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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
24、等），造成人员惊吓、恐慌、从众等意识的影响。人群混乱无序，向最熟悉的通道疏散（一般为来时的通道）。大量人群拥挤踩踏导致出口堵塞，进而继发骚乱、挤踏等事故。最终引发群死群伤性的严重后果。例如，在2011年2月21 日，马里首都巴马科的一座可以容纳25000人的体育馆内进行布道活动结束之后，人们争先恐后的去涌向布道者，以求获得祝福。因为前面有栏杆阻拦，前排的民众无法过去，后面的民众仍然蜂拥而上，且整个活动缺少管理人员维持秩序，结果导致人群发生骚乱，继而发生踩踏事故。事故造成至少30人死亡。给人们留下了惨痛的教训。总而言之，体育场馆作为一种有大量人群聚集的重要公共建筑，其疏散研的意义十分重大，如何做
25、好体育场馆的疏散设计是急需我们思考与研究的一个重要课题。1.1.5 国内外拥挤人群疏散研究现状 早在上个世纪40年代，国外就开始了对人在火灾中行为进行描述和报道，而真正意义上的关于人在火灾中行为的研究是从上个世纪70年代初期正式开始的。于是就有了1974年和1978年的“人在火灾中行为”第一、第二次国际讨论会，一直到1977年NBS出版了建筑中紧急疏散评估的技术手册为止，这段时间被公认为是人员疏散问题研究的初级阶段。在进入80年代之后，随着计算机数值模拟技术的发展，计算模拟的方法被广泛应用到研究火灾后人员的疏散问题中。Belfast于1998年在爱尔兰召开第一届国际火灾中人员疏散问题研讨会之后
26、，关于人员疏散问题的研究得到了进一步加深。进入本世纪之后，虚拟现实技术得到了实质性的发展，于是在模拟火灾中人员的疏散问题上也开始不断的应用虚拟现实技术。我国针对紧急状态下人员疏散问题的研究起步较晚，开始于上个世纪90年代末。经近年来，国内对于人员疏散方面的研究工作更注重工程应用方面，主要包括各种疏散模型的建立、安全疏散设计的性能化方法以及人员疏散设计的安全评估等。鉴于我国的人员疏散方面的研究还处于起步阶段，且研究的侧重点主要是火灾事故分析与处理、具体研究对象的建筑防火设计合理性评估、疏散设计以及研究对象的建筑火灾模型。因此在一些科研院所、高校的相关专家学者的不懈努力下，取得了一定的成效。在此基
27、础上提出了几种人员安全疏散的模型。主要有：中国科技大学袁理明等提出的一种计算疏散时间的数学模型3。东北大学温丽敏等提出的一种火灾时群集疏散的模型4。刘文利等提出的地下商业街建筑人员疏散模型5。香港城市大学的Losm等提出的SGEM疏散模型6。王志刚开发的地下大型商场火灾时期人员疏散计算机模型FEgress7等。然后，这些模型各有侧重点，各有优势，国内现在还没有比较通用的安全疏散分析软件。 拥挤人群的疏散问题是人员疏散的一个重要组成部分，特别是对于人员密集场所的人员疏散问题一般都归结为拥挤人群的疏散问题。拥挤人群疏散问题作为一项重大公共安全问题越来越受到人们的关注，随着经济和社会的发展，人员高度
