摘要
随着我国高等教育的不断发展，众多历史悠久的高校老旧教学楼仍承载着核心的教学与学术活动。然而，老旧教学楼因其独特的历史和建筑特色，通常具有错综复杂的建筑结构和空间布局。这类建筑与现代建筑相比较，其通道可能更狭窄，安全出口不足，且消防设施欠完善等；加之使用年限较长，电气线路等设施的老化问题增加了火灾发生的风险。在火灾疏散过程中，这些特点可能导致疏散路径受限、疏散时间增长，进而增加人员伤亡的风险。 本研究以某高校的老旧教学楼为研究对象，采用PyroSim与Pathfinder耦合构建教学楼火灾疏散模型，并进行可视化的疏散模拟。通过模拟分析，研究紧急状态下人群的疏散规律以及疏散过程中的安全状态。同时，本研究还运用Anylogic软件结合Java编程技术，模拟了人群在疏散过程中恐慌心理对疏散行为的影响。为高校老旧教学楼的火灾安全疏散提供了更为全面、深入的理论支持与实践指导。本文主要工作如下： 1)首先对火灾疏散理论进行了介绍，从火灾发展过程和人员疏散过程两个层面对教学楼火灾疏散风险进行了分析。针对模拟疏散过程中能见度、一氧化碳(CO)、温度等参数的不同取值，进一步探讨其对疏散模拟结果的影响。其次，本文以老旧教学楼为研究对象，基于火灾疏散模拟理论，利用PyroSim和Pathfinder两款仿真软件，构建了火灾疏散模型，确保关键参数及其取值情况在模型构建中的准确性。 2)运用PyroSim火灾模拟软件，搭建教学楼火灾仿真模型，并设定了6种不同火灾场景，分别在不同火情下对能见度、一氧化碳、温度等参数和安全疏散时间等关键点(例如楼梯口和安全出口)进行比较分析。研究结果表明：能见度对于疏散的影响最为显著，其次是温度，最后是一氧化碳浓度。通过对切片和测点数据的分析，本研究进一步得出了在不同火情下安全出口的可用疏散时间ASET，从而为防范火灾和保障人员安全提供了参考依据。 3)运用Pathfinder软件构建人员疏散基础模型，并将不同火灾情境下的数据结果引入模型进行联合计算。通过模拟分析获得人员在各种危险区域撤离所需必要疏散时间RSET。研究结果表明：人群在正常情况下有420.6秒的常规必要疏散时间RSET，对比当门全部打开时疏散效率降低1.2%；而仅B2工况即在楼梯间着火且机械排烟开启状态下人员疏散始终处于安全状态；对比A1、A2火灾场景，无自动喷淋时人员疏散效率降低12.1%；B1、B2火灾场景对比，无机械排烟时人员疏散处于危险状态；人数固定时将人员安排至靠近楼梯处和较低楼层能有效提升人员疏散效率。 4)以传染病领域的经典模型SIS为参照，运用Anylogic软件并结合Java编程技术，建立双出口着火房间内人群恐慌疏散模型。运用该模型模拟分析恐慌对人群疏散行为的影响。结果表明：人群感染恐慌时疏散效率降低17.5%；合理布置障碍物可以增加恐慌人群疏散效率；同时，冷静者在疏散时会实时判断并选择人数较少的出口，而恐慌者倾向选择距自己最近的出口；小团体恐慌结伴疏散时对人群疏散效率存在负面影响。
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