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高层建筑的紧急疏散装置及其应用
工程科学与技术,国际期刊20(2017)1203完整文章高层建筑张欣上海现代建筑设计集团、华东建筑设计研究院有限公司、有限公司、中国阿提奇莱因福奥文章历史记录:2016年10月23日收到2017年4月11日修订2017年4月27日接受2017年5月12日在线发布保留字:高层建筑紧急疏散新型疏散装置特种螺旋式减压阀分流阀A B S T R A C T现代城市中高层建筑越来越多,高层建筑的紧急疏散已成为世界性难题。本文提出并研究了一种适用于高层建筑火灾事故的该装置主要由专用螺旋阀和分流阀组成该装置可使人在重力作用下快速滑下一层,无需任何电力和体力,适用于包括行动不便人员在内的各种紧急疏散。平面模拟实验表明,人在顺时针和逆时针交替运动时不会产生眩晕。撤离人员应佩戴防护垫,防止滑橇与滑橇表面摩擦而受伤,消除因衣服和滑橇表面不同而造成的摩擦系数差异。计算结果表明,该装置的疏散速度远快于传统的楼梯。此外,这种新型的疏散装置还可以部分地用作高层建筑中的垂直运输工具。人们可以从任何楼层直接乘坐电梯到一楼,这不仅节省了等待电梯的时间,而且还节省了电力。该疏散系统结构简单,使用方便,适合人员疏散,部分可作为垂直向下交通,对解决世界性高层建筑快速疏散难题具有一定的借鉴意义。©2017 Karabuk University. Elsevier B.V.的出版服务。这是CCBY-NC-ND许可证(http://creativecommons.org/licenses/by-nc-nd/4.0/)。1. 介绍随着现代化城市的发展,越来越多的高层建筑越建越高,如最近建成的世界十大高层建筑:(1)迪拜哈利法塔,高828米,阿联酋;(2)上海中心塔,高632米,中国;(3)沙特阿拉伯Abraj Al Bait,高601米;(4)101摩天大楼,高509米,中国台北;(5)中国上海环球金融中心,492米高;(6)中国香港国际贸易中心,490米高;(7)马来西亚吉隆坡双子塔,452米高;(8)中国南京紫金峰大厦,450米高;(9)美国芝加哥嘉格未来集团大厦(西尔斯大厦),高443米,美国;(10)深圳KK 100(原:京基金融中心,高441.8米[1],中国。根据年度报告(CTBUH)显示,2015年,世界上有106座总高度超过200米的高层建筑完工[2]。虽然高层建筑的高度和数量每年都在增加,但火灾应急疏散方法却没有改变。目前,高层建筑疏散*地址:上海市石门二路258号20楼电子邮件地址:dfx2015dfx@outlook.com由Karabuk大学负责进行同行审查主要依靠普通楼梯。也有电梯加楼梯的联合疏散方式高层建筑内大量人员在短时间内的快速疏散高层建筑由于其楼层多、高度大、人员集中等特点,人员的快速疏散一直是一个重要而又困难的自2001年美国911事件以来,高层建筑快速疏散的研究已经持续了十多年[3例如,(1)建立了建筑物的计算机模型,以探索快速疏散的解决方案[5(2)电梯与楼梯协同疏散及电梯疏散模式[9(3)楼梯疏散系统与地下室疏散系统的结合[14]。(4)垂直自降式升降机、落地逃生包、倾斜式逃生器等[15]。这些疏散方法存在以下不足:(1)结构和技术复杂,使用不便;(2)疏散速度慢,疏散人数少,在此,作者提出了一种新的疏散策略,即采用一种新型的疏散装置:特殊的螺旋式疏散器。有了新的疏散装置,人们可以迅速疏散到第一个http://dx.doi.org/10.1016/j.jestch.2017.04.0072215-0986/©2017 Karabuk University.出版社:Elsevier B.V.这是一篇基于CC BY-NC-ND许可证的开放获取文章(http://creativecommons.org/licenses/by-nc-nd/4.0/)。可在ScienceDirect上获得目录列表工程科学与技术国际期刊杂志主页:www.elsevier.com/locate/jestch≤··2·1204X. 张/工程 科学 和技术, 一个 国际 杂志 20 (2017)1203不需要任何动力和体力。新型疏散系统具有以下特点:(1)独特、新颖、结构简单;(2)使用方便,适用于从高层建筑到一楼的各种快速疏散情况;(3)不需要任何动力和力量;在停电的情况下也能正常使用;(4)疏散能力和速度优于传统楼梯。本文对新型疏散装置的适应性、安全性、实用性进行了研究,旨在将其应用于实际工程中,解决高层建筑的快速疏散问题。目前,除完成了人体平面模拟实验研究外,其他试验正在计划中。