前言在快速的城市化進(jìn)程和經(jīng)濟(jì)發(fā)展中，人們面臨著越來(lái)越多的不安全因素，直接影響億萬(wàn)家庭的幸福安寧和社會(huì)穩(wěn)定。公共建筑發(fā)揮著非常重要的經(jīng)濟(jì)社會(huì)作用，不安全因素對(duì)公共建筑的影響較大，因此公共建筑對(duì)疏散應(yīng)急的要求非常高。這就對(duì)建筑學(xué)科提出了相對(duì)較高的要求，除了要對(duì)建筑本身的美觀、實(shí)用和文化底蘊(yùn)承載進(jìn)行研究和實(shí)踐，還要對(duì)建筑中的空間與人流進(jìn)行科學(xué)規(guī)劃和引導(dǎo)。面對(duì)越來(lái)越多的不安全因素，人們?cè)絹?lái)越重視公共建筑的疏散效率。公共建筑的疏散效率與空間布局關(guān)系密切。如何實(shí)現(xiàn)功能組合使用需求和疏散需求之間的協(xié)調(diào)統(tǒng)一，形成科學(xué)合理的公共建筑空間組合分析理論與方法，成了建筑學(xué)科的一個(gè)非常重要和亟須解決的研究問(wèn)題。現(xiàn)代科學(xué)技術(shù)的快速發(fā)展，給建筑學(xué)科帶來(lái)了巨大的機(jī)遇和挑戰(zhàn)。傳統(tǒng)的設(shè)計(jì)方法缺乏科學(xué)的分析數(shù)據(jù)支撐，無(wú)法快速跟上環(huán)境變化的步伐，亟需今天的建筑設(shè)計(jì)師在建筑設(shè)計(jì)完成之前，用一些積極的、科學(xué)的、有效的方法來(lái)探究建筑建成之后的運(yùn)行效果。在此背景下，本書基于新安全形勢(shì)下公共建筑空間中人員安全的現(xiàn)實(shí)需求，從多學(xué)科交叉角度出發(fā)，綜合建筑學(xué)設(shè)計(jì)理論與方法、計(jì)算機(jī)模擬、地理學(xué)時(shí)空理論等科學(xué)領(lǐng)域的研究成果，針對(duì)公共建筑空間組合模式，開展疏散效率貢獻(xiàn)度差異的研究，并以此作為一個(gè)重要研究契合點(diǎn)，向公共建筑的數(shù)字化設(shè)計(jì)與自動(dòng)化評(píng)估發(fā)展趨勢(shì)和方向進(jìn)行初步的積極探索。本書的主要成果包括以下四點(diǎn)。(1) 研究了公共建筑空間的精細(xì)化疏散評(píng)價(jià)指標(biāo)。本書在充分分析公共建筑空間設(shè)計(jì)、公共建筑疏散這兩方面國(guó)內(nèi)研究現(xiàn)狀的基礎(chǔ)上，比較了公共建筑的空間要素和疏散要素、多種組合模式的空間特點(diǎn)，提煉了不同組合模式的空間特點(diǎn)給人員疏散可能帶來(lái)的影響；系統(tǒng)化地分析公共建筑疏散效率評(píng)價(jià)指標(biāo)，包括疏散時(shí)間、疏散距離、疏散時(shí)空擁擠度、疏散時(shí)空利用率等，并以此為基礎(chǔ)，從被疏散個(gè)體的疏散時(shí)空路徑集合的角度，提出新的支持人員自由超越的公共建筑空間疏散時(shí)空利用率這一疏散評(píng)價(jià)指標(biāo)，可以統(tǒng)一對(duì)通道、房間和空間組合等進(jìn)行疏散效率評(píng)價(jià)；構(gòu)建了從疏散時(shí)空路徑到疏散效率精細(xì)化評(píng)價(jià)指標(biāo)的自動(dòng)化計(jì)算思路與方法。(2) 研究了基于時(shí)空軌跡的公共建筑空間組合的疏散模擬評(píng)估方法。