JP4372457B2

JP4372457B2 - Evacuation time calculation device

Info

Publication number: JP4372457B2
Application number: JP2003156089A
Authority: JP
Inventors: 市五郎黒木; 一昭山尾
Original assignee: BEING CORPORATION
Current assignee: BEING CORPORATION
Priority date: 2003-06-02
Filing date: 2003-06-02
Publication date: 2009-11-25
Anticipated expiration: 2023-06-02
Also published as: JP2004362004A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
この発明は、避難経路計算装置、避難経路計算方法および避難時間計算装置に関し、特に、建築物が安全基準を満たしているか否かを正確に、かつ容易に判定可能な避難経路計算装置、避難経路計算方法および避難時間計算装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
現在、ビル等の建築物は、避難階段や避難出口の配置に関して建築基準法の安全基準を満たすことが義務付けられている。しかし、ビルの設計を行う場合に、現在の設計で基準を満たしているか否かを正確に検証するためには、任意の部屋から出火した場合において、最も遅く避難する人が煙より先に避難出口までたどり着けることを確認する必要があり、非常に手間がかかるので、検証を専門の業者に外注するなどしていた。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
建築物の設計が安全基準を満たさない場合には設計変更と検証を繰り返すことになるが、従来のように検証を外注した場合には設計結果が基準を満たしているか否かが直ちに判明しないので、手間と時間と費用がかかるという問題点があった。
この発明の目的は、上記したような従来技術の問題点を解決し、設計データに基づき避難時間計算を自動的に行うことにより、検証に要する手間と時間を削減することが可能な避難経路計算装置、避難経路計算方法および避難時間計算装置を提供することにある。
【０００４】
【課題を解決するための手段】
本発明の避難経路計算装置は、建築物の平面図情報に基づき、任意の火災発生場所について避難経路を自動的に計算する避難経路計算装置において、扉の避難方向決定手段を備えたことを特徴とする。
また、本発明の避難時間計算装置は、建築物の平面図情報を作成するＣＡＤ手段と、前記した避難経路計算装置を含み、前記平面図情報に基づき避難時間を計算する避難時間計算手段と、前記平面図情報に基づき煙降下時間を計算する煙降下時間計算手段とを備えたことを特徴とする。
この発明によると、安全度および移動コストの概念を導入することにより、実際の避難者の行動と一致した避難経路が選択され、正確な避難時間の計算が可能となる。
【０００５】
【発明の実施の形態】
以下、図面を参照しつつ、この発明の好適な実施例を詳述する。図１は、本発明の避難時間計算装置１０の機能を示す機能ブロック図である。本発明の避難時間計算装置１０は大きく３つの機能ブロックを含んでいる。
建築物の平面図情報を作成あるいは変更するＣＡＤ手段１１は、部屋、扉、廊下、避難階段、避難出口などを配置した建築物の通常の平面図を作成するＣＡＤ機能に加えて、部屋、扉、廊下、避難階段、避難出口などの各オブジェクトに避難時間計算のための各種の属性データを手動で、あるいは自動的に付加する機能を有している。
【０００６】
平面図情報に基づき避難時間を計算する避難時間計算手段１２は、詳細は後述するが、ＣＡＤ手段１１によって作成された平面図情報に基づき避難時間を計算する。
平面図情報に基づき煙降下時間を計算する煙降下時間計算手段１３は、任意の出火場所について、避難出口を有する室に煙が１．８メートルの高さまで下降してくる時間を計算する。なお、この煙降下時間については、例えばダイキストラ法などの公知の方法により計算可能であるので、詳細な説明は省略する。
なお、本発明の避難時間計算装置１０は、上記手段を実現するプログラムを周知のパソコン等の情報処理装置にインストールすることによって実現される。また、避難時間計算装置１０は例えば避難シミュレーション機能など、上記以外の機能ブロックを含んでいてもよい。
【０００７】
図２は、本発明の避難時間計算装置のＣＡＤ手段１１の処理内容を示すフローチャートである。Ｓ１０においては、部屋、扉、廊下、避難階段、避難出口などを配置した建築物の平面図情報を作成あるいは変更する。Ｓ１１においては、部屋、扉、廊下、避難階段、避難出口などの各オブジェクトに避難時間計算のために必要な各種の属性データを手動で、あるいは自動的に付加する。
【０００８】
属性データとしては、例えば部屋では人口密度、面積、扉では幅、避難方向などがある。扉の避難方向について、ユーザは扉毎に以下の設定が可能である。（１）自動計算（デフォルト）、（２）使用しない、（３）外方向、（４）内方向。自動計算は後述する計算により方向が決定され、それ以外はユーザが設定した方向に避難方向が固定される。
【０００９】
なお、ＣＡＤ手段１１の機能については周知のＣＡＤシステムと同様の機能であるので詳細な説明は省略する。Ｓ１２においては、作成終了の指示がなされたか否かが判定され、結果が否定の場合にはＳ１０に戻るが、肯定の場合には処理を終了する。
【００１０】
図３は、本発明の避難時間計算装置の避難時間計算手段１２の処理内容を示すフローチャートである。Ｓ２０においては、公知の幾何学計算を組み合わせて、扉が部屋間にある等の認識を行うことにより、平面図情報から避難に必要な部屋、階の結合関係を計算する。主に扉と部屋のつながりをデータ化する。
【００１１】
図５は、ビルの１つの階の平面図例を示す説明図である。また、図６は、図５の平面図から抽出した部屋や廊下の結合関係を示す説明図である。結合関係は、部屋をノードとし、扉をリンクとするネットワーク図により表現されている。
【００１２】
図３に戻って、Ｓ２１においては、面積、人口等の階の基本情報を計算する。人口は各部屋毎に設定された人口密度に面積を乗算して求める。Ｓ２２においては、各階の避難出口を抽出する。また、全ての階の接続情報から避難階も抽出する。有効な避難出口が１つでもあれば避難階とする。
【００１３】
