李 俊

(華南理工大學土木與交通學院，廣州510640)

體育場館是作為體育競技、體育教學、體育娛樂和體育鍛煉等活動之用的建筑物[1]，人流高度密集，一旦發(fā)生事故災害，將造成嚴重的經(jīng)濟損失與人員傷亡.因此，體育場館安全性能化分析是體育場館能否保障觀眾安全觀看比賽或演出的一項非常必要的工作，安全容量評估作為體育場館安全性能化分析中最重要的工作步驟，能讓我們清楚地了解整個場館在滿足安全條件下能夠容納的最大觀眾數(shù)，以達到消除或降低場館安全隱患的目的.

在英國、美國等大多數(shù)國家都明確規(guī)定，當場館座席容量超過10 000個或站席容量超過500個時，需評估場館安全容量，并給出了詳細評估標準，如表1所示北愛爾蘭《紅色指南》所給評估方法.

表1 《紅色指南》安全容量評估方法

該指南提出安全證書的概念，給出安全證書涉及到的評估內(nèi)容，其中包括座位席與站位席的安全容量評估等.該指南主要參考國際流行的英國《綠色指南》，不同的是該指南主要應用于大型或無臨時站位席的場館，且安全容量評估方法過于簡單，未能考慮不安全因素對場館安全容量的影響[2].

從我國情況來看，目前尚未頒布或執(zhí)行專門針對體育場館安全容量評估的設計法規(guī)，體育場館安全性能化分析還處在起步階段[3-7]，而國外早就推行了相關法規(guī)，且有許多大型咨詢公司專門從事這方面的技術服務，足見安全容量評估的重要性.因此，本文引進國際上通用的《綠色指南》，介紹其評估方法，并結合工程實例給出詳細計算步驟，同時考慮到國內(nèi)外人員行為習慣的不同，在具體計算時結合國內(nèi)標準標定相關參數(shù)，最后利用計算機仿真軟件分別對評估前與評估后的場館容量進行了仿真，結果表明場館安全容量評估是非常必要的.

1 安全容量概念

體育場館的安全容量是指在滿足安全條件下，體育場館可容納的最大觀眾數(shù).體育場館安全容量是場館各區(qū)域的安全容量總和，主要影響因素有P因子與S因子.各區(qū)域安全容量取值為各區(qū)域入口容量、持有容量、出口容量、緊急疏散容量四者中的最小值[3].

區(qū)域入口容量:單位時間內(nèi)(h)通過區(qū)域所有入口的人數(shù);

區(qū)域持有容量:各區(qū)域可安全容納的人數(shù).對于座位席，它由實際座位數(shù)減去視線嚴重受限區(qū)或條件不合適區(qū)以及需評估的座位數(shù)所確定;對于站位席，它由站位席區(qū)密度與可用面積確定，該區(qū)域密度與可用面積由一些特征確定，包括柵欄擠壓強度、站位席布局及視線等;

區(qū)域出口容量:正常條件下能夠安全離開觀看區(qū)域的人數(shù);

緊急疏散容量:由緊急疏散時間確定，指緊急情況下在規(guī)定疏散時間內(nèi)到達安全地點的人數(shù).

2 安全容量評估方法

2.1 安全容量評估步驟

體育場館安全容量評估是根據(jù)場館結構與觀眾席類型而確定，包括所有座位席和站位席，安全容量評估的每一步驟需要對場館結構有透徹理解，具體評估步驟如圖1、2所示.

2.2 P因子與S因子取值

P因子(物理評估)與S因子(安全評估)作為體育場館安全容量評估的關鍵指標，其取值直接影響場館保有容量的大小，而影響P因子與S因子取值的因素很多，需要根據(jù)實際情況確定，表2列出了幾個主要考慮因素.

表2 影響P因子與S因子取值的主要因素

表2中各項具體解釋可參考《體育場館安全導則》，根據(jù)各項影響因素的大小P因子和S因子從低到高(0-1)取值.無論何時當座位席或站位席或建筑設施的物理狀況、或安全管理措施的安全性受到質(zhì)疑時，應降低P因子或S因子取值，減小場館容量，確保場館內(nèi)行人的安全.

2.3 參數(shù)取值

計算入口容量、保有容量、出口容量、緊急出口容量時，需要標定相關參數(shù)，如表3所示.

表3 《綠色指南》參數(shù)

我國在人群形態(tài)特征、行為習慣、文化背景、以及緊急疏散素養(yǎng)等方面與西方國家有很大不同，所以在入場、散場、緊急疏散時表現(xiàn)出來的行為與西方人群有較大不同.該指南計算容量時取值默認為西方人的特征數(shù)據(jù)，因此應用在我國時，應使用針對中國典型人群的相關數(shù)據(jù)，提高評估準確程度.本文根據(jù)不同區(qū)域行為特點，參考國內(nèi)權威標準[8]取值，如表4所示.

表4 本文參數(shù)標定

3 方法驗證

本文以廣州某體育場館為例，對其安全容量進行評估.該體育場館由主會場看臺建筑與表演舞臺組成，建筑面積57 732 m2，將于2010年11月投入使用.其中主會場建筑為八層高建筑，耐火等級為1級，有座位席25 868個，無站位席[9].

3.1 保有容量計算

3.1.1 可用座位數(shù)

該場館有座席25 868個，其中首層看臺6 388個、二層看臺6 511個、三層看臺12 969個.考慮到該場館三層看臺處有14根立柱，一部分座席的觀看視野將受到遮擋，應扣除受限座位數(shù)，共2 207個，即可用座位數(shù)為23 661個.

