论文总字数：26010字

摘 要

购物广场是人们购物、娱乐和办公的重要场所，存在体量巨大、结构复杂、人员密度大等特点，具有极高的火灾风险。一旦发生火灾，容易造成重大经济财产损失和人员伤亡。本文开展购物广场的疏散模拟与设计研究，主要包括对其的疏散安全性验证和人员疏散模拟，进而提出相对应的性能化设计，以达到减少安全疏散时间，降低对象火灾风险的目的。

首先本文参考相应规范，结合购物广场的设计图纸，分析了其现有的防火设计缺陷和设计难点，发现疏散出口宽度远远小于国家规范要求。为满足疏散需要，提出了使用自动扶梯作为疏散工具并分析了其可行性。然后运用Pathfinder人员疏散模拟软件，分别对使用自动扶梯和不使用自动扶梯的购物广场疏散进行模拟，得出使用自动扶梯可以大大缩短疏散时间。通过分析疏散速度数据和各层自动扶梯使用情况，发现1层自动扶梯使用率有较大波动。之后根据模拟中发现的问题，进一步提出了设置临时避难区域，对2层人员实行疏散引导等优化设计，经由Pathfinder软件模拟，获得了较好的疏散时间值。最后，根据模拟结果，为该购物广场提出了疏散设计的具体措施，解决其人员疏散困难的问题。

关键词：购物广场 人员疏散 Pathfinder 性能化设计

Safety evacuation design and simulation analysis of seven-storeys shopping mall Abstract

Shopping mall is an indispensable place for people to purchase, entertain and work. Huge capacity, complex structure and high density of occupants are its characteristics. It has high risk of fire disaster. Once a fire breaks out, economic losses and casualties can be caused. In this paper, evacuation simulation and design of a shopping mall are studied, mainly including evacuation safety verification and evacuation simulation, and then performance-based design is suggested to reduce evacuation time and fire risk.

Firstly, referring to related standards and combining with the designs of shopping mall, the existing fire protection design defects and difficulties are analyzed in this paper, and finds that the width of evacuation exits are far less than the requirements of standards. In order to meet the needs of evacuation, the escalators are proposed as evacuation tools and its feasibility is analyzed. Then, the evacuation simulation software Pathfinder is used to simulate the evacuation of shopping mall in using escalators or not. It`s concluded that the use of escalators can greatly shorten the evacuation time. Evacuation speed and the use of evacuation on each floor are analyzed, found that the use rate of escalators on first floor fluctuates greatly. After that, according to the problems found in the simulation, some optimal designs, such as setting the temporary shelter area and guiding the second floor`s occupants, are suggested. By simulation of Pathfinder, a better evacuation time value is obtained. Finally, according to the simulation results, specific methods for evacuation design of the shopping mall are proposed to solve the problems of evacuation.

Key Words: shopping mall; occupants evacuation; Pathfinder; performance-based design

目录

摘要 I

Abstract II

第一章 绪论 1

1.1 研究背景 1

1.2 研究意义 1

1.3 国内外研究现状 2

1.3.1 国外研究现状 2

1.3.2 国内研究现状 2

1.4 研究内容 3

第二章 商业广场安全疏散设计概况 5

2.1 民用建筑分类和耐火等级 5

2.2 允许疏散时间与距离 5

2.2.1 允许疏散时间 5

2.2.2 人员密度和疏散人数 6

2.2.3 疏散速度 6

2.2.4 安全疏散距离 7

2.3 安全疏散的布置和疏散宽度 8

2.3.1 安全出口数量 8

2.3.2 疏散楼梯要求 8

2.3.3 疏散宽度 8

第三章 商业广场安全疏散计算核对 10

3.1 项目概况 10

3.2 安全疏散距离核对 10

3.3 疏散宽度计算核对 11

3.4 总结 12

3.5 问题分析与初步解决方案 12

3.5.1 问题分析 12

3.5.2 自动扶梯用于安全疏散的可行性 12

3.5.3 自动扶梯安全设计 13

第四章 商业广场安全疏散模拟与分析 14

4.1 人员所需疏散时间 14

4.1.1 报警时间 14

4.1.2 预动作时间 15

4.1.3 疏散时间 16

4.2 Pathfinder模型创建 16

4.2.1 项目空间模型 16

4.2.2 群体创建 17

4.3 疏散模拟结果与分析 18

4.3.1 不同条件下疏散用时分析 18

4.3.2 疏散速度分析 19

4.3.3 自动扶梯使用情况分析 21

4.3.4 人员行为分析 23

4.4 安全疏散模拟总结 24

第五章 商业广场安全疏散设计优化 25

5.1 安全疏散残留问题 25

5.2 安全疏散设计优化 25

5.2.1 设置临时避难区域 25

5.2.2 设置人员疏散路线 26

5.2.3 自动扶梯和疏散楼梯使用优化 26

5.3 安全疏散优化结果 26

5.4 安全疏散优化总结 28

5.5 商业广场安全疏散设计方案 28

第六章 总结与展望 30

6.1 总结 30

6.2 不足与展望 30

参考文献 32

致谢 34

第一章 绪论

1.1 研究背景

近年来，人们对商品需求以及对商业活动需求的多样化，伴随着我国商业活动的不断扩大和改变而不断增加，因此带动了大批传统单一型商场转变为功能复合型的大型商业广场。根据上海市商务发展研究中心召开的《上海城市商业综合体发展情况报告（2017-2018）》发布会，至2018年10月，上海城市商业综合体数量已达到255家，总建筑面积达到1.828×10⁷ m²，占全市商业建筑面积超过20%^[1]。

然而在大型商业广场为人们带来生活、娱乐、购物便利的同时，其潜在的火灾风险却不容小觑。近年来我国发生过多起与之相关的火灾事故，造成了重大人员伤亡和物质财产损失：2010年11月7日吉林商厦发生火灾事故19人死亡，2012年6月30日天津蓟县莱德商厦发生火灾10人死亡16人受伤，2015年2月6日惠州平山义乌商场发生火灾17人死亡，2017年天津河西区城市大厦发生火灾10人死亡5人受伤^[2]。

1.2 研究意义

随着我国功能复合型商业广场的数量呈现增长趋势，商业综合体也开始向功能多样化、设计复杂化发展。但由于其不同于一般建筑，商业广场一般具有大空间和中庭式的建筑结构，且人员密度大，财产集中，火灾荷载分布密集且不规律，火灾危险性不容忽视。大型商业综合体的火灾危险性也主要体现以下几个方面^[2]：

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