Ｓ２３においては、避難出口及び接続情報から階内階（他の階を通らないと避難できない階）を判定する。このとき扉の方向はまだ未計算なので扉の方向は考慮できない。ただしユーザ指定により方向が明示されているものは方向を考慮する。出口については基本的にその階の情報のみで判定を行う。ただし以下の情報だけは他階の情報を参照する。（１）避難階はどこか、（２）直通階段に通じている階段から避難階への出口。
【００１４】
ユーザが手動で行う必要のあるケースオペレーションは次の通りである。
ケース１．直通階段があるが避難には使用したくない場合。この場合、避難階以外では自動計算により、直通階段は避難に使用されるようになるので、階段室の扉を使用不可に設定する。
ケース２．避難階の直通階段を避難に使用したい場合。この場合には階段室の扉を全て手動で内向きに設定する。
【００１５】
（１）避難階の場合の出口の計算
有効な避難出口（地上への出口）がある場合は、それを避難出口とする。直通階段は原則として出口とはしない。ただし、他の避難階に通じる直通階段の場合、ユーザ指定で当該階の階段室の扉が全て内側に方向指定されている場合は出口とする。ただし扉からその階の避難者がいる部屋に到達不可の場合は出口とみなさない。
【００１６】
（２）避難階以外の場合の出口の計算
階段室についている扉の１つ以上が使用可能（自動計算、階段室に対して内向き）の場合に避難出口とする。ただし扉からその階の避難者がいる部屋に到達不可の場合は出口とみなさない。
次に、階段室からの出口の扉を求める。直通階段が出口の場合、その階から一番近い避難階を検索する。一番近いとは以下のようなことを示す。（１）階数が一番隣接している階、（２）上下に同じ階数で隣接している場合は、下の階を避難階にする。そして、避難階の階段室で未計算または外向きの扉のうち最小幅の扉を階段室からの出口として選定する。
【００１７】
（３）階避難開始時間に使用する階内階の判定方法
全ての階において、その階につながっている直通階段を調べ、どの避難階に接続しているかを調べ、「階段垂直接続リスト」を作成する。ただし、その階の避難者が使用不能な階段（構造的に到達不能）は、その階につながっていないものとみなす。
【００１８】
次に、直通階段において避難階での構造を調べ、その直通階段を使って避難する人と、避難階の人の合流があるかどうかを調べる。合流があるかどうかの判定は次のようなルールで行う。（１）階段室に使用可能な地上に通ずる出口が直接付いている場合には、他階からの避難者は直接外に出ることができるので「合流なし」とする。（２）１つの直通階段が複数の避難階に通じている場合は「合流なし」とする。これは直通階段につながっている各避難階からみて、他の避難階に逃げることができるためである。（３）階段室から接続されている扉をたどって、人のいる部屋まで行くことができるようなら「合流あり」とする。
最後に、以下のルールで避難階からみた階内階の判定を行う。階に含まれる全ての直通階段が合流ありになっている場合、その階の階を避難階の階内階とする。
【００１９】
図３に戻って、Ｓ２４においては、避難者が避難を開始する部屋を判定する。避難開始点になる室には次の２通りがある。（１）人口が０より大きい部屋、なお、居室からの出口（ただし扉の方向が外側に向いている）が複数ある場合は、領域按分を行い出口の数だけ避難開始点を計算する。避難開始点の座標は、そのゾーンの出口に対して最も最遠点のポイントとする。（２）階内階につながっている階段室（他階からの避難者のこの階での避難開始点となる）。
【００２０】
Ｓ２５においては、避難出口を有する火災室の判定を行う。この判定は避難出口を有する部屋から出火した場合には、その避難出口の最大幅のものの一つが使用不可能となるためである。居室に避難出口が直接付いているような場合には、幅の最大のものの一つを使用不可にする必要があるため、この条件に当てはまる室及び使用不能になる扉を検出する。
Ｓ２６においては、未処理の部屋を火災室に設定して避難開始情報を生成する。避難開始室が直通階段の場合は、そこに来る全ての出口情報を避難開始室に設定しておく。
【００２１】
Ｓ２７においては、後述する方法で扉の避難方向を計算する。避難経路は居室（人の存在する室）から扉を通って次の室へ移動し、最終的に避難出口となる扉へ到達するまで室、扉の連鎖として表現される。ある居室から避難出口まで最適な避難経路を求めるためには、扉を避難者がどの方向に通過するかが非常に重要になってくる。これを平面図から自動的に計算する。
Ｓ２８においては、避難経路の計算を行う。扉の方向付けから歩行ルートを計算する。基本的に扉の方向に移動する。複数の方向に逃げ道がある場合は距離的に近いほうに移動する。室に有効な地上への出口がある場合は、優先してそこに逃げる。
【００２２】
Ｓ２９においては、避難時間の計算を行う。まず避難開始時間（Tstart）を計算するために、竪穴及びユーザ設定により除外された部屋以外の面積を合計する（＝Afloor）。次に、物件情報から遅延時間△ｔを取得する（就寝利用される階では５分、それ以外の用途では３分）。次に、計算式（Tstart = √(Afloor / 30) + Δt）に当てはめて計算する。
【００２３】
次に歩行ルートと通過する部屋の歩行速度から部屋ごとに歩行時間を計算し出口まで合算し、歩行時間を計算する。
階内階をもつ避難階の歩行経路の計算は以下のようにする。
（１）まず、階内階となる階を求める。階内階となる階について歩行経路を計算する必要があるためである。そして階の依存関係により計算順序を決定する。例えば１Ｆの階内階に２Ｆ，３Ｆがなっている場合には、（１）２Ｆまたは３Ｆ、（２）１Ｆの順番で計算を行う必要がある。このようにしないと１Ｆでの最長時間経路が分からないためである。
【００２４】
（２）全ての直通階段への出口に対し、その出口に避難する最長の歩行時間を持つ経路を設定する。歩行経路が存在しない場合は経路なしにしておく。ここで設定する経路は全ての出口が使用できるもの（出火室がその他）を対象にする。
（３）避難階で、避難者が避難してくる階段室を出発室として「避難開始点」を生成する。ただし、階内階で歩行経路が設定されていない階段室は歩行時間の計算を行うことができないため除外する。
（４）避難開始点に階内最長経路を設定する。これで避難開始点に避難してくる各階の最長の経路が分かるようになる。
【００２５】
（５）避難開始点（階段室）から出口までの経路を計算する。このとき通常の経路決定とは次のことが異なる。外向きの扉が複数ある場合には、居室では按分が行われるが、階段室から避難する場合には按分は行わず、何れかの扉を１つ選択して避難するものとする。従って階段室には避難開始点は１つのみ発生する。避難開始点は、階段室の扉からとなる。
