Расчётное время эвакуации людей
Расчётное время эвакуации людей tp на каждом этапе эвакуации, представляющее собой сумму времени движения людского потока по участкам (i) маршрута эвакуации tp =S tp,i=Sli/Vi при принятых объёмно-планировочных решениях здания зависит, как видно, от длины li участков, составляющих маршрут, и скорости движения по ним. Значение расчётной скорости свободного движения должно соответствовать психологическому состоянию людей в начале эвакуации и их физическим возможностям. Анализ эмоционального состояния людей перед началом эвакуации показал корректность выбора категории движения «повышенная активность» для построения расчетной зависимости между скоростью и плотностью людского потока в чрезвычайных ситуациях (интервал скорости свободного движения 1,5 -2,0 м/с.). Большинству людей разных возрастных групп достаточно идти при эвакуации быстрым шагом. Людям старше 60-ти лет необходимо для этого перейти на темп движения «спокойный бег», что на короткое время эвакуации вполне возможно.
Оценивалась и вероятность возникновения паники в начале эвакуации. При этом принимались во внимание и данные о том, что но характеру реакции в опасной ситуации люди могут быть подразделены на следующие категории:
- Обученные или внезапные лидеры (15-20%), которые быстро схватывают информацию об окружающей обстановке, оценивают её на основе своего прошлого опыта и принимают решения, выражающиеся в рациональных действиях.
- Легко ведомые (около 50%) люди правильно воспринимающие обстановку, но неспособные принимать соответствующих решений; они легко поддаются влиянию и либо подчиняются чьему-либо лидерству, либо присоединяются к массовому бегству других людей;
- Зависимые (10-15%) - люди, имеющие несовершенное восприятие и затруднённую реакцию, требующие чьего-либо руководства при определении своих реакций и действий;
- Неумелые и ошеломлённые (10-20%) - имеющие ослабленное восприятие и отличающиеся несоответствующими или иррациональными реакциями;
- Далёкие от реальности (не более 1%) - отличающиеся примитивным поведением с нелогичными реакциями или их полным отсутствием. Неспособные справиться с возникшими трудностями; они проявляют полный психологический отказ в реакции на изменяющуюся обстановку.
Эффективность влияния элементов СОУЭ показывают данные, полученные в ходе экспериментов и представленные на рис.1. Эти данные показывают, что использование СОУЭ для организации движения людских потоков ведет к увеличению количества людей, выбравших оптимальный (кратчайший) путь и снижению количества людей, выбравших критический путь эвакуации.
Рис. 1. Влияние элементов СОУЭ на выбор маршрута эвакуации: оптимального (кратчайшего пути), нейтрального и критического (наиболее продолжительного и загруженного).
Нормативные требования к организации СОУЭ приведены в НПБ 104-03 «Системы оповещения и управления эвакуацией людей при пожарах в зданиях и сооружениях». В настоящее время существует 5 типов системы оповещения. Предусмотрены следующие способы оповещения: звуковой (сирена, тонированный сигнал и др.), речевой (передача специальных текстов), световой (световые мигающие указатели “Выход”, статические и динамические указатели направления движения).
СОУЭ 3-5 типов предусматривают разделение здания на зоны пожарного оповещения, возможность реализации нескольких вариантов организации эвакуации из каждой зоны оповещения и обеспечение координированного управления из одного пожарного поста-диспетчерской всеми системами здания, связанными с обеспечением безопасности людей при пожаре. Важно отметить, что содержание сообщения о пожаре, тональность, тембр и некоторые другие аспекты имеют решающее значение для эффективности оповещения о пожаре. В настоящее время, этим вопросам в нашей стране не уделяется достаточного внимания.
При принятых принципах и структуре нормирования, нормирование расчётной детерминированной зависимости между скоростью и плотностью людского потока приобретало особое значение по следующим соображениям. Использование кинематических закономерностей ограничивалось соотношениями qi=qi-1δi-1/δi≤qmax и qi=Sqi-1δi-1/δi≤qmax при движении по последовательно расположенным участкам пути и при их слиянии на границе участка i соответственно. Имелось также указание, что при невозможности выполнения этих условий интенсивность и скорость движения людского потока по участку пути i определяется при значении Dmax и более.
