Содержание к диссертации
Введение
Глава 1. Теоретические основы расчета пожарного риска 12
1.1. Расчет пожарного риска и его место в системе пожарной безопасности 12
1.2. Виды пожарных рисков 13
1.3. Оценка пожарных рисков 14
1.4. Управление пожарным риском 23
1.5. Цели и задачи исследования 28
Глава 2. Исследование объекта защиты 30
2.1. Характеристика зданий с массовым пребыванием людей 30
2.2. Статистика пожаров в жилых и общественных зданиях 33
2.3. Исследование моделирования пожаров в зданиях 35
2.4. Мероприятия пожарной безопасности в жилых и общественных зданиях 49
Глава 3. Исследование динамики пожарного риска зданий с массовым пребыванием людей 52
3.1. Опасные факторы пожара и их воздействие на людей в начальной стадии пожара 52
3.2. Оценка индивидуального пожарного риска в жилых и общественных зданиях 54
3.3. Методы снижения уровня пожарного риска в зданиях 73
Глава 4. Управление эвакуацией людей из зданий при возникновении пожара 75
4.2. Беспроводные системы 81
4.3. Организация оповещения о пожаре с помощью беспроводных систем 85
4.4. Моделирование процесса эвакуации людей из высотных зданий и разработка алгоритма беспроводного оповещения людей о пожаре 87
4.4.1. Безопасность эвакуации людей 87
4.4.2. Эвакуация людей с этажей офисов высотного комплекса 93
4.4.3. Разработка алгоритма беспроводного оповещения людей о пожаре ПО
Глава 5. Общие рекомендации по составлению текстов для снижения уровня эмоциональной напряженности при ЧС 116
5.1. Общие рекомендации по составлению текстов для беспроводной системы оповещения и управления эвакуации 116
5.2. Тексты для снижения эмоциональной напряженности у блокированных ЧС людей в здании 118
Заключение 121
Список литературы 12
- Виды пожарных рисков
- Статистика пожаров в жилых и общественных зданиях
- Оценка индивидуального пожарного риска в жилых и общественных зданиях
- Моделирование процесса эвакуации людей из высотных зданий и разработка алгоритма беспроводного оповещения людей о пожаре
Введение к работе
Актуальность темы: Развитие мегаполисов, расширение высотного и подземного строительства, обусловленное всеболее увеличивающейся стоимостью земли, используемой под строительство, применение искусственных полимерных строительных материалов сопровождаются появлением новых видов опасностей, в частности, пожарной опасности, вызванной недостаточным знанием возникновения и развития процесса пожара в зданиях. Пожары являются наиболее распространенной причиной чрезвычайных ситуаций в зданиях с массовым пребыванием людей. Поэтому снижение пожарного риска до законодательно утвержденного уровня должно рассматриваться как важнейший индикатор и характеристика эффективности принимаемых решений по обеспечению пожарной безопасности.
В России в 2008 г. был принят Федеральный закон № 123 «Технический регламент о требованиях пожарной безопасности» (далее - Технический регламент), в котором появилось требование по снижению пожарного риска. Согласно регламенту риск воздействия опасных факторов пожара (ОФП) на людей определен одной миллионной в год в расчете на одного человека, однако не всегда очевидно, какими средствами можно обеспечить снижение пожарного риска.
Основным показателем уровня пожарной опасности в соответствии с требованиями закона является показатель пожарного риска — количество погибших в результате пожаров в год на 1 млн. жителей. За последние годы по данным пожарной статистики этот показатель не претерпел существенного снижения.Согласно официальной статистике пожарный риск в России превышает эту величину на порядок. В 2011 г. этот показатель в развитых странах составлял
Германия 5-Ю-6 год-1
Франция 6-Ю-6 год-1
Великобритания 8-10-6 год-1
США 10- КГ* год-1
Польша 20-10^ год-1
Россия 8110^ год-1
Общая тенденция увеличения показателей гибели и травмирования людей на пожарах в Российской Федерации обуславливает необходимость внедрения новых средств и способов обеспечения пожарной безопасности, направ-
ленных на сохранение жизни и здоровья людей при возможных пожарах в зданиях.
