1

Размещено на http://www.allbest.ru/

Размещено на http://www.allbest.ru/

Методические указания

Расчет параметров эвакуации людей

1. Общие положения

эвакуация пожар людской

Основной задачей при проектировании противопожарной защиты зданий является обеспечение безопасности людей при пожаре. Данное требование обеспечивается предотвращением воздействия на людей опасных факторов пожара (ОФП) на требуемом уровне.

Количественной оценкой требуемого уровня обеспечения пожарной безопасности людей является вероятность предотвращения воздействия опасных факторов пожара, превышающих предельно допустимые значения, в год в расчете на одного человека.

Вероятность предотвращения воздействия ОФП (Р_в) определяется для пожароопасной ситуации, при которой место возникновения пожара находится на первом этаже вблизи одного из эвакуационных выходов из здания (сооружения) и находится по формуле:

Р_в = 1 - Q_в, (1)

где Q_в - расчетная вероятность воздействия ОФП на отдельного человека.

Уровень обеспечения безопасности людей при пожарах отвечает требуемому, если:

Q_в 0,000001, (2)

где Q_в^и = 0,000001 - допустимая вероятность воздействия ОФП на отдельного человека в год (принимается в соответствии с требованиями [1]).

Вероятность (Q_в) вычисляется для людей в каждом здании по формуле:

Q_в = Q_п (1 - Р_э) (1 - Р_пз), (3)

где Q_п - вероятность пожара в здании в год;

Р_э - вероятность эвакуации людей;

Р_пз - вероятность эффективной работы технических решений противопожарной защиты.

Вероятность эвакуации (Р_э) вычисляется по формуле:

Р_э = 1 - (1 - Р_эп) (1 - Р_дв), (4)

где Р_эп - вероятность эвакуации по эвакуационным путям;

Р_дв - вероятность эвакуации по наружным эвакуационным лестницам, переходам в смежные секции зданий.

Вероятность (Р_эп) вычисляется по зависимости:

, (5)

где _бл - время от начала пожара до блокирования эвакуационных путей в результате распространения по ним ОФП, имеющих предельно допустимые для людей значений, мин; (допускается _бл=t_иб);

t_р - расчетное время эвакуации людей, мин;

_иэ - интервал времени от возникновения пожара до начала эвакуации людей, мин.

Значение времени начала эвакуации _иэ принимается равным времени срабатывания системы оповещения с учетом ее инерционности. При отсутствии необходимых исходных данных для определения времени начала эвакуации в зданиях (сооружениях) без систем оповещения величину _иэ следует принимать равной 0,5 мин - для этажа пожара и 2 мин. для вышерасположенных этажей.

Если местом возникновения является зальное помещение, где пожар может быть обнаружен одновременно всеми находящимися в нем людьми, то _иэ= 0.

Порядок определения расчетного (фактического) t_р и необходимого (требуемого) t_иб времени эвакуации приведен в соответствующих разделах настоящих рекомендаций.

Вероятность Р_дв эвакуации людей по наружным лестничным клеткам принимается равной 0,05 - в жилых зданиях; 0,03 - в остальных зданиях при наличии таких путей; 0,01 - при их отсутствии.

Вероятность эффективного срабатывания противопожарной защиты Р_пз вычисляется по формуле:

(6)

где n - число технических решений противопожарной защиты в здании;

R_i - вероятность эффективного срабатывания i-го технического решения.

Допускается уровень обеспечения безопасности людей в зданиях оценивать по вероятности Q_в в одном или нескольких помещениях, наиболее удаленных от выходов в безопасную зону (например, верхние этажи многоэтажных зданий.).

Наряду с изложенной выше методикой возможен частный случай применения на практике величин расчетного t_р и необходимого t_нб времени эвакуации людей. Исходя из приведенной методики справедливо следующее условие безопасности людей при пожаре.

t_{нб иэ} + _р. (7)

Таким образом, суммарное время от начала эвакуации людей до момента выхода из здания (помещения) последнего человека должно быть меньше необходимого, то есть времени достижения ОФП своих предельных значений. Порядок определения t_иб и t_р приведен в соответствующих разделах настоящих рекомендаций. Решение данной задачи дает возможность проверить качество обеспечения безопасной эвакуации людей запроектированными объемно-планировочными и конструктивными решениями рассматриваемого здания.

