基本信息
- 項目名稱：
- 重大突發(fā)公共事件下的人員疏散機理研究
- 小類：
- 機械與控制
- 大類：
- 自然科學類學術論文
- 簡介：
- 本作品是在分析我國突發(fā)公共事件理論并調(diào)研國內(nèi)外大量的有關建筑火災煙氣遷移與人員疏散機理研究的文獻資料的基礎上，開展小尺寸火災煙氣實驗，組織高校學生疏散實驗，運用火災動力學軟件FDS和人員疏散Pathfinder模型對建筑火災煙氣遷移特性規(guī)律和突發(fā)公共事件下的人員疏散機理進行分析研究。
- 詳細介紹：
- 近年來，全球頻發(fā)的自然災害給人類社會造成了巨大的生命和財產(chǎn)損失，自然災害成為各國面臨的共同挑戰(zhàn)。我國政府堅持以人為本，始終把保護公眾的生命財產(chǎn)安全放在第一位，把減災納入經(jīng)濟和社會發(fā)展規(guī)劃，作為實現(xiàn)可持續(xù)發(fā)展的重要保障。本文正是在這樣的背景下，闡述了重大突發(fā)公共事件的基本理論，著重從建筑火災與地震等突發(fā)公共事件下的人員疏散方面展開研究，詳細介紹了小尺寸火災煙氣遷移實驗研究，教室火災學生疏散實驗，建立了大學宿舍樓火災煙氣模型并結合FDS與Pathfinder、FDS+EVAC等進行了對比模擬分析。研究發(fā)現(xiàn)，危害性氣體CO在水平方向上的濃度演變非常相近，氣體濃度變化的規(guī)律基本一致，數(shù)值上差距也比較小，這說明在水平方向上危害性氣體受到火源的影響非常大，表明火源處產(chǎn)生的危害性氣體成分能夠沿著水平方向傳播到遠距離處而自身濃度的變化很小。在火災發(fā)生時，對處于走廊中向安全出口疏散逃生的人員來說，他正在逃往的方向可能是更為危險。因為那里可能存在的危害性氣體的濃度，比他現(xiàn)在所處位置的濃度更高，而且煙氣層高度已經(jīng)更早地下降到對人有影響的范圍。由此，建筑防火結構設計需要針對這個問題考慮改進，比如：為防止煙氣在走廊端頭的迂回并使人能匍匐逃生，可要求在建筑物走廊端頭設有窗戶等排煙口安裝風速可調(diào)的排煙裝置，而排煙口上沿高度則應與走廊高度相當。同時在簡要介紹了汶川地震中小學教學樓破壞情況并分析了國內(nèi)外人員疏散研究背景與研究現(xiàn)狀的基礎上，根據(jù)某中學教學樓模型建立的人員疏散數(shù)值分析模型。研究發(fā)現(xiàn)人員對出口的選擇以及人員擁擠程度對人員疏散效率影響很大。研究分析還表明人員疏散過程中個體因素很難控制，尤其是人員心理因素對其疏散效率的影響有待進一步深入研究。本文的分析研究為以后的突發(fā)公共事件下的應急疏散演練提供重要理論參考，具有一定的社會價值。
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作品專業(yè)信息
撰寫目的和基本思路
- 通過系統(tǒng)設計的煙氣實驗裝置，進行小尺寸煙氣遷移實驗，得出煙氣在水平方向及狹長走廊上的分布規(guī)律，應用于大型高層建筑火災模擬分析中，得出建筑防火安全設計的改進措施，如在走廊處設置風速可調(diào)的排煙風機；同時在此基礎上進行了人員疏散實驗，建立了地震條件下的中學教學樓疏散模型。以上分析研究的目的是為重大突發(fā)公共事件下的人員緊急疏散預案提供理論指導。
科學性、先進性及獨特之處
- 根據(jù)小尺寸建筑火災煙氣實驗臺，基于相似性分析方法，建立研究模型，運用火災模擬分析軟件FDS，綜合分析評價火災條件下煙氣遷移特性規(guī)律，同時針對高校宿舍樓建立火災煙氣和人員疏散模型，組織開展疏散實驗與問卷調(diào)查，建立人員疏散應急預案，具有創(chuàng)新精神與實踐意義。
應用價值和現(xiàn)實意義
- 作品的研究成果火災煙氣遷移實驗裝置已申請國家實用新型專利（200920142611.4），實驗研究成果已發(fā)表在國內(nèi)外權威學術期刊上。同時暑期將開展大型公共場所（商場超市等）的疏散演習與問卷調(diào)查，進行防災抗震科學知識的宣傳，組織三下鄉(xiāng)防災減災宣傳活動。另外，將與消防部門合作進行公交車等交通工具火災研究，與地震局組織中小學學生疏散演練，制定應急預案。
學術論文摘要
- 近年來，全球頻發(fā)的自然災害給人類社會造成了巨大的生命和財產(chǎn)損失，自然災害成為各國面臨的共同挑戰(zhàn)。本文詳細介紹了小尺寸火災煙氣遷移實驗研究，教室火災學生疏散實驗，建立了大學宿舍樓火災煙氣模型并結合FDS與Pathfinder、EVAC等進行了對比模擬分析。研究發(fā)現(xiàn)，危害性氣體CO在水平方向上的濃度演變非常相近，這說明在水平方向上危害性氣體受到火源的影響非常大。在火災發(fā)生時，對處于走廊中向安全出口疏散逃生的人員來說，他正在逃往的方向可能是更為危險。因為那里可能存在更高的危害性氣體的濃度，而且煙氣層高度已經(jīng)更早地下降到對人有影響的范圍。由此，建筑防火結構設計需要針對這個問題考慮改進，在建筑物走廊端頭設有窗戶等排煙口安裝風速可調(diào)的排煙裝置，而排煙口上沿高度則應與走廊高度相當。同時在簡要介紹了汶川地震中小學教學樓破壞情況并分析了國內(nèi)外人員疏散研究背景與研究現(xiàn)狀的基礎上，根據(jù)某中學教學樓模型建立的人員疏散數(shù)值分析模型。研究發(fā)現(xiàn)人員對出口的選擇以及人員擁擠程度對人員疏散效率影響很大。本文的分析研究為以后的突發(fā)公共事件下的應急疏散演練提供重要理論參考，具有一定的社會價值。
