数学建模--教学楼人员疏散.doc

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数学建模--教学楼人员疏散--获校数学建模二等

数学建模
人员疏散
此题是由我和我的好哥们张勇还有我们区队的学委谢菲菲经过数个日夜的精心准备而完成的,指导教师沈聪.
摘要
文章分析了大型建筑物内人员疏散的特点，结合我校1号教学楼的设定火灾场景人员的平安疏散，对该建筑物火灾中人员疏散的设计方案做出了初步评价，得出了一种在人流密度较大的建筑物内，火灾中人员疏散时间的计算方法和疏散过程中瓶颈现象的处理方法，并提出了采用距离控制疏散过程和瓶颈控制疏散过程来分析和计算建筑物的人员疏散。

关键字
人员疏散 流体模型 距离控制疏散过程

问题的提出
教学楼人员疏散时间预测
学校的教学楼是一种人员非常集中的场所，而且具有较大的火灾荷载和较多的起火因素，一旦发生火灾，火灾及其烟气蔓延很快，容易造成严重的人员伤亡。对于不同类型的建筑物，人员疏散问题的处理方法有较大的区别，结合1号教学楼的构造形式，对教学楼的典型的火灾场景作了分析，分析该建筑物中人员疏散设计的现状，提出一种人员疏散的根底，并对学校领导提出有益的见解建议。

前言
建筑物发生火灾后，人员平安疏散与人员的生命平安直接相关，疏散保证其中的人员及时疏散到平安地带具有重要意义。火灾中人员能否平安疏散主要取决于疏散到平安区域所用时间的长短，火灾中的人员平安疏散指的是在火灾烟气尚未到达对人员构成危险的状态之前,将建筑物内的所有人员平安地疏散到平安区域的行动。人员疏散时间在考虑建筑物构造和人员距离平安区域的远近等环境因素的同时，还必须综合考虑处于火灾的紧急情况下，人员自然状况和人员心理这是一个涉及建筑物构造、火灾开展过程和人员行为三种根本因素的复杂问题。
随着性能化平安疏散设计技术的开展，世界各国都相继开展了疏散平安评估技术的开发及研究工作，并取得了一定的成果(模型和程序)，如英国的CRISP、exodus、STEPS、Simulex，美国的ELVAC、EVACNET4、EXIT89，HAZARDI，澳大利亚的EGRESSPRO、firewind，加拿大的FIERA system和日本的EVACS等，我国建筑、消防科研及教学单位也已开展了此项研究工作，并且相关的研究列入了国家“九五〞及“十五〞科技攻关课题。
一般地，疏散评估方法由火灾中烟气的性状预测和疏散预测两局部组成，烟气性状预测就是预测烟气对疏散人员会造成影响的时间。众多火灾案例说明，火灾烟气毒性、缺氧使人窒息以及辐射热是致人伤亡的主要因素。
其中烟气毒性是火灾中影响人员平安疏散和造***员死亡的最主要因素，也就是造成火灾危险的主要因素。研究说明：人员在CO浓度为4X10-3浓度下暴露30分钟会致死。
此外，缺氧窒息和辐射热也是致人死亡的主要因素，研究说明：空气中氧气的正常值为21％，当氧气含量降低到12％～15％时，便会造成呼吸急促、头痛、眩晕和困乏，当氧气含量低到6％～8％时，便会使人虚脱甚至死亡；／m2(烟气层温度约为200℃)。

图1 疏散影响因素

预测烟气对平安疏散的影响成为平安疏散评估的一局部，该局部应考虑烟气控制设备的性能以及墙和开口部对烟的