2. Расчет фактического времени эвакуации

Определение расчетного (фактического) времени эвакуации людей из зданий и помещений можно представить в виде общей схемы, состоящей из 4-х основных частей:

1) В начале производится анализ объемно-планировочных решений здания, прогнозируется развитие процессов горения, составляется предварительная схема эвакуации, включающая в себя участки и маршруты эвакуации (блоки 1, 2, 3).

2) Производится расчет первоначальных (тупиковых) этапов эвакуации для каждого маршрута (блоки 4, 5, 6).

3) Производится последовательный расчет промежуточных участков, начиная от смежных с диктующими, заканчивая эвакуационным выходом из здания (помещения) (блоки 7, 8).

4) Суммируется время эвакуации по каждому из маршрутов, определяется расчетное время эвакуации.

Разбиение на участки

Разбиение на участки производится с учетом выполнения следующих требований:

В пределах участка его внешние параметры должны оставаться неизмененными

_i = const (8)

_i = const,

где _i - ширина участка;

_i - длина участка.

Параметры участка _i, l_i, h_i (высота участка), должны соответствовать требованиям;

Допускается помещение, принимать за один участок при условии, что из него по нормам допускается устраивать один эвакуационный выход, при этом все люди сосредотачиваются в наиболее удаленной от выхода из помещения точке;

Расчет подобного участка производится только в том случае, если значение интенсивности движения потока на данном участке необходимо для расчета последующих.

Проверка соответствия требованиям заложенных проектных решений на практике проводится путем сравнения расстояния от наиболее удаленного рабочего места до эвакуационного выхода L_i (рис. 2.1) с требуемым (нормативным) значением.



Рис. 2.1

Участки, имеющие одинаковые параметры , l, N (количество людей на участке) обозначаются одинаковыми индексами и рассчитываются один раз. Получаемые параметры интенсивности q, скорости и времени t используются в дальнейших расчетах для всех подобных участков.

Рис. 2.2

При расчете зальных помещений допускается упрощать расчет, предусматривая сливание нескольких потоков из рядов на одном участке.



Рис. 2.3

Дверной проем либо другое иное местное сужение принимается за отдельный участок.

Если в общественных зданиях (классов функциональной пожарной опасности Ф1, Ф2, Ф3, Ф4) на этаже расположены помещения, удовлетворяющие требованиям п. 2.1.3, имеющие выходы в один коридор, допускается непосредственно расчет из помещений не производить, а принять в качестве первоначального (тупикового) участка - коридор. В данном случае принимается, что поток формируется на участке от выхода из помещения, наиболее удаленного от выхода из коридора, до данного выхода. Число людей на данном участке определяется суммированием для всех помещений.

N_уч = 10 + 15 + 40 = 65 чел.



Рис. 2.4

Проходы между кабинами контроллеров кассиров с наружной стороны торгового зала принимаются за отдельные участки.

Нахождение тупиковых первоначальных и диктующих участков, маршрутов следования

К первоначальным (тупиковым) следует отнести участки, с которых начинается процесс эвакуации, то есть участки, на которых не происходит слияние или изменение параметров потоков. К таким следует отнести участки А, Б, Г, Д (рис. 2.5).

К диктующим следует отнести тупиковые участки, для эвакуации, из которых потребуется однозначно большее количество времени, чем с других. К таким следует отнести участки Б, Д (рис. 2.5).

Под маршрутом эвакуации следует понимать пути эвакуации, состоящие из последовательно соединенных участков от диктующего до эвакуационного выхода.

Маршруты эвакуации составляются с учетом наиболее вероятных путей эвакуации людей к ближайшим эвакуационным выходам из зданий (пример участок Н).

