JPS641834B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 〔発明の技術分野〕 本発明は、建物の火災発生時のシユミレータに
係り、特に火災発生時の群集の避難状態および火
煙の拡散状況を予測する予測装置に関する。

〔発明の技術的背景〕

近年ビルにおける防災システムの重要性が高く
認識されつつある。この防災システムは通常時は
動作しない装置であるために、火災発生等の異常
時にこれが有効に活用できるか否かを把握する必
要があるとともに、操作員が迅速に対応できるよ
うに訓練する必要がある。

また、ビルの構造を決定するに際して、火災発
生時の人の動態および火煙の拡散状況を模擬する
必要がある。このため、人の避難状況シユミレー
タや火煙の活散状況シユミレータが、各所で開発
されている。

〔背景技術の問題点〕

しかしながら、この従来のシユミレータは各種
の要因が充分に考慮されておらず、ビルの管理者
やビルの設計者が机の配置もしくは収容人数なら
びに人の誘導を考えるには、それらの影響等の不
足している欠点があつた。

また、シユミレータのデータの表現方法は単に
数字を羅列するのみで、ビルの管理者やビルの設
計者が参考資料とするには、一枚ずつ図面や表に
しなければならず大変な作業を要した。

また、シユミレーシヨンの結果も、火煙の拡散
状況位でこの火煙の拡散状況と人の避難状況とを
関連ずけることは難しく、さらにこれらがある程
度関連ずけられたものであつたとしても、火災発
生時の非常放送等によつて人の動態が異ることが
考慮されておらず、実際とはかなりかけ難れた結
果しか得られなかつた。

〔発明の目的〕

ここにおいて本発明は、上記の従来手段の欠点
を除去するためになされたもので、人の避難状
況、火煙の拡散状況、火煙の影響、出口寸法の影
響、避難誘導の効果、群集の圧力の状況、複数出
口の選択、情報の流れを要素としてシユミレーシ
ヨンする予測装置を提供することを、その目的と
する。

〔発明の概要〕

本発明は、建物の平面をメツシユで区切り、各
区画での時刻毎の群集密度、煙濃度等を計算し避
難群集は任意の区画に移動できることを予測する
装置である。

すなわち、建物の床面を陰極線上に表示して、
これを複数の区画に分割し、人口密度および空気
に対する煙の混合比の変動範囲を、それぞれ複数
の段階に分け、この段階に対応した人口密度パタ
ーンおよび空気に対する煙の混合比パターンを前
記各区画に表示するようにした火災時の避難状態
および火煙拡散状況の予測装置である。

〔発明の実施例〕

以下添付図面を参照し本発明を一実施例に基づ
いて説明する。

先ず、第１図は本発明のこの実施例における火
災発生時の群集の避難状態および火煙の拡散状況
の予測装置を構成するデータ処理構成のブロツク
図である。

第１図において、１は演算処理装置（以下
『CPU』という）、２は陰極線管表示装置（以下
『CRT』という）、３は磁気デイスク、４はデー
タや初期状態を入力するキーボードである。

キーボード４から入力されるデータや初期状態
によりCPU１で演算されるCRT２に表示され必
要に応じて演算情報は磁気デイスク３を介して記
憶され出力される。

第２図は、本発明を実施した流れ図の機構を示
す。

建築の構造を登録する機構２１と、誘導装置の
種類や位置を登録する誘導装置登録機構２２と、
いろいろなデータの初期設定を行なう初期設定機
構２４と、群集と火煙の刻々の動きを見ながら誘
導装置のオン、オフができるようにする誘導装置
制御機構２５と、そして指定された条件の下で火
煙群集の動きを計算するシユミレーシヨン実行気
構２６のそれぞれの入力１１〜１５を導入しそれ
らの出力を火煙と群集の移動シユミレーシヨンを
行なう火煙群集の移動予測機構２３へ与え、そこ
から予測装置としての出力１６を導出するように
している。

次に、第３図は、本発明の一実施例におけるビ
ルの各フロアのメツシユによる分割と区画間に働
く力を表わす図である。

Δxはｘ方向のメツシユ幅を示し、Δyはｙ方向
のメツシユ幅を表わす。矢印は各区画の間に群集
を移動させる力が働いている様子を示し、群集は
流体のように、この力に加速されて出口の方向へ
避難するように考えている。

そして、第４図は、出口の影響と火煙の影響の
つり合いを示す図である。

群集に作用する力としては、 (i) 火煙の影響 (ii) 出口の影響 (iii) 避難誘導の効果 (iv) 群集の圧力の影響 を考え、さらに群集は単に最も近い出口に向つて
避難しているわけではなく、各出口の安全度、混
雑度なども考慮して避難経路を決めるため、本発
明では、各点での出口ポテンシヤルの計算に際し
て、その点から出口までの道程の代わりに道程を
出口の安全度、混雑度で変形した出口の効用を用
いることにより、各点の群集が最も大きい効用を
もつ出口に避難するようにしている。このように
より実際に近いシユミレーシヨンを実現するた
め、 ○イ 複数出口の選択、 ○ロ 情報の流れ、 等も因子として導入されている。

