大型体育场馆紧急情况下的人员疏散研究.doc
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1、摘 要 近年来,随着北京奥运会等重大体育赛事的举行,我国的体育事业得到了长足的发展。各地都雨后春笋般新建了大量的体育场馆,并在全国范围内掀起了全民健身的高潮,大大增加了体育场馆的使用频率。而体育场馆作为大型公共建筑,属于人员高度密集的场所。一旦发生事故,很容易造成大量的人员伤亡。而体育场馆事故中,人群拥挤踩踏事故是发生频率最高也是最容易引发群死群伤的事故类型。因此,人群拥 挤踩踏事故越来越受到国内外专家学者和科研院所的关注。 应用事故致因理论、事件树和风险理论对体育场馆人群拥挤踩踏事故的发生发展过程进行定性定量分析,研究事故发生的机理,确定事故发生的风险,从而寻求阻止事故发生的方法。人群拥挤踩
2、踏事故主要是由于人群密度过大引发的,而人群密度与人群的移动速度、人群通过率三者之间有着紧密的关系。分析三者之间的关系,了解造成人群密度过大的原因。确定安全疏散总时间的数学模型,得出体育馆疏散时间计算的数学模型,从而能够算出体育场安全疏散的总时间。为体育场馆的建设、人员疏散研究、安全疏散设计、疏散应急预案建立提供有效的依据对于体育场馆安全疏散的研究意义重大。关键词:大型体育场馆;踩踏事故;风险理论;安全疏散Abstract In recent years, with the Beijing Olympic Games and other major sporting events heldin
3、Chinas sports undertaking has been considerable development. Have mushroomed in allparts of a large number of new stadiums, and set off a nationwide fitness high tide, greatlyincreasing the frequency of use of the sports venues. The sports stadium as a large-scalepublic buildings, are considered per
4、sonnel place a high concentration. The event of anaccident, it is likely to cause a large number of casualties. The sports venues incident, acrowd stampede occurred most frequently is the most likely cause of the accident of highhazardous and casualties. Therefore, more and more experts and research
5、 institutes pay attention to a crowd stampede. Application of accident causation theory, event trees and risk theory to the crowded stadium stampede accident occurrence and development of qualitative and quantitative analysis to study the mechanism of the accident .Then we can determine the risk of
6、accident and find a way to prevent the accident. A crowd stampede accidents are mainly caused by that population density is too large. While it has a close relationship among the population density,the move speed of population and pass rate. After analyzed the relationship of the three,we can unders
7、tand the reasons causing the crowd density too large. Determine safe evacuation of the total time mathematical model to arrive at stadium evacuation time calculation mathematical model, which can calculate the total time to evacuate the stadium security. For the construction of stadiums, evacuation
8、research, design safe evacuation, evacuation emergency plan established to provide an effective basis. It also has a great significance to the safe evacuation in stadium.Key Words: Large stadium; Stampede accident;Risk theory;Safe evacuation目 录第一章 绪论- 1 -1.1 研究背景- 1 -1.1.1 我国体育馆建筑的发展现状- 1 -1.1.2 现代体
