Розрахунок часу евакуації - Безпека життєдіяльності
МІНІСТЕРСТВО ОСВІТИ ТА НАУКИ Укаїни ФЕДЕРАЛЬНА АГЕНЦІЯ З ОСВІТИ Державна освітня установа вищої професійної освіти «Оренбурзький державний університет»
Кафедра безпеки життєдіяльності
РОЗРАХУНОК ЧАСУ ЕВАКУАЦІЇ
1 Розрахунок допустимої тривалості евакуації під час пожежі
2 Розрахунок часу евакуації
3 Приклад розрахунку
Список використаних джерел
Додаток А. Таблиця АЛ - Категорії виробництва
Додаток Б. Таблиця Б.1 - Ступінь вогнестійкості для різних будівель
Додаток В. Таблиця В.1 – Середня швидкість вигоряння та теплота згоряння речовин та матеріалів
Додаток Г. Таблиця Г.1 – Лінійна швидкість розповсюдження полум'я на поверхні матеріалів
Додаток Д. Таблиця Д. 1 – Час затримки початку евакуації
Додаток Е. Таблиця ЕЛ – Площа проекції людини. Таблиця Е. 2 -Залежність швидкості та інтенсивності руху від щільності людського потоку
Одним з основних способів захисту від вражаючих факторів НС є своєчасна евакуація та розосередження персоналу об'єктів та населення з небезпечних районів та зон лих.
Евакуація – комплекс заходів щодо організованого виведення або вивезення персоналу об'єктів із зон НС чи ймовірностей НС, а також життєзабезпечення евакуйованих у районі розміщення.
При проектуванні будівель та споруд одним із завдань є створення найбільш сприятливих умов для руху людини за можливої НС та забезпечення її безпеки. Вимушений рух пов'язаний з необхідністю залишити приміщення або будівлю через небезпеку, що виникла (пожежа, аварія тощо). Професором В.М. Предтеченським вперше розглянуто основи теоріїруху людей як важливого функціонального процесу, властивого будинкам різного призначення.
Практика показує, що вимушений рух має свої специфічні особливості, які необхідно враховувати задля збереження здоров'я та життя людей. Встановлено, що у США щороку на пожежах гине близько 11 000 людей. Найбільші катастрофи з людськими жертвами сталися останнім часом саме у США. Статистика показує, що найбільше жертв припадає на пожежі в будівлях з масовим перебуванням людей. Кількість жертв на деяких пожежах у театрах, універмагах та інших громадських будівлях досягла кількох сотень людей.
Основна особливість вимушеної евакуації полягає в тому, що при виникненні пожежі, вже в самісінькій її початковій стадії, людині загрожує небезпека внаслідок того, що пожежа супроводжується виділенням тепла, продуктів повного та неповного згоряння, токсичних речовин, обваленням конструкцій, що так чи інакше загрожує здоров'ю чи навіть життя людини. Тому при проектуванні будівель вживаються заходи, щоб процес евакуації міг би завершитися у потрібний час.
Наступна особливість полягає в тому, що процес руху людей через загрозливу їм небезпеку інстинктивно починається одночасно в одному напрямку у бік виходів, при відомому прояві фізичних зусиль у частини, що евакуюються. Це призводить до того, що проходи швидко заповнюються людьми за певної щільності людських потоків. Зі збільшенням щільності потоків швидкості руху знижуються, що створює цілком певний ритм та об'єктивність процесу руху. Якщо при нормальному русі процес евакуації має довільний характер (людина вільна рухатися з будь-якою швидкістю і в будь-якому напрямку), то при вимушеній евакуаціїце стає неможливим.
Показником ефективності процесу вимушеної евакуації є час, протягом якого люди можуть за необхідності залишити окремі приміщення та будівлю загалом.
Безпека вимушеної евакуації досягається у випадку, якщо тривалість евакуації людей з окремих приміщень або будівель загалом буде меншою за тривалість пожежі, після якої виникають небезпечні для людини впливи.
Короткочасність процесу евакуації досягається конструктивно-планувальними та організаційними рішеннями, які нормуються відповідними СНіПами.
Зважаючи на те, що при вимушеній евакуації не будь-які двері, сходи або проріз можуть забезпечити короткочасну та безпечну евакуацію (тупиковий коридор, двері до сусіднього приміщення без виходу, віконний отвір та ін.), норми проектування обумовлюють поняття «евакуаційний вихід» та «ева ».
