基于社会力模型的地下商业建筑消防疏散设计研究

Due to the increasingly scarce urban land in recent years, underground space development has become an effective means to alleviate urban land shortage. However, the special structure and dense population in underground commercial building increase the risk of fire disaster, the difficulty of fire evacuation and the difficulty of rescue, so fire safety evacuation is necessary and vital to safeguard life and treasure. Against insufficient theoretical research and unsystematic guidance on fire evacuation design for underground commercial building, this study attempts build the GIS-based database of fire evacuation behaviors，through the analysis of fire evacuation patterns and person evacuation characteristics in typical underground commercial building. Then, based on social force model and with Anylogic simulation platform, this study aims to build visual fire evacuation dynamic simulation models of virtual evacuation scene of different types and scales of underground commercial building, to propose a multi-layered and multi-dimensioned technology strategy of design, operation, and management for fire evacuation, to optimize fire evacuation design methods for underground commercial building and formulate related design guide, thus to supplement basic theoretical research on fire safety design for buildings in China.

近年来，城市用地日趋紧张，地下空间的开发利用已成为解决城市土地资源紧缺的有效途径；而地下商业建筑空间结构特殊、人员密集、火灾危险性高、救援难度大，消防疏散安全尤为重要。本研究针对我国地下商业建筑消防疏散理论研究不足，相关规范、标准系统性差指导性不强等问题，以火灾发生时人员疏散运行的特点为基础，通过对典型地下商业建筑空间和人员疏散行为数据的采集分析，建立基于GIS技术的消防疏散数据库。同时运用社会力模型理论，借助Anylogic仿真平台，构建消防疏散可视化仿真模型，进行不同类型、规模条件下火灾发生时人员疏散虚拟场景的动态模拟。在此基础上，提出集建筑设计、运营、管理多层次、多维度一体的消防疏散设计技术策略，并优化地下商业建筑消防疏散设计方法，形成相关设计指南，以补充我国建筑防火设计基础理论研究。

我国地下商业建筑正朝高密度、大深度和多功能复合的方向发展，导致地下商业建筑空间结构特殊、人员密集、火灾危险性高、救援难度大，我国现行消防设计体系难以满足其发展趋势。本研究从人类消防疏散行为出发，在地下商业建筑的空间环境，人员疏散的个体、运动和心理特征和人员疏散的社会影响三个基础方面开展底层研究，考查了其中影响人员疏散行为的关键因素，据此建立了一套地下商业建筑人类消防疏散行为的基础数据库和理解框架；针对地下商业建筑中的关键疏散行为影响要素进行了实验研究，确定地下商业建筑有利于人员消防疏散的环境设计方法；运用社会力模型理论，基于行为数据，提出一套地下商业建筑消防疏散仿真模型；基于实验数据量化分析，仿真模拟，对现有地下商业建筑设计体系进行评估，提出一套设计技术策略。本研究首先在一定程度上填补了我国在人类火灾行为研究中的欠缺，建立的基础数据库和设计的人类火灾行为虚拟现实新型研究工具补充了我国建筑防火设计的基础理论研究，其次本研究所提出的仿真模型有助于设计师用于建筑防火性能特别是生命安全部分的评估，有助于我国消防性能化设计体系和方法的完善，最后本研究提出的地下商业建筑消防疏散设计技术策略可直接用于指导我国地下商业建筑工程实践。