9、育馆建筑的发展趋势- 1 -1.1.3 现代体育馆建筑的分类- 3 -1.1.4 现代体育场馆的事故危害性- 3 -1.1.5 国内外拥挤人群疏散研究现状- 5 -1.2 本文研究内容- 8 -第二章 现代大型体育场馆疏散特性研究- 9 -2.1 现代大型体育场馆类建筑的疏散特性- 9 -2.1.1 体育场馆建筑空间结构特殊性- 9 -2.1.2 大型体育场馆火灾特殊性- 9 -2.1.3 大型体育馆台阶疏散的特殊性- 10 -2.2 本章小结- 11 -第三章 体育场馆人群拥挤踩踏事故风险分析- 12 -3.1 体育馆人群拥挤踩踏事故风险概述- 12 -3.2 体育场馆易发事故类型及其特点分
10、析- 12 -3.2.1 易发事故类型分析- 12 -3.2.2 易发事故特点分析- 12 -3.3 基于事故致因理论的人群拥挤踩踏事故分析- 16 -3.3.1 事故致因理论简介- 16 -3.3.2 人群拥挤踩踏事故的事故致因理论分析- 18 -3.4 体育馆人群拥挤踩踏事故发生的风险分析- 24 -3.4.1 体育场馆人群拥挤区域分析- 25 -3.4.2 体育场馆人群拥挤踩踏事故风险形成阶段风险- 25 -第四章 体育馆疏散相关参数研究- 28 -4.1 人员安全疏散基础参数- 28 -4.1.1 人员荷载的确定- 28 -4.1.2 人流速度、人流密度- 28 -4.1.3 人流密度
11、与速度的关系- 29 -3.1.4 通道有效宽度- 31 -4.1.5 人流流量、单股宽度- 32 -4.1.6 人流密度与人员流量的关系- 33 -4.1.7 疏散口宽度、数量- 34 -4.1.8 疏散口和坐席布置- 35 -4.2 安全疏散时间- 35 -4.2.1 体育馆人员疏散的过程- 35 -4.2.2 安全疏散标准- 35 -4.2.3 体育馆疏散时间的计算- 36 -4.2.4 两种算法的适用范围及局限性- 37 -4.3 本章小结- 38 -第五章 体育场馆的安全设计- 39 -5.1 内部空间的安全疏散设计- 39 -5.1.1 疏散总宽度的确定- 39 -5.1.2 安全
12、出口的布置及要求- 40 -5.1.3 疏散走道的设计- 41 -5.1.4 诱导疏散设计- 42 -5.1.5 安全疏散的组织与引导- 43 -5.2 外部空间的安全疏散设计- 43 -第六章 体育场馆安全疏散管理及时间计算的数学模型- 44 -6.1 体育场馆人员疏散的数学模型- 44 -6.1.1 体育场馆人员疏散时间的计算的数学模型- 44 -6.1.2 疏散时间的计算- 44 -6.1.3 算例- 45 -6.2 处理紧急情况的人流疏散管理- 46 -6.2.1紧急情况的分类疏散- 46 -6.2.2体育场馆的安全疏散标志- 47 -6.2.3 体育场馆安全防范技术系统- 47 -第
13、七章 总结与展望- 48 -7.1 结论- 48 -7.2 展望- 48 -参考文献- 50 -致 谢- 52 -第一章 绪论1.1 研究背景1.1.1 我国体育馆建筑的发展现状近几年,随着我国经济的不断发展,大型超大型建筑不断增多,在建的和新建的体育场馆建筑比比皆是,众所周知的就数首都北京的国家体育场(“鸟巢”)以及国家游泳中心(“水立方”)这两个奥运标志性建筑物了。上海近几年在体育场馆建筑的建设上也进行的如火如荼,比较有名的就是成功举办2010年上海世界博览会的世博场馆、国际体操中心羽毛球馆等一大批符合国际赛事标准的大型体育场馆设施。上海在某些项目上已经跻身于国际一流体育设施城市行列。为了
14、办好第16届亚运会,广州也开工建设了一系列大型场馆。其中包括广州亚运综合体育馆、奥林匹克体育中心、游泳跳水馆、武术舞蹈馆、等大型体育建筑。代表了中国体育体育场馆类建筑的最高水平。存在的隐忧:全国各地一味的盲目兴建大型体育馆项目,好大喜功,修建面子工程,政绩工程。如果不能保证体育馆的利用率而盲目建设,体育场馆的运营不得不依靠财政补贴。如果长此下去,体育场馆将成为一个城市的无底洞。比如为了迎接 2013 年将于辽宁省举行的第十二届全国运动会,辽宁上下掀起了一股建设大型体育馆的热潮。2009年 11 月 2 日,随着“一场三馆”中的沈阳奥体中心综合体育馆的顺利竣工,辽宁各项目的承办城市也掀起了一场修
15、建奥体中心的“竞赛”,鞍山、丹东、营口等城市都投资数亿元,陆续开启了规模浩大的场馆兴建工程,而一些中小城市的体育场馆建设甚至比沈阳奥体中心还要宏伟、气派。此外,在沈阳高校争相修建新校舍的时候,也都建设了一批高水准的体育场馆。但是高昂的维护成本令一些高校体育场馆至今没有投入使用,甚至成了“半吊子”工程。1.1.2 现代体育馆建筑的发展趋势随着广大人民对于体育建设健身热情的不断高涨以及现代建筑技术的不断发展,现代的体育场馆建筑的特点和以前大有不同,主要有两个方面的变化,一是规模上的变化,二是功能上的变化。(1) 规模日趋庞大。近些年,随着北京奥运、上海世博、广州亚运的顺利承办和举办。我国掀起了一股
