Оценка факторов, влияющих на эвакуацию людей из высотных зданий при пожаре с помощью технических средств
оценка Факторов, влияюЩИХ на эвакуацию людей ИЗ
высотнЫХ зданиЙ ПРИ пожарЕ С ПОМОЩЬЮ ТЕХНИЧЕСКИХ СРЕДСТВ
А.В. Васильченко,
кандидат технических наук,
доцент, АГЗУ
Н.Н. Стец, адъюнкт
АГЗУ.
Постановка проблемы
При возникновении пожара в высотном здании
аварийно-спасательные подразделения сталкиваются с многими трудностями во время
проведения спасательных работ. Особое внимание привлекают ситуации, когда
основные эвакуационные пути (лестницы, коридоры) заблокированы, и люди не могут
ими воспользоваться. В подобных случаях предлагаются для использования
специальные технические средства эвакуации (ТСЭ).
Анализ последних достижений и
публикаций
В данное время разработаны различные виды ТСЭ:
веревочные устройства, эластичные рукава, спасательные парашюты, специальные
навесные лифты и т.п. [1]. В работе [2] сделана попытка классификации ТСЭ в
зависимости от способа действия, конструкции, степени массовости и др.
Применение этой классификации может оказаться весьма полезным для быстрого
принятия управленческих решений по разработке и внедрению ТСЭ практическими
работниками пожарной охраны для высотных зданий. Однако, при значительном
количестве описаний конструкций и общих характеристик ТСЭ в литературе крайне
мало попыток обобщения этих сведений и создания комплексного подхода к
использованию ТСЭ в высотных зданиях.
Постановка задачи
Для успешной эвакуации людей в экстремальных
условиях из высотных зданий при недоступности основных эвакуационных путей
необходимо определить типовые наборы и необходимое количество ТСЭ в зависимости
от их характеристик и особенностей объемно-планировочных и конструктивных
решений высотных зданий.
Основное условие спасания людей с помощью ТСЭ
описано в работе [3]:
[τэв
= f(y1, y2, y3,…yi)] ≤
[τф = f(x1,
x2, x3,…xi)] (1)
где τэв
- фактическое время, необходимое для эвакуации людей из здания в безопасное
место с помощью ТСЭ;
τф
- время безопасного функционирования ТСЭ.i, xi - факторы,
влияющие на продолжительность эвакуации людей и безопасную эксплуатацию ТСЭ,
соответственно.
Фактическое время эвакуации одного человека с
помощью индивидуального ТСЭ можно представить в виде суммы:
τэв =
(tсооб + tп/вых + tреш + tп/тсэ) +
(tр/пол + tтсэ) = Stпоиск1
+ Stисп1
, (2)
где tсооб -время от начала пожара до
получения сообщения (информации) человеком об опасности;п/вых -
время, затраченное на поиск выходов с этажа (из помещения);реш -
время, необходимое для принятия решения об использовании ТСЭ (анализ
информации, оценка ситуации, выбор варианта действий);п/тсэ - время,
необходимое на поиск ТСЭ;р/пол - время приведения ТСЭ в рабочее
положение, включая загрузку людьми коллективных ТСЭ дискретного действия;тсэ
- время эвакуации с помощью ТСЭ (транспортирование человека в безопасное
место);
Каждое из перечисленных выше слагаемых зависит
от большого числа факторов. Перечисление этих факторов и учет их влияния могут
быть предметом дополнительных исследований, постоянно дополняться и уточняться.
Для определения фактического времени эвакуации
всех людей с этажа с помощью индивидуальных однотипных ТСЭ однократного
применения (например, веревочных устройств или парашютов) при условии их
достаточности необходимо применить коэффициент очередности (kоч),
который в данном случае будет зависеть от количества людей на этаже (n), суммы
ширины свободных для эвакуации внешних проемов (lсвоб) и эффективной
ширины используемого ТСЭ (lэф). Формула при этом будет иметь вид:
n ∙ lэф
lсвоб
Для определения фактического времени эвакуации
всех людей с этажа с помощью индивидуальных однотипных ТСЭ многократного
применения (например, веревочных устройств) формула запишется в следующем виде:
N n
τэв =Stпоиск1+Stисп1
∙kоч+ kоч ∙tповт = Stпоиск1
+Stисп1
∙-- + (tповт ∙-- - 1), (4)
Nт
Nт
где tповт -время повторного
приведения ТСЭ в рабочее положение (определяется в зависимости от вида
средства).т - количество задействованных ТСЭ.