Кроме того, в последние десятилетия такие пожары, как пожар в зданиях Всемирного торгового центра (США), пожары в высотных зданиях в Испании, КНР, России, Казахстане и др., поставили перед человечеством задачу оценки и предотвращения таких катастрофических событий.
Одно из наиболее эффективных решений данной проблемы— применение систем оповещения и управления эвакуацией(СОУЭ), в частности, беспроводных систем, являющихсяперспективным направлением, дающим людям возможность покинуть здание, до наступления опасных факторов пожара.
Актуальность применения средств аварийной эвакуации при пожарах на объектах с массовым пребыванием людей обусловлена тем фактом, что именно на данных объектах зачастую могут создаваться скопления людей в процессе штатной эвакуации, что приводит к увеличению времени эвакуации и, как следствие, воздействияОФП на людей. Именно, на здания с массовым пребыванием людей приходится наибольший социальный и материальный ущерб от пожаров.
Это определило актуальность темы диссертационного исследования по оценке и снижению пожарного риска жилых и общественных зданий — зданий с массовым пребыванием людей, поскольку основное число людей погибает на пожарах в таких зданиях.
Целью исследования является разработка мероприятий по снижению пожарных рисков в зданиях с массовым пребыванием людей до значений, предусмотренных требованием закона.
Задачи исследования:
проанализировать теоретические основы расчетов оценки пожарного риска и его место в системе безопасности строительных объектов;
оценить уровень пожарного риска зданий с массовым пребыванием людей;
выполнить исследование современных разработок по снижению пожарных рисков и разработать на их основе рекомендации по обеспечению пожарного риска на уровне требований стандарта.
Объект исследования— пожарный риск зданий с массовым пребыванием людей.
Предметом исследованияявляется метод снижения пожарного риска зданий с массовым пребыванием людей.
Научная новизна работызаключается в следующем:
установлено влияние факторов, определяющих величину пожарного риска, и выявлены способы, наиболее эффективно влияющие на нее;
выполнено сравнение методов оповещения и управления системами эвакуации людей при пожарах в зданиях;установлена неэффективность проводных систем;
разработан алгоритм поэтапного оповещения людей о пожаре с использованием беспроводных систем на основе моделирования процесса движения людских потоков;
разработана методика расчета пожарного риска для зданий с массовым пребыванием людей с применением беспроводных систем оповещения и управления эвакуацией (СОУЭ) на основе модифицированного дифференцированного метода моделирования пожара в условиях применения технических средств обеспечения пожарной безопасности;
использованы математические модели для прогнозирования динамики развития пожаров в помещениях зданий с массовым пребыванием людей, которые позволяют выявить особенности динамики пожаров и оптимизировать условия беспрепятственной и безопасной эвакуации.
Достоверность полученных результатов подтверждается согласием с результатами полученными по апробированным методам, а также с результатами решения дифференциальных уравнений в частных производных. Полученные модели дают хорошее совпадение с данными, приведенными в литературных источниках, основанными на анализе реальных пожаров.
На защиту выносятся:
методика расчета определения пожарного риска зданий с массовым пребыванием людей;
результаты расчета опасных факторов пожара в начальной стадии развития пожара в проектируемых и эксплуатируемых зданиях до достижения критических величин опасных факторов пожара;
алгоритм беспроводного позонного оповещения людей о пожаре;
научнообоснованные рекомендации по обеспечению установленной законом РФ величины пожарного риска при возникновении пожара в зданиях с массовым пребыванием людей.
Практическаязначимость работызаключается в совершенствовании научных основ обеспечения пожарного риска при возникновении пожара в зданиях с массовым пребыванием людей. Полученные данные по динамике развития опасных факторов и предложенные модели позволяют существенно снизить пожарный риск.
Результаты диссертации внедрены в учебный процесс МГСУ при подготовке специалистов по специальности «Пожарная безопасность».Результаты диссертации могут быть внедрены в российские и вьетнамские государственные стандарты при формулировании условий обеспечения безопасности людей при пожарах в зданиях.