2. 新型疏散装置新型排空装置主要由特制螺旋滑道和分流阀组成。特殊螺旋滑道平面投影为 新型疏散装置按其类型可分为两种:(1)单疏散系统;(2)双疏散系统,如图1和图2所示。1和2.3. 新型疏散装置新型抽真空装置的工作原理非常简单。就像儿童公园的单螺旋滑梯一样,新的疏散系统非常容易使用。人只要坐在或躺在滑梯上,借助地球的引力,不需要任何能量和体力,也不需要任何操纵技巧,就可以滑到底层。对于疏散人员来说,利用传统的楼梯从几百米高的建筑物中撤离,不仅速度慢、时间长,而且需要较强的体力当人们从空中滑下时,需要考虑以下几个问题:(1)当人们从几百米的楼层滑到一楼的螺旋滑道上时,是否会产生头晕(2)如何保证下滑速度恒定(3)撤离人员的衣服和皮肤是否(4)快速下滑到一楼时,如何保证没有拥挤的人踩踏?3.1. 基于人体平面模拟试验的头晕评估为探讨快速逃生系统在使用过程中是否会出现眩晕现象,对螺旋滑梯和组合式螺旋滑梯进行了平面模拟试验。一般来说,大多数人在做循环运动时会头晕。但是,很少有人乘坐观光电梯从楼顶下来时会头晕。也就是说,一个人在单螺旋运动中下滑时头晕,主要是由于重复-平面运动在第二次和第六次测试中,受试者驾驶碰碰车做平面运动。共检查38名受试者,男、女,年龄17 ~ 59岁.分数1到9代表头晕程度,即1-3分表示无头晕,4-6分表示有点头晕,7-9分表示头晕。所有受试者的评分见表1。结果表明,所有受试者在做重复平面循环运动时均出现头晕。但是当他们做8-2、8-3和8-4型运动时,他们并不感到头晕。对于8-1型运动,一些受试者感到有点头晕。这些结果符合运动生理学[16]。当前庭器官的刺激强度和刺激时间超过一定的极限阈值时,人就会产生眩晕。主开关又分为单开关和双开关两种。其平面投影如图所示。 四、为避免人员因与人体摩擦而受伤,设计了每个撤离人员的防护当人们在这种新型疏散系统上从数百米的楼层滑到地面时,不会有受伤和头晕的感觉(见柔软材料3)。根据人体平面模拟试验结果,主旋翼最合适的型号为8-3。在接下来的研究中,将对除婴儿外的其他年龄组进行测试3.2. 滑坡滑动速度和坡度的研究通过理论计算和实验研究得出,入口支滑道、主滑道、首层缓冲滑道与水平面的夹角分别为b1、b2、b3,且b1> b2> b3,使滑块可加速、等速、减速下滑,如图所示。 五、根据上述资料(见补充材料4)。新的疏散装置滑动速度设置为V04.0m s-1。下一步根据实际尺寸做直线和曲线试验滑动,进行不同材料和坡度的滑动试验,探讨滑动速度为4.0 m/s时的滑动坡度。3.3. 设计安全当人们快速滑下一层时,一个重要的问题是采取一些技术措施,防止人们在一层被卡住和踩踏。二层和底层之间的主节点采用了缓冲和路由技术通过三个路由,一个单一的,可以转移到八个分支滑道。分流阀装置在图1A和1B中示出。6和图7根据普通物理学的原理[17],它可以用方程。(1) 计算到达终点时人与人之间的距离。正平面圆周运动,不因垂直向下1S运动为判断复合螺旋运动时是否会产生头晕,在平面上做“8”字形运动后,对人的感觉进行测试一个平面运动模拟试验包含五种方案:一是圆周运动,即在直径为D的平面圆周上重复做圆周运动;方案二至方案五包含8-1、8-2、8-3、8-4种圆周运动。两个直径为D的相切圆构成一个8字形平面。人们在上面重复顺时针和逆时针的圆周运动。这五种运动示意性地示于图1中。 3(见补充材料2)。共进行了6次人体平面模拟试验。在第一、三、四、五次测试中,受试者骑自行车进行¼V0T-2aT额定电压1V式中S(m)为滑动距离,V0(m s-1)为进入主滑道时的初速度,T(s)为滑动时间,a(m s-2)为沿滑道方向的加速度。当a> 0时,表示加速滑动;当a0时,表示减速滑动;当a= 0时,表示匀速滑动。为了说明这些措施,分流阀布置在一楼滑道上的A点。分流阀布置见图7。滑块以恒定速度从A点滑到点C。滑动的斜率从C点开始减小,·2CX. Zhang/Engineering Science and Technology,an International Journal 20(2017)1203-12101205Fig. 1. 单井抽气系统示意图。滑块可以减速滑动。第一层的滑道如图8所示,其中,L1=5 m,L2= 10m,L3=9 m。(2) 在C点和D点之间以恒定减速向下滑动,TC= 4.0 s假设滑块从点12 2开始的滑动速度A至C,V0= 4.0m·s-1,(可通过试验达到),间距S0= 2.0 m(疏散流量q≤2人/秒),通过分流阀的时间差T0= 1/2 s。