（６）ここまでで求めた、階内階の歩行時間＋階段室歩行時間＋避難階の歩行時間をトータルでの歩行時間とする。
【００２６】
（７）最後に出口通過時間を以下の手順で計算する。
（ア）全ての室の人口の合計を求める。
（イ）階段室の床面積の合計（Ａｓｔ）、地上への出口に通ずる階段の幅（Ｂｓｔ）、地上への出口に通ずる階段の幅又は地上若しくは避難階に通ずる出口の幅のうち最小のもの（Ｂｎｅｃｋ）を求める。
（ウ）有効流動係数（単位：人/分・m）（Ｎｅｆｆ）の計算を行う。有効流動係数は、当該居室の出口に面する部分及び収容可能人数に応じ、それぞれ決められた式によって計算されるものであり、０から９０までの値を取る。なお、詳細は「平成12年5月31日建設省告示第1441号」に開示されているので、説明は省略する。
（工）全ての（Ｎｅｆｆ×Ｂｓｔ）の合計を計算する。
【００２７】
ここで、全館避難時間の計算概要について説明する。
（１）まず、避難開始時間を計算する。全館の避難開始時間は、火災階毎に計算する。全館の避難開始時間は階避難開始時間の４倍であるため、単純に当該階の各室及び当該階を通らなければ避難することができない建築物の部分の床面積の合計を階計算からデータとしてもらって計算を行う。
【００２８】
（２）歩行時間の計算。基本的に階内階がある場合の階計算と同様に、１．その他階の歩行時間、２．階段室の歩行時間、３．避難階の地上出口までの歩行時間、を順に計算して合計する。ただしここに来るまでに既に１．、２．については階計算により計算が済んでいるため全館では３．のみを計算する必要がある。
（ア）出火室（使用不能になる扉）の抽出。避難階において居室に地上への出口が直接付いているような場合には、幅の最大のものの一つを使用不可にする必要があるため、この条件に当てはまる室及び使用不能になる扉を検出する。
（イ）避難階における避難経路の計算。
（ウ）避難時間の計算。
【００２９】
（３）出口通過時間の計算。まずは全館計算の対象とならない室を除外しておく。全館避難は避難階以外の避難者が避難を完了するまでの時間を計算する。従って避難階以外の階は全て検証の対象となるが避難階においては、避難時に他階の避難者と合流する可能性のない室を除外する。合流のあるなしは、部屋の形状や扉の方向から以下のように検出を行う。有効な地上への出口を起点にして、直通階段に到達可能かを計算する。到達不可であればここで検出された部屋を全て全館計算の対象外とする。
Ｓ３０においては、全ての部屋についてＳ２６〜２９の処理が完了したか否かが判定され、結果が否定の場合にはＳ２６に戻るが、肯定の場合にはＳ３１に移行する。Ｓ３１においては、避難時間が最大のものを抽出する。
【００３０】
図４は、図３のＳ２７の扉方向の計算処理の処理内容を示すフローチャートである。Ｓ４０においては、扉方向が一意に決まるケースか否かを判定する。なお検証時の扉の方向付けには以下の種類がある。（１）使用しない、（２）外方向、（３）内方向。また、方向付けの理由（原因）は以下の種類をもつ。（１）自動計算により決定、（２）ユーザによる設定。
【００３１】
扉方向が一意に決まるケースには以下のものがある。
（１）有効な避難出口（外向き）
（２）室の出口が１つしかない場合（外向き）
（３）居室内居室の状態になっていて、一方向にしか出口がない場合（出口の方向）
（４）避難階以外で出口が直通階段の場合（階段室の方向）
（５）避難階で避難出口としない階段室（階段室から避難階の方向）。
【００３２】
Ｓ４１においては、方向が一意に決まるか否かが判定され、結果が否定の場合にはＳ４３に移行するが、肯定の場合にはＳ４２に移行する。Ｓ４２においては、扉の移動方向を決定（扉の属性データを更新）する。
Ｓ４３においては、扉が接続する部屋間の安全レベルに差があるか否かを判定する。即ち、部屋の接続関係や種類により安全度（安全レベル）を計算し、より安全な室に移動するようにする。安全レベルは０（最も危険）から３（最も安全）の値をとり、以下のように計算される。
（１）安全レベル０：火災室、居室は全て安全レベル０となる。
（２）安全レベル１：安全レベル１以上の室に隣接する廊下、附室または避難出口を有する廊下。
（３）安全レベル２：安全レベル２以上の室に隣接する附室または避難出口を有する附室。
（４）安全レベル３：避難出口の避難先となる直通階段。
【００３３】
扉が接続する２つの室の間の安全レベルに差がある場合は安全レベルの低いほうからより高いほうに扉の方向を設定する。例えば、安全レベル０の居室と、安全レベル１の廊下が扉により繋がっているような場合は、居室から廊下の方向に設定する。Ｓ４４においては、方向が一意に決まるか否かが判定され、結果が否定の場合にはＳ４５に移行するが、肯定の場合にはＳ４２に移行する。
【００３４】
Ｓ４５においては、後述する、居室から各出口扉までの移動コストを計算し、移動コスト最少のものが複数あるか否か判定する。Ｓ４６においては、方向が一意に決まるか否かが判定され、結果が否定の場合にはＳ４７に移行するが、肯定の場合にはＳ４２に移行する。
Ｓ４７においては、扉の属性を「使用しない」に設定する。Ｓ４８においては、全ての扉について処理が完了したか否かが判定され、結果が否定の場合にはＳ４０に移行するが、肯定の場合には処理を終了する。
【００３５】
次に、出口までの移動コストにより移動方向を決める避難経路の自動計算例について説明する。例えば図５のような平面図から図６のようなネットワーク構造が抽出される。平面図５では、廊下１と廊下２の間が扉７で防火区画されているため、設計者が想定する避難経路は居室Ａおよび控え室ではそれぞれ図５の矢印のようになる。
【００３６】
ここで、単純に出口までの扉の通過枚数が最小になるように計算を行う方法を考える。この場合には出口から扉を１つ通過する毎に移動コスト１を加算する。図６の室Ａからの避難を考えると、階段Ａ、階段Ｂへの２つの避難経路が考えられる。この場合のそれぞれの移動コストは図８（ａ）のようになる。この表より、室Ａからの避難を行う場合において階段Ａ、階段Ｂへ避難する移動コストは同じになり、この方法ではどちらに避難すればよいか判定することはできない。
【００３７】
そこで、扉ごとに移動コストを変えた場合の移動コスト計算方法について説明する。扉の通過枚数による移動コスト計算では単純に扉の通過枚数によりどの避難出口へ向かうかを計算していたが、実際には扉は配置されている位置などにより、避難に使うべきか否かに差がある。これを表現するために扉の配置状況により扉毎に通過に必要なコストを算定し、避難出口に到る経路毎に必要なコストを計算することにする。そして最もコストの低い方向に避難するようにする。