При составлении маршрутов необходимо учитывать следующее:

- люди всегда стремятся идти по кратчайшему пути, который хорошо просматривается и по которому легче идти;

- в аварийных ситуациях, люди незнакомые с планировкой здания, стремятся к выходу, который увидели перед собой в момент начала эвакуации, хотя с другой стороны выход может быть и ближе;

- посетители зданий общественного назначения стремятся покинуть здания по пути, по которому они в его вошли;

- люди всегда двигаются в сторону, противоположную очагу пожара, несмотря на то, что они могли бы воспользоваться выходом, расположенным в направлении очага пожара.

Рис. 2.5

На рис. 2.5. можно составить следующие маршруты эвакуации

1) Б-В-Ж-К-М

2) Д-Е-К-М.

При определении расчетного времени эвакуации t_р, оно будет находится как максимальное из сумм времен t_м движения по каждому из участков маршрутов эвакуации:

t_р = мах {t_м1, t_м2 }, (9)

, (10)

где t _i - время движения по i - му участку маршрута.

В рассматриваемом примере это будут:

t_м1 = t_б + t_в + t_ж + t_к + t_м

t_м2 = t_д + t_б +t_к + t_м,

тогда расчетное время равно

t_р = мах {t_м1, t_м2}.

Эвакуационные выходы и пути эвакуации, рассматриваемые в расчетах, должны соответствовать требованиям нормативных документов.

В упрощенных расчетах можно ограничиться группой помещений главного функционального назначения, в которых, как правило, сосредоточено наибольшее число людей. Например, при проектировании здания высшего учебного заведения, очевидно, что для расчетов следует взять аудитории, как основные помещения, исключив административные, где бывает относительно немного людей.

Определение расчетной длины и ширины участков

Расчетная длина участка соответствует пути эвакуации. Они подразделяются на горизонтальные, наклонные и проемы.

Горизонтальные пути эвакуации - это участки помещений, предназначенные для движения людей и имеющие горизонтальный уровень пола, а также пандусы с уклоном менее 1:8. Расчетная длина l в данном случае соответствует горизонтальной проекции пути эвакуации. Если в пределах участка ширина _i количество людей N_i не меняются, то длина участка определяется как

l = l₁ + l₂… + l_n. (11)



Рис. 2.6. ₁ = ₂ = ₃ = ₄, l = l₁ + l₂ + l₃ + l₄.

Максимальная протяженность путей эвакуации определяется по специализированным нормам.

К наклонным участкам относятся лестницы и пандусы с уклоном 1:8 и более. Расчетная длина наклонных участков пути соответствует их истинному значению

L = L / cos, (12)

где l' - горизонтальная проекция длины наклонного участка, м;

- угол наклона к горизонтали.

Средняя длина наклонного пути в пределах одного этажа с учетом движения по площадкам составит:

а) для двух маршевых лестниц:

. (13)



Рис. 2.7

Для двух маршевых лестниц допускается принимать длину пути равную утроенной высоте этажа.

б) для трех маршевых лестниц:

. (14)



1

Размещено на http://www.allbest.ru/

Размещено на http://www.allbest.ru/

Рис. 2.8

К проемам относятся дверные проемы и различные местные сужения пути, образуемые конструктивными или технологическими выступами в ограждениях путей эвакуации - общей длиной не более 700 мм. Длина данного участка принимается равной нулю (_дв = 0). Данные участки учитываются только в случае, если необходимо рассчитывать время задержки на них, то есть

q_дв > q_мах. (15)

Расчетная ширина участка принимается равной фактической ширине проходов и коридоров. В случае открывания дверных полотен в сторону эвакуационного пути, ширина коридора должна быть уменьшена:

а) при одностороннем расположении дверей:

_i = _к - _дв / 2. (16)

б) при двухстороннем расположении дверей:

_i = _к - _дв. (17)

1

Размещено на http://www.allbest.ru/

Размещено на http://www.allbest.ru/

Рис. 2.9

Минимальная ширина эвакуационных путей и выходов определяется по соответствующим разделам норм.