Апробация результатов исследования: по содержанию диссертации опубликованы 3 работы в изданиях перечня ВАК РФ;доклады на конференции молодых ученых и специалистов «Проблемы техносферной безопасности 2012 и 2013»,15-йМеждународной межвузовской научно-практической конференции молодых ученых, аспирантов и докторантов«Строительство формирование среды жизнедеятельности» в МГСУ (2013 и 2014 гг.).
Структура диссертации: диссертация состоит из введения, пяти глав основного текста, заключения и библиографического списка.
Виды пожарных рисков
Согласно Методике [3] «определение расчетных величин пожарного риска заключается в расчете индивидуального пожарного риска для жителей, персонала и посетителей в здании. Численным выражением индивидуального пожарного риска является частота воздействия опасных факторов пожара на человека, находящегося в здании».
Уже через два года, в декабре 2011 г., пришлось утверждать соответствующим приказом МЧС РФ «Изменения, вносимые в методику определения расчетных величин пожарного риска в зданиях, сооружениях и строениях различных классов функциональной пожарной опасности» (далее — Изменения) [7].
Одной из основных причин разработки и принятия этих Изменений являлась принципиальная непригодность Методики [3] для определения расчетной величины ИПР в зданиях с массовым пребыванием людей (с учетом многообразия). Оказалось, что формула (1.1) из Методики не может быть разумно использована для вычисления ИПР в многоквартирных и одноквартирных жилых домах, общежитиях, специализированных домах престарелых и инвалидов и др.
Поэтому важнейшим компонентом Изменений [7] было то, что из Методики [3] были исключены все здания жилого сектора (а именно в них ежегодно происходит примерно 70 % всех пожаров в стране, на которые приходится более 90 % всех жертв пожаров). Конечно, такое «решение» значительно обесценило замысел и сущность и Технического регламента [1], и Методики [3]. Однако много вопросов, связанных с этими нормативными документами, остались невыясненными и продолжают волновать специалистов. Необходимо, например, выяснить, что означает ИПР — вероятность гибели человека от действия ОФП или вероятность оказаться в условиях действия ОФП. Последнее случайное событие происходит гораздо чаще, чем гибель человека при пожаре. Почему в качестве нормативного значения ИПР принято 10_6 год-1? Таких вопросов достаточно много, поэтому целесообразно изучить предысторию возникновения Технического регламента [1] и Методики [3]. Такая проблема была поставлена в статье И. М. Абдурагимова [8].
В работе А. В. Фирсова и Г. X. Харисова [9] приведена модифицированная формула (1.1) в виде аB = аn (0,072878/ NH )(1 - Кш )Рпр (1 - Рэ )(1 -КJ), (1.2) где Qu — частота возникновения пожара в здании в течение года; определяется на основании статистических данных, приведенных в приложении к методике [4]; TVh— номинальное число людей в здании, на которое оно рассчитано (включая обслуживающий персонал, посетителей и т. п.) и которое зафиксировано в нормативно-технической документации на здание; Кш — коэффициент, учитывающий соответствие установок автоматического пожаротушения требованиям нормативных документов по пожарной безопасности; Рир - вероятность присутствия людей в здании, определяемая из соотношения Puv = ґфунщ/24; /фущщ — время нахождения людей в здании за сутки, ч; Рэ — вероятность эвакуации людей из здания или сооружения; Кт — коэффициент, учитывающий соответствие системы противопожарной защиты, направленной на обеспечение безопасной эвакуации людей при пожаре, требованиям нормативных документов по пожарной безопасности.
В статье [9] получена общая формула для вычисления величины пожарного риска в зданиях различных классов пожарной опасности: QB = Qn(Руф /NH)(1 - Кш)Рпр(1 - Рэ)(1 -KJ, (1.з) где Руф — условная вероятность гибели людей при пожаре в здании или сооружении определенного класса функциональной пожарной опасности. При невозможности отнесения здания к определенному классу функциональной пожарной опасности, при неизвестности класса функциональной пожар 17 ной опасности или отсутствии статистических данных по Руф, значение Ру$ в формуле (1.3) берется равным для усредненного здания Руф = 0,073 (0,073 — округленное значение в формуле (1.2), взятое с тремя знаками после запятой). Таким образом, метод Л. В. Фирсова и Г. X. Харисова [9] позволяет количественно оценивать величину индивидуального пожарного риска при использовании в здании более эффективных систем оповещения и управления эвакуацией.
