消防设计对建筑物人员疏散行为的影响研究

姚敏桐

内蒙古弘锡投资管理有限公司  内蒙古锡林浩特  026000

摘要：在紧急情况如火灾发生时，有效疏散成为挽救生命的首要任务，因此消防设计至关重要。消防设计涵盖疏散路径规划、指示系统、出口配置、报警与灭火设施，消防设计的每个方面都对紧急撤离行动有直接的影响。但现实中，建筑复杂性、不可预测性和疏散时的恐慌等因素给消防设计带来了挑战，影响着疏散的效率和安全性。因此，探究消防设计对人员疏散行为的影响，不仅可以增强人身安全，还能更好地保障财产安全。深入理解消防设计要素与疏散行为的关系，将为建筑规划、紧急预案制定和消防规范的更新提供科学依据，并构建更为安全高效的逃生环境。

关键词：消防设计；建筑物；人员疏散行为

引言

火灾在建筑物中发生时，不仅可能造成资产损害，更重要的是它有潜在的人员伤亡风险。疏散效果的好坏很大程度上受到消防设计是否合理的影响。在当前的发展背景之下，深入分析消防设计如何作用于人员的紧急逃生行为，对于提升建筑的防火标准、降低火灾对人员和财产带来的危害至关重要。因此，本文主要分析消防设计对人员疏散行为的影响因素，并且在此基础上进行疏散行为模拟与分析，并在最后论述消防设计的优化策略。

一、消防设计对人员疏散行为的影响因素

（一）建筑布局与疏散通道的设计

建筑布局与疏散通道设计在应急疏散过程中扮演了至关重要的角色。合适的设计能显著加快疏散速度，而不当的设计则可能增加人员撤离的难度和风险。首先考虑的是建筑平面的合理规划，它需要确保疏散路线的直接性和易识别性，降低人员在紧急情况下的迷茫和不确定性。简洁的布局有助于人们迅速找到最近的疏散出口，而过于错综复杂的结构则可能造成人们在寻找出口时耗费更多时间，尤其在能见度低的情况下更是如此。楼层的高度和内部结构的设计需要考虑到垂直疏散的要求，特别是在高层建筑中。必须有充足的楼梯和逃生通道来满足大量居民的疏散需求。同时，应避免复杂的内部布局，如过多的隔断或隐蔽角落，这些都可能在疏散时形成障碍[1]。

（二）疏散指示标志与信息提示系统

疏散指示标志和信息提示系统在消防设计中扮演着核心角色，对于加快紧急情况下的人员疏散起着至关重要的作用。面对紧急状况，人们容易感到恐慌，这时，直观明了的疏散标志是引导大家快速找到安全出口的关键。这些标志在设计时必须确保即使在能见度差的情况下，如烟雾弥漫或电力中断时，仍然清晰可辨。大小、颜色和亮度的选择，以及其在建筑中的布局位置，都应便于迅速识别，减少逃生时的迟疑。信息提示系统通过融合声音和视觉元素，如自动语音播报和动态照明，提供动态的逃生指引。它能够根据不断变化的环境条件，实时更新逃生信息，引导人们避开受威胁区域。在建筑结构复杂的场所，这种系统有助于消除选路时的不确定性，提升疏散效率。不过，这些系统如果设计不当，可能会带来负面效果。难以解读的标示或提供错误信息的指示系统，会增加人们的认知负荷，影响决策速度，甚至可能导致人员误入危险之地，加剧撤离中的风险。系统的可靠性同样关键，一旦失效，就可能阻碍疏散进程。

（三）安全出口的设置与分布

安全出口的设置与分布在消防设计中对于人员疏散行为产生重要影响。安全出口数量的不足可能会造成拥堵，使撤离速度减慢并提高踩踏的风险，尤其在人流密集的场所。此外，出口数量不足还意味着人们可能需要走更远的路程才能到达出口，在危急时刻延长了他们处于危险中的时间。出口的均匀分布是确保各区域人员能平等快速疏散的关键。集中的出口布局会使某些区域的疏散路径变得更长，提高了在逃生过程中遭遇危险的风险。均匀分布确保人员无论位置如何，都能更易于找到并达到最近的出口。出口的可识别性不足或可达性差也对疏散效率产生负面影响，标记不明显或路径复杂会使人员难以快速定位和到达出口，从而延误疏散时间[2]。

