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基于性能化的高层学生公寓火灾下人员安全疏散研究

作　者: 李卢燕
导　师: 武乾
学　校: 西安建筑科技大学
专　业: 土木工程建造与管理
关键词: 高层学生公寓性能化防火设计性能化安全疏散设计模糊综合评判
分类号: TU241.3
类　型: 硕士论文
年　份: 2013年
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内容摘要

随着我国经济的蓬勃发展和高等教育事业的蒸蒸日上，在校大学生人数剧增。与此同时，各类校园突发事件频频上演，尤其是高层学生公寓的失火事件，严重影响学生的生命财产安全和学校的科教文化建设，甚至带来恶劣的社会负面影响。高层学生公寓的建筑形式多为内廊式，平面几何尺寸长，每层房间布置密集且居住人数众多，由于火灾时疏散距离长和人多空间少的现实，多数学生会面临拥堵在出口无法疏散的困境，导致贻误疏散时机。同时，层数高也给安全疏散带来了巨大挑战。而安全疏散是保障紧急突发事件时人员生命安全的必需手段。为了降低高层学生公寓火灾时给师生带来的伤害，促使更多学生能够在火灾情况下安全逃生，提高校园的安全稳定性，论文以性能化的思想为指导，对高层学生公寓火灾情况下人员安全疏散问题进行了研究，旨在为高校制定应急疏散预案和相关建筑的疏散避灾策略、性能化疏散设计及其评估技术提供可靠的依据。论文研究的重点主要在以下几个方面：1.详细阐述了性能化防火设计的思想，论述了处方式防火规范的局限性，提出了性能化防火设计的目的、技术阶段和基本步骤，为全文展开研究奠定了理论基础；2.介绍了性能化安全疏散设计理念和安全疏散的评估标准，分析了影响疏散的火场因素以及火灾事故时人员的心理和行为特征，给出了可用安全疏散时间和所需安全疏散时间的计算方法，为构建性能化安全疏散设计的评估模式创造条件；3.以某高层学生公寓为实例建立了性能化安全疏散设计的评估模式。根据实况，设置火灾场景，建立设计火灾，通过FDS软件模拟得出了可用安全疏散时间，通过经验预测法和日本手算法确定了所需安全疏散时间，继而比较了两项时间的大小，对高层学生公寓的安全疏散问题进行了判定和讨论；4.以满足疏散性能要求为准则，用模糊综合评判法对影响高层学生公寓疏散系统发挥疏散能力的相关因素进行了量化计算，评定了公寓疏散系统的整体疏散性能，从更深层面确保了安全疏散过程的顺利性，同时也为性能化安全疏散设计提供了参考意见。

全文目录

摘要  3-5
Abstract  5-10
1 绪论  10-23
  1.1 研究背景  10-13
    1.1.1 火灾及建筑火灾的危害  10-11
    1.1.2 我国的火灾形势  11-12
    1.1.3 我国高层学生公寓火灾现状  12-13
  1.2 安全疏散研究的技术依托  13-15
  1.3 性能化防火设计研究进展  15-18
    1.3.1 国外性能化防火设计的发展  15-16
    1.3.2 我国性能化防火设计的发展  16-18
  1.4 人员安全疏散研究现状  18-20
    1.4.1 国外人员疏散的研究情况  18-19
    1.4.2 我国人员疏散的研究情况  19-20
  1.5 论文研究的意义和内容  20-23
2 性能化防火设计理论  23-31
  2.1 现行建筑设计防火规范的局限性  23-24
  2.2 性能化防火设计思想  24-25
  2.3 性能化防火设计的基本目的和技术阶段  25
  2.4 性能化防火设计的基本程序  25-31
3 基于性能化的安全疏散评估模式构建  31-52
  3.1 性能化安全疏散设计的思路  31-33
  3.2 性能化安全疏散设计的原则  33
  3.3 安全疏散的评估标准  33-34
  3.4 性能化疏散中基础参数的设定  34-38
    3.4.1 人员步行速度  34-35
    3.4.2 人员密度  35-36
    3.4.3 人员密度与步行速度的关系  36
    3.4.4 人员数量  36-37
    3.4.5 流动系数  37
    3.4.6 有效宽度  37-38
    3.4.7 安全裕度  38
  3.5 火灾到达危险状态的判据  38-42
    3.5.1 影响安全疏散的火场因素  38-41
    3.5.2 火灾临界危险状态的确定  41-42
  3.6 人员安全疏散计算  42-52
    3.6.1 影响安全疏散的人员特性  42-45
    3.6.2 疏散时间的计算  45-52
4 高层学生公寓性能化疏散设计  52-75
  4.1 高层学生公寓的界定  52-53
  4.2 工程概况  53-55
  4.3 防火安全目标和安全性判据  55-57
    4.3.1 性能化防火安全目标  55-56
    4.3.2 性能化安全疏散判定准则、判据  56-57
  4.4 性能化疏散评估内容  57
  4.5 火灾场景的设计  57-63
    4.5.1 危险源辨识及火灾危险性分析  58
    4.5.2 火灾发生的位置  58-59
    4.5.3 火灾模型的选择  59-62
    4.5.4 火灾规模确定  62-63
    4.5.5 设计火灾场景  63
  4.6 火灾的计算机模拟  63-70
    4.6.1 FDS 火灾模拟软件简介  63-64
    4.6.2 实例的模拟和分析过程  64-70
  4.7 人员安全疏散所需时间的计算  70-73
  4.8 性能化安全疏散设计的评估  73-75
5 高层学生公寓疏散系统的综合评价  75-84
  5.1 本章开展研究的意义和内容  75-76
  5.2 高层学生公寓人员疏散评价指标体系  76-79
    5.2.1 评价指标的选取原则  76
    5.2.2 建立评价指标集  76-77
    5.2.3 确定各层次指标的权重  77-79
  5.3 模糊综合评价的数学模型  79-82
    5.3.1 确定评价对象的因素集  79-80
    5.3.2 建立评级对象的评价集  80
    5.3.3 确定单因素的隶属度  80
    5.3.4 多级模糊综合评价  80-82
  5.4 高层学生公寓疏散系统的模糊综合评价  82-84
6 结论与展望  84-87
  6.1 结论  84-85
  6.2 展望  85-87
参考文献  87-92
致谢  92-93
作者读研期间的研究成果  93

基于性能化的高层学生公寓火灾下人员安全疏散研究

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