氣承式膜結構緊急情況人員疏散逃生泄氣分析方法研究項目摘要

本項目擬采用向量式有限元與傳統(tǒng)非線性有限元相結合的方法，通過理論分析、試驗研究、程序開發(fā)等手段對緊急情況下人員疏散逃生時氣承式膜結構泄氣分析方法進行系統(tǒng)研究，建立氣承式膜結構緊急情況下人員疏散逃生時泄氣分析模型，實現氣承式膜結構在應急門打開后泄氣倒塌全過程模擬，研究常用柱面、球面氣承式膜結構倒塌模式，揭示此類結構泄氣倒塌的演變機理及共性規(guī)律；探討氣承式膜結構的泄氣時間隨充氣氣壓、膜材屬性、屋面重量、門口尺寸、工程密封質量等相關參數的變化關系，建立氣承式膜結構泄氣時間的簡化計算方法；結合大量實際工程，以泄氣速率為依據提出適用于我國國情的氣承式膜結構質量評價方法。本項目的完成不僅可以豐富完善氣承式膜結構分析設計理論，研究成果還可以應用于我國《膜結構技術規(guī)程》中，提出氣承式膜結構在緊急情況下人員疏散逃生時間的相關要求與規(guī)定，并給出相應的計算方法，建立我國氣承式膜結構工程的質量評價指標與驗收標準。

項目組查閱了氣承式充氣膜結構相關的國內外文獻和現有試驗數據；進行了膜材徑向、緯向單軸拉伸試驗和徑向、緯向不同應力比雙軸拉伸試驗，掌握了膜材基本力學性能及指標，提出了適用于泄氣分析的彈性模量取值方法；通過開展常規(guī)氣承式膜結構在不同泄氣面積，初始氣壓、充氣速率，膜面外荷載的泄氣試驗，得到了泄氣倒塌過程中氣壓變化規(guī)律及膜面泄氣倒塌進程的頂點位移時程曲線，掌握了氣承式膜結構泄氣過程結構響應的共性規(guī)律；對一球形氣膜工程進行了緊急情況下人員疏散逃生演習，考察人員疏散過程中，由于身體對疏散通道的遮擋對泄氣過程的影響規(guī)律。 基于經典熱力學理論，建立了氣承式膜結構緊急情況人員疏散逃生的泄氣速率計算公式；在前人研究的基礎上，推導了向量式有限元膜單元基本方程，以及膜材褶皺的處理方法，以此在泄氣分析中采用向量式有限元法進行膜面運動求解，建立了適用于氣承式膜結構泄氣分析的數值模型；通過對各種典型氣承式膜結構進行泄氣倒塌全過程分析及動畫演示，分析了氣承式膜結構在泄氣過程中的力學性能及倒塌機理，為氣承式膜結構應急門設置及鼓風機選取提供參考；提出了考慮膜面荷載、洞口面積、鼓風速率的氣承式膜結構緊急情況人員疏散逃生時間簡化計算方法，用于建立適用于我國國情的氣承式膜結構質量評價體系。 項目取得如下研究成果：項目負責人作為第一完成人獲得2015 年度上海市科技進步二等獎1 項，項目名稱“充氣膜結構新體系分析設計與施工關鍵技術”；已發(fā)表科技論文9篇，其中SCI 檢索論文5 篇，另外1 篇SCI 論文處于二審回復階段；培養(yǎng)博士研究生3 名，碩士研究生1 名。本項目的完成完善了氣承式膜結構的分析設計理論，也為其它類型充氣膜結構的分析提供了參考。

逃生鎖又叫消防通道逃生鎖，主要用在大型超市、商場,寫字樓,醫(yī)院,學校,工廠廠房等人流量較大的公共場所緊急出口通道門上,它具有阻止外來人員未經許可進入內部，又能夠達到內部人員在火災等緊急情況下安全逃生，逃生鎖通常可分為兩種：一種是普通型,另一種是報警型。當帶報警型逃生鎖在未經許可使用時會發(fā)出高分貝警報聲，并可以通過鑰匙,刷卡,密碼,等方式進行撤防布防使它停止和恢復報警功能，近年來消防部門對各大商場,超市,學校,醫(yī)院,等場所的消防通道安全有極高的要求,新的消防安全法律法規(guī)要求公共場所必須要裝消防通道鎖.

1、安防功能

在非緊急情況下，此門鎖是單方向開啟，非法人員從門外不能將門打開，而且在門鎖上有一專門用于防盜的保險板，防止非法人員用工具將門撬開，保證了區(qū)域的安全。當值勤人員通過用選配的開門鑰匙從門外將門打開時，裝在門鎖上的語音報警器會發(fā)出“鑰匙開門成功，請通過”的語音提示，控制中心就知道此次開門是正常的進入狀態(tài)。

在非緊急情況下欲從此門出口通過時，門鎖的語音提示會發(fā)出“這里是緊急出口，非緊急情況請勿使用”的警告聲音，提示人們：安全出口或緊急出口在非緊急情況是禁止通過。同時控制中心知道有人非法通過，安防人員就會及時趕到現場處理。因此，門鎖在平時可以對人員的進出起監(jiān)控的作用

2、消防功能

一旦公共場合出現火情、火災緊急情況時，控制中心會給門鎖一個消防聯動信號，裝在門鎖上的語音報警器就會發(fā)出“這里是緊急出口，請迅速撤離”的語音警報及警笛聲音；同時連在門鎖上的警燈會發(fā)出可選配的激光閃燈。從視覺和聽覺上提示人員緊急逃生出口的位置，并且推桿的長度一般設計為門的寬度的2/3以上，人在逃生時只要碰到門鎖推桿的任何位置都能將門打開，在第一時間內可以快速疏散大量的人員，保障了人們的生命財產安全。