Рассмотрим государственные стандарты, которые рекомендованы в качестве нормативно-технических документов [10-12].
В ГОСТ 12.1.004-76 сказано: «Система пожарной защиты должна разрабатываться по каждому конкретному объекту из расчета, что нормативная вероятность воздействия опасных факторов пожара на людей принимается равной не более 0,000001 в год в расчете на отдельного человека» [10].
Здесь же перечисляются ОФП: «Опасными факторами пожара, воздействующими на людей, являются: открытый огонь и искры; повышенная температура воздуха, предметов и т. п.; токсичные продукты горения; дым; пониженная концентрация кислорода; обрушение и повреждение зданий, сооружений, установок; взрыв».
Таким образом, в 1976 г. впервые в России было задано нормативное значение вероятности воздействия ОФП на человека, не превышающее 10_6 год-1 (оно было заимствовано из голландских источников и никогда не проверялось для отечественных условий). Далее, речь идет не о гибели человека, а именно о воздействии на него ОФП. Методика расчета вероятности воздействия ОФП на человека в этом ГОСТе отсутствует (только в п. 1.9 указано, что все расчеты должны производиться соответствующими министерствами и ведомствами).
В следующем издании этого стандарта, а именно в ГОСТ 12.01.004-85 [11], уже приведен метод определения вероятности воздействия опасных факторов пожара на людей и указано, что «показателем оценки уровня обеспечения пожарной безопасности людей при пожарах в объектах является вероятность предотвращения воздействия (Рв) опасных факторов пожара (ОФП)».
Статистика пожаров в жилых и общественных зданиях
Здание с массовым присутствием людей — это здание, имеющее в своем составе помещения с массовым пребыванием людей в количестве свыше 50 чел. [5].
Безопасность людей в таких зданиях обеспечивается главным образом организацией эвакуации людей из зданий в безопасные зоны, где отсутствуют критические величины опасных факторов пожара.
Здания с массовым пребыванием людей проектируются и строятся с использованием различных архитектурно-планировочных решений, но всегда на первом месте стоит необходимость успешной эвакуации людей в случае возникновении пожара, поскольку эвакуация представляет собой основной способ сохранения жизни и безопасности людей
Приведем примерный перечень общественных зданий с массовым пребыванием людей: 1) помещения. - зрительные и актовые залы, фойе (за исключением кинозалов класса «люкс», если таковые предусмотрены стандартами) независимо от принадлежности на 300 и более зрительских мест; - залы и фойе крытых спортивных сооружений с трибунами вместимостью 600 и более мест; - залы и фойе крытых спортивных сооружений с трибунами любой вместимости, если они используются для проведения массовых культурно-зрелищных мероприятий (концерты, новогодние елки и т. д.); - закрытые фойе открытых спортивных сооружений с трибунами вместимостью 1000 и более мест (при использовании в качестве фойе подтри-бунного пространства принимается вместимость соответствующей трибуны); - торговые залы торговых центров, супермаркетов, гипермаркетов с торговой площадью более 1000 м2; - залы дискотек, танцполы клубов. - обеденные залы на 100 посадочных мест и более. 2) здания и сооружения: - здания, в составе которых имеются указанные выше помещения; - здания детских дошкольных учреждений на 100 мест и более; - школы на 350 учащихся и более; - пассажирские терминалы (здания аэровокзалов, железнодорожных вокзалов, автовокзалов, речных и морских вокзалов) в областных и региональных центрах и на крупных транспортных узлах; - станции метрополитена; - здания культовых учреждений; - здания выставочных комплексов и художественных галерей; - здания музеев федерального подчинения; - гостиницы на 50 мест и более; - стационары лечебных учреждений на 50 коек и более; - амбулаторные лечебные учреждения на 100 посетителей и более; - банные комплексы на 50 чел. и более; - фитнес-центры на 100 чел. и более.
Однако сейчас конструкторам и дизайнерам предлагается самостоятельно решать, как классифицировать здания — как с помещениями с массовым пребыванием людей или нет. Конечно, это вносит в процесс проектирования элемент неопределенности [4].