28、密集的机会越来越多，各种拥挤人群事故在疏散过程中时有发生，并且每次都有群死群伤后果现，造成了群众生命财产的损失和不好的社会影响。比如，2005年10月25日晚上8点，四川省巴中市通江县广纳小学的晚自习像往常一样按时结束了。铃响过后，孩子们蜂拥而出，顺着楼梯下楼，楼梯上都是人。突然听到一个男同学大声喊“见到鬼了!”向下走的人群突然间乱了，有学生被挤倒了，可后面的人还在不断地往前拥，后面的人踩在摔倒人的身上也被绊倒了，顺着楼梯往下滚，一楼二楼间转角的地方很快堆成了人堆，灾难发生了。在这次拥挤踩踏事故中，8名学生死亡、17名学生受伤。2006年1月发生一起伤亡惨重的拥挤踩踏事故，这起事故最终造成超过
29、345人死亡，289人受伤的惨重后果，这次事故的发生是由于沙特阿拉伯伊斯兰教圣地麦加的朝勤者骚乱导致的拥挤踩踏事件。2009年H月3日，湖南常宁市西江小学的学生准备做课间操，在下楼时发生严重的拥挤踩踏事故，6名学生受伤。因此拥挤人群的疏散问题越来越受到人们的关注，国际国内的许多科研院所和大专院校都在寻求解决这一问题的方法。国外拥挤人群疏散研究国外对于拥挤人群的研究较早，己有不少学者已经有比较完整的理论，下面介绍几种国外学者的研究情况。(1)日本的KardiTeknomo8其博士论文中对“社会力”模型进行了研究，其主要的研究对象是拥挤人群个体之间的“排斥力”，并在D.Helbing的研究基础上建
30、立了相关的微观模拟模型，广泛应用于“社会力”模型研究。(2)加拿大的C.M.Henein和T.white等人主要对拥挤人群疏散过程中的人员的群集行为进行了研究，其研究基础是Kirchner的元胞自动机模型，应用多智能体技术的计算机模拟来改进对拥挤人群疏散过程中人群行为的分析9。(3)德国的D.Helbin，等人对引发人群拥挤踩踏的主要原因人群恐慌进行了详细分析，并在此基础上提出了“社会力”模型10。之后又对恐慌状态下的人群行为进行了研究，重点模拟研究了人群的各种自组织现象。他们通过设置不同场景的方法来模拟各种情况下的人群运动，并且最终得出结论：“恐慌引起的人群惊跑是人群聚集最危险的一种形式，在
31、此种形势下，由于个体之间的碰撞和踩踏往往会造成重大伤亡”(4)法国的LHeigeas等人通过对人群聚集现象的研究，将人群聚集现象分为两种类型:一种类型表示的是人与人之间的相互关系(在规模比较小的情况下，群体之间会进行讨论和协商)；而另一种类型表示的是大规模的人群聚集现象，包括人群的流动和干扰。大规模人群聚集的情况下，聚集人群会产生一些非协商性的紧急状况，这是他们研究的主要对象，并且认为这种现象为典型的人群自组织行为11。除此之外，他们还通过运用物理作用力原理建立了粒子模拟系统，并运用该系统模拟分析紧急状况下的人群聚集行为。(5)澳大利亚的R.s.c.Lee和R.L.Hughesl12等人则是重
32、点研究了人群拥挤踩踏事故，他们通过对一些已经公开的事故统计数据进行分析，为了能够实现对人群拥挤踩踏进行定量分析，引入人流连续性模型对实例进行分析，最终实现预测人群行为规律的目的。 国内在拥挤人群疏散方面的研究起步较晚，但是通过专家学者们的不懈努力，也在以写方面取得了一定的成果，下面介绍几个国内有代表性的研究成果。(1)沈阳建筑大学的陈宝智、张培红等人研究的理论基础是离散系统分析动力学，他们的主要研究对象是建筑火灾时的人员疏散，应用离散系统分析动力学来分析疏散群集流动中疏散个体的动力学特征。在此基础上通过建立运动状态方程来分析群集流动。并在之后的研究中分析了群集流动在不同空间特征疏散通道上的变化