Для определения фактического времени эвакуации
всех людей с этажа с помощью коллективных однотипных ТСЭ дискретного действия
многократного применения (например, навесного лифта) формула будет иметь вид:
τэв =
Stпоиск1
∙ kкол + Stисп1 ∙ kоч
+ tповт ∙ kоч =
n n
= Stпоиск1 ∙
kкол + Stисп1 ∙ ------- +
(tповт ∙ ------- - 1) , (5)
nтсэ
∙ Nт nтсэ ∙ Nт
где nтсэ - вместимость дискретного
ТСЭ;кол - коэффициент коллективности, учитывающий групповое
перемещение людей к ТСЭ
Для определения фактического времени эвакуации
всех людей с этажа с помощью коллективных однотипных ТСЭ непрерывного действия
многократного применения (например, эластичного рукава) формула будет иметь
вид:
n
τэв =
Stпоиск1
∙ kкол + Stисп1 ∙ kоч
= Stпоиск1
∙ kкол + Stисп1 ∙ --- ,
(6)
Nт
В формулах (2)-(6) специально никак не
учитываются многие факторы, оказывающие влияние на фактическое время эвакуации
в реальных условиях, например, проявления паники, давка при попытке
воспользоваться ТСЭ и др. Также, здесь не рассматриваются случаи эвакуации
одновременно при помощи ТСЭ различных типов и с нескольких этажей.
Анализ группы факторов, от которых зависит
продолжительность эвакуации людей (yi), позволяет выделить несколько
наиболее важных из них.1 - факторы, характеризующие общее физическое
и психологическое состояние, социальные и родственные связи людей, оказавшихся
в опасной зоне. Они влияют на время принятия решения к действиям при пожаре (tп/вых,
tреш).2 -факторы, характеризующие свойства систем
противопожарной защиты, установок пожаротушения, систем оповещения и
дымоудаления (время срабатывания, качество работы установок), которые в
значительной мере влияют на перемещения людей (tсооб, tп/вых,
tреш, tп/тсэ, tр/пол, kкол).3
- факторы, учитывающие использование ТСЭ в зависимости от объемно-планировочных
и конструктивных особенностей здания: этажности, размещения и устройства
противопожарных отсеков и зон безопасности, количества и размещения людей на
этажах, особенностей расположения несущих и ограждающих конструкций, внутренних
и внешних проемов. Перечисленные факторы влияют на tп/вых, tп/тсэ,
tтсэ, tповт.4 - факторы, характеризующие
осведомленность людей касательно порядка использования основных путей эвакуации
и поведения с ТСЭ, влияющие на tп/вых, tреш, tп/тсэ,
tр/пол, kкол.5 - факторы, характеризующие
действия обслуживающего персонала, принимающего первоочередные меры для
эвакуации людей, влияющие на tп/вых, tп/тсэ, tр/пол,
kкол.
Также, возможно существование и других факторов,
от которых будет зависеть время эвакуации людей с верхних этажей высотного
здания. Влияние этих факторов различно само по себе, а также для зданий разного
типа и обусловлено множеством причин. Для выявления наиболее значимых факторов
можно попробовать оценить связанные с ними риски.
Под понятием риск понимают количественную
характеристику возможности реализации конкретной опасности (или ее
последствий), измеряемой в соответствующих единицах [4]. В общем виде формула
для вычисления риска (R) выглядит:
где P - вероятность наступления деструктивного
события;- математическое ожидание ущерба от события.
