当前的消防安全工程领域正在从技术性观点向行为学观点转变,为了使消防安全措施与事故发生期间人类的实际需求相一致,需要了解人类在火灾和消防疏散中的行为特征并提供可行的预测方法。我国的地下空间公共建筑,特别是商业建筑,近年来发展迅速,在空间层面上呈现深层化、规模化和复杂化的趋势。但这类建筑中的人员消防疏散基础研究不足,相应消防安全设计法规缺乏针对性,仍主要沿用了地上建筑的一些基础数据,存在较大的潜在安全风险。针对当前地下商业建筑在人员消防疏散行为基础理论与数据研究的缺乏,仿真软件对人员行为模拟不足现状,本研究的主要目标是建立一套以工程设计为导向的人员消防疏散行为数据集和预测模型,以支持地下商业建筑的消防疏散安全设计与评估。据此本文提出三个研究问题:1)从工程设计角度,地下商业建筑人员消防疏散行为的主要影响因素是什么?2)如何研究这些影响因素对人员疏散行为的影响机制?3)如何实现纳入人员行为的地下商业建筑可计算疏散模型?通过系统的文献回顾与评论,确定了研究的概念框架和技术路线方法。人员消防疏散行为主要是人员对建筑环境线索和火灾认知的心理学体现,出于安全性的考虑,该领域的研究方法均为启发式研究,传统的研究方法包括案例、假设以及消防演习等存在成本、实验控制、伦理等方面诸多的缺点。一项尚未被广泛运用的新的研究方法——严肃游戏方法,可以较为真实地实现人员面对火灾的情况,而不使他们暴露在真正的火灾风险中,同时这种方法具备较好的内部效度和实验控制。本研究中为了较为系统研究地下商业建筑中各项环境因子对人员疏散行为的影响,将其作为一种主要的研究方法。为了实现纳入人员行为的疏散模型,回顾了现有疏散建模理论与仿真软件。当前的行为模型难以体现人类真实的决策过程,要提出适合的数学抽象方法仍需要足够的关于人员行为的知识和数据来提供支撑,因此地下商业建筑人员行为因子和数据的研究是疏散仿真模型建立的前提和基础。根据设定的研究目标,从因子研究—实证研究—模型研究逐步开展探索。首先根据对现有理论、实验研究和调查报告的知识整合,提出了一个人员消防疏散行为潜在影响因子理解框架;其次,基于该框架对地下商业建筑中影响人员疏散行为的空间环境特征、人员特征和火灾特征进行了调研,并通过专家评价筛选出用于进一步实证研究和疏散建模的因子集;第三,通过假设研究和严肃游戏两种方法对因子集中各项人员、环境和火灾因子对人员疏散行为的影响进行了实证研究,得到了不同因素影响机制的定量或定性结论;第四,结合现有理论和实证研究的结论提出了一个采用多智能体仿真技术的地下商业建筑消防疏散可计算模型框架——BUCBEvac,该框架采用模块式的设计,基于计算社会学的基本原理,采用图论、概率论、机器学习等方法对人员疏散决策行为进行抽象;第五,在建筑师广泛使用的参数化设计平台实现了该模型框架的仿真系统,从行人疏散动力学和人员行为表现两个层面采用自下而上的测试方式验证了该模型的有效性;最后使用BUCBEvac对地下商业建筑疏散性能评估和空间优化设计实际案例进行了分析。本文的成果为一套基于实证研究的地下商业建筑人员消防疏散行为影响因子与行为关系的数据集和一个有效的纳入人员行为的疏散模型。数据集补充了当前的消防安全理论,为地下商业建筑消防安全政策提供支撑,能够帮助建筑师更好地理解地下商业建筑消防疏散紧急情况下的人员行为与空间环境的关系,疏散模型能够支持地下商业建筑在设计阶段的疏散性能评估。