Наиболее часто пренебрегают мероприятиями, которые служат для предотвращения возникновения пожара, тушения пожара в его начальной стадии. Ежегодно анализ следования требованиям противопожарной безопасности показывает, что в основном выполняются мероприятия, не требующие больших материальных затрат, что вполне логично.
Существуют правила, которые обязательны к исполнению в зданиях с помещениями с массовым пребыванием людей [1]. Общие характеристики путей эвакуаций в здании с массовым пребыванием людей: - из здания, с каждого этажа и из помещения, внутреннего яруса этажерки (площадки), со сцены (эстрады), рабочей галереи и колосникового настила, из трюма, оркестровой ямы и сейфа скатанных декораций следует предусматривать не менее двух эвакуационных выходов, за исключением специально оговоренных случаев; - эвакуационные выходы должны располагаться рассредоточено; - пути эвакуации могут проходить через фойе или холл, если в здании имеется хотя бы один из эвакуационных путей, не проходящий через эти помещения; - помещения с пребыванием людей площадью более 50 м2 должны иметь не менее двух рассредоточенных выходов непосредственно наружу или на общие пути эвакуации из здания; - эвакуационные пути должны иметь маркировку соответствующими знаками безопасности; - предельно допустимое расстояние от наиболее удаленной точки пола помещения до ближайшего эвакуационного выхода должно быть ограничено в зави 33 симости от степени огнестойкости здания и класса по функциональной пожарной опасности, численности эвакуируемых, геометрических параметров помещений и эвакуационных путей; - габариты путей эвакуации применяются в соответствии с табличными данными в зависимости от назначения здания и количества эвакуируемых; - выходы из помещений с пребыванием людей площадью не более 200 м2 и выходы со сцены допускается принимать шириной не менее 0,9 м, а с рабочих галерей — не менее 0,8 м; - в выставочных залах расстояние от наиболее удаленного места принимается в зависимости от степени огнестойкости и строительного объема помещения.
В общем случае архитектура зданий с массовым пребыванием людей различна, например МГУ им. М. В. Ломоносова, высотные здания Московского делового центра, здание ресторана «Хромая лошадь» (г. Пермь) и др. В связи с этим дать общую характеристику зданий с массовым пребыванием людей, помимо приведенной выше, не представляется возможным. Пожарная характеристика таких зданий должна быть описана в разделе «Пожарная безопасность» в Специальных технических условиях.
Оценка индивидуального пожарного риска в жилых и общественных зданиях
В соответствии с приведенными в работе принципами формулируется математическая модель развития пожара и проводится моделирование динамики его развития. На основании результатов расчетов осуществляется построение полей ОФП и определяется время блокирования ими путей эвакуации.
Оценка последствий воздействия опасных факторов пожара на людей необходима для различных сценариев его развития. Оценка последствий воздействия ОФП на людей заключается в построении математической модели вероятностных распределений эвакуации людей из здания при пожаре. Вероятностные распределения эвакуации людей вычисляются по формуле на основе сопоставления значений расчетного времени эвакуации людей и времени блокирования путей эвакуации опасными факторами пожара. Для определения расчетного времени эвакуации людей определяется модель эвакуации людей из здания, проводится построение расчетной схемы эвакуации и моделирование эвакуации людей. В соответствии с рекомендуемой Методикой [3] проводится определение расчетной величины индивидуального пожарного риска и сопоставление ее с нормативным значением индивидуального пожарного риска.
Анализ и расчет пожарного риска необходимы для получения объективных данных для оценки достаточности (или недостаточности) мер пожарной безопасности. Поэтому уровень пожарного риска, степень его обоснованности и конкретная методика должны соответствовать адекватно цели проведения анализа риска. В целом методы расчета пожарного риска могут быть разделены на качественные и количественные. Качественные методы применимы на этапе первичного анализа пожарного риска. При этом на уровне качественного анализа возможно выделить здания, представляющие недопустимую пожарную опасность, либо события, с большой вероятностью приводящие к возникновению и развитию пожара. Важное значение при подобном анализе может играть сравнение с имеющимися прецедентами анализа риска для аналогичных объектов. Для повышения эффективности оценок возможно применение упрощенных формализованных процедур экспертных оценок.