При движении потока из одного помещения в другое за ширину участка принимается ширина прохода, а не помещения в целом.

1

Размещено на http://www.allbest.ru/

Размещено на http://www.allbest.ru/

Рис. 2.10. _i = _пр, _{i пом}

Определение плотности потока

Плотность потока определяется только для первоначальных (тупиковых) участков.

Плотность потока Д_i (м²/м²) характеризует размещение людей на участке эвакуационного пути и степень свободы их перемещения в потоке:

, (18)

где N - количество людей на участке;

f - средняя площадь горизонтальной проекции человека, принимаемая равной, м²:

- взрослого в домашней одежде - 0,1;

- взрослого в зимней одежде - 0,125;

- подростка - 0,07;

- взрослого с сумкой или портфелем - 0,16;

- взрослого с чемоданом - 0,35;

- взрослого с ребенком на руках и сумкой - 0,26.

_i - длина участка, м;

_i - ширина участка, м;

Если количество людей в помещении, невозможно однозначно определить, то оно определяется по нормам [5]: исходя из площади помещения и норм отвода площади на одного человека в данном помещении (п);

а) Число эвакуируемых из санитарно-бытовых и административных помещений зданий ФОК и спортивных сооружений без мест для зрителей (класса Ф3.6) должно соответствовать численности работающих в смену;

б) В залах столовых, кафе, баров, ресторанов, собраний и совещаний при определении расчетной вместимости людей в дополнение к числу постоянных рабочих мест следует также учитывать количество посадочных мест, увеличенное на 25%;

в) Для расчета путей эвакуации число покупателей или посетителей предприятий торговли и бытового обслуживания, одновременно находящихся в торговом зале или помещении для посетителей, следует принимать из расчета на одного человека:

для магазинов в городах и поселках городского типа, а также для предприятий бытового обслуживания - 1,35 м² площади торгового зала или помещения для посетителей, включая площадь, занятую оборудованием;

для магазинов в сельских населенных пунктах - 2 м² площади торгового зала;

для рынков - 1,6 м² торгового зала рыночной торговли.

д) Число людей, одновременно находящихся в демонстрационном зале и зале проведения семейных мероприятий, следует принимать по числу мест в зале.

е) Число эвакуирующихся людей со сцены (эстрады) следует определять из расчета 1 человек на 2 м² площади планшета сцены (эстрады).

Например: Для торгового зала магазина (площадь F_пом= 135 м², площадь занятая оборудованием F_оборуд=35 м²). Норма отвода площади на одного человека, включающая площадь оборудования - n=1,35 м²/чел., таким образом, общее количество людей в помещении (N):

Тогда средняя плотность потока в торговом зале (Д_ср) составит:

Следовательно на участке площадью F_уч.=25 м² будет находится:

Определение интенсивности и скорости движения

Скорость движения потока _i (м/мин.) зависит от вида эвакуационного пути, плотности потока и условий эвакуации. Для первоначальных участков скорость движения на участке определяется как функция от плотности потока по таблице 2.1 [1].

_i = f(Д_i), если q_i-1 = 0, (20)

Таблица 2.1

Плотность потока Di м2/м2	Горизонтальный путь	Дверной проем	Лестница вниз	Лестница вверх
	Скорость м/мин.	Интенсивность q м/мин.	Интенсивность q м/мин.	Скорость м/мин.	Интенсивность q м/мин.	Скорость м/мин.	Интенсивность q м/мин.
0,01	100,0	1,0	1,0	100,0	1,0	60,0	0.6
0,05	100,0	5,0	5,0	100,0	5,0	60,0	3,0
0,10	80,0	8,0	8,7	95,0	9,5	53,0	5,3
0,20	60,0	12,0	13,4	63,0	13,6	40,0	8,0
0,30	47,0	14,1	16,5	52,0	15,6	32,0	9,6
0,40	39,0	15,6	18,4	40,0	16,0	26,0	10,4
0,50	33,0	16,5	19,6	31,0	15,5	22,0	11,0
0,60	27,0	16,2	19,0	24,0	14,4	18,0	10,8
0,70	23,0	16,5	18,0	18,0	12,6	15,0	10,5
0,80	19,0	15,2	17,3	13,0	10,4	13,0	10,4
0,90 и более	15,0	13,5	8,5	8,0	7,2	11,0	9,9