33、规律。与此同时，他们还运用计算机仿真技术来预测应急疏散时人员群集流动的性状。通过一系列的研究他们认为:群集流动的性能主要手疏散出口、通道的空间几何特征影响13不会随着疏散个体心理状态和行为特征的变化而变化。(2)武汉大学的陆君安等人研究的理论基础是曲线拟合方法，该方法的基础是大量都经济贸易大学硕士学位论文体育场馆安全疏散定量分析方法研究的现场观测和录像记录，并最终得到人流密度一移动速度的关系曲线(国外学者认为人员的移动速度与人员的拥挤密度之间呈对数关系)。之后他们对紧急状况下人员在建筑物内的疏散，主要对此过程中前后及左右拥挤分别能对人员的启动加速度产生怎样的影响进行了研究，并通过建立了人员疏散
34、动力学方程来推导人员在拥挤环境下的移动速度公式。研究结果进一步验证了人员的移动速度与人员拥挤密度之间是一种对数关系14。(3)中国科技大学的宋卫国等人在Helbing的分子模型的基础上主要研究了出口条件对疏散时间的影响。他们重点对建筑结构(出口宽度、出口厚度等)特征、疏散期望速度等人群特征与疏散时间之间的关系进行研究，其研究过主要通过应用“社会力”模型(多粒子自驱动模型)对紧急情况下(如火灾发生时)的人员疏散过程进行模拟来实现，并且实现了对实际疏散过程中出现的典型现象的重现。通过一系列的研究他们认为:随着人群期望速度的变化，疏散时间存在一个最佳值15;建筑结构特征对疏散时间的影响存在一个渐近关
35、系。(4)上海交通大学的卢春霞等人应用波动理论模拟了紧急疏散时速度与密度的关系。其研究的理论基础为流体力学中的激波理论，在此基础上将拥挤人群看作是一种连续介质，研究拥挤人群的人群流动、人流密度、速度与激波的关系。通过一系列的研究他们认为：在没有个体差异的情况下，如果在拥挤人群中产生任何形式的扰动(直接表现为密度的变化)，根据波动理论，这种扰动都会以波的形式在人群中传播;然而人群中的个体间往往存在着差异，正是由于这种差异(杂质)，将会引起波发生非线性畸变，并且最后很有可能产生激波，即拥挤事故。因此，我们希望通过采取一些措施来避免拥挤事故的出现，比如改变边界条件、控制初始密度、设置畸点等16。1.
36、2 本文研究内容 本文通过对体育场馆事故发生类型以及发生发展规律的分析知道，体育场馆疏散过程中最易引发大量人员伤亡的事故类型为发生在看台出口前疏散等待区域的人拥挤踩踏事故。应用事件树分析、事故致因理论和风险理论对人群拥挤踩踏事故进行了风险分析，发现引发人群拥挤踩踏事故的主要原因是人们恐慌状态下引起的人群密度过大。然后对人流速度，人流密度等相关参数进行具体分析，得出避免人群拥挤踩踏事故发生的疏散口宽度，数量。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。尽可能的减小了由于意外事故造成的人员伤亡和
37、财产损失。第二章 现代大型体育场馆疏散特性研究2.1 现代大型体育场馆类建筑的疏散特性 现代大型体育场馆类建筑与一般建筑相比，其特殊性主要体现在三个方面:场馆空间结构宏伟，疏散路线长。场馆建筑疏散的方式不同，人员疏散特性也随之不同。场馆内有大量坐席和台阶，人员行动极度受限。大型体育场馆建筑的这些特性使得对其疏散的研究与其他建筑有明显的不同。2.1.1 体育场馆建筑空间结构特殊性 大型体育场馆建筑高，空间大，跨度长。体育场馆由于要举办体育赛事，场内必须要有大面积的场地以及大量的固定式坐席与活动式坐席。这一特性导致现代的体育场馆如果依照现有条文式规范难以准确划分防火分区。对于一般建筑的防火分区划分