ここで、前記(i)〜(iv)の各影響と効果について詳
しく説明する。

(i) 火煙の影響は、第４図に示すように、煙濃度
に比例した値をもつ火煙ポテンシヤル４０を使
つて表現する。

力４１は煙濃度の高い所から低い所に向つて
働き、火煙の外では火煙ポテンシヤルの値が一
定値“Ｏ”とすることにより力は働かないとし
いる。

(ii) 出口の影響については、火煙から逃れた群集
は一般にそこから最も近い出口を目指して避難
するので、フロア上の２つの区間の間には、フ
ロア内の各出口までの距離の最小値が大きい点
から小さい点に向う力が働くと考えている。そ
して、さらに出口の影響範囲、火煙による出口
影響力の変化、出口での群集の逆流等も区間へ
の作用する力とする。

複数の出口の影響力は全て同じではない。例
えば、正面口はフロア内の全領域にいる人が避
難方向として考えられるが、裏口はその付近に
いる人以外は使用しない。そこで、フロア内の
各出口にその出口が有効となる出口を付随さ
せ、その出口から各区画までの距離は対応する
有効領域内でのみ意味をもたせる。

さらに、火災による出口の影響力の変化につ
いては、第４図の出口１のようにある区画から
出口までの間に火災がなければ、４２のように
群集は真直ぐ出口へ避難できるが、４３のよう
にその間に火災があると、それを迂回して避難
しなければならず、また、出口までの間が完全
に火煙に包まれてしまうと最早その出口へは避
難できない。そのため各区画から出口までの距
離は、第４図４３のように火煙の領域を迂回し
た距離を用い、この距離を火災の拡大に応じて
刻々変化させる。

そして出口での群集の逆流現象については、
出口位置での群集の移動の方向が、本来の避難
方向と逆になつている場合と、出口の外側に火
災がある場合は、その出口を避難方向にとると
群集は危険な区画へ移動してしまうので、この
ような状況ではその出口の影響力を無視して単
なる通路として扱う。

出口の効果は出口ポテンシヤルとして表現
し、各点での出口ポテンシヤルの値は、その点
から複数の出口に至る道程の最小値とする。そ
れから、群集は単に最短距離にある出口に避難
するのではなく、出口の危険度、出口付近の密
度なども考慮するものとする。

(iii) 避難誘導の効果は次のように考える。

群集は避難方向の指示があれば、直感にさか
らつてでもそれに従う。ただし、火煙の中では
指示の効果はないものとして、出口機能の停
止、誘導ポテンシヤルが働くときの作用を放送
型と誘導灯型に分けて力として表わしている。

(iv) 群集の圧力の影響は、群集自身の圧力の影響
として、圧力の高い点から圧力の低い点へ群集
は移動するとして表わす。

かくして、本発明のシユミレータでは、以上の
条件を考慮した上で、群集の質量保存則（１式）、
群集の運動方程式〔ｘ方向（２式）、ｙ方向（３
式）〕、群集の外力ポテンシヤルのｘ、ｙ成分〔ｘ
成分（４式）、ｙ成分（５式）〕は、出口ポテンシ
ヤル、誘導ポテンシヤル、火煙のポテンシヤルの
和として表わすという条件で、次の（１式）〜
（５式）を時間的変化をとらえる形で解いていく。

∂ρ／∂t＝−｛∂（ρ・Vx）／∂x＋∂（ρ・Vy）／∂
y｝ ……(1式) ∂⁽〓

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １ 火災発生時の群集の移動と火煙の拡散状況を
   模擬して、そのデータを表示するシユミレータの
   予測装置において、建物の建築構造の登録機構
   と、誘導装置の種類や位置を登録する誘導装置の
   登録機構と、火煙と群集の移動シユミレーシヨン
   を行なう火煙群集の移動予測機構と、各種データ
   の初期設定を行なう初期設定機構と、群集と火煙
   の刻刻の動きを見ながら誘導装置のオン・オフを
   行なう誘導制御機構と、指定された条件の下で火
   煙群集の動きを計算するシユミレーシヨン実行機
   構とをそなえ、建物の平面または断面をメツシユ
   で区切りその各区画での時刻毎の群集密度と煙の
   濃度、を、火煙の影響、出口の影響、避難誘導の
   影響、群集の圧力の影響、出口の選択、情報の流
   れを因子として導入し計算することを特徴とする
   火災時の避難状況および火煙拡散状況の予測装
   置。