（四）人员密度和流动性的影响

在消防设计考虑中，人员密度和流动性对疏散行为产生关键性的影响。密集的人群，特别是在公共场合如体育场和购物中心，遇到紧急状况时更易发生拥堵，进而影响撤离速度。空间限制引致的紧凑条件下，行进速度受阻，可能导致混乱甚至踩踏。流动性的影响则来自建筑结构与人的行为特征。通道尺寸、楼梯布局等结构设计决定了人群移动的迅速性。狭窄或设计欠佳的路径减慢了疏散进程，增加了紧急撤离的风险。个体差异，如反应速度和运动能力，累计起来也影响整体疏散性能。

二、疏散行为模拟与分析

（一）疏散模拟的方法论

疏散模拟方法论致力于准确再现紧急撤离中的人员行为。这包括分析个体的动作、决策过程、人际互动以及对周围环境的认知。主要分为微观和宏观两大类。微观模拟侧重于每个人的行动模式，通常采用基于代理的模型来模拟每个人对环境的感知和互动。宏观模拟则从一个整体的视角分析人群运动，运用类似流体力学的方法来描述群体行为。这些方法依托于先进的数学和计算工具来确保模拟的效度。

（二）疏散模拟软件的选择与应用

正确挑选疏散模拟软件是关键，因为不同的软件适应不同的需求和场景。例如Evacnet+、Pathfinder和PyroSim附带的FDS Evacuation等。每款软件都有其特色，应根据模拟目标、所需的精确度、场景复杂性等因素来选择。理想的软件应该提供易于使用的建模工具，能够处理复杂环境，并输出用于深入分析的数据。在实际使用中，应根据特定环境调整参数设置，以确保模拟结果的准确性[3]。

（三）不同消防设计方案的模拟分析

通过模拟分析来评估不同的消防设计，目的是了解这些设计对撤离效率的影响。设计的变量可能包括建筑布局、逃生路径、出口尺寸和数量以及指示标志。模拟分析要求为每种设计创建详尽的模型，并对关键参数进行调整。通过模拟可观察到的撤离动态、时间和潜在瓶颈，有助于量化比较不同方案。借此可优化建筑设计，增强安全性，确保紧急情况下人员能够迅速有效疏散。

三、消防设计优化策略

（一）建筑消防设计的改进方向

建筑消防设计的改进方向着眼于三个核心目标：预防火灾的发生、限制火势的扩散以及保障人员的安全撤离。为了达到这些目标，首先需要加强防火隔离措施和选用效果更佳的防火材料，例如，运用更高标准的阻燃材料和实施有效的防烟措施。接着，优化火灾探测和警报系统，提升系统的敏感度和准确性，确保能够在火情初期迅速发现并及时警告居住者。此外，对于消防栓和自动喷水灭火系统等关键消防设备，应根据建筑的用途和结构特点进行科学布局，以实现快速有效的火灾响应。至于安全出口的设计，应确保数量充足且位置恰当，以便快速疏散，同时根据人流分布进行优化。

（二）人员疏散效率提升的设计措施

为提升疏散效能，需从多角度考量设计策略。优化建筑布局，例如增设多个出口、确保走廊宽敞并消除盲区，有助于避免人流拥堵。清晰的疏散标识与充足的应急照明系统将助力人员迅速识别安全路径。此外，通过实际演练验证疏散方案的有效性，并据此反馈调整。对人员密度施以管理，例如实行时间和区域分流，以减少高峰期的拥挤。对于需要额外关怀的群体，比如老年人、儿童和残障人士，须设计专门的疏散方案和设施。

（三）疏散设施的智能化与人性化

智能化可以通过集成传感器、摄像头等监控技术，实时跟踪建筑内部的人员动态和潜在火源。利用数据分析及人工智能技术，系统能够评估火灾风险并自适应地优化疏散路径。智能疏散系统还能与报警、照明等系统协同工作，动态地指导人员撤离。另一方面，人性化设计着重于满足不同个体的需求，比如为视障者安装语音导向设备，以及调整扶手和护栏高度以适应儿童和老年人。使用鲜明的色彩和直观的图形符号也能增强指示的识别度。保持疏散设施的定期维护与升级是确保其功能性的重要环节，以便在紧急情况下可靠运行。

总结：

总之，消防设计是确保建筑安全和减少火灾伤亡的核心环节。本文对此进行了细致探讨，突出了其对促进人员安全疏散的重要性。未来研究将进一步关注消防设计领域的创新技术和理念，并探究影响疏散行为的多种因素，如个体心理、生理反应以及环境条件，以期为进一步优化消防设计提供更加全方位的见解。

参考文献：

[1]单秀婷.性能化消防设计在建筑消防工程中的应用[J].科技传播,2014,6(11):203+193. 

[2]孙晋龙.基于安全疏散中人行为分析的建筑物性能化设计研究[D].太原理工大学,2011.

[3]杨波.大型综合性商业建筑的性能化消防设计[D].重庆大学,2005.