防灾科技学院应急避难场所设计与规划

防灾科技学院应急避难场所设计与规划报告制作人：毛帅学号：115053134小组其他成员：王啸、季益胜、蔡海亭古今、刘华东、孟祥雨防灾科技学院应急避难场所设计与规划近些年，我国自然灾害频繁发生，自汶川地震、玉树地震和雅安地震发生后，有关应急 避难场所的话题成为了一大热点,尤其在学术界，这两年关于应急避难场所的研究层出不穷, 主要集中于城市应急避难场所的设计，关于对学校的应急避难场所设计鲜有耳闻。学校作为 公共场所，聚集了少则几百几千人，多则上万人，一旦发生地震灾害，就会造成极大的人员 伤亡和经济损失。针对于此，本人选择了就读的院校-防灾科技学院（南校区）作为研究对 象，从不同的建筑用地及功能的角度出发，结合我国的城市规划的现状和相关标准进行比对, 研究防灾科技学院应急避难场所设计与规划，从而提出适宜于防灾科技学院在面对地震灾害 时应采取的对策。0引言应急避难场所是人们在受灾时躲避灾难、临时居住的安全场所。2008年新出台的国家标 准地震应急避难场所、场址及配套设施（国标）将地震应急避难场所定义为“为应对地 震等突发事件，经规划、建设，具有应急避难生活服务设施，可供居民紧急疏散、临时生活 的安全场所”，并对地震应急场所的等级、场地选择、安全性、配套设施等作了明确的规定, 提出了分等级、分层次规划建设应急避难场所的要求。大致分为：临时避难场所、短期避难 场所、中长期避难场所和长期安置。介于防灾科技学院（南校区）的规模和性质，长期安置 显然不合理，以下所设计的避难场所仅是满足临时、短期、中长期的需求。1防灾科技学院南校区可作为避难场所的建筑和场地分析当地震发生时，学校内部可供利用的避难场所主要有以卜两种类型：（1）学校的空旷场地。例如，操场，绿地等；（2）学校校舍。例如，教室，宿舍，场馆等。防灾科技学院南校区建筑物有：（从南至北次序）办公楼、四号楼、学生公寓、五号楼、 食堂、篮球场、教工公寓、医务室、图书馆、操场、体育馆、六号楼。从这些场地和建筑的 可利用条件来看，可考虑的次序为：对于可利用的校内场地和建筑，根据应急避难场所的平灾结合原则，我们又可将其分为:（1）平灾转换方便的，灾后可立即投入使用的。例如，操场，体育馆，宿舍；（2）平灾转换较便的，灾后需要整理的。例如，食堂，办公楼，教室；不适合作为避难场所。例如：图书馆，医务室。（3）平灾难以转换的，2防灾科技学院主要建筑优、劣势分析卜图是我小组绘制的防灾科技学院南校区理想分布图:防灾科技学院南校区主要建筑分布图从防灾科技学院现有的建筑分布特点来看，人群集中地（A、B、C、D、H、I、M）大 致沿主干道路，分散在校园四周，这样的分布有以下几条合理的理由：（1）对于集中地的人群来说，主干道路是学院的中心轴，一旦发生较大等级的地震时, 利于人群的疏散和转移，不至于造成人群的拥堵，是一条极其重要的“生命线”；（2）对于指挥人员来说，主干道路是一切救援车辆的必经之路，命令的发布以及物资 的调配可以及时到达人群当中。（3）除道路外，内部地区（红色线条范围内）是一些操场、篮球场、绿地等空旷地区, 没有楼房的设立，这样的话，为人群提供了宽阔的临时避雅基地。上文我们提到防灾科技学院建筑分布的合理性，可以概括为“中心空，四周满，由外到 内的疏散”。与此同时，我们也要清楚地看到，目前还存在着一些问题。如下：f同等楼层，不同的建筑类型经过加固，有着钢混色彩的B楼和砖混构造的C楼 同等楼层，同等建筑类型，不同保护措施楼底设有减震装置的A楼和未设有类似装置的C楼 建筑出入口数量的不均匀分布B楼开放的出入I有三个，I楼的出入口有三个，C楼的出入1只有一个 出1,但是C楼居住人数却远多于B楼 校园道路上缺乏相应的指示牌没有指示牌，无形中制造了慌乱和无序 一些消火栓、防火帘等安全设施无法起到应有的保护作用或是人为破坏，或是线路故障 不予一一列举，等等这些问题影响到了人员应急疏散的质量，包括：人员最佳的疏散路线（最短路问题）， 每个隔间具体人员疏散量（最大流问题），人流速度、密度等，这在后文关于制定合理的应 急疏散方案有进一步介绍。3假定条件下的防灾科技学院避难场所设计综合防灾科技学院的建筑分布特点，我们可以通过数学建模的方法，建立一些假定条件 下，理想状态中的模型，从而解决应急避难场所的选址问题。下面是防灾科技学院主要建筑简易图，为了使问题方便化，我们作了几条假设：（1）校园内道路假设为直道，没有曲折，忽略一些“无人问津”的小道，道路以线段 标记；（2）校园内建筑群（师生公寓楼等）记为单一建筑，校园内建筑“点化”，即所有建筑 全部以“点”标记；（3）校园内建筑附带的花园、停车场等，将其与建筑看作整体研究；（4）将M楼东边的停车场视为空地（灾害发生后经过简单整理，可以迅速“升级”为 空地），M楼西边的未利用的地域同样视为空地（该地域平整，无大型障碍物，化为空地的 范畴）。综上所述，绘制如下简易图。其中，我们定义：A, B, C-N, O为建筑的标号，用1表示；S（i）为各建筑到达主干 道路的距离。红色区域含义为：该区域处于学院的四周，在这一区域，我们遵循防灾科技学 院分布特点，将其设为人员临时居住区，居住区为单层，并在每个人员居住区设立一个应急 的临时卫生间。