Из перечисленных выше групп факторов можно
выделить некоторые для определения количественной оценки рисков:
возникновение из-за стресса неадекватного
поведения у человека;
получение травм человеком от опасных факторов
пожара;
ошибки в действиях обслуживающего персонала;
неумелое использование основных путей эвакуации
при поиске ТСЭ;
несрабатывание систем противопожарной защиты
(полное, частичное, ошибочное, неэффективное).
неспособность обнаружения и приведения в рабочее
положение ТСЭ;
психологическая неспособность воспользоваться
ТСЭ;
отказ работы ТСЭ (полный, частичный).
Для прогноза индивидуального риска (вероятность
гибели человека в течение года от определенных причин (или их совокупности) в
определенной точке пространства) используется формула, приведенная в работе
[5]:
Rи(x, y) = 
, (8)
где PQ(x,y) - вероятность
воздействия на человека в точке с координатами (х, у) Q-го поражающего фактора
с интенсивностью, соответствующей гибели (поражению) человека при условии
реализации Аm-го события (аварии, пожара, стихийного или иного
бедствия);(Am) - частота возникновения Аm-го события в год;
М - множество индексов, которое
соответствует рассматриваемым событиям;- множество индексов, которые
соответствуют перечню всех поражающих факторов, возникающих при рассматриваемых
событиях.
Значение индивидуального пожарного
риска, учитывая условия рассматриваемой ситуации, примет вид:
Rи = Qпр.л ∙
Qофп = Qпр.л ∙ (1-Pэ.л) ∙ (1-Pппз)
, (9)
где, Qпр.л - вероятность
присутствия людей;офп - вероятность воздействия опасных факторов
пожара;эв.л - вероятность успешной эвакуации людей;ппз -
вероятность эффективной работы противопожарных систем защиты. Под эффективной
работой противопожарных систем защиты подразумевается эффективность работы
автоматической пожарной сигнализации (Тпс), систем оповещения (Топ),
установок пожаротушения (Тпт), вентиляции и дымоудаления (Твд)
а также технических средств эвакуации (Ттсэ).
При невозможности использования
основных путей эвакуации второй множитель не учитывается и формула примет вид:
и = Qпр.л
∙ (1-Pппз) . (10)
Риски можно оценивать
статистическими или вероятностными методами, но не исключено, что в ряде
случаев потребуются и иные методы. Выявление и количественная оценка различных
рисков дают основания для управления рисками, т.е. для разработки и реализации
комплекса мероприятий, позволяющих снизить значение рисков до приемлемого
уровня.
Предложены формулы расчета
фактического времени эвакуации людей с произвольного верхнего этажа высотного
здания с помощью однотипных ТСЭ. Расчет фактического времени эвакуации для
разных ТСЭ по предложенным формулам (2)-(6) требует уточнения не только составляющих
слагаемых времени, но и учета весомости этих слагаемых, которые предлагается
оценивать по величине соответствующих им рисков.
эвакуация пожар высотный этаж
Литература
1.
Кашевник Б.Л. Условия для возможности использования на зданиях аварийно-спасательного
снаряжения. Проблемы и решения.// Пожаровзрывобезопасность. 2005 №5, С. 37-39.
.
Васильченко О.В., Стець М.М.Полуляшна Т.М.Варіант класифікації технічних
засобів евакуації людей з висотних будівель //Зб. наук. праць Харківського
університету Повітряних Сил. - Харків: ХУПС, 2005. - Вип.6(6).- С. 98-100.
.
Васильченко О.В., Стець М.М. Визначення основної вимоги застосування технічних
засобів евакуації людей з висотних будинків.// Зб. наук. праць "Проблемы
пожарной безопасности". Вип.18. - Харків: АЦЗУ, 2005.- С. 23-26.
.
Брушлинский Н.Н. Пожарные риски. Вып. 1. Основные понятия. -М.: ФГУ ВНИИПО МЧС
России, 2004. - 57 с.
.
Шахраманьян М.А., Ларионов В.И., Нигметов Г.М. и др. Комплексная оценка риска
от чрезвычайных ситуаций природного и техногенного характера // Безопасность
жизнедеятельности. 2001. №12. С. 8-14.