Таким образом, возможное растекание людского потока и переформирование его части с впереди идущей, менее плотной частью, не учитываются. Это было принято для большей гарантии соответствия расчетного результата возможному пессимистическому варианту развития процесса в действительности. Поэтому установление расчётных детерминированных зависимостей между параметрами людских потоков, дающих значения расчётного времени эвакуации близкого к максимальному при стохастическом моделировании времени завершения эвакуации, должно было, по возможности, компенсировать потери описания случайного по природе процесса его детерминированным представлением в нормировании.
Завышение расчётных скоростей движения может привести к тому, что расчётное время эвакуации окажется меньше фактического. Их занижение ведёт к тому, чтэ соответствующие им меньшие значения интенсивности движения приведут к назначению меньшей требуемой ширины эвакуационных путей и выходов, а это особенно опасно, поскольку ведёт к образованию скоплений людей с максимальной плотностью. При этом следовало учитывать, что установленные расчётные зависимости будут использованы в дальнейшем для нормирования размеров эвакуационных путей и выходов, удовлетворяющих критериям обеспечения безопасности эвакуации людей из помещений и зданий различного назначения:
-своевременности t р< tнб
-беспрепятственности Dι< Dпр= D при qmax (что эквивалентно qi ≤qmax) при известных значениях
Поэтому было принято следующее решение:
- провести стохастическое моделирование людских потоков при их движении по эвакуационным путям, схемы которых имеют применение при массовом гражданском и промышленном строительстве;
- получить по результатам моделирования распределение плотности вероятности времени окончания процесса;
- принять в качестве расчётной зависимости ту реализацию случайной функции VD=V0(1-ajln(Di/D0)), которая будет давать наиболее близкую аппроксимацию значений максимального времени эвакуации.
Установление расчётных детерминированных зависимостей Vi=φ(Di) при известных схемах путей эвакуации осуществляется достаточно просто [5], хотя и очень трудоёмко, если аппроксимирующие формулы при установлении расчётных зависимостей учитывают и кинематические закономерности одновременного слияния и переформирования людских потоков при движении по общей схеме коммуникационных путей.
Выполнение первого условия обеспечения безопасности людей при эвакуации требует соблюдения условия SNi/qi+1bi+1+Δt≤tнб , где Δt = li/Vi, время движения по начальным (боковым) участкам пути.
Но SNi/qi+1bi+1= li+1SNi/(li+1bi+1Di+1Vi+1,)= li+1/Vi+1 и поэтому это условие всегда будет выполняться, если li+1/Vi+1 + li/Vi≤tнб , а соотношение между шириной смежных участков пути будут устанавливаться в соответствии с формулами:
bi = Ni/Dili , или bi = fNi/Dili,
qi= Di Vi
bi = Рi-1/qmax и qi=qi-1bi-1/bi .
Благодаря включению этих соотношений в нормативный документ высшего уровня (в то время - СНиП II-2-80), их выполнение становится нормативным требованием и для назначения размеров эвакуационных путей п выходов во всех видах зданий и помещений.
Общая расчётная схема представляет собой несколько последовательно расположенных боковых участков, людские потоки с которых выходят на общий путь, состоящий из участков (Δl), соединяющих боковые участки. Геометрические размеры участков общей схемы и параметры людских потоков на них могут различаться, но процесс движения людских потоков по ним будет иметь общий характер - последовательное слияние и переформирование людских потоков с боковых направлений на участках общего пути, давая общую качественную картину формирования параметров движения.
Значения Δl от 1 до Зм характерны для схем эвакуационных путей в помещениях, от 3 до 9 м - для коридоров, от 9 до 18 м для лестничных клеток. В каждом конкретном случае применения общей расчётной схемы, значения параметров движения людских потоков в различные моменты времени на её участках будут различны, но характерным является то. что в любом случае по прошествии некоторого времени происходит стабилизация их величин. Количество источников также может широко варьироваться. Исследование стабилизации параметров процесса показывает, что для его моделирования оно может быть принято не более пяти.
Значения плотности людских потоков на участках формирования различны для помещений различного назначения, но не превосходят 4 чел/м2 (в рядах зрительских мест), а при эвакуации из помещений и далее но маршруту движения должны быть ограничены но условиям беспрепятственности движения величиной 5 чел/м2 для горизонтальных путей и проёмов и 4 чел/м2 для лестниц вниз (соответствуют максимальному значению интенсивности движения по этим видам путей).