16、建设大型体育场馆的热潮。新建了一大批具有国际一流水准的大型体育馆。建筑的规模与从前也不可同日而语。部分大城市体育馆规模见表1-1。表1-1 中国部分大城市体育馆规模统计名称建筑面积(万m3)总座位数(个)开工时间(年)黑龙江速滑馆2.590001994上海体育馆3.1100001999台湾小巨蛋体育馆2.0150002000国家游泳中心7.95170002003五棵松体育馆6.30180002005国家体育馆8.90180002005北京奥体中心4.7470002006山东济南奥体中心体育馆5.90100002006深圳大运中心体育馆7.4180002009(2) 功能多样化。以前的体育馆只是
17、单独承办一些重要赛事,其余时间都是闲的,为了减少维护成本,平时大都不对公众开放。现在随着经济的发展,体育馆也已经开始承办一些商业性的活动来维持日常运营开支。体育馆最主要的设计意图,比赛功能已经弱化,据统计,“体育比赛占的比例只有1/4-1/3之间,文艺演出等活动却占到 2/3-3/4,文艺和商业性的活动占到了主体,此外体育馆有80%-90%的时间是空闲的,用于向广大民众开放,于是群众的体育锻炼成了体育馆使用的主体”1。这也就要求现代的体育馆的已经不再仅仅简单的为了体育赛事服务。已经向融合购物、休闲、餐饮等功能为一体的综合性建筑类型发展。现代体育场馆的变化发展,是经济时代发展的必然趋势,使得体育
18、馆自身的生存能力更强。更加注重功能性和效益的提升。现代体育馆建筑的发展越来越接近于一个多功能综合性的建筑。1.1.3 现代体育馆建筑的分类体育馆建筑的类型较多,一般来讲,按照室内和室外有无看台以及举办的运动项目等来进行分类。在体育建筑设计手册2中有如下表 1-2到1-4 的分类:表1-2 体育馆按是否覆盖、有无固定看台的分类表分类是否覆盖、有无固定看台露天体育建筑 有无固定看台游泳池或游泳场、足球场、田径场、排球场、篮球场等体育场、灯光球场等室内体育建筑室内篮球场、室内游泳池、室内田径场等表 1-3 体育馆按主要使用功能的分类表分类主要实用功能的分类竞赛型场馆建筑体育馆、体育场、游泳馆等训练型
19、场馆建筑保龄球室、健身房、室内游泳池、乒乓球室等健身娱乐型场馆建筑保龄球室、健身房、室内游泳池、乒乓球室、台球室等体育医疗建筑体疗室、气功疗室、骨科、保健按摩等表 1-4 体育馆按主要运动项目的分类表分类馆内存在项目的分类只有单项运动的场馆建筑篮球馆、排球馆、兵乓球馆以及游泳池等综合性运动场馆建筑多功能使用的体育馆、体育健身俱乐部等1.1.4 现代体育场馆的事故危害性 现代体育馆作为一种日常生活中主要的公众聚集场所,建筑不断朝着多样性、商业性、综合性的建筑类型前进,体育馆的综合利用率也越来越高,除了一些重要的体育赛事在体育场馆内举行之外,一些较大型的政治集会以及文艺演出等也经常选在体育馆馆内举
20、行。这就要求体育馆建筑的具备商业能力、具有综合性。具备多种功能。如可以开展演唱会、签售、晚会等活动。要求体育馆能够灵活变化,通过空间组合、增减可移动设施等方法来实现功能。建筑趋向于综合性利用。比如国家游泳馆(水立方)为了适应赛后的综合性利用,1.7万个座位被拆除了1.1万个,用于减少维护成本。但仍然满足国际泳联的要求举办大型游泳赛事至少6000个座位的强制要求。现代体育馆建筑为了达到商业性、综合性的目标的过程中,必不可少的会带来很多火灾隐患。比如在 2010年12月31日,浙江杭州的黄龙体育馆在承接演唱会的过程中,因用电超负荷,空调过热引燃电器导致火灾。现代体育场馆作为一种性质重要的大型公共建
21、筑,馆内经常会有大量人员聚集于某一特定的时间段内的人员密集的大型场所。从近几年的事故案例我们可以看出,体育场馆中发生频率高、危害大、有重大影响的事故主要有两种。人群发生骚乱踩踏事故以及发生火灾。当体育馆发生火灾以及其他的一些紧急事故时,经常会出现严重的人员伤亡和重大的经济损失,其对社会所造成的影响也是极其恶劣的。比如在2008年7月27 日,山东省济南的一座作为第十一届全运会球类举办地的奥体中心体育馆发生火灾,火灾着火部位于体育馆西南侧楼顶,事故原因是工作人员违章作业,电焊操作引燃穹顶处理层防水材料所致,过火面积约占楼顶的四分之一。由于奥体中心体育馆处于施工过程中,附属的消防设施不完善。无法在
22、初期控制住火灾。而且其周边的道路也在同时进行施工,消防车道被占用导致来救援的消防车迟迟难以进入体育馆外围进行灭火,水枪作用面有限。同时消防用水的供应也出现了困难,当时体育馆的施工现场十分混乱,体育馆很多地方灭火队员都难以进入,这也进一步加剧了现场灭火的难度。由于体育馆高五六十米,使高压水龙头难以迅速将顶部的火势压住。幸好一场及时雨降临,给现场灭火工作增添助力。消防队员奋战5个小时之后才将火势扑灭。祸不单行,11 月11日,济南奥体中心球类场馆再次发生火灾。烧了3个半小时。仍然是穹顶处理层的防水材料因违章作业起火,顶部过火面积达数千平米。火势比较猛烈,且在屋面板下阴燃,并向两侧蔓延。量浓烟,几公
23、里之外都可以看到。两次火灾同一个部位同一个原因。造成的社会影响非常恶劣。2011年09月28日,位于丹麦首都哥本哈根市中心的 KB Hallen 体育馆突发大火,警方表示消防员已无法进入体育馆内部,大火燃烧 7个多少小时,整栋建筑可能全部焚毁。所有看台均被烧毁,造成3人丧生, 数十人受伤。2007,巴西东北部一座体育馆11月25日发生看台坍塌事故,当地警方称,目前已经造成8人死亡。据悉,这座名叫“新起源”的体育馆位于萨尔瓦多市。在当天的足球比赛结束时,球迷开始欢呼雀跃,未曾想到体育馆的高层看台被踩出一个大洞,球迷们纷纷摔落,从而酿成悲剧。比如场馆内大量人群聚集引发的一些人为的灾害(烟头引发火灾
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