【００３８】
扉の通過コストを次のように算定する。
（１）廊下間に設置されている防火扉は、防火区画されていると考えられるので移動コスト大とする。
（２）附室から直通階段へ移動する扉は、移動コスト小とする。（通常は附室→階段室のように避難が行われるため）
（３）廊下→居室に移動する扉は、移動コスト大とする。（廊下から居室に入るのは非常に危険であるため）
（４）上記以外の扉の移動コストは中とする。
【００３９】
ここで上記の移動コストを数値化して小＝０、中＝１、大＝２とし、ネットワーク構造図にこれを示すと次の図７のようになる。この図７を使って、室Ａから出口までの移動コストを計算すると図８（ｂ）の表のようになる。なお、扉の後ろの括弧内の数字は扉の移動コストを示す。この表より、室Ａからの避難を行う場合において階段Ｂより、階段Ａに避難するほうが移動コストが少ないことがわかる。そして、これは設計者が意図している避難経路と一致している。
【００４０】
以上、本発明の実施例を開示したが、本発明には下記のような変形例も考えられる。実施例の図４の扉方向の計算処理のＳ４７においては、移動コストにも差がない場合には使用しないという設定を行う例を開示したが、Ｓ４７において、避難経路の実距離の長短を参照して扉の避難方向を決定するようにしてもよい。
【００４１】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明の避難経路計算装置は扉の避難方向決定手段を備え、安全度および移動コストの概念を導入することにより、実際の避難者の行動と一致した避難経路が選択され、正確な避難時間の計算が可能となるという効果がある。従って、避難の検証に要する手間と時間を削減することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の避難時間計算装置１０の機能を示す機能ブロック図である。
【図２】本発明の避難時間計算装置のＣＡＤ手段１１の処理内容を示すフローチャートである。
【図３】本発明の避難時間計算装置の避難時間計算手段１２の処理内容を示すフローチャートである。
【図４】図３のＳ２７の扉方向の計算処理の処理内容を示すフローチャートである。
【図５】ビルの１つの階の平面図例を示す説明図である。
【図６】図５の平面図から抽出した部屋や廊下の結合関係を示す説明図である。
【図７】図６の結合関係を示す図に移動コスト情報を付加した説明図である。
【図８】移動コストの計算例を示す説明図である。
【符号の説明】
１０…避難時間計算装置、１１…ＣＡＤ手段、１２…避難時間計算手段、１３…煙降下時間計算手段[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention relates to an evacuation route calculation device, an evacuation route calculation method, and an evacuation time calculation device, and in particular, an evacuation route calculation device and an evacuation route that can accurately and easily determine whether or not a building satisfies safety standards. The present invention relates to a calculation method and an evacuation time calculation device.
[0002]
[Prior art]
Currently, buildings such as buildings are required to meet the safety standards of the Building Standards Act regarding the arrangement of evacuation stairs and evacuation exits. However, when designing a building, in order to accurately verify whether or not the current design meets the criteria, if the fire breaks out from any room, the person who evacuates the latest evacuates before the smoke. It was necessary to confirm that it was possible to reach the exit, and it was very time-consuming. For this reason, verification was outsourced to a specialist.
[0003]
[Problems to be solved by the invention]
If the design of the building does not meet the safety standards, design changes and verification will be repeated, but if verification is outsourced as in the past, it will not be immediately determined whether the design results meet the standards. There was a problem that it took time and money.
The object of the present invention is to solve the above-mentioned problems of the prior art and automatically calculate the evacuation time based on the design data, thereby reducing the labor and time required for verification. An object is to provide an apparatus, an evacuation route calculation method, and an evacuation time calculation apparatus.