獲獎情況
- [1]The Ratio of Fuel and Air Under Natural Ventilation Obtained Through the Same Opening. 2009 International Conference on Energy and Environment Technology. （EI收錄） [2]Experimental research and numerical simluation of the smoke transportation in hallway-side building fire. Journal of Applied Fire Science ,2008, 16(3): 269-289.（EI收錄） [3]高層建筑火災煙氣遷移特性研究. ****大學學報(自然科學版),Vol.16 No.5 Oct.2008,p58-64. [4]火災模擬有限元軟件綜述.中國公共安全,NO.1,2009年3月. [5]我國政府應對突發(fā)公共事件的高效應急管理機制.中國公共安全；2008，13：77-82.
鑒定結果
- 作品的研究成果火災煙氣遷移實驗裝置已申請國家實用新型專利（200920142611.4），研究成果已發(fā)表在國外權威學術期刊 Journal of Applied Fire Science 上。
參考文獻
- [1]方廷勇.自然通風狀況下的煙氣在典型建筑結構中的遷移及危害性評價研究.合肥：中國科學技術大學，2006. [2]馮文興.典型建筑結構中火災危害性氣體向遠處的傳播特點和分布規(guī)律.合肥：中國科學技術大學，2006. [3]Archibald Tewarson. Nonthermal fire damage. J. Fire Science, 10:188~241,1992. [4]Jukka Hietaniemi, Raija Kallonen, Esko Mikkola. Burning characteristics of selected substances: production of heat, smoke and chemical species. Fire and Materials, 23(4):171~185 ,1999. [5]楊立中，馮文興等.腔室火災產(chǎn)生的煙氣在毗鄰走廊中的傳播遷移熱.科學與技術第5卷第3期,2006年9月 [6]楊立中,方廷勇等.遠離火源位置點煙氣濃度變化規(guī)律的實驗研究.工程熱物理學報.第25卷第4期,2004 年7月. [7]李引擎.建筑防火工程.化學工業(yè)出版社,北京, 2004.
同類課題研究水平概述
- 近年來，全球頻發(fā)的自然災害給人類社會造成了巨大的生命和財產(chǎn)損失，自然災害成為各國面臨的共同挑戰(zhàn)。Fardell等人建立全尺寸的房間-走廊模型研究;Heskestad開始研究在火源附近的煙氣的溫度場、煙氣層厚度等;Nelson提出臨近火源房間的通道中缺少氧氣是導致高濃度CO傳播的根本原因；美國NIST火災實驗室進行一系列的火災煙氣實驗;中國科學技術大學火災科學國家重點實驗室建筑火災研究室主任楊立中教授等以受限空間建筑火災為中心，探索火災的發(fā)生、發(fā)展規(guī)律；煙氣的輸運規(guī)律；緊急條件下建筑物（群）內(nèi)人員的疏散規(guī)律等，為建筑火災性能化設計方法提供科學依據(jù)。但是對于煙氣是如何遷移，在遷移過程中的發(fā)展變化，以及不同高度上的危害性氣體濃度的研究的相對較少。尤其是重大突發(fā)公共事件下的人員疏散機理研究非常少，為此本作品闡述了重大突發(fā)公共事件的基本理論，著重從建筑火災與地震等突發(fā)公共事件下的人員疏散方面展開研究，詳細介紹了小尺寸火災煙氣遷移實驗研究，教室火災學生疏散實驗，建立了大學宿舍樓火災煙氣模型并結合FDS與Pathfinder、FDS+EVAC等進行了對比模擬分析。同時在簡要介紹了汶川地震中小學教學樓破壞情況并分析了國內(nèi)外人員疏散研究背景與研究現(xiàn)狀的基礎上，根據(jù)某中學教學樓模型建立的人員疏散數(shù)值分析模型。研究發(fā)現(xiàn)人員對出口的選擇以及人員擁擠程度對人員疏散效率影響很大。本文的分析研究為以后的突發(fā)公共事件下的應急疏散演練提供重要理論參考，具有一定的社會價值。
