.3.2 强化建筑防爆性能  105-107
      2.5.3.3 早期检测  107-108
    2.5.4 体育馆的理想抗爆模式  108-110
  2.6 防生化袭击设计  110-118
    2.6.1 生化毒剂的危害性  110-112
    2.6.2 生化袭击的一般应对方法  112-113
    2.6.3 体育馆的防生化设计策略  113-117
      2.6.3.1 污染源头上的防御  114-115
      2.6.3.2 气流的组织控制  115-117
    2.6.4 从防生化到室内空气品质  117-118
  2.7 本章小结  118-120
第三章 体育场馆灾时避难设计  120-171
  3.1 避难研究的相关界定  120-124
    3.1.1 应急避难场所的定义  120-122
    3.1.2 应急避难场所的类别划分  122-123
    3.1.3 应急避难场所的功能要求  123-124
  3.2 体育场馆在避难场所中扮演的角色  124-130
    3.2.1 国内的现状和前景  124-126
    3.2.2 国外的经验和启示  126-130
      3.2.2.1 路易斯安娜超级穹顶体育馆  127-128
      3.2.2.2 三木防灾体育公园  128-130
  3.3 体育场馆的防灾避难优势分析  130-137
    3.3.1 层级网络化的分布结构  130-131
    3.3.2 同类建筑避难性能比较  131-133
    3.3.3 体育场馆避难潜质解析  133-137
      3.3.3.1 室外大量的附属空间  133-134
      3.3.3.2 主体建筑大容量的室内空间  134-135
      3.3.3.3 安全性高的结构、消防设计  135-136
      3.3.3.4 配套完善的机电、服务设施  136
      3.3.3.5 良好的交通组织  136-137
  3.4 平灾结合的设计策略  137-152
    3.4.1 室外开敞空间的应灾对策  137-143
      3.4.1.1 前期防灾单元整合  137-139
      3.4.1.2 强化应急设施预备  139-140
      3.4.1.3 兼顾景观要素适灾性  140-143
    3.4.2 主体建筑的应灾对策  143-152
      3.4.2.1 采光通风自然化  143-146
      3.4.2.2 提高场地空间利用率  146-149
      3.4.2.3 增强辅助用房通用性  149-152
  3.5 南沙体育中心避难设计  152-170
    3.5.1 区位条件分析  153-154
    3.5.2 亚运背景下的南沙体育中心  154-158
      3.5.2.1 总体规划  155-157
      3.5.2.2 体育馆的建筑设计  157-158
    3.5.3 防灾构成  158-160
      3.5.3.1 避难设计指标拟定  159
      3.5.3.2 灾时功能分析  159-160
    3.5.4 室外开敞空间避难设计  160-167
      3.5.4.1 应急避难的功能区划  161-164
      3.5.4.2 应急交通设施及流线设计  164-165
      3.5.4.3 相关应急配套设施  165-167
    3.5.5 主体建筑的避难功能植入  167-170
      3.5.5.1 一期体育馆的避难改造  167-168
      3.5.5.2 二期主体建筑的避难设计  168-170
  3.6 本章小结  170-171
第四章 体育场馆安全评价方法  171-229
  4.1 体育场馆安全评价的 FAHP 法应用  171-195
    4.1.1 模糊层次评价方法的提出  171-173
    4.1.2 层次分析法  173-176
      4.1.2.1 评价模型的层级结构  173-174
      4.1.2.2 矩阵比较和权重值计算  174
      4.1.2.3 排序一致性检验  174-176
    4.1.3 模糊综合评价法  176-179
      4.1.3.1 评语集合的建立  176
      4.1.3.2 单因素模糊关系矩阵的确定  176-177
      4.1.3.3 模糊运算  177-178
      4.1.3.4 评价等级的确定  178-179
    4.1.4 体育场馆安全评定的 AHP 法应用  179-186
      4.1.4.1 层次结构指标系统的选取原则  179-180
      4.1.4.2 基于风险理论的层次结构  180-183
      4.1.4.3 判断矩阵和一致性检验  183-186
    4.1.5 广东奥林匹克体育场的 FAHP 法安全评价  186-195
      4.1.5.1 体育场基本情况  187-190
      4.1.5.2 评语集的建立  190-191
      4.1.5.3 准则层的模糊运算  191-194
      4.1.5.4 总体安全等级的确定  194-195
  4.2 大型赛事背景下的安全评价加和法  195-228
    4.2.1 体育赛事的大安全观  195-198
      4.2.1.1 气候安全  196
      4.2.1.2 社会安全  196-197
      4.2.1.3 城市生命线安全  197
      4.2.1.4 食品安全  197-198
    4.2.2 赛事安全的常用防御方法  198-200
      4.2.2.1 安全等级的拟定  198-199
      4.2.2.2 层级化防御圈的划分  199-200
    4.2.3 基于 CPTED 理论的安全要点分析  200-217
      4.2.3.1 交通可达性  202-204
      4.2.3.2 安全通道  204-206
      4.2.3.3 安全边界  206-209
      4.2.3.4 无障碍化  209-212
      4.2.3.5 可进入控制  212-214
      4.2.3.6 风险管理  214-217
    4.2.4 加和安全评价方法的构建  217-222
      4.2.4.1 安全评定结构  218-219
      4.2.4.2 安全评价指标系统  219-221
      4.2.4.3 安全评定标准  221-222
    4.2.5 实证——广州天河体育场亚运足球决赛  222-228
      4.2.5.1 安全概况分析  222-223
      4.2.5.2 赛事安全评价  223-228
  4.3 本章小结  228-229
结论与展望  229-234
  研究结论及创新点  229-231
  进一步研究工作的展望  231-234
参考文献  234-243
攻读博士学位期间取得的研究成果  243-244
致谢  244-245
附件  245

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