Усі прорізи, зокрема і дверні, які мають зазначеними вище ознаками, не вважаються евакуаційними й у розрахунок не принимаются.
До евакуаційних шляхів відносять такі, які ведуть до евакуаційного виходу та забезпечують безпечний рух протягом певного часу. Найбільш поширеними шляхами евакуації є проходи, коридори, фойє та сходи. Шляхи повідомлення, пов'язані з механічним приводом (ліфти, ескалатори), не належать до шляхів евакуації, оскільки будь-який механічний привід пов'язаний із джерелами енергії, які можуть при пожежі чи аварії вийти з ладу.
Запасними виходами називають такі, які не використовуються при нормальному русі, але можуть бути використані у разі потреби при вимушеній евакуації. Встановлено, що люди зазвичай користуються при вимушеній евакуації входами, які ними використовувалися принормальному русі. Тому в приміщеннях з масовим перебуванням людей запасні виходи до розрахунку евакуації не приймаються [1].
Основними параметрами, що характеризують процес евакуації з будівель та споруд, є:
- Щільність людського потоку (D);
- Швидкість руху людського потоку (v);
- Пропускна здатність шляху (Q);
- Інтенсивність руху (q);
- Довжина евакуаційних шляхів, як горизонтальних, так і похилих;
- Ширина евакуаційних шляхів.
Щільність людських потоків. Щільність людських потоків можна вимірювати у різних одиницях. Так, наприклад, для визначення довжини кроку людини та швидкості її руху зручно знати середню довжину ділянки евакуаційного шляху, що припадає на одну особу. Довжина кроку людини приймається рівною довжині ділянки шляху, що припадає на людину, за винятком довжини ступні (рисунок 1).
Рисунок 1 – Схема до визначення довжини кроку та лінійної щільності
У виробничих будинках або приміщеннях з невеликою заселеністю щільність може бути більше 1 м/чол. Щільність, що вимірюється довжиною шляху на одну людину, прийнято називати лінійною і вимірювати в м/чол. Позначимо лінійну густину Д.
Наочнішою одиницею вимірювання щільності людських потоків є щільність, віднесена до одиниці площі евакуаційного шляху і виражається в чол/м 2 . Ця щільність називається абсолютною і виходить шляхом розподілу кількості людей на площу зайнятого ними евакуаційного шляху та позначається Др. Користуючись цією одиницею вимірювання, зручно визначати пропускну спроможність евакуаційних шляхів та виходів. Ця щільність може коливатися від 1 до 10-12 осіб/м2 для дорослих людей і до 20-25 осіб/м для школярів.
На пропозицію кандидата технічних наук А.І.Мілінського, густину потоків вимірюють як відношення частини площі проходів, зайнятої людьми, до загальної площі проходів. Ця величина характеризує ступінь заповнення евакуаційних шляхів такими, що евакуюються. Частину площі проходів, зайняту людьми, визначають як суму площ горизонтальних проекцій кожної людини (додаток Е, таблиця ЕЛ). Площа горизонтальної проекції однієї людини залежить від віку, характеру, одягу та коливається в межах від 0,04 до 0,126 м2. У кожному окремому випадку площа проекції однієї людини може бути визначена як площа еліпса:
(1)
де а – ширина людини, м; с – його товщина, м-код.
Ширина дорослої людини в плечах коливається від 0,38 до 0,5 м, а товщина – від 0,25 до 0,3 м. Маючи на увазі різне зростання людей та деяку стисливість потоку за рахунок одягу, щільність може в окремих випадках перевищувати 1 м/м. Цю щільність назвемо відносною, або безрозмірною, і позначимо Do.
У зв'язку з тим, що в потоці зустрічаються люди різного віку, статі та різної конфігурації, дані про щільність потоків представляють певною мірою усереднені значення.
Для розрахунків вимушеної евакуації запроваджується поняття розрахункової щільності людських потоків. Під розрахунковою щільністю людських потоків мається на увазі найбільше значення щільності, можливе під час руху будь-якою ділянці евакуаційного шляху. Максимально можливе значення густини називається граничним. Під граничним мають на увазі таке значення густини, при перевищенні якого викликається механічне пошкодження людського тіла або асфіксія.
При необхідності можна від однієї розмірності густини перейти до іншої. При цьому можна скористатися такими співвідношеннями:
і
Де f – середній розмір площі проекціїодну людину, м / чол.;
а – ширина людини, м.т.
При масових людських потоках довжина кроку обмежується залежить від щільності потоків. Якщо прийняти середню довжину кроку дорослої людини товщиною 70 см, а довжину ступні – рівною 25 см, то лінійна щільність, при якій можливий рух із зазначеною довжиною кроку, буде:
= 0,7 + 0,25 = 0,95.
Практично вважають, що крок довжиною 0,7 м збережеться і за лінійної щільності, що дорівнює 0,8. Це пояснюється тим, що при масових потоках людина просуває ногу між тими, що попереду йдуть, що і сприяє збереженню дайни кроку.
Швидкість руху. Обстеження швидкостей руху при граничних густинах показали, що мінімальні швидкості на горизонтальних ділянках колії коливаються в межах від 15 до 17 м/хв. Розрахункова швидкість руху, узаконена нормами проектування для приміщень із масовим перебуванням людей, приймається рівною 16 м/хв.
На ділянках евакуаційного шляху або в будинках, де свідомо щільності потоків при вимушеному русі будуть меншими за граничні значення, швидкості руху будуть відповідно більшими. І тут щодо швидкості вимушеного руху виходять із довжини і частоти кроку людини. Для практичних розрахунків можна швидкість руху визначати за такою формулою:
(4)
де п - число кроків у хв, що дорівнює 100.
Швидкість руху при граничних щільностях сходами вниз отримана 10 м/хв, а сходами вгору – 8 м/мин.
Пропускна спроможність виходів. Під питомою пропускною спроможністю виходів мають на увазі кількість людей, що проходять через вихід шириною в 1 м за 1 хв.
Найменше значення питомої пропускної спроможності, отримане дослідним шляхом, при цій щільності називається розрахунковою питомою пропускною спроможністю.Питома пропускна здатність виходів залежить від ширини виходів, щільностей людських потоків та відношення ширини людських потоків до ширини виходу.
Нормами встановлена пропускна спроможність дверей шириною до 1,5 м, що дорівнює 50 чол./м-хв, а шириною понад 1,5 м 60 чол./м-хв (для граничних густин).
Розміри евакуаційних виходів. Крім розмірів евакуаційних шляхів та виходів, норми регламентують їх конструктивно-планувальні рішення, які забезпечують організований та безпечний рух людей.
При нормуванні виходили з того, що кількість евакуаційних шляхів, виходів та їх розміри повинні одночасно задовольняти чотири умови:
1) найбільша фактична відстань від можливого місця перебування людини по лінії вільних проходів або від дверей найбільш віддаленого приміщення 1ф до найближчого евакуаційного виходу має бути меншою або дорівнює необхідному за нормами 1тр
(5)
2) сумарна ширина евакуаційних виходів і сходів, передбачена проектом, дф має бути більшою або дорівнює необхідної за нормами
3) кількість евакуаційних виходів і сходів з міркувань безпеки має бути, як правило, не менше двох.
4) ширина евакуаційних виходів і сходів має бути менше чи більше значень, передбачених нормами [3].
Зазвичай у виробничих будинках протяжність шляхів евакуації вимірюють від найбільш віддаленого робочого місця до найближчого евакуаційного виходу. Найчастіше ці відстані нормують у межах першого етапу евакуації. При цьому побічно збільшується загальна тривалість евакуації людей із будівлі загалом. У багатоповерхових будинках довжина шляхів евакуації у приміщеннях буде меншою, ніж у одноповерхових. Це цілком правильне становище дано у нормах.
СтупіньВогнестійкість будівлі також впливає на довжину евакуаційних шляхів, так як вона визначає швидкість поширення горіння по конструкціях. У будинках І і ІІ ступенів вогнестійкості довжина шляхів евакуації за інших рівних умов буде більшою, ніж у будинках III, IV і V ступенів вогнестійкості.
Ступінь вогнестійкості будівель визначається мінімальними межами вогнестійкості будівельних конструкцій та максимальними межами поширення вогню за цими конструкціями, при визначенні ступеня вогнестійкості необхідно скористатися додатком Б.
Протяжність шляхів евакуації для громадських і житлових будинків передбачається, як відстань від дверей найбільш віддаленого приміщення до виходу назовні або в сходи з виходом назовні безпосередньо або через вестибюль. Зазвичай при призначенні величини граничного видалення враховуються призначення будівлі та ступінь вогнестійкості. Відповідно до СНиП П-Л.2-62 «Громадські будівлі», довжина шляхів евакуації до виходу в сходову клітку незначна і відповідає вимогам безпеки.