38、只需设置一定的防火防烟分隔物（如防火门、防火卷帘等），可体育场馆的视线不可以出现阻隔，无法按照常规方法设置防火分区。若不设置防火分区的话，一旦发生火灾，火势和烟气将会迅速蔓延开来，对人员的疏散造成极大的困难。体育场馆的跨度大对体育场馆的建筑材料就有了更加严格的要求。经过实践证明，用于体育馆屋顶结构的材料最为适合就是钢析架。.钢结构具有强度高、自重轻、材质均匀、塑性韧性好、拆迁方便、密闭性好等优点。但也有其耐腐蚀性差、耐火性差、低温易脆性断裂等固有缺陷。其中对于体育馆建筑疏散研究最为重要的就是耐火性差。无防火保护的钢材在温度超过200后，不仅强度逐渐降低，还会发生兰脆和徐变现象。钢材温度超过60
39、0，钢材支撑性能将会骤降。无法继续承受屋顶的重量。可能会出现坍塌。若此时人员仍未疏散至安全区域，就可能会发生重大事故。2.1.2 大型体育场馆火灾特殊性 体育场馆室内建筑高，空间大，跨度长，内部电器设备多，人员高度集中，一旦发生火灾，如果在510分钟内不能控制火势，就有可能达到发展阶段，以至形成大的灾害。它的火灾特点是：(1)体育馆的诱发火灾因素多。大型体育场馆功能完善，结构复杂，内部设置的照明、通风空调、声光等电器设备，易引发火灾;而且场所内聚集着大量人员，给管理者带来不便，吸烟、丢弃烟头等现象十分普遍。除此之外，使用可燃材料装台，电器路老化也是诱发火灾的重要原因。(2)体育馆人员密集，易造
40、成人员伤亡。体育馆在使用中绝大多数观众对场地疏散路线不熟悉，更不了解建筑布局及周围环境。在火灾情况下，人员容易惊慌，拥堵疏散通道及出口极易出现踩踏挤压等伤亡事故。如果在消防设计和管理方面出现问题，必然会造成大量人员伤亡。另外，因出入口堵塞，火场中浓烟、高温以及建筑物倒塌等情况的发生，都可能造成大量人员伤亡。(3)体育馆内部火灾易蔓延快，建筑物易倒塌。多数体育场馆内部的舞台、观众厅、设备等处都是通过过道等相互连通的，发生火灾后，火势凭借良好的通风条件，会造成一处着火、多处燃烧的情况。而且体育场馆属于大跨度建筑，一般采用钢结构，火灾中，带有闷顶的钢屋架，木质屋面房盖和吊顶被烧穿后30分钟即可能塌落
41、。体育馆一旦失火，在空气对流的作用下，不仅燃烧猛烈，蔓延迅速，且不易扑救。设备线路相连或者毗邻，繁杂是造成火灾蔓延扩大的途径。2.1.3 大型体育馆台阶疏散的特殊性 体育场馆内部的台阶主要包括看台入口处的台阶和看台走道上的台阶。台阶的宽度数量是按股数计算得到的，必须保证台阶的宽度不能小于前面的疏散出口的通行能力。看台走道上的台阶是体育场馆等观演建筑特有的，它的高度以及宽度会对疏散产生较大影响，主要表现在以下两方面:(1)看台坡度的越陡，台阶的阶高越高，阶高越高则疏散越危险。在坡度较陡的台上行走人员会产生恐惧心理，若发生紧急情况，恐惧心理加剧，疏散就变得更为危险。一般，体育场馆上层看台会存在看台
42、坡度较陡、台阶阶高较高的问题,顶层人员疏散的时候，非紧急情况下都要非常小心的行走，一旦发生紧急情况，极容易摔倒。(2)纵向通道每级台阶宽度不一定一致，影响人员行走速度，不利于人员疏散。一般建筑内的楼梯各级踏步的踏面宽必须相等，否则不符合规范，但对于观演建筑如体育场馆等则未必能做到，如上海复旦体育馆的台阶就是这种情况。该馆每排坐席间距为820mm，前后高差为 450mm(必须设3级台阶)，为使台阶与坐席持平(座位深为 500mm左右)，方便行走，则台阶宽度宜设为250mm，250mm，320mm，那么，台阶便无法做到每级宽度都一致。人员行走在宽度发生变化的台阶上，会感觉很不习惯，而自觉的降低速度