Количественные методы, позволяющие наиболее точно рассчитывать величину пожарного риска, обеспечивают высокую степень объективности при таком расчете. Наиболее последовательное воплощение количественные методы находят в виде анализа логических деревьев событий с использованием статистических данных и моделирования при оценке вероятностей ветвления и возможных последствий каждого сценария. К достоинствам подобного подхода относится детальный анализ возможных сценариев развития пожара, количественная оценка их опасности, определение взаимосвязи между различными событиями развивающегося пожара и оценка влияния факторов надежности отдельных технических систем противопожарной защиты на величину риска.
При этом высокая степень детализации анализа несет в себе существенный недостаток количественных методов — высокую трудоемкость. Разветвленность логических деревьев событий развивающегося пожара возрастает с усложнением архитектуры здания. Существенным ограничением для применения количественных методов является отсутствие или недостаточное качество статистических данных, на основе которых оценивается вероятность отдельных событий.
Для уменьшения трудоемкости метода количественного анализа на основе предварительных этапов все возможные сценарии развития пожара можно разбить на группы на основе разделения зданий по функциональной пожарной опасности, как это сделано в Техническом регламенте [1]. При этом необходимо учи 59 тывать, чтобы не оказались пропущенными сценарии с малой вероятностью, но катастрофическим последствиями.
Существенной проблемой является точность получаемой качественной оценки риска, зависящая как от наличия и качества имеющейся статистической информации, так и от неточностей, вносимых математическими моделями, используемыми для расчета последствий сценариев развития пожара: моделями распространения пламени и дыма, надежности противопожарных преград (особенно нетрадиционных), эвакуации людей и др. Требования к точности расчетов риска в области пожарной безопасности значительно отличаются от других инженерных областей (например, машиностроения, судостроения и пр.) вследствие больших неопределенностей данных.
Основным недостатком индексных методов часто называют их эмпирический характер, отсутствие научного обоснования расчетных формул и абстрактность показателей. Однако в пользу индексных методов свидетельствует имеющийся опыт их практического применения в области пожарной безопасности в ряде стран. Некоторые индексные методы используют элементы многокритериального анализа при выборе способов обеспечения пожарной безопасности в установлении весовых множителей или анализ причинно-следственных связей при выборе функциональных зависимостей, что придает большую обоснованность этим методам индексации пожарного риска. Часто упоминаемый недостаток комплексного метода состоит в том, что весовые коэффициенты подбираются на основе прошлого опыта и не могут отражать текущую ситуацию: использование новых материалов и технологий в строительстве и т. д. Подобный недостаток присущ также и вероятностным методам, которые используют статистические данные за прошедший период времени, что вызывает вопросы их применимости для современных условий. В связи с этим актуализация методики расчета в соответствии с меняющимися условиями развития общества необходима независимо от того, какие конкретные подходы используются для расчета пожарного риска. Рассмотрим аспекты использования вероятностного подхода для расчета индивидуального пожарного риска в зданиях.
Для индивидуального риска в качестве ущерба в выражениях (3.1) и (3.2) при пожарах в зданиях необходимо рассматривать наиболее тяжелый случай — гибель человека. Под этой ситуацией понимается, что гибель человека наступает, когда в окружающей среде наступает хотя бы один из нормируемых показателей ОФП (температура, концентрация токсичных продуктов горения, пониженная концентрация кислорода, потеря видимости в дыму).
Поскольку индивидуальный риск определяется тем, насколько быстро (до наступления опасных факторов пожара) люди могут эвакуироваться в условиях развивающегося пожара, решающее значение приобретают характерные времена протекающих процессов, приведенные на рис. 3.1.
Моделирование процесса эвакуации людей из высотных зданий и разработка алгоритма беспроводного оповещения людей о пожаре
Проведенные расчеты показывают, что на начальных участках формирования людских потоков в административных помещениях (проходы между рабочими местами) плотности достигают 0,3 м2/м2. С учетом дальнейшего развития сценария эвакуации происходит слияние и переформирование людских потоков, плотность которых достигает предельного значения 0,9 м2/м2. При этом время существования скопления в лестничных клетках для наиболее неблагоприятного сценария эвакуации составит 24,3 мин, что выше критического для человеческого организма - 6 мин.
