Файл: Лекция тема 1 Пожарная безопасность зданий и сооружений Литература Основная.pdf
ВУЗ: Не указан
Категория: Не указан
Дисциплина: Не указана
Добавлен: 11.12.2023
Просмотров: 184
Скачиваний: 2
ВНИМАНИЕ! Если данный файл нарушает Ваши авторские права, то обязательно сообщите нам.
6.3. Людской поток
К сожалению, классических законов, которые бы позволили разрабатывать модели начальной стадии пожара, применительно к описанию поведения и движения людей в потоке эвакуирующихся при пожаре, не существует. Поэтому, чтобы «заглядывать в будущее» эвакуации, необходимо прежде суметь «увидеть» прошлые движения людей в подобных ситуациях.
Решив эвакуироваться, человек в любом случае, выходит на начальный участок эвакуационного пути. Это может быть проход между рабочими местами или оборудованием, проход между рядами зрительных мест, свободное пространство около места нахождения человека, соединяющие его с выходами из помещения. Одновременно с ним на этот участок могут выходить и другие люди. Они выбирают направление движения к тому или иному выходу и тем самым определяют маршрут своего движения, т. е. последовательность участков эвакуационных путей, которые они должны пройти для того, чтобы попасть в безопасное место.
Множество людей, одновременно идущих по общим путям в одном направлении, образует людские потоки.
Несмотря на очевидность такого определения, оно не определяет ни структуры, ни характеристик людского потока как процесса, явно имею- щего социальную природу и показатели, далекие от привычных при опи- сании физико-технических явлений (потоков жидкостей, электрического тока, сыпучих веществ и т. п.). Именно эти различия и объясняют, по- видимому, тот факт, что этот веками наблюдаемый процесс не получил технического описания, пригодного для использования при проектирова- нии коммуникационных путей и для разработки мероприятий по обеспе- чению безопасности эвакуации людей в чрезвычайных ситуациях.
По-видимому, непростая для человеческого восприятия структура людского потока определила первоначальное его описание как массы людей, состоящей из рядов идущих в затылок друг другу людей -
«элементарных потоков». Такая модель, быстрее, соответствует воинскому подразделению на марше, чем неорганизованному перемещению людей, обгоняющих друг друга или идущих каждый в своем темпе и со своими целями.
Потребовались долговременные многочисленные натурные наблюдения людских потоков и теоретические исследования, основанные на их результатах, прежде чем сформировалось современное представление о структуре и характеристиках людского потока, отражающие его суть в технических параметрах процесса.
Натурные наