大型城市綜合體下沉式廣場安全疏散分析

【中圖分類號】 TU998.1

【文獻(xiàn)標(biāo)志碼】 A

下沉式廣場的疏散優(yōu)化設(shè)計(jì)是大型城市綜合體消防設(shè)計(jì)的重要組成部分，是提升大型城市綜合體整體消防安全性能，確保社會消防安全環(huán)境的重要內(nèi)容。研究和探討基于性能化消防設(shè)計(jì)理論，優(yōu)化下沉式廣場空間布局和疏散設(shè)計(jì)，對于推動大型城市綜合體建設(shè)的集約、高效、安全具有重要意義。

1.1 國內(nèi)研究現(xiàn)狀

近年來，國內(nèi)學(xué)者在大型城市綜合體的火災(zāi)預(yù)防和疏散研究方面取得了一些進(jìn)展。李百毅等[在《下沉式商業(yè)建筑特殊消防設(shè)計(jì)評估探討》中對下沉式廣場的消防設(shè)計(jì)進(jìn)行全面評估并提出措施建議。

在疏散行為研究方面，王江波等[3]通過對歷史文化街區(qū)的消防改造研究，結(jié)合不同建筑功能的疏散效率，提出了韌性評價方法。這一研究為復(fù)雜建筑環(huán)境下的疏散設(shè)計(jì)提供了參考。此外，李凌楓等[4]利用FDS軟件對三坊七巷火災(zāi)場景進(jìn)行了計(jì)算分析，證明性能化消防設(shè)計(jì)可以顯著提升疏散效率并降低火災(zāi)煙氣危害。

在煙氣流動及人員疏散方面，張文博5針對地下一層美食廣場及中央下沉式廣場進(jìn)行火災(zāi)模擬，分析火災(zāi)發(fā)生時煙氣能見度。同時對人員疏散進(jìn)行模擬，提出了相關(guān)技術(shù)措施和建議。

但針對下沉式廣場這一特殊區(qū)域的研究較少，特別是結(jié)合現(xiàn)代技術(shù)（如BIM和動態(tài)疏散引導(dǎo)等）的綜合性研究不足。

1.2 國外研究現(xiàn)狀

國外在性能化消防設(shè)計(jì)和疏散行為研究方面起步較早，形成了一些系統(tǒng)化成果。《SFPEHandbookofFireProtectionEngineering》提供了性能化消防設(shè)計(jì)的理論框架和應(yīng)用案例分析，強(qiáng)調(diào)了火災(zāi)場景下人群行為建模的重要性[6。在實(shí)際應(yīng)用中，F(xiàn)ridolf等[通過對地下交通工程（空間）火災(zāi)疏散的研究分析，總結(jié)了多起火災(zāi)事故經(jīng)驗(yàn)，驗(yàn)證了性能化消防設(shè)計(jì)在復(fù)雜空間中的適用性。

在疏散行為建模方面，Lovreglio等[8提出了基于混合邏輯模型的出口選擇預(yù)測方法，綜合考慮了人員行為和環(huán)境因素的影響，為復(fù)雜空間的疏散優(yōu)化提供重要支持。此外，楊斌[9]針對七彩云南第壹城項(xiàng)目的消防安全問題研究，指出疏散通道和出口布局對人員流動的關(guān)鍵性影響，提出改進(jìn)措施建議。

在技術(shù)應(yīng)用層面，Pathfinder模擬工具和FDS煙氣模擬系統(tǒng)已廣泛應(yīng)用于建筑火災(zāi)場景分析和疏散方案優(yōu)化。例如，Kuligowski等[1在對疏散模型的研究中指出，結(jié)合實(shí)際場景和人群特征的建模方法是研究的重要方向。

2 下沉式廣場疏散設(shè)計(jì)存在的問題

2.1 空間形狀設(shè)計(jì)不合理

下沉式廣場的空間形狀設(shè)計(jì)對疏散效率有直接影響，不同空間形狀的下沉式廣場在疏散時間和人員流線存在顯著差異[]。方形和橢圓形廣場因其出口分布相對均勻，能夠有效降低人員在疏散過程中的交叉流線現(xiàn)象（圖1），從而提高疏散效率；然而，圓形和不規(guī)則形狀廣場則因人員流線不暢導(dǎo)致在局部區(qū)域形成瓶頸。例如，在某實(shí)際工程案例中，采用不規(guī)則形狀設(shè)計(jì)的下沉式廣場在模擬疏散過程中，發(fā)現(xiàn)人員密集區(qū)域的滯留時間比方形廣場高出約 35% （圖2）。

2.2疏散樓梯配置不足

疏散樓梯的數(shù)量、寬度及布局是決定疏散效率的關(guān)鍵因素。大部分下沉式廣場的疏散樓梯為一部直跑樓梯，少部分樓梯因建筑條件限制或者造型需求設(shè)計(jì)成弧形。此外，部分下沉式廣場的樓梯集中于單側(cè)，在人流密集時易導(dǎo)致單一出口擁堵，從而無法實(shí)現(xiàn)均勻分流。在高峰時段，這種配置易導(dǎo)致樓梯疏散效率低下、通行能力不足，人員阻滯停留在廣場區(qū)域，疏散時間會延長。

1 總體情況

圖1橢圓形下沉式廣場

圖2不規(guī)則形狀下沉式廣場

2.3 通向下沉式廣場的開口不合理

不同區(qū)域通向下沉式廣場的開口數(shù)量不足或分布不合理是下沉式廣場疏散設(shè)計(jì)中另一突出問題。根據(jù)模擬計(jì)算可知，如果開口之間間距過大，容易導(dǎo)致部分人員無法迅速找到疏散路徑，而出口過于集中則可能引發(fā)局部擁堵。與此同時，開口的位置也直接影響疏散效率。

此外，動態(tài)指引設(shè)施的缺失是造成人員迷失和滯留的原因之一。同時，下沉式廣場的功能越來越復(fù)雜化，設(shè)置的固定設(shè)施種類較多，這些固定設(shè)施也會影響人員安全疏散。

3 對策與建議

3.1 優(yōu)化空間形狀設(shè)計(jì)

在設(shè)計(jì)階段應(yīng)優(yōu)先采用方形或橢圓形的下沉式廣場形狀。對于現(xiàn)有廣場的改造，可通過調(diào)整內(nèi)部隔斷或增加防煙樓梯間和防火隔間等輔助設(shè)施的方式，優(yōu)化空間布局以改善疏散條件。此外，在設(shè)計(jì)階段引入數(shù)值計(jì)算工具（如Path-finder）進(jìn)行模擬驗(yàn)證不同形狀對疏散效率的影響，可顯著提升設(shè)計(jì)的科學(xué)性和可行性[12]

3.2提高疏散樓梯配置

樓梯數(shù)量與寬度應(yīng)合理配置。根據(jù)模擬計(jì)算（圖3），一部疏散樓梯的疏散效率高于兩部疏散樓梯。疏散樓梯盡量設(shè)計(jì)為直跑型樓梯，可以適當(dāng)增加樓梯的寬度（圖4）。

樓梯位置應(yīng)均勻分布。避免樓梯集中于單側(cè)，以減少和避免局部擁堵現(xiàn)象。

完善輔助設(shè)施。在樓梯入口處設(shè)置應(yīng)急照明和指示標(biāo)志。

圖3不同數(shù)量和位置的樓梯

圖4不同疏散樓梯及類型疏散樓梯的疏散結(jié)果

3.3合理設(shè)計(jì)不同區(qū)域通向下沉式廣場的開口與疏散樓梯相對位置

盡量減少疏散路徑的轉(zhuǎn)折。根據(jù)模擬計(jì)算結(jié)果顯示，隨著不同區(qū)域通向下沉式廣場的開口與疏散樓梯的夾角增大，人員安全疏散的效率呈逐步上升趨勢，當(dāng)3個疏散門與疏散樓梯之間的夾角分別為 30^°，75^°，330^° 時，對人員安全疏散最有利。

3.4合理布置固定設(shè)施

根據(jù)模擬計(jì)算結(jié)果顯示，增加固定設(shè)施或景觀綠化面積占比后，疏散效率呈現(xiàn)明顯下降態(tài)勢（圖5），在下沉式廣場中央位置設(shè)置的固定設(shè)施或景觀綠化對疏散效率影響最大，固定設(shè)施及景觀綠化的面積占比應(yīng)控制在 30% 以內(nèi)。

圖5不同比例的固定設(shè)施與疏散時間關(guān)系

參考文獻(xiàn)

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[3] 王江波，支添趣，那婧雯，等．歷史文化街區(qū)消防工程韌性評價方法研究：以南京荷花塘為例［J].安全與環(huán)境學(xué)報(bào)，2023，23（2）：317-325.

[4] 李凌楓，劉舒媛.FDS軟件在三坊七巷火災(zāi)風(fēng)險評估中的應(yīng)用研究［J].福建建筑.2018（12）：102－105.

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[9] 楊斌．下沉廣場消防設(shè)計(jì)若干問題探討［J].消防科學(xué)與技術(shù).2013，32（10）：1109-1111.

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[12] 程雄鷹.“疏散緩沖空間”在大進(jìn)深城市綜合體中的應(yīng)用[J].消防科學(xué)與技術(shù).2018，37（1）：41-44.