[0004]
[Means for Solving the Problems]
The evacuation route calculation device according to the present invention is characterized in that the evacuation route calculation device for automatically calculating the evacuation route for an arbitrary fire occurrence location is provided with a door evacuation direction determination means based on the plan view information of the building. And
Further, the evacuation time calculation device of the present invention includes CAD means for creating a plan view information of a building, and the evacuation route calculation device described above, and an evacuation time calculation means for calculating an evacuation time based on the plan view information; Smoke fall time calculation means for calculating the smoke fall time based on the plan view information is provided.
According to the present invention, by introducing the concepts of safety level and movement cost, an evacuation route that matches the actual behavior of the refugee is selected, and an accurate evacuation time can be calculated.
[0005]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
Hereinafter, preferred embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the drawings. FIG. 1 is a functional block diagram showing functions of the evacuation time calculation apparatus 10 of the present invention. The evacuation time calculation apparatus 10 of the present invention includes three functional blocks.
The CAD means 11 for creating or changing the floor plan information of the building includes a room, door, in addition to a CAD function for creating a normal floor plan of the building in which rooms, doors, corridors, evacuation stairs and evacuation exits are arranged. It has a function of manually or automatically adding various attribute data for calculating the evacuation time to each object such as a corridor, evacuation stairs, and evacuation exit.
[0006]
The evacuation time calculation means 12 for calculating the evacuation time based on the plan view information calculates the evacuation time based on the plan view information created by the CAD means 11 as will be described in detail later.
The smoke fall time calculation means 13 for calculating the smoke fall time based on the plan view information calculates the time for smoke to descend to a height of 1.8 meters in a room having an evacuation exit for any fire place. Since the smoke fall time can be calculated by a known method such as the Dijkstra method, detailed description thereof is omitted.
The evacuation time calculation apparatus 10 of the present invention is realized by installing a program for realizing the above means in an information processing apparatus such as a known personal computer. Moreover, the evacuation time calculation apparatus 10 may include functional blocks other than the above, such as an evacuation simulation function.
[0007]
FIG. 2 is a flowchart showing the processing contents of the CAD means 11 of the evacuation time calculation apparatus of the present invention. In S10, plan view information of a building in which rooms, doors, hallways, evacuation stairs, evacuation exits and the like are arranged is created or changed. In S11, various attribute data necessary for calculating the evacuation time are manually or automatically added to each object such as a room, a door, a hallway, an evacuation stairs, and an evacuation exit.
[0008]
The attribute data includes, for example, population density, area in a room, width in a door, evacuation direction, and the like. About the evacuation direction of a door, the user can set the following for every door. (1) Automatic calculation (default), (2) Not used, (3) Outward direction, (4) Inward direction. In the automatic calculation, the direction is determined by calculation described later, and the evacuation direction is fixed to the direction set by the user otherwise.
[0009]
The function of the CAD unit 11 is the same as that of a well-known CAD system, and thus detailed description thereof is omitted. In S12, it is determined whether or not a creation end instruction has been issued. If the result is negative, the process returns to S10, but if the result is positive, the process ends.
[0010]
FIG. 3 is a flowchart showing the processing contents of the evacuation time calculation means 12 of the evacuation time calculation apparatus of the present invention. In S20, by combining known geometric calculations and recognizing that the door is between the rooms, the relationship between the rooms and floors necessary for evacuation is calculated from the plan view information. Mainly data on connections between doors and rooms.
[0011]
FIG. 5 is an explanatory diagram showing an example of a plan view of one floor of a building. FIG. 6 is an explanatory diagram showing the coupling relationship between rooms and hallways extracted from the plan view of FIG. The connection relationship is represented by a network diagram in which rooms are nodes and doors are links.
[0012]
Returning to FIG. 3, in S <b> 21, basic information of floors such as area and population is calculated. The population is obtained by multiplying the population density set for each room by the area. In S22, the evacuation exit of each floor is extracted. Also, evacuation floors are extracted from the connection information of all floors. If there is at least one effective evacuation exit, it will be regarded as an evacuation floor.
[0013]
In S23, an inner floor (a floor that cannot be evacuated without passing through another floor) is determined from the evacuation exit and connection information. At this time, the door direction is not yet calculated, so the door direction cannot be considered. However, if the direction is clearly specified by the user specification, the direction is considered. The exit is basically judged only by the information on the floor. However, only the following information refers to information on other floors. (1) Where is the evacuation floor? (2) Exit to the evacuation floor from the stairs leading to the direct stairs.
[0014]
Case operations that need to be performed manually by the user are as follows.
Case 1. There is a direct staircase but you do not want to use it for evacuation. In this case, since the direct staircase is used for evacuation by automatic calculation outside the evacuation floor, the door of the staircase room is set to be unusable.
Case 2. If you want to use the direct stairs on the evacuation floor for evacuation. In this case, all the doors of the staircase are set manually inward.
[0015]
(1) Calculation of the exit in the case of an evacuation floor If there is an effective evacuation exit (exit to the ground), it is set as an evacuation exit. As a rule, direct stairs are not exits. However, in the case of a direct stairway leading to another evacuation floor, if all doors of the staircase on that floor are designated inward as designated by the user, it is regarded as an exit. However, if it is not possible to reach the room where the refugee is located on the floor from the door, it will not be regarded as an exit.
[0016]
(2) Calculation of exit when the floor is not an evacuation floor When one or more doors attached to the staircase are available (automatic calculation, inward with respect to the staircase), the exit is designated as an evacuation exit. However, if it is not possible to reach the room where the refugee is located on the floor from the door, it will not be regarded as an exit.
Next, find the exit door from the staircase. If the direct staircase is the exit, the nearest evacuation floor is searched. The closest means the following. (1) When the floor is the most adjacent, (2) When the floor is adjacent to the same floor, the lower floor is set as the evacuation floor. And the door of the smallest width is selected as an exit from a staircase among the doors which are uncalculated or outward in the staircase of an evacuation floor.