A、B、C点的时间差为:TA<$2T0< $1: 0 s;TB< $2TA< $2: 0 s;和TC<$2TB< $4: 0 s:滑块从C点滑动到D点,减速(a=-1.5m·s-2),VD= 0.0m·s-1,根据物理原理S3<$V0·TC2·a·TC<$4: 0× 4: 0m 0: 5× V-1:5 × 4: 0m<$4: 0 m;(3) 当滑块到达D点时,VD=0 m s-1,到D点的距离为:S40×4: 0- 0: 5×V-1:5V × 4: 02 12: 0 m:滑块的间距可以计算如下:(1) 在AB和BC之间匀速向下滑动,S1=2S0 = 4.0 m,S2=4 m,S0= 8.0 m。可以看出,经过三次分流,滑块到达目的地D后,与后者的距离为12.0 m,两个滑块的时间差为4.0 s。因此,没有拥挤和践踏后,滑块到达≈≈~1206X. 张/工程 科学 和技术, 一个 国际 杂志 20 (2017)1203图二. 双排汽系统示意图。目的地D.撤离人员的安全可以得到保障。但分流阀的结构还有待于进一步研究,以便于实际应用。4. 防烟设计高层建筑防烟楼梯是为了防止有害烟气的产生,保证人员安全疏散到地面。新的疏散系统需要防烟。参照《高层建筑防烟楼梯间设计规范》[18新系统防烟设计与防烟楼梯间相似。 在将军,的过量压力防烟楼梯间前室(及组合前室)的超压值为25 Pa,楼梯间超压值为50Pa。由于新建疏散滑梯处的大量人员需要从首层迅速疏散到露天场地,其对外开口的宽度应设计得越大越好(至少宽2.4m,净高不小于2.1m)。这样,就很难形成封闭的空间在新的疏散滑梯处,也难以确保正压力。为解决这一问题,在新建疏散空间×·≈X. Zhang/Engineering Science and Technology,an International Journal 20(2017)1203-12101207图三. 五种运动模式示意图。表1人体平面模拟测试分数汇总。项目运动方式受试者人数每次评分人数水平无头晕1–34–67–91环流运动1100110%的百分比28-1型14860百分之五十七38-2型5500百分百48-3型6600百分百58-4型2200百分百见图4。 单滑道和双滑道的平面投影。滑动楼梯形成上部封闭空间。在隔离墙与隔墙的交叉处开一个洞口(宽约20.6m,净高约1.80m),洞口正前方设置强送风设施,以一定的风量向洞口内送风,图五.滑道展开示意图。火灾时风速为10.0 m s-1(相当于6级风速)(正常情况下不送风 这样就可以保证二层以上的通风室压力值P50 Pa以上,从而实现二层以上的通风室和组合前室的防烟作用,如图所示。9 .第九条。1208X. 张/工程 科学 和技术, 一个 国际 杂志 20 (2017)1203见图6。分流阀示意图。见图7。 一层滑梯分流示意图。见图8。 一楼滑梯剖面图。5. 建筑物新型疏散装置的布置根据高层建筑的结构特点,规模,并应用于高层建筑人员的快速疏散,如图10所示。假定每层疏散人数约为240人,1 ~ 5层人员可通过公共楼梯疏散,5层以上人员可通过新建逃生系统疏散,总疏散时间控制在30 min以内,计算规则如下:(1)公共疏散楼梯的宽度不小于1.2米,疏散速度为每分钟37人,按2股人流计算。(2)表中疏散流量为(设V0= 4.0m·s-1,人间距为2 m):Q1为单滑梯每分钟120人,Q2为双滑梯每分钟240人。(3)对于表中所列的最大疏散人数,除第一行的人数外,其他为通过滑梯疏散的人数。施工楼层及新增疏散设施种类、数量见表2。X. Zhang/Engineering Science and Technology,an International Journal 20(2017)1203见图9。 防排烟设计示意图。(1) 单滑道;(2)双滑道;(3)防烟通道;(4)疏散楼梯。见图10。 新疏散滑梯的布局。表2新疏散装置的布置地板种类施工快速疏散系统单滑轨双滑轨疏散楼梯数量最大疏散人数排空时间(分钟)最大疏散(/min.)2F~5F 0 0 2 960 6.5 1482019 - 06 - 20 1021层~35层2 0 1 7200 30 24041层~50层1 1 1 10800 30 36051F~65F 0 2 1 14400 30 480电话:+86-031 - 8888888传真:+86-031 - 8888888101F~110F 1 3 1 25200 30 840151F~155F 0 5 1 36000 30 1200201F~185F 0 6 1 43200 30 14401210X。 张/工程 科学 和技术, 一个 国际 杂志 20 (2017)1203当高层建筑的高度大于200 m时,电梯的数量会较多,从而直接影响核心筒的尺寸。