43、，若行走较快时则容易跌倒，有一定的潜在疏散危险。2.2 本章小结 本章针对大型体育馆这种建筑类型的特殊性，对体育场火灾的特殊性进行了介绍。且了解了体育场台阶疏散的特殊性，在下面几章中讲具体介绍相关设计。现代大型体育馆的建筑设计不断追求美观以及个性化。导致了不同类型的体育馆建筑的疏散特性差异很大，已经越来越难以用统一的标准和规范来约束和限制。对于体育馆的疏散分析也要随着体育馆建筑特征的变化而变化，具体建筑具体分析。第三章 体育场馆人群拥挤踩踏事故风险分析3.1 体育馆人群拥挤踩踏事故风险概述随着经济社会的发展，日常生活中的大型体育比赛、文艺演出、展览展销会等活动迅速增加，往往这些大型活动都需要借
44、助体育场馆作为活动场所举行，这就很大程度上加大了体育场馆的使用强度和人员聚集的频率。因此，关注体育场馆在使用过程中的易发事故类型及其特征、发生原理及其风险变得至关重要。尤其是作为人员密集场所，在活动进行过程中一旦发生各种突发事件，极易引起人员的恐慌和骚乱，进而引起疏散过程中出现人员的滞留和拥挤，最终导致拥挤踩踏事故发生，造成群死群伤的惨重后果。3.2 体育场馆易发事故类型及其特点分析3.2.1 易发事故类型分析通过对已报道的体育场馆事故发生的时间、灾害原因和特点进行分析可知，体育场馆事故一般可以分为以下三类：(1)自然灾害引发的事故，即由于高温热浪、暴雨洪涝、雷电冰雹、地震、暴雪等然因素情况下
45、引起的体育场馆建筑屋面掀起、顶棚或者墙体坍塌、结构坍塌及人群慌乱拥挤踩踏等二次事故，造成人员伤亡和财产损失。(2)人为事故，由于各种人为因素引起是社会治安问题，如火灾、恐怖袭击、骚乱、踩踏和爆炸等突发事件发生而引起的人员身体意外伤害、财产损失以及随之引发的社会恐慌。(3)事故灾害引起的事故，由于体育场馆的过度商业化、火灾、毒气渗漏、突发公共卫生事件或者是比赛设施质量问题引发参赛人员意外伤害等管理事故，以及供电问题、计算机系统事故、无线电网络故障、体育事故及其他导致比赛不能正常进行的运行事故。3.2.2 易发事故特点分析通过对体育馆事故资料统计分析可知，自1900年到2005年的105年期间，世
46、界上其他国家有记载的造成重大人员伤亡的事故一共34起17，详细如下表3-1所示：表3-1 19002005年世界体育场馆重大事故统计表序号年份地点国家事故原因受伤人数死亡人数11902Ibro英国结构失效5122621946Boston英国结构失效5003331964Lima秘鲁惊慌拥挤50031841964Maryland美国拥挤60151967Kayser惊慌6004061968Beones Aire阿根廷惊慌拥挤2007471971Ibro英国惊慌1446681971Salvado巴西惊慌，结构失效1500491974Cairo埃及惊慌踩踏49101979尼日尼亚惊慌踩踏2724111981Hillsboroug英国拥挤38121981Athens埃及惊慌踩踏24131982Cali哥伦比亚惊慌踩踏25024141982Moseow前苏联拥挤340151985Bradfor英国火灾100+56161985Heysel比利时结构失效43739171985Mexieo墨西哥拥挤3010181987Kathmand尼泊尔惊慌拥挤70093191989Sheffiel英国拥挤40096201991Orkne南非惊慌拥挤2012211992Ma