[0017]
(3) How to determine the inner floor to be used at the floor evacuation start time On all floors, check the direct staircase connected to that floor, check which evacuation floor is connected, and display the “Staircase Vertical Connection List”. create. However, staircases that are not usable by evacuees on that floor (structurally unreachable) are considered not connected to that floor.
[0018]
Next, the structure on the evacuation floor is examined in the direct staircase, and it is examined whether there is a merging of the person evacuating with the direct stairs and the person on the evacuation floor. The following rule is used to determine whether there is a merge. (1) If there is a direct exit to the ground that can be used in the staircase, refugees from other floors will be able to go directly to the outside. (2) If there is one direct staircase leading to multiple evacuation floors, “no merging” is assumed. This is because it is possible to escape to other evacuation floors as seen from each evacuation floor connected to the direct staircase. (3) If you can follow the doors connected from the staircase and go to the room where the person is, “Join”.
Finally, the following rules are used to determine the inner floor as seen from the evacuation floor. When all direct staircases included in a floor are merged, the floor of that floor is set as the inner floor of the evacuation floor.
[0019]
Returning to FIG. 3, in S24, the room from which the evacuee starts evacuation is determined. There are two types of rooms that serve as evacuation start points. (1) When the room has a population larger than 0 and there are a plurality of exits from the living room (however, the direction of the door faces outward), the area divide is performed and the evacuation start point is calculated by the number of exits. The coordinates of the evacuation start point are the farthest point with respect to the exit of the zone. (2) A staircase connected to the inner floor of the floor (becomes an evacuation starting point for refugees from other floors).
[0020]
In S25, a fire room having an evacuation exit is determined. This determination is because, when a fire breaks out from a room having an evacuation exit, one of the evacuation exits having the maximum width cannot be used. In the case where the evacuation exit is directly attached to the room, it is necessary to disable one of the largest ones. Therefore, the room that meets this condition and the door that cannot be used are detected.
In S26, an untreated room is set as a fire room and evacuation start information is generated. If the evacuation start room is a direct staircase, all exit information coming there is set in the evacuation start room.
[0021]
In S27, the door evacuation direction is calculated by a method described later. The evacuation route is expressed as a chain of rooms and doors from a living room (a room in which people exist) through a door to the next room and finally reaching the door serving as an evacuation exit. In order to find an optimal evacuation route from a certain room to an evacuation exit, it is very important in which direction the evacuees pass through the door. This is automatically calculated from the plan view.
In S28, the evacuation route is calculated. Calculate the walking route from the door orientation. Basically it moves in the direction of the door. If there are escape paths in multiple directions, move closer to the distance. If there is a valid ground exit in the room, escape to it preferentially.
[0022]
In S29, the evacuation time is calculated. First, in order to calculate the evacuation start time (Tstart), the areas other than the pit and the room excluded by the user setting are totaled (= Afloor). Next, the delay time Δt is acquired from the property information (5 minutes for floors used for sleeping and 3 minutes for other uses). Next, the calculation formula (Tstart = √ (Afloor / 30) + Δt) is applied.
[0023]
Next, the walking time is calculated for each room from the walking route and the walking speed of the passing room, and the sum is taken to the exit to calculate the walking time.
The calculation of the walking route of the evacuation floor with the inner floor is as follows.
(1) First, a floor to be an inner floor is obtained. This is because it is necessary to calculate the walking route for the floor which is the inner floor. The calculation order is determined by the dependency of the floor. For example, if there are 2F and 3F on the 1st floor, it is necessary to calculate in the order of (1) 2F or 3F and (2) 1F. This is because the longest time path at 1F is not known unless this is done.
[0024]
(2) For all exits to direct stairs, set a route with the longest walking time to evacuate to the exit. If there is no walking route, leave it without a route. The route set here is intended for all exits (fire room is other).
(3) On the evacuation floor, an “evacuation start point” is generated with the staircase where the evacuee evacuates as the departure room. However, staircases that do not have a walking path on the inner floor are excluded because the walking time cannot be calculated.
(4) Set the longest route in the floor at the evacuation start point. This makes it possible to know the longest route of each floor evacuating to the evacuation start point.
[0025]
(5) Calculate the route from the evacuation start point (staircase) to the exit. At this time, the following is different from normal route determination. When there are a plurality of outward doors, apportioning is performed in the room, but when evacuating from the staircase, no apportioning is performed, and one of the doors is selected and evacuated. Therefore, only one evacuation start point occurs in the staircase. The starting point of evacuation is from the door of the staircase.
(6) The total walking time is the walking time of the inner floor obtained above, the walking time of the staircase room, and the walking time of the evacuation floor.
[0026]
(7) Finally, calculate the exit passage time by the following procedure.
(A) Calculate the total population of all rooms.
(B) The smallest of the total floor area of the staircase (Ast), the width of the staircase leading to the exit to the ground (Bst), the width of the staircase leading to the exit to the ground, or the width of the exit leading to the ground or the evacuation floor Find the thing (Bneck).
(C) The effective flow coefficient (unit: person / minute / m) (Neff) is calculated. The effective flow coefficient is calculated by a formula determined according to the portion facing the exit of the room and the number of people that can be accommodated, and takes a value from 0 to 90. The details are disclosed in “Ministry of Construction Notification No. 1441 on May 31, 2000”, so the explanation is omitted.
(Process) Calculate the sum of all (Neff × Bst).
[0027]
Here, an overview of the calculation of the entire evacuation time will be described.
(1) First, the evacuation start time is calculated. The evacuation start time for the entire building is calculated for each fire floor. Since the evacuation start time of the entire building is four times the evacuation start time of the floor, the data on the total floor area of each part of the floor and the part of the building that cannot be evacuated without passing through the floor is calculated from the floor calculation. As the calculation.