本書基于被疏散個(gè)體的時(shí)空可達(dá)勢(shì)能理論思路，定義了三維元胞自動(dòng)機(jī)疏散模擬模型規(guī)則，提出了公共建筑空間疏散效率的三維元胞自動(dòng)機(jī)疏散模擬模型、框架、算法，可以方便實(shí)現(xiàn)公共建筑空間的疏散過(guò)程模擬；在此基礎(chǔ)上，建立了被疏散個(gè)體時(shí)空軌跡集合與疏散效率評(píng)價(jià)指標(biāo)的映射方法，*終提出了基于被疏散個(gè)體時(shí)空軌跡集合的公共建筑空間疏散效率自動(dòng)化評(píng)估方法。(3) 研究了公共建筑空間組合模式對(duì)疏散效率的貢獻(xiàn)度量方法。本書首先針對(duì)公共建筑設(shè)計(jì)中對(duì)空間組合模式的數(shù)值化分析需求，提出了公共建筑空間的組合層次結(jié)構(gòu)圖概念，用于表達(dá)公共建筑空間組合模式的層次間隸屬關(guān)系以及相互關(guān)聯(lián)關(guān)系。然后，基于提出的公共建筑空間組合層次結(jié)構(gòu)圖概念，建立了被疏散個(gè)體時(shí)空軌跡與公共建筑空間組合層次結(jié)構(gòu)圖的映射匹配機(jī)制，提出了公共建筑空間組合模式的疏散效率貢獻(xiàn)度、疏散效率貢獻(xiàn)主路徑以及疏散效率貢獻(xiàn)均衡等概念或指標(biāo)，可直接用于刻畫公共建筑空間組合模式對(duì)疏散效率的貢獻(xiàn)作用，為公共建筑空間組合模式在疏散效率方面的對(duì)比分析提供計(jì)算依據(jù)。*后，形成面向公共建筑空間組合模式的疏散效率貢獻(xiàn)度差異的新定量化評(píng)估方法。(4) 結(jié)合單一空間組合模式、一般簡(jiǎn)單建筑設(shè)計(jì)方案、國(guó)際競(jìng)標(biāo)大型建筑設(shè)計(jì)方案等三個(gè)層次的實(shí)驗(yàn)案例，對(duì)提出的模型、方法進(jìn)行了實(shí)驗(yàn)與分析。本書首先研發(fā)了公共建筑空間疏散效率分析實(shí)驗(yàn)原型系統(tǒng)，可以實(shí)現(xiàn)公共建筑空間的自動(dòng)導(dǎo)入和公共建筑空間內(nèi)被疏散個(gè)體的疏散過(guò)程模擬，從而導(dǎo)出所有被疏散個(gè)體的疏散時(shí)空路徑集合及各通道、房間對(duì)應(yīng)的疏散評(píng)估指標(biāo)值，為空間組合模式的對(duì)比分析提供實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)。然后，結(jié)合模擬出來(lái)的公共建筑空間內(nèi)被疏散個(gè)體的疏散時(shí)空路徑集合以及所提出疏散評(píng)估指標(biāo)值，分別分析單一空間組合模式、一般簡(jiǎn)單建筑設(shè)計(jì)方案、國(guó)際競(jìng)標(biāo)大型建筑設(shè)計(jì)方案等實(shí)驗(yàn)案例的疏散效率、疏散效率貢獻(xiàn)度、疏散效率貢獻(xiàn)主路徑及其均衡指標(biāo)等，證實(shí)了提出概念與方法的正確性和合理性。本書的研究成果能夠?yàn)樾掳踩�形�?shì)下的公共建筑空間人員疏散提供模擬與分析方法，為公共建筑空間組合模式的設(shè)計(jì)提供定量化的分析對(duì)比數(shù)據(jù)支撐，為建筑學(xué)研究中的空間組合布局理論與規(guī)則提供科學(xué)分析方法和依據(jù)，為建筑設(shè)計(jì)師的公共建筑空間設(shè)計(jì)提供實(shí)用的疏散效率分析技術(shù)手段，提高建筑理論與方法在人員疏散方面的適用性，從而促進(jìn)公共建筑空間組合模式設(shè)計(jì)的科學(xué)化發(fā)展。著者2023年5月