基于儿童疏散行为实验的幼儿园交通空间设计策略研究

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随着我国生育政策改革的逐步深入,幼儿园的需求量逐年提高。与此同时,我国近年对幼儿园的建筑设计和防火设计提出了更高的要求。使用者行为的基础数据作为空间设计依据是必要和重要的。儿童疏散基础数据获取及其应用,是国内外迫切需要重点研究的课题。本文综合运用了建筑学、行为学、安全科学、统计学等多学科相关理论和方法,力求获取儿童疏散基础数据,探寻交通空间各区域与疏散行为的关系、利用实际数据作为模拟参数及在设计策略的应用。建立从儿童疏散数据到幼儿园建筑设计策略之间的纽带。首先通过对国内外文献综述提出本文研究问题:国内外基于儿童疏散行为的基础性研究较少,国外文献中疏散模型的建立尚在起步阶段,对各年龄段儿童进行疏散实验后发现与成人行为存在较大差异。基础疏散数据的稀缺,直接影响国内外幼儿园建筑相关规范制定的准确性;我国在幼儿园建筑疏散模拟相关文献中,儿童行为参数值比较离散,影响模拟结果的准确性。通过对建筑设计与防火设计标准及规范等文献总结归纳,聚焦了我国幼儿园建筑设计相关研究的子问题。对大连市区17所幼儿园进行调研,总结出大连市区幼儿园建筑交通空间的设计现状;进行3~6岁儿童水平方向和垂直方向日常行为实验,利用SPSS相关性分析与差异性检测日常与疏散行为特征评价,聚焦了有关儿童疏散行为研究的子问题。儿童疏散行为实验为主要实验内容,三所典型幼儿园建筑交通空间按功能划分区域,获取了 3~6岁幼儿园儿童疏散基础数据与各区域疏散效果。其中,自由行走速度与综合速度模型为后续模拟实验提供数据和方法支持。所试儿童速度-密度、流率-密度关系模型与成人模型差距较大,且边界层几乎为零。所得儿童疏散基础数据为后续研究提供主要数据和理论支持。在日常及疏散行为实验过程中发现,交通空间各区域设计对儿童疏散行为产生影响。为探寻其规律,通过不同局部空间设计下的疏散行为数据、不同整体空间形式中典型行为出现的概率,表达不同交通空间设计对儿童疏散行为的影响。为幼儿园建筑交通空间设计策略提供进一步的理论依据和数据支撑。利用Agent-based(智能体)模型的Pathfinder模拟该三所典型幼儿园的儿童疏散,以儿童实际行为实验数据作为参数,提高了模拟结果的准确性,且与实验结果接近。验证了儿童疏散实验数据在模拟中作为参数的可靠性,同时也提供了该参数设置及模型应用在幼儿园疏散模拟中的适用性。为幼儿园建筑交通空间设计策略提供部分方法支持。基于本文以上实验性数据和结论,结合国内外幼儿园建筑设计及防火设计规范和指南作为理论依据,对幼儿儿园建筑交通空间作出基于实测数据的交通空间设计策略。以期为儿童提供以安全为基本的幼儿园环境。本文所获得的儿童疏散基础数据可为幼儿园的交通空间研究提供理论依据和数据支撑;幼儿园交通空间设计策略,可为我国幼儿园建筑设计提供参考;儿童疏散模拟参数的设定及方法,在实际应用中提高了模拟软件的准确度,验证了其适用性;本文实证研究及其应用策略,可为其他类型建筑提供方法和理论支持。
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