[0028]
(2) Calculation of walking time. Basically, as with the floor calculation when there is an inner floor, 1. 1. Walking time on other floors 2. Walking time of the staircase Calculate the walking time to the ground exit of the evacuation floor in order and add up. However, it is already 1. 2. Since the calculation has been completed by the floor calculation, the whole building is 3. Only need to calculate.
(A) Extraction of fire chamber (unusable door). If the room has a direct exit to the ground on the evacuation floor, it is necessary to disable one of the largest ones, so rooms that meet this condition and doors that cannot be used are detected. To do.
(B) Calculation of evacuation routes on the evacuation floor.
(C) Calculation of evacuation time.
[0029]
(3) Calculation of exit passage time. First, exclude rooms that are not subject to the entire building calculation. For evacuation of the entire building, the time required for evacuees other than the evacuation floor to complete evacuation is calculated. Accordingly, all the floors other than the evacuation floor are subject to verification, but in the evacuation floor, rooms that are unlikely to join evacuees on other floors during evacuation are excluded. The presence or absence of merging is detected as follows from the shape of the room and the direction of the door. Starting from a valid exit to the ground, calculate whether you can reach a direct staircase. If it cannot be reached, all the rooms detected here are excluded from the calculation of the entire building.
In S30, it is determined whether or not the processing in S26 to 29 has been completed for all the rooms. If the result is negative, the process returns to S26, but if the result is positive, the process proceeds to S31. In S31, the one with the longest evacuation time is extracted.
[0030]
FIG. 4 is a flowchart showing the processing contents of the door direction calculation processing in S27 of FIG. In S40, it is determined whether or not the door direction is uniquely determined. There are the following types of door orientation during verification. (1) Not used, (2) outward direction, (3) inward direction. Moreover, the reason (cause) of orientation has the following types. (1) Determined by automatic calculation, (2) Setting by user.
[0031]
Cases where the door direction is uniquely determined include the following.
(1) Effective evacuation exit (outward)
(2) When there is only one exit from the room (outward)
(3) When the room is in a room and there is an exit in only one direction (exit direction)
(4) When the exit is a direct staircase other than the evacuation floor (direction of the staircase)
(5) A staircase that does not serve as an evacuation exit on the evacuation floor (from the staircase to the evacuation floor).
[0032]
In S41, it is determined whether or not the direction is uniquely determined. If the result is negative, the process proceeds to S43, but if the result is positive, the process proceeds to S42. In S42, the moving direction of the door is determined (the door attribute data is updated).
In S43, it is determined whether or not there is a difference in the safety level between the rooms to which the door is connected. That is, the degree of safety (safety level) is calculated according to the connection relation and type of the room, and the room is moved to a safer room. The safety level takes a value from 0 (most dangerous) to 3 (safest) and is calculated as follows.
(1) Safety level 0: All fire rooms and rooms are at safety level 0.
(2) Safety level 1: A corridor adjacent to a room of safety level 1 or higher, a corridor with an attached room or an evacuation exit.
(3) Safety level 2: A room adjacent to a room of safety level 2 or higher or a room having an evacuation exit.
(4) Safety level 3: A direct staircase that serves as an evacuation destination at the evacuation exit.
[0033]
When there is a difference in safety level between the two rooms to which the door is connected, the direction of the door is set from the lower safety level to the higher safety level. For example, when the safety level 0 living room and the safety level 1 corridor are connected by a door, the direction is set from the living room to the corridor. In S44, it is determined whether or not the direction is uniquely determined. If the result is negative, the process proceeds to S45. If the result is positive, the process proceeds to S42.
[0034]
In S45, the movement cost from a living room to each exit door, which will be described later, is calculated, and it is determined whether there are a plurality of ones having the minimum movement cost. In S46, it is determined whether or not the direction is uniquely determined. If the result is negative, the process proceeds to S47, but if the result is positive, the process proceeds to S42.
In S47, the door attribute is set to “not used”. In S48, it is determined whether or not the process has been completed for all doors. If the result is negative, the process proceeds to S40, but if the result is positive, the process ends.
[0035]
Next, an automatic calculation example of an evacuation route that determines the moving direction based on the moving cost to the exit will be described. For example, a network structure as shown in FIG. 6 is extracted from a plan view as shown in FIG. In the plan view 5, a fire prevention section is provided between the corridor 1 and the corridor 2 by the door 7, so that the evacuation routes assumed by the designer are as indicated by arrows in FIG. 5 in the living room A and the waiting room.
[0036]
Here, consider a method of performing calculation so that the number of passing doors to the exit is minimized. In this case, a moving cost of 1 is added every time one door passes from the exit. Considering evacuation from the room A in FIG. 6, two evacuation routes to the stairs A and B can be considered. Each movement cost in this case is as shown in FIG. From this table, when evacuating from the room A, the moving costs for evacuating to the staircase A and the staircase B are the same, and it is not possible to determine which one should be evacuated by this method.
[0037]
Therefore, a movement cost calculation method when the movement cost is changed for each door will be described. In the movement cost calculation based on the number of passing doors, the evacuation exit is calculated based on the number of passing doors, but in actuality, whether the door should be used for evacuation depending on the position of the door. There is a difference. In order to express this, the cost required for passage for each door is calculated according to the door arrangement status, and the cost required for each route to the evacuation exit is calculated. And evacuate in the direction with the lowest cost.
[0038]
Calculate the door passage cost as follows.
(1) Since the fire doors installed between the corridors are considered to be fireproof compartments, the travel cost is high.
(2) Doors that move from the attached rooms to the direct staircase will be less expensive to move. (Usually evacuation is performed like an attached room → staircase)
(3) The door moving from the hallway to the living room has a high moving cost. (Because it is very dangerous to enter the room from the corridor)
(4) The moving cost of doors other than the above is medium.
