苏州奥体中心体育馆疏散模拟研究

潘钧俊 陈 华 陈新喜 余少乐 金国栋 武念铎

1. 中国建筑第八工程局有限公司 上海 201204;2. 华东建筑设计研究院有限公司 上海 200002

1 工程概况

体育馆作为室内建筑，在火灾条件下，不利于烟气扩散，存在着疏散人员众多、疏散距离长、疏散宽度有限及疏散路径受限等特点。不仅在火灾等紧急情况下，甚至在正常情况下，体育馆人员疏散问题都是不容忽视的[1-3]。苏州奥林匹克体育中心包含一场（体育场）、二馆（体育馆、游泳馆）等体育建筑及苏体广场和室外体育公园等配套商业和设施（图1）。其中，体育馆建筑面积58 000 m2，设计容量约13 000座，承担特殊重大体育比赛、各类常规赛事及非竞赛项目，并将成为市民广泛参与体育活动及享受体育娱乐的大型专业场所。在设计阶段对体育场馆进行疏散模拟分析[4-5]，可评估疏散所需时间、发现潜在的疏散拥堵节点，为建筑疏散路径优化设计提供技术支撑。本文以苏州奥体中心体育馆为例，通过疏散模拟分析，分析疏散安全性及存在的问题，并提出优化建议。

2 疏散设计

体育馆设上层看台、下层看台、下层临时看台及贵宾层等观演区，并在18、12 m标高处设有主要疏散平台。

2.1 上层看台疏散设计参数

上层观众席共计4 500席，27个安全出口布置如图1所示，各安全出口均位于观众席中部，纵走道与安全出口联系顺畅。安全出口（象眼）的设计宽度均为1.8 m。通向各个安全出口的上纵走道和下纵走道宽度均为1.2 m，安全出口两边的次要纵走道宽度也为1.2 m。

图1 上层观众席27个安全出口布置

上层18 m标高观众室外休息平台与15m标高贵宾包厢层、12 m标高观众室外休息平台之间设12个楼梯，如图2所示。东西两侧共6个楼梯，12个楼梯净宽均为2.5 m。

图2 18 m标高平台楼梯布置

2.2 贵宾包厢层疏散设计参数

贵宾包厢层共544席，设包厢及内圈座席。包厢通向内圈座席及其15 m标高疏散平台的开门宽度均为1 m。共设8个净宽2.5 m的疏散楼梯通往12 m标高平台，如图3所示。

图3 贵宾包厢层15 m标高平台楼梯布置

2.3 下层看台（临时看台）疏散设计参数

特别贵宾、会员贵宾、媒体等人员均按保守处理，与下层看台及临时看台人员共用疏散通道，残障人员须在协助下撤离，在本次计算中简单设置为普通观众，共计7 515席。下层看台28个观众席区、临时看台13个观众席区。共设28个纵走道，直通12 m标高观众室外休息平台，如图4所示。通道设计宽度为1.8 m。

图4 下层看台通道布置

2.4 12 m平台疏散设计参数

从室内通往12 m标高外平台方向共设12个大门，门框宽6 m。12 m标高外平台共设5个疏散楼梯通往0 m标高地面。从出口1至出口5，疏散宽度分别为16、16、16、5、5 m，如图5所示。

图5 12 m标高平台楼梯分布

2.5 场芯人员

本次按篮球比赛设置观众席人员。按委托方要求，在场芯另设1 000人。场芯人员疏散与观众席人员疏散通道不重叠，无干扰。

3 疏散策略

为防止疏散过程中出现严重的拥挤混乱局面和人群恐慌，本项目要求全体人员从看台座位处开始疏散到12 m标高大平台的时间应小于7 min。

1）对于体育场内人员，紧急疏散时假定在场内人员引导下有序进行。上层普通观众通过30个安全出口疏散到18 m标高观众室外休息平台，并通过24个室外楼梯疏散至12 m标高观众室外休息平台；底层普通观众通过37个疏散通道疏散到12 m标高观众室外休息平台。

2）主席台观众通过主席台前厅2部楼梯疏散至建筑首层室外场地。

3）场芯观众通过1层西北、西南2个场芯出入口直接疏散至西侧室外场地。

4 疏散计算参数

疏散人数考虑了体育馆中可能出现的最多的人数，场景设定为篮球比赛满座状态，同时以演艺状态的场芯人员布置状态设置场芯人员，即：上层座位4 500人，下层座位4 286人，贵宾座位544人，特殊贵宾座位68人，会员贵宾座位204人，媒体座位50人，下层临时座位2 879人，场芯人员1 000人，设计残障人员座位28人，由于残障人员无法自主疏散，且人员较少，本次把该人员按设计布置归入下层座位中。所有疏散人员共13 559人。男女比例为4∶6，男性成人的楼层平面行走速度取1.7 m/s，女性成人取1.5 m/s。

在基于Pathfinder软件的疏散模拟模型中，人员分布按照观众席位的布置方案进行，如图6所示。

图6 疏散分析模型人员分布

5 模拟结果

模型中所模拟的时间，因人员所处位置、人员特性的不同以及人员选择出口/人员疏散方向的随机性等，所模拟出的人员疏散时间也会有所不同。因此，最终的时间为所有模拟时间的平均值。

上层看台观众全部疏散出象眼（进入18 m标高平台）的时间如图7所示。

图7 上层观众疏散出象眼的时间

从图7可以看出，各象眼的疏散总人数分布不均，最大疏散人数达到225人，最少疏散人数仅111人。这是由上层看台观众的分布不均引起的。疏散人流最多的象眼编号为6#～8#、20#～22#，处于东西看台中间部位。象眼23#的疏散时间最长，为142.7 s，合2 min 22.7 s。各象眼疏散时间与疏散人数大致成比例，表明在疏散过程中各象眼的有限疏散宽度得到了充分的应用。各象眼疏散时间差异较大，在疏散后期，大部分象眼处于闲置状态，各疏散路径有较大的优化空间。

上层看台观众借助24个楼梯全部由18 m标高平台进入12 m标高平台的时间如图8所示。从图8可以看出，上层观众全部疏散至12 m标高平台的最大疏散时间为11#楼梯的3 min 22 s，满足限制在4 min内的规定。而疏散人员在12 m标高平台下行楼梯口的聚集，减缓了部分疏散楼梯通道的疏散速度。

图8 上层、VIP看台观众疏散到12 m标高平台的时间

下层看台观众借助37个通道全部疏散到12 m标高平台的时间如图9所示。

图9 下层观众全部疏散到12 m标高平台的时间

从图9可看出，除10#通道疏散速度较慢之外，其余通道均满足规定。10#通道疏散速度较慢的原因是该出口处人流受到东北方向其他疏散口疏散人流的冲突，如图10所示，建议在该部位采取适当的管理措施。后期优化设计中，在该拥堵区域设置必要的机动隔离与导向措施，可使邻近该疏散出口的有效疏散宽度得到充分利用，有效降低总疏散时间，并满足设计的疏散时间要求。

图10 下层看台10#通道出口处拥堵状况

6 结语

本文通过模拟分析得到了苏州奥林匹克体育中心体育馆的疏散结果，针对馆内观众7 min内疏散完成的困难点，给出了优化建议，使疏散时间得到有效降低并能满足设计要求。分析研究的结果可为后期设计安全的疏散路线并实施有效管理提供参考，从而实现观众的顺畅、安全疏散。