蘇州奧體中心體育館疏散模擬研究

潘鈞俊 陳 華 陳新喜 余少樂 金國棟 武念鐸

1. 中國建筑第八工程局有限公司 上海 201204;2. 華東建筑設計研究院有限公司 上海 200002

1 工程概況

體育館作為室內建筑，在火災條件下，不利于煙氣擴散，存在著疏散人員眾多、疏散距離長、疏散寬度有限及疏散路徑受限等特點。不僅在火災等緊急情況下，甚至在正常情況下，體育館人員疏散問題都是不容忽視的[1-3]。蘇州奧林匹克體育中心包含一場（體育場）、二館（體育館、游泳館）等體育建筑及蘇體廣場和室外體育公園等配套商業和設施（圖1）。其中，體育館建筑面積58 000 m2，設計容量約13 000座，承擔特殊重大體育比賽、各類常規賽事及非競賽項目，并將成為市民廣泛參與體育活動及享受體育娛樂的大型專業場所。在設計階段對體育場館進行疏散模擬分析[4-5]，可評估疏散所需時間、發現潛在的疏散擁堵節點，為建筑疏散路徑優化設計提供技術支撐。本文以蘇州奧體中心體育館為例，通過疏散模擬分析，分析疏散安全性及存在的問題，并提出優化建議。

2 疏散設計

體育館設上層看臺、下層看臺、下層臨時看臺及貴賓層等觀演區，并在18、12 m標高處設有主要疏散平臺。

2.1 上層看臺疏散設計參數

上層觀眾席共計4 500席，27個安全出口布置如圖1所示，各安全出口均位于觀眾席中部，縱走道與安全出口聯系順暢。安全出口（象眼）的設計寬度均為1.8 m。通向各個安全出口的上縱走道和下縱走道寬度均為1.2 m，安全出口兩邊的次要縱走道寬度也為1.2 m。

圖1 上層觀眾席27個安全出口布置

上層18 m標高觀眾室外休息平臺與15m標高貴賓包廂層、12 m標高觀眾室外休息平臺之間設12個樓梯，如圖2所示。東西兩側共6個樓梯，12個樓梯凈寬均為2.5 m。

圖2 18 m標高平臺樓梯布置

2.2 貴賓包廂層疏散設計參數

貴賓包廂層共544席，設包廂及內圈座席。包廂通向內圈座席及其15 m標高疏散平臺的開門寬度均為1 m。共設8個凈寬2.5 m的疏散樓梯通往12 m標高平臺，如圖3所示。

圖3 貴賓包廂層15 m標高平臺樓梯布置

2.3 下層看臺（臨時看臺）疏散設計參數

特別貴賓、會員貴賓、媒體等人員均按保守處理，與下層看臺及臨時看臺人員共用疏散通道，殘障人員須在協助下撤離，在本次計算中簡單設置為普通觀眾，共計7 515席。下層看臺28個觀眾席區、臨時看臺13個觀眾席區。共設28個縱走道，直通12 m標高觀眾室外休息平臺，如圖4所示。通道設計寬度為1.8 m。

圖4 下層看臺通道布置

2.4 12 m平臺疏散設計參數

從室內通往12 m標高外平臺方向共設12個大門，門框寬6 m。12 m標高外平臺共設5個疏散樓梯通往0 m標高地面。從出口1至出口5，疏散寬度分別為16、16、16、5、5 m，如圖5所示。

圖5 12 m標高平臺樓梯分布

2.5 場芯人員

本次按籃球比賽設置觀眾席人員。按委托方要求，在場芯另設1 000人。場芯人員疏散與觀眾席人員疏散通道不重疊，無干擾。

3 疏散策略

為防止疏散過程中出現嚴重的擁擠混亂局面和人群恐慌，本項目要求全體人員從看臺座位處開始疏散到12 m標高大平臺的時間應小于7 min。

1）對于體育場內人員，緊急疏散時假定在場內人員引導下有序進行。上層普通觀眾通過30個安全出口疏散到18 m標高觀眾室外休息平臺，并通過24個室外樓梯疏散至12 m標高觀眾室外休息平臺；底層普通觀眾通過37個疏散通道疏散到12 m標高觀眾室外休息平臺。

2）主席臺觀眾通過主席臺前廳2部樓梯疏散至建筑首層室外場地。

3）場芯觀眾通過1層西北、西南2個場芯出入口直接疏散至西側室外場地。

4 疏散計算參數

疏散人數考慮了體育館中可能出現的最多的人數，場景設定為籃球比賽滿座狀態，同時以演藝狀態的場芯人員布置狀態設置場芯人員，即：上層座位4 500人，下層座位4 286人，貴賓座位544人，特殊貴賓座位68人，會員貴賓座位204人，媒體座位50人，下層臨時座位2 879人，場芯人員1 000人，設計殘障人員座位28人，由于殘障人員無法自主疏散，且人員較少，本次把該人員按設計布置歸入下層座位中。所有疏散人員共13 559人。男女比例為4∶6，男性成人的樓層平面行走速度取1.7 m/s，女性成人取1.5 m/s。

在基于Pathfinder軟件的疏散模擬模型中，人員分布按照觀眾席位的布置方案進行，如圖6所示。

圖6 疏散分析模型人員分布

5 模擬結果

模型中所模擬的時間，因人員所處位置、人員特性的不同以及人員選擇出口/人員疏散方向的隨機性等，所模擬出的人員疏散時間也會有所不同。因此，最終的時間為所有模擬時間的平均值。

上層看臺觀眾全部疏散出象眼（進入18 m標高平臺）的時間如圖7所示。

圖7 上層觀眾疏散出象眼的時間

從圖7可以看出，各象眼的疏散總人數分布不均，最大疏散人數達到225人，最少疏散人數僅111人。這是由上層看臺觀眾的分布不均引起的。疏散人流最多的象眼編號為6#～8#、20#～22#，處于東西看臺中間部位。象眼23#的疏散時間最長，為142.7 s，合2 min 22.7 s。各象眼疏散時間與疏散人數大致成比例，表明在疏散過程中各象眼的有限疏散寬度得到了充分的應用。各象眼疏散時間差異較大，在疏散后期，大部分象眼處于閑置狀態，各疏散路徑有較大的優化空間。

上層看臺觀眾借助24個樓梯全部由18 m標高平臺進入12 m標高平臺的時間如圖8所示。從圖8可以看出，上層觀眾全部疏散至12 m標高平臺的最大疏散時間為11#樓梯的3 min 22 s，滿足限制在4 min內的規定。而疏散人員在12 m標高平臺下行樓梯口的聚集，減緩了部分疏散樓梯通道的疏散速度。

圖8 上層、VIP看臺觀眾疏散到12 m標高平臺的時間

下層看臺觀眾借助37個通道全部疏散到12 m標高平臺的時間如圖9所示。

圖9 下層觀眾全部疏散到12 m標高平臺的時間

從圖9可看出，除10#通道疏散速度較慢之外，其余通道均滿足規定。10#通道疏散速度較慢的原因是該出口處人流受到東北方向其他疏散口疏散人流的沖突，如圖10所示，建議在該部位采取適當的管理措施。后期優化設計中，在該擁堵區域設置必要的機動隔離與導向措施，可使鄰近該疏散出口的有效疏散寬度得到充分利用，有效降低總疏散時間，并滿足設計的疏散時間要求。

圖10 下層看臺10#通道出口處擁堵狀況

6 結語

本文通過模擬分析得到了蘇州奧林匹克體育中心體育館的疏散結果，針對館內觀眾7 min內疏散完成的困難點，給出了優化建議，使疏散時間得到有效降低并能滿足設計要求。分析研究的結果可為后期設計安全的疏散路線并實施有效管理提供參考，從而實現觀眾的順暢、安全疏散。