[0039]
Here, the above moving cost is quantified by setting small = 0, medium = 1, and large = 2, and this is shown in FIG. 7 in the network structure diagram. If the movement cost from the room A to the exit is calculated using FIG. 7, the table shown in FIG. 8B is obtained. The number in parentheses behind the door indicates the door moving cost. From this table, it can be seen that when evacuating from the room A, the evacuation to the stairs A is less expensive than the stairs B. This coincides with the evacuation route intended by the designer.
[0040]
As mentioned above, although the Example of this invention was disclosed, the following modifications can also be considered to this invention. In S47 of the calculation process of the door direction in FIG. 4 of the embodiment, an example has been disclosed in which setting is not performed when there is no difference in moving cost. In S47, refer to the actual distance of the evacuation route. Then, the evacuation direction of the door may be determined.
[0041]
【The invention's effect】
As described above, the evacuation route calculation apparatus according to the present invention includes the door evacuation direction determination means, and by introducing the concept of safety level and movement cost, an evacuation route that matches the actual behavior of the refugee is selected. There is an effect that an accurate evacuation time can be calculated. Therefore, it is possible to reduce labor and time required for verification of evacuation.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a functional block diagram showing functions of an evacuation time calculation apparatus 10 of the present invention.
FIG. 2 is a flowchart showing the processing contents of CAD means 11 of the evacuation time calculation apparatus of the present invention.
FIG. 3 is a flowchart showing the processing contents of the evacuation time calculation means 12 of the evacuation time calculation apparatus of the present invention.
4 is a flowchart showing the processing contents of a door direction calculation process in S27 of FIG. 3;
FIG. 5 is an explanatory diagram showing an example of a plan view of one floor of a building.
6 is an explanatory diagram showing a coupling relationship between rooms and hallways extracted from the plan view of FIG. 5;
7 is an explanatory diagram in which movement cost information is added to the diagram showing the coupling relationship in FIG. 6;
FIG. 8 is an explanatory diagram illustrating an example of calculating a movement cost.
[Explanation of symbols]
DESCRIPTION OF SYMBOLS 10 ... Evacuation time calculation apparatus, 11 ... CAD means, 12 ... Evacuation time calculation means, 13 ... Smoke fall time calculation means

Claims

In the evacuation time calculation device that automatically calculates the evacuation route for any fire occurrence location based on the floor plan information of the building , and further calculates the evacuation time ,
CAD means for creating or changing floor plan information of buildings including objects of rooms, doors, hallways, and evacuation exits,
For any of the doors, it is determined whether the evacuation direction is uniquely determined with reference to a predetermined condition, and if it is determined, the evacuation direction is determined, and if it is not determined, a predetermined safety degree is determined. Determine whether or not the evacuation direction is determined by the difference in the safety level of the space on both sides of the door with reference to the conditions, and if so, determine the evacuation direction; otherwise, determine the evacuation cost for the predetermined door The movement cost, which is the sum of the passage costs of the doors that pass between the door and the exit, is determined with reference to the conditions in the above, and it is determined whether the evacuation direction is determined by the difference in the movement costs. If the movement direction is determined by the above processing, the movement direction of the door attribute is updated. If the movement direction is not determined, the door evacuation direction determination means is set to “not use”. ,
Evacuation route calculation means for determining an evacuation route based on the floor plan information of the building and the door evacuation direction information determined by the door evacuation direction determination means;
Evacuation time calculation means for calculating evacuation time along the evacuation route determined by the evacuation route calculation means with reference to the floor plan information of the building;
Maximum evacuation time calculating means for obtaining a route with the maximum evacuation time using the door evacuation direction determining means, the evacuation route calculating means, and the evacuation time calculating means by sequentially setting all rooms as fire rooms,
Smoke fall time calculation means for calculating the smoke fall time based on the floor plan information of the building
An evacuation time calculation device, characterized in that a program for causing a computer to be realized is implemented on a computer.

The movement cost is based on the attribute of the door and the attribute of the space on both sides of the door, and determines the passage cost of the door for each of the outward direction and the inward direction with reference to a predetermined condition for the passage cost of the door, The evacuation time calculation device according to claim 1, wherein the evacuation time calculation device is obtained by summing up the passage costs of the doors of the evacuation route from the door to the exit.

In a program for realizing the function to automatically calculate the evacuation route for any fire occurrence place and calculate the evacuation time based on the floor plan information of the building on the computer,
  CAD means for creating or changing floor plan information of buildings including objects of rooms, doors, hallways, and evacuation exits,
  For any of the doors, it is determined whether the evacuation direction is uniquely determined with reference to a predetermined condition, and if it is determined, the evacuation direction is determined, and if it is not determined, a predetermined safety degree is determined. Determine whether or not the evacuation direction is determined by the difference in the safety level of the space on both sides of the door with reference to the conditions, and if so, determine the evacuation direction; otherwise, determine the evacuation cost for the predetermined door The movement cost, which is the sum of the passage costs of the doors that pass between the door and the exit, is determined with reference to the conditions in the above, and it is determined whether the evacuation direction is determined by the difference in the movement costs. If the movement direction is determined by the above processing, the movement direction of the door attribute is updated. If the movement direction is not determined, the door evacuation direction determination means is set to “not use”. ,
  Evacuation route calculation means for determining an evacuation route based on the floor plan information of the building and the door evacuation direction information determined by the door evacuation direction determination means;
  Evacuation time calculation means for calculating evacuation time along the evacuation route determined by the evacuation route calculation means with reference to the floor plan information of the building;
  Maximum evacuation time calculating means for obtaining a route with the maximum evacuation time using the door evacuation direction determining means, the evacuation route calculating means, and the evacuation time calculating means by sequentially setting all rooms as fire rooms,
  Smoke fall time calculation means for calculating the smoke fall time based on the floor plan information of the building
  Evacuation time calculation program characterized by having computer function