В случае, если известные величины имеют промежуточные значения, то искомая величина определяется методом линейной интерполяции. Сущность метода интерполяции представлена формулой:

, (21)

где H - искомая величина;

Н₁, Н₂ - граничные значения искомой величины (Н₂ > Н₁);

З - известная величина;

З₁, З₂ - граничные значения известной величины (З₂ > З₁).

Рис. 2.11

Пример: дано D = 0,25 м²/м^2. Найти: q - ?

Определяются граничные значения:

D₁=0,2 м²/м²; D₂=0,3 м²/м²

q₁=12 м/мин; q₂=14,1 м/мин.

Метод экстраполяции применим для нахождения значений за пре делами зоны, определенной в таблице.

, (22)

1

Размещено на http://www.allbest.ru/

Размещено на http://www.allbest.ru/

Рис. 2.12

Интенсивность движения q_i (м/мин; чел.м/мин.) характеризует кинетику движения потока и численно равна количеству людей, проходящих через поперечное сечение пути единичной ширины в единицу времени.

q_i = D_{i i.} (23)

Величину интенсивности движения для тупиковых участков определяют как функцию от плотности потока по таблице 2.1 [1].

q_i = f(D_i), если q_i-1 = 0. (24)

Для промежуточных (не тупиковых) участков значение скорости на участке определяется как функция от интенсивности движения по таблице 2.1 [1].

_i = f (q_i), если q_i-1 0. (25)

Для каждого типа участков, а именно горизонтальный путь, дверной проем, лестницу вниз, лестницу вверх - скорость на участке (_i) определяется по соответствующей колонке таблицы 2.1 [1].

Пропускная способность эвакуационного прохода Q_i определяется количеством людей, проходящих через поперечное сечение пути в единицу времени.

Q_i = q_{i i.} (26)

Определение времени движения на участке

Время движения людского потока (t_i, мин) на участке определяется по формуле:

, если q_i q_мах, (27)

где l_i - длина участка, м;

_i - скорость движения на участке, м/мин.

Общее расчетное время эвакуации (t_р) определяется как максимальное из времени движения по маршрутам;

t_р = мах {t_м1, t_м2,… t_м3 },

,

где t_мi - время эвакуации по маршруту i;

t_j - время эвакуации по j - участку маршрута.

Уравнение неразрывности людского потока

Уравнение неразрывности людского потока связывает между собой параметры, определяющие движение потока на предыдущих и последующих участках.

, (28)

где q_i-1 - интенсивность движения людского потока, на предыдущем участке м/мин;

_i-1 - ширина предыдущего участка, м;

_i - ширина рассматриваемого участка пути, м.

При слиянии двух и более людских потоков интенсивность движения (q_i) на участке определяется исходя из преобразованного уравнения неразрывности людского потока:

. (29)

1

Размещено на http://www.allbest.ru/

Размещено на http://www.allbest.ru/

Рис. 2.13

Полученное значение интенсивности q_i сравнивается с максимальным значением интенсивности для данного вида пути q_мах. При этом q_мах следует принимать равным, м/мин:

- для горизонтальных путей - 16,5;

- для дверных проемов - 19,6;

- для лестницы вниз - 16;

- для лестницы вверх - 11.

Если q_i < q_мах, то в соответствии с п. 2.5.3 определяется скорость движения на участке и время движения на участке в соответствии с п. 2.6.1. Далее производится расчет для последующего участка.