Были построены распределения вероятностей значений времени завершения эвакуации при различных вариантах использования общей расчётной схемы путей для людских потоков со значениями случайной величины V0 из принятого интервала её возможных значений. Их анализ показал, что достаточно точную аппроксимацию максимальных значений tp даёт детерминированная зависимость скорости от плотности потока при V0=100 м/мин для движении по горизонтальным путям, через проёмы, по лестнице вниз и 60 м/мин для движении по лестнице вверх. Они и были приняты в качестве расчётных зависимостей в СНиП II-2-80, которые затем были заимствованы и в ГОСТ 12.1.004- 91.
Таким образом, применённый метод установления расчётной зависимости максимально использовал имевшиеся возможности детерминированной аппроксимации случайной функции.
Однако, положение расчётного значения V0, в интервале вероятных значений скорости свободного движения люден при активном движении показывает, что интервал значений V0 ≥ 100 м/мин составляет только 84% вероятных значений. Интервал V0 менее 100 м/мин остаётся вне сферы нормирования, а в этом интервале наиболее вероятны значения скоростей движения людей из маломобильных групп населения.
Повышение внимания в стране в последнее десятилетие прошлого века к созданию для инвалидов и людей с ослабленным здоровьем более благоприятных условии их быта, отдыха и труда привело к разработке СНиП 35-01-2001: «Доступность зданий и сооружений для маломобильных групп населения», в которых впервые приведены расчетные зависимости между параметрами людских потоков, состоящих при эвакуации из таких людей. Базой для них послужили данные проведённых к тому времени натурных наблюдений.
Учитывая объекты натурных наблюдений, следует иметь ввиду, что эти зависимости в большей мере корректны для достаточно однородных потоков соответствующих групп населения, которые характерны для специализированных учреждений и для общественных зданий, среди посетителей которых процент таких люден очень велик. Поэтому обеспечение возможности учёта вероятности присутствия (определённого %) таких людей в составе смешанных людских потоков большинства общественных и производственных зданий остаётся актуальной, тем более что СНиП 21- 01 требует: «4.1. В зданиях должны быть предусмотрены конструктивные. объёмно - планировочные и инженерно - технические решения, обеспечивающие в случае пожара возможность эвакуации людей независимо от их возраста и физического состояния наружу на прилегающую к зданию территорию (далее - наружу) до наступления угрозы их жизни и здоровью вследствие воздействия опасных факторов пожара».
Учитывая эти факты, МГСН- 4.19-2005 впервые нормируют связь между параметрами людского потока в виде случайной функции следующим образом: «Скорость движения людского потока при плотности D , на i-ом отрезке участка пути k-го вида - случайная величина VD,K, имеющая числовые характеристики:
- математическое ожидание (среднее значение) VD,K = VO,k [(1-akln Di/Do,k)]m при Di,k ≤ Do,k чел/м2
- среднее квадратичное отклонение σ(VDK)=σ(Vok) [(1 -akln Di/ Do,k)], где, VO,k и σ(Vok) математическое ожидание скорости свободного движения людей в потоке (при Di < Do,k) и ее среднее квадратическое отклонение, м/мин.;
Do,k - предельное значение плотности людского потока, до достижения которого возможно свободное движение людей по k-му виду пути (плотность не влияет на скорость движения людей);
ak - коэффициент адаптации людей к изменениям плотности потока при движении по k-му виду пути;
Di значение плотности людского потока на i-ом отрезке (Δl) участка пути шириной b1 , чел./м2;
m - коэффициент влияния проема.
Значения перечисленных параметров приведены в таблице.
Статьи по теме
Пневматическое прыжковое спасательное устройство «Куб жизни». Технические характеристики ППСУ-20
Опубликовано: 21 февраля, 2017
Пневматическое прыжковое спасательное устройство «Куб жизни». Технические характеристики ППСУ-20
Опубликовано: 21 февраля, 2017Пневматическое прыжковое спасательное устройство или «Куб жизни» представляет собой уникальное оборудование, созданное российским производителем для эвакуации человека из зданий. Главный принцип действия «Куба жизни» направлен на погашение энергии человека, которая возникает при свободном падении...
Для того, чтобы добавить комментарий, авторизуйтесь.