防灾科技学院南校区简易图示接下来，我们讨论的问题是临时居住区能够提供的服务人数是多少呢。我小组将防灾科技学院的各建筑占地面积作出统计（面枳数值“向下取整取零”，例如: 283.7我们记为280, 1879.2我们记为1870）。统计数据如下表：南校区各建筑的占地面积建筑物名称建筑面枳（平方米）层数占地面积（平方米）B974351960A45005900D486541220M16975121450O356921800N12682630H48005960G300021500K16000116000J1306926550LS （待测）1S（待测）I1336152700E190011900C680041700F210012100（红色标记的为临时居住区，未标记的为其他功能区）计算临时居住区的总面积，得到：A+B+D+G-H+K+L+M+N+O=39389+S （待测） 单位：平方米，全部居住区而枳 然后，根据历次地震灾害后灾民的人均占地面积（需要经验统计，目前我小组还没有这 方面的数据），暂且设为S （人均），于是：应急避难临时居民区的饱和人数为：39389+S （待测）/S （人均） -一单位：人 我们计算出临时居住区的饱和人数后，要与防灾科技学院南校区的现有居住人数进行比较，若供大于求，则这样的应急避难临时居住区是合理的，地震时灾民都会各得其所：相反 的是，若供不应求，则这样的设置还需进一步改进，通过改进模型，或是在实际中将人员转 移至其他安全地区，使得灾民的生命安全得到保障。对于其他未标记的点，我们称之为其他功能区。在满足“住”的需求之后，灾民还有其 他方面的，必要的需求，例如：供电、供水、物资发放、抗震救灾指挥部、应急医疗、应急 消防等。其中，(一)供电是市政解决，设计复杂的电路线路问题，我们不予考虑；(-)物资发放点，针对于灾民的最基本生理需求；(三) 指挥部是负责应急避难场所的管理工作，承担着发布最新消息，统计伤亡人数和 初步损失的任务；(四) 应急医疗则负责治疗灾民，不仅是肉体之伤，还包括心理上的创伤：(五) 消防可以和供水点结合在一起，一是防止火灾二次灾害的发生，二是向灾区提供 水源。对于以上提到的二、三、四、五点，这是需要我们规划的，考虑的因素应有：1、物资发放点、指挥部到各需求点的距离；2、指挥部周围的安全系数要高，不宜人多；3、应急医疗要选取在交通方便的地势，涉及到伤员运输问题：4、消防和取水处尽量安排在人群较多的地方。对于到需求点的距离尽可能让更多的人满意，我们可以利用运筹中最短路的知识解决选 址问题。为了方便分析问题，我们将临时避难居住区分为了大的四个区，记为Pl, P2, P3, P4区，相应的居住人II数为Hl, H2, H3, H4,各个分区的中心到C, E, F, I (P5,6,7,8) 点的距离X (0)用下面的路矩阵形式表示：(PlP2P3P4P5P6P7P8)P10000000X(15)X(16)X(17)X(18)P20000000X(25)X(26)X(27)X(28)P30000000X(35)X(36)X(37)X(38)P40000000X(45)X(46)X(47)X(48)P5X(15)X(16)X(17)X(18)0X(56)X(57)X(58)P6X(25)X(26)X(27)X(28)X(65)0X(67)X(68)P7X(35)X(36)X(37)X(38)X(75)X(76)0X(78)"p8X(45)X(46)X(47)X(48)X(85)X(86)X(87)0 J我们规定:D (0)：其中的任一元素表示相应两点间无转接点时最短路路长；一阶路矩阵D (1)：其中的元素表示相应两点间可能以点P1为转接点的所有路中路最短的路的路长；K阶路矩阵D (K)：其中的元素表示相应两点间可能以点PLP2,-Pk为转接点的所有路中路长最短的路的 路长。n阶路矩阵D(n)其中的元素X(ij)就是可能以点P1.P2-P11为转接点的所有路中路长最短的路的路长。根据以下公式；利用公式=niin4°+ <df =imn«,您)+ 以)最终迭代得到:P1P2P3P4P5P6P7P8 、P10Y(12)Y(13)Y(14)Y(15)Y(16)Y(17)Y(18)P20Y(25)Y(26)Y(27)Y(28)P3-0Y(35)Y(36)Y(37)Y(38)P40Y(45)Y(46)Y(47)Y(48)P5丫(15)Y(16)Y(17)Y(18)0Y(56)Y(57)Y(58)P6Y(25)Y(26)Y(27)Y(28)Y(65)0Y(67)Y(68)P7Y(35)Y(36)Y(37)Y(38)Y(75)Y(76)0Y(78)P8Y(45)Y(46)Y(47)Y(48)Y(85)Y(86)Y(87)0之前我们己经将分区的人数记为，Hl,.，H4o那么应急避难中需要转移的人数公式 i=4 n=S为： 、(Hi*P)。于是我们将其中的最小值：Mm 人数1,人数2,人数3,人数4 i=l. n=l取出，对应的Cos (P5, P6, P7, P