Время начала эвакуации для рассматриваемого вида зданий согласно данным табл. П5.1 Методики [3] составляет 1,5 мин. Таким образом, общее время эвакуации из рассматриваемого здания достигает 90 мин. по Как показали приведенные расчеты, при эвакуации людей по лестничным клеткам образуются на продолжительное время высокие травмоопасные плотности — 0,9 м2/м2 (см. рис. 4.15).
Решением указанной проблемы является разработка алгоритма поэтапного оповещения людей о пожаре с помощью беспроводных систем, которые являются надежной альтернативой 5-му типу СОУЭ.
Высотное строительство, за редким исключением, осуществляется класса Ф4.3. С учетом классов функциональной пожарной опасности помещений здания можно выделить две расчетные ситуации: 1) пожар в ночное время или в выходной день и их комбинация; 2) пожар в дневное время в будний день. Процесс эвакуации из высотной части здания (и, как следствие, из всего здания) определяет эвакуацию людей из офисных (административных) этажей, на каждом из которых находится, как правило, около 250 чел. Процесс эвакуации людей из стилобатной части здания хотя и ведет к существенной нагрузке на пути эвакуации, особенно вертикальные, но не представляет собой такой сложной задачи, как эвакуация людей из высотной части здания.
В случае первой расчетной ситуации в офисных этажах не должны находиться люди. Поэтому в рассматриваемой ситуации следует подавать команду о немедленной эвакуации на все этажи одновременно, включая административные этажи и подземную автостоянку стилобатной части здания.
При эвакуации по второму расчетному сценарию людей из высотной офисной части здания следует эвакуировать поэтапно, т. е. подавая команды на эвакуацию этажей в определенной последовательности, которая будет рассмотрена ниже.
На основе анализа реальных пожаров, практики тушения пожаров, общей практики организации эвакуации людей из высотных зданий предлагается следующий алгоритм эвакуации, в котором приоритет отдается эвакуации этажа по Ill
жара и вышележащего этажа, затем еще двух вышележащих этажей, затем двух нижележащих этажей, затем последовательной эвакуации самых высоких этажей (блоками по два и более) в рассматриваемом отсеке или в здании. Рассмотрим принципы расчета поэтапной эвакуации людей.
Слияние людских потоков происходит при выполнении условия слияния потоков: первый человек из потока і должен подойти к месту слияния до того, как последний человек из потока і + 1 пройдет место слияния потоков (рис. 4.20). Последний человек из потока / + Рис. 4.20. Иллюстрация к условию слияния людских потоков Определим требуемую длину пути /тр (м): /тр = Wr = 2,6 -80 = 208 м, где /зв.зт — расчетное время эвакуации людей с этажа, мин; VT — скорость движения головной части потока, м/мин.
Двигаясь с такой скоростью в течение времени Ь№ эх, люди подойдут к месту слияния людских потоков после того, как последний человек с нижележащего этажа покинет точку слияния людских потоков. Тогда количество этажей пс, которые должны разделять расчетные блоки офисных этажей для исключения их слияния, составит: пс = у/этлк = 208/14 = 14 этажей, где /эт.лк — длина пути по лестнице между этажами, равная утроенной высоте этажа, м. Таким образом, эвакуировать офисные этажи допускается в нашем случае с шагом 14 этажей, что подтверждается результатами моделирования (табл. 4.4).
Таким образом, время полной поэтапной пешеходной эвакуации людей из здания на 60 % меньше, чем при одновременной эвакуации при плотностях потока, не превышающих 2 чел./м2 по сравнению с плотностью потока 7-9 чел./м2. Причем, более точно отслеживая пройденный путь, можно добиться существенного снижения общего времени эвакуации людей.
Разработанный алгоритм поэтапного оповещения людей о пожаре с помощью беспроводных систем представлен в табл. 4.5. Алгоритм разработан для одной функционирующей лестничной клетки, так как такой вариант организации эвакуации является наиболее опасным при возникновении чрезвычайной ситуации. Эвакуация организуется блоками по 4 этажа, что исключает образование скоплений.