3.1.2 物理評估(P因子)

該場館為新建場館，各處建筑結構與設施滿足安全要求，縱走道間的座位數(shù)未超過規(guī)定要求，座椅據(jù)疏散口的最遠距離小于30 m，最小凈空大于0.4m，各類座位席的均滿足視線要求，鑒于存在視線受限座位，取P因子為0.9.

3.1.3 安全評估(S因子)

該場館投入使用后，將嚴格按照安全管理要求進行管理，暫取S因子為1.0.

3.1.4 保有容量

根據(jù)計算公式，持有容量=可用座位數(shù)×min(P，S)有:

首層看臺座保有量=6 388×0.9=5 749個;

二層看臺座保有量=6 511×0.9=5 860個;

三層看臺座席保有量=(12417-2207)×0.9=9 686個;

全場座席保有量=5 749+5 860+9 686=21 295個.

3.2 入口容量計算

考慮到人員進場時，按股的形式有序通過各入口設施，因此入口容量按股取值，結果如表5所示.

表5 入口容量

3.3 出口容量計算

散場時，人員心態(tài)平和，行走秩序良好，仍以股的形式通過門、樓梯等節(jié)點，按股數(shù)來計算容量，按照觀眾8 min散場完畢，計算結果如表6所示.

表6 出口容量

3.4 緊急出口容量

3.4.1 火災風險評估

火災風險評估即評估建筑結構和場館設施，包括所有觀眾區(qū)域，需考慮建筑布局與功能、設施結構和管理措施等.火災風險評估決定緊急疏散時間，反過來又作為評估場館安全容量的組成部分.若火災風險評估表明，該區(qū)域容量過大，觀眾不能在相應緊急疏散時間內(nèi)到達安全區(qū)域，或產(chǎn)生了過渡擁擠或心理上的不安，則容量應相應減少，見表7.

表7 火災風險等級

3.4.2 緊急出口容量

緊急情況下，人員行走慌張，行為復雜，不再以股的形式通過門、樓梯等節(jié)點，因此采用有效寬度計算緊急疏散出口容量.該體育場館為新建場館，參考表7取疏散時間為8 min，結果如表8所示.

表8 緊急出口容量

3.5 場館安全容量

根據(jù)以上各步計算結果，場館保有容量、入口容量、出口容量和緊急疏散出口容量，4個量當中最小者為場館保有容量，因此該體育場館最終安全容量為21 295個.

4 計算機仿真

采用計算機仿真軟件對該體育場館進行仿真研究，處理相關數(shù)據(jù)如圖3、4所示.

由圖3、4可以看出，當按照場館設計容量仿真時(且未嚴格采用相關安全措施)，需12 min才能將觀眾疏散完畢，當采用評估得到的安全容量仿真時(嚴格采用滿足P、S因子要求的安全措施)，僅需8 min就能將觀眾疏散完畢，安全疏散時間明顯減小，且仿真過程中可看到人員行走空間較評估前增大，安全級別也較評估前高，因此場館安全容量評估是非常必要且有用的.

5 結語

現(xiàn)代體育場館建筑結構的特殊性和使用功能的多元性大大增加了場館的安全隱患，國外很早就提出場館安全容量評估的法規(guī)，且有許多大型咨詢公司專門從事這方面的技術咨詢服務，而國內(nèi)尚無這方面的專門研究，本文通過分析對比國內(nèi)外的評估方法，選擇國際上通用的《綠色指南》，詳細介紹其評估方法，并結合實際工程案例給出了具體計算步驟，考慮到國內(nèi)外人員行為習慣的迥異，在計算出、入口容量，緊急出口容量，保有容量時，結合國內(nèi)實際情況標定相關參數(shù)，最后用計算機仿真軟件進行了仿真分析，仿真結果表明，采用評估容量與P、S因子條件仿真時，行人安全等級明顯高于評估前，安全疏散時間也隨之減少.

在場館實際運行管理中，為確保安全容量評估的可靠性，應特別注意控制危險源，如明火控制、易燃易爆物管理等，定期對各類設施進行日常維護，加強工作人員的防范意識，完善安全管理措施，減少安全隱患，保證場館人員的安全.

[1]JGJ31-2003.體育建筑設計規(guī)范[S].

[2]劉 強，楊 浩，陸化普，等.運動場館人流疏散及其模型探討[J].土木工程學報，2004，37(10):92-98.

[3]李 強，陳春曉，陳 晉，等.考慮疏散安全的公共場館人員容量控制研究[J].中國安全科學學報，2007，17(3):33-39.

[4]李引擎.建筑防火性能化設計[M].北京:化學工業(yè)出版社.

[5]范維澄，孫金華，陸守香，等.火災風險評估方法學[M].北京:科學出版社，2004.

[6]鄭 偉，宋立巍，劉 博.某大型體育場館消防安全性能化評估[J].消防科學與技術，2009，28(3):167-169.

[7]李志憲，楊漫紅，周心權.建筑火災風險評價技術初探[J].中國安全科學學報，2002(5):30-34.

[8]GB50016-2006.建筑設計防火規(guī)范[S].2006.

[9]李 俊.體育場館人員疏散時間數(shù)字模型研究[J].哈爾濱商業(yè)大學學報:自然科學版，2011，27(2):252-256.