新型疏散装置可取代建筑物内自上而下的垂直运输方式。使用它可以节省电梯数量,减少建筑物此外,新的疏散装置没有能源消耗,噪音和污染。因此,它是绿色建筑设计中的一个很好的可选设备6. 结论综上所述,本文提出并设计了一种新型的高层建筑人员疏散装置,该装置主要由特殊螺旋管和分流阀组成。其特殊的螺旋结构可避免人体在螺旋运动时产生眩晕感。保护垫和分流阀可以确保人员快速疏散到室外底层时的安全。该装置不需要任何电力和体力,结构简单,使用方便,不仅可用于高层建筑各类人员的紧急疏散,还可替代部分垂直运输工具。该方案具有节约电能、减少电梯数量、降低工程总造价等优点。这种新型的疏散设备在高层建筑中的应用,不仅有望解决世界各国高层建筑的快速疏散问题,经济效益。目前,这只是一个需要论证的建议,将进行更多的实验来研究新疏散装置的实际应用。在未来的研究中,将计划进行调查,以考虑在疏散下降过程中包括紧急出口或紧急停止的可能性。确认特别感谢上海同济大学蒋丽萍教授和清华大学李博士的大力帮助。中国科学技术大学的倪晓敏博士附录A.补充数据与 本 文 相关的补充数据可 在 www.example.com 的 在 线 版 本 中http://dx.doi.org/10.1016/j.jestch.2017.04。007.引用[1] 中 国 yichang.to8to.com , 2016 年 5 月 21 日 。 可 通 过 以 下 网 址 获 得 :.[2] Chinaasc.org,2016年3月13日。网址:http://www.chinaasc.org/news/zonghexiaoxi/20160313/112025.html>,(访问时间:11:02:00)。[3] A. Cowlard,A.比滕角Abecassis-Empis,J. Torero,高层建筑消防安全设计,Proc.Eng. 62(2013)169-181。[4] J. Ma,W.G.宋,W。Tian,S.M.罗,G. X。廖,中国超高层建筑人员疏散的实验研究,Saf。Sci. 50(2012)1665-1674。[5] J. Ma,S.M. Lo,W.G.宋,元胞自动机模拟方法优化超高层建筑疏散设计,消防安全。J. 54(2012)57-66.[6] V.A.奥芬,N. Cakici,伊斯坦布尔高层办公楼疏散建模,消防安全。J. 44(2009)1-15.[7] Alka Bhushan,N.L. Sarda,建筑物疏散的梯子模型,火灾安全。J. 55(2013)126-138。[8] 张立强,王艳辉,施红玲,张亮,三维复杂建筑内部有效疏散模拟的建模与分析,消防安全。J. 53(2012)1-12.[9] 陈娟娟,王晓刚,方铮,超高层建筑楼梯与电梯间协同疏散策略,工程学报135(2016)169[10] 丁元春,杨立忠,翁发禄,付志坚,饶平,基于仿真的高层建筑楼梯电梯组合疏散策略研 究 ,上海交通大学。模型Pract. Theory 53(2015)60-73.[11] 陈祖明,张进,李德品,高层建筑中电梯转换为疏散电梯的探讨,中国建筑科学研究院学报。Eng. 11(2011)40- 44。[12] 廖耀坚,廖广轩,罗小明,超高层建筑电梯疏散影响因素分析,工程学报,71(2014)583[13] 丁宁, 张辉 ,陈涛 ,Peter B. Luh, 基于实验 的疏散人员 使用电梯的行为,Transp。Res. Proc. 2(2014)594-602。[14] 中国青年网,2016年3月24日可访问:http://news.youth.cn/kj/201603/t20160324_7774061.htm> , ( 访 问 时 间 13 :29:00)。[15] J. Shimshoni,高层建筑紧急疏散:“是时候以不同的方式思考了”,CTBUH第七届世界大会,纽约。2005年10月16日[16] 《运动生理学》,人民体育出版社,第1版,2000年9月。一九七八年[17] 《普通物理》,蔡保平,杜乃珍,化学工业出版社,第1版,2001年1月。2006年。[18] 李庆,李思成,王子恒,高层建筑环形走廊机械排烟口不同安装高度的排烟效果研究,中国建筑科学院学报。Eng. 135(2016)326-334。[19] 夏云春,高层建筑电梯井内火灾烟气蔓延的数值模拟,理论研究。Appl. 机甲Lett. 4(2014年)。第034007条。[20] W.Z.黑色,COSMO-软件设计烟雾控制系统在高层建筑,消防安全。J. 45(2010)337-348。
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