Определение времени задержки

q_i > q_мах, то на данном участке из-за образования скоплений будут задержки. Скопления становятся результатом нарушения пропускных способностей смежных участков, когда не выполняется условие

. (30)

Задержки рекомендуется учитывать путем дополнительного расчета времени задержки по формулам: Предтеченского В.М.

, (31)

или Ройтмана М.Я.

, (32)

где t_i³ - время задержки на i участке;

N - количество эвакуирующихся;

f - средняя площадь горизонтальной проекции человека, м²/чел.;

_i-1, _i - ширина предыдущего и последующего участков, м;

_i - длина участка, где происходит задержка движения, м;

q_i-1 - интенсивность движения на предыдущем участке, м/мин;

q_{пред, пред} - предельные значения интенсивности и скорости движения потока.

Для практических расчетов более применима и рекомендуется формула профессора Предтеченского В.М. (31).

Предельные параметры (q_пред, _пред) находятся по таблице 2.1 [1] при значении D = 0,9 и более.

Рис. 2.14

Время движения на участке в случае расчета на данном участке времени задержки определяется по формуле:

. (33)

Табличное значение интенсивности движения в дверном проеме при плотности потока 0.9 и более, равное 8.5 м/мин установлено для дверного проема шириной 1.6 м и более, а при дверном проеме меньшей ширины интенсивность движения следует определять по формуле

. (34)

В дальнейших расчетах для последующего участка принимаются значения параметров интенсивности по предельному значению.

. (35)

В случае, если задержка недопустимо влияет на конечное значение расчетного времени эвакуации, необходимо увеличить ширину участка до величины, при которой создаются условия позволяющие избежать скоплений. Требуемая ширина участка рассчитывается по формуле, полученной путем преобразования уравнения неразрывности людского потока:

. (36)

При увеличении ширины участка до требуемой величины, параметры движения определяются по табл. 2.1 [1] при . Время задержки в данном случае не вычисляется.

Литература

ГОСТ 12.1.004-91 «Пожарная безопасность. Общие требования».

ГОСТ 12.1.044-89 Пожароопасность веществ и материалов. Номенклатура показателей и методы их определения.

ГОСТ 12.1.033 «Пожарная безопасность. Термины и определения».

СНиП 2.01.02-85* «Противопожарные нормы».

СНиП 2.08.02-89* «Общественные здания и сооружения».

СНиП 2.09.02-85 «Производственные здания».

Рекомендации по применению полимерных материалов в строительстве (Вып. 58) (ЦНИИПО МВД РСФСР) 1967 г.

Бариев Э.Р., Чеканов В.Л. Пожарная безопасность в строительстве: Учебн. для высш. учебн. заведений, техникумов и проф.-техн. училищ строит. профиля. - Мн.: ООО «ФОИКС», 1996. - 223 с.:ил.

Ройтман М.Я. Противопожарное нормирование в строительстве. 2-е издание, перер. и дополнено - М.: Стройиздат, 1985 г. - 590 с.

Ройтман М.Я. Основы противопожарного нормирования в строительстве. /Под ред. Н.А. Стрельчука. - М: Стройиздат, 1969 г. - 478 с.

Пожарная профилактика в строительстве: Учебник для пожарно-технических училищ. / Б.В. Грушевский, Н.Л. Котов, В.И. Сидорук и др. - М.: Стройиздат, 1989 г. - 368 с.

Баратов, Р.А. Андрианов, А.Я. Корольченко. Пожарная опасность строительных материалов. - М.: Стройиздат 1988 г. - 380 с.

Пожарная профилактика в строительстве: Учебник под ред. Кудаленкина В.Ф. - М.: ВИПТШ МВД СССР, 1985 г. - 452 с.

Обеспечение пожарной безопасности объектов народного хозяйства. Ч. III: Учебное пособие для пожарно-профилактических работников./В.И. Козлачков, А.С. Гурьев, В.П. Астапов и др. - Мн.: ООО «ФОИКС», 1998. - 352 с.:ил.

Размещено на Allbest.ru

...