基于人员体质特征行为的地下空间疏散楼梯设计研究

Ensuring the safety of underground space is one important part of a sound urban public safety system. Although the development of China’s underground space is towards the trend of systemization, deepening and compound, its lack of evacuation route makes escape difficult and easy to cause serious casualties during devastating disasters. Safety evacuation is an important guarantee for the life issue of underground space personnel, among which stair is the most important, reliable and effective way to ensure people’s vertical evacuation safety. However in China, theoretical researches on the uniqueness of the stair design for ascending evacuation in underground space stair is insufficient, and standard data sources and evacuation reference parameters are mainly in the evacuation from descending with weak pertinence and guidance. Based on the theory of safety behavior, using experiment and quantitative analysis research methods, this project studies the correlation among physical characteristics during ascending evacuation process in underground space, physiological fatigue effects and design parameters of evacuation stair to form a physical behavior database. Combining the changes of superficial, middle and deep underground space, this project proposes a method for stair design in ascending evacuation and aims to establish mathematic models of ascending evacuation rate. On this basis, this project attempts to provide technical guidelines and support, and performance-based evaluation for China’s evacuation stair design in underground space so as to supplement and improve the safety design theory of cities and buildings.

保障地下空间安全，是健全城市公共安全体系的重要内容。我国地下空间正向规模化、深层化、复合化方向发展，在破坏性灾害事件下，地下空间疏散路径单一，逃生困难，易造成重大人员伤亡。安全疏散是地下空间人员生命安全的重要保障，楼梯是确保人员垂直疏散最主要、最可靠、最有效的手段。我国楼梯设计针对地下空间上行疏散特殊性的理论研究不足，规范数据来源和引用参数以下行疏散为主，针对性弱、指导性不强。本课题以安全行为学理论为切入点，采用实验和量化分析的科学方法，研究人员在地下空间上行疏散过程中的体质特征、生理疲劳效应与疏散楼梯设计参数的相互关系，形成体质特征行为数据库；结合浅层、中层、深层地下空间深度变化，提出适合人员上行疏散的楼梯设计方法，建立人员上行疏散速度的数学模型；在此基础上，形成地下空间疏散楼梯设计技术指南，为我国地下空间楼梯设计与性能化评估提供技术支撑，补充和完善我国城市及建筑安全设计理论。

保障地下空间安全，是健全城市公共安全体系的重要内容。我国地下空间正向规模化、深层化、复合化方向发展，在破坏性灾害事件下，地下空间疏散路径单一，逃生困难，易造成重大人员伤亡。安全疏散是地下空间人员生命安全的重要保障，楼梯是确保人员垂直疏散最主要、最可靠、最有效的手段。而我国楼梯设计针对地下空间上行疏散特殊性的理论研究不足，规范数据来源和引用参数以下行疏散为主，导致相关的标准规范针对性弱、指导性不强的现状。. 本课题以安全行为学理论为切入点，通过对城市地下空间疏散楼梯的现状数据采集，采用实验和量化分析的科学方法，研究了人员在地下空间上行疏散过程中的体质特征、生理疲劳效应与疏散楼梯设计参数的相互关系，形成人员体质特征行为数据库和疲劳度量化模型；结合浅层、中层、深层地下空间深度变化，开展场地实验与实验室试验，搜集人员在不同疏散楼梯设计和垂直深度条件下，上行疏散运动中的疲劳效应与运动行为数据；对行为数据进行统计分析，运用基于Anylogic的行人流仿真技术开展群体仿真模拟实验，分析实验结论，提出了适合人员上行疏散的楼梯设计方法，建立了人员上行疏散速度的数学模型；在此基础上，形成地下空间上行疏散楼梯设计标准，为我国地下空间楼梯设计与性能评估提供理论和技术支撑。. 课题的顺利完成为安全城市下的地下空间疏散楼梯设计提供了有效的设计依据，补充了我国上行疏散楼梯关键工程参量数据，并依据量化结果制定了地下空间楼梯设计标准，以期完善我国城市安全设计理论。