31332

بهينه‌يابي چندهدفه استراتژي تخليه اضطراري آتش در ساختمان‌ها

كارشناسي ارشد

مهندسي عمران

1403

1403/6/17

مصطفي خانزادي

مصطفي خانزادي

پرديس عمران

صنعت ساخت كه يكي از مهم‌ترين صنايع هر كشوري شمرده مي‌باشد، توسط خطرات طبيعي و انساني مختلفي تهديد مي‌شود. يكي از شاخص‌ترين آن‌ها در بخش ساختمان آتش‌سوزي است كه علاوه بر خطرآفرين بودن خود آن، دود ناشي از آن نيز خطرات ثانويه ايجاد مي‌كند. لذا تخليه ساختمان در آتش‌سوزي، به دليل مرتبط بودن با جان انسان‌ها از درجه اهميت بالايي برخوردار است. مطالعات مختلفي در حوزه‌هاي آتش، مهندسي ايمني و عملكرد تخليه انجام‌گرفته و محققان رويكردهاي متفاوتي براي حل مشكلات اين زمينه ارائه داده‌اند. شكاف‌هاي تحقيقاتي مقالات شناسايي شده كه بررسي هزينه و ازدحام در تخليه از مهم‌ترين آن‌ها است. در اين تحقيق نيز در راستاي حل چالش‌هاي فوق قدم برداشته شده و براي يافتن بهترين استراتژي تخليه در آتش‌سوزي ساختمان، الگوريتم بهينه‌يابي توسعه داده مي‌شود. در اين رويكرد گراف محور، از الگوريتم‌هاي A* براي مسيريابي ساكنين؛ و از روابط پخش دود ناحيه‌اي استفاده مي‌شود. همچنين تجهيزات ايمني مانند آبپاش، پله‌هاي فرار، درهاي دود و شوت‌هاي فرار براي بهبود عملكرد تخليه مورداستفاده قرار مي‌گيرد و مقايسه‌اي نيز بين عملكرد آنها صورت مي‌گيرد. در انتها با بررسي تمامي سناريوهاي آتش‌سوزي در يك ساختمان و بهره‌گيري از الگوريتم ژنتيك، بهينه‌ترين استراتژي تخليه از نظر زمان، هزينه و تلفات تخليه در بودجه مدنظر به دست مي‌آيد. علاوه‌برآن، نقاط ازدحام حين تخليه شناسايي مي‌شود تا مديران از ميان راه‌هاي موجود، راهكار مناسبي براي مقابله با ازدحام اين نقاط پياده‌سازي كنند. سپس الگوريتم فوق روي يك مطالعه موردي كه يك ساختمان اداري در ايران مي‌باشد آزمايش مي‌شود. بودجه مناسب براي استراتژي منتخب 50000 يورو است. در انتها اين مقاله پيشنهاداتي براي رويكردهاي آينده مطالعات اين حوزه ارائه مي‌كند.

1403/07/22

Finding the optimal building fire evacuation strategy using safety equipment

9/7/2025 12:00:00 AM

The construction industry, vital to any country, faces numerous natural and man-made hazards. One of the biggest risks to buildings is fire, which not only has inherent risks but also presents secondary risks from smoke spreading. Because building evacuation during fire directly affects human life, it is therefore extremely important. Numerous studies have been conducted in the fields of fire safety and evacuation performance, with researchers proposing diverse approaches to address the challenges within this domain. Comprehensive studies into the expenses and congestion related to evacuation are among the identified research gaps. In order to close these gaps, this research will create an optimization algorithm that will identify the best strategy for building evacuations in the case of a fire. For pedestrian routing, a graph-based algorithm with the A* algorithm is used, and models of zone smoke spreading are incorporated. To improve evacuation efficiency, safety equipment, including emergency chutes, fire escapes, smoke doors, and sprinklers, is also installed. A genetic algorithm is used to simulate several fire scenarios inside a building and select the best evacuation strategy based on factors such as evacuation time, cost, and casualties—all within the limits of the budget. Additionally, congestion points during evacuation are identified, enabling building management to implement measures for congestion reduction in these locations. The proposed algorithm is tested through a case study of office buildings in Iran, considering 6 budgets, with a selected budget of 50,000 euros. Finally, this paper offers recommendations for future research areas in this field.

استراتژي تخليه , تمهيدات ايمني آتش , مدلسازي اطلاعات ساختمان , پخش دود , الگوريتم ژنتيك , بودجه ايمني ساختمان

: Evacuation strategy , Fire safety equipment , BIM , Zone modeling , Graph theory , GA algorithm , Budgets

Amirhossein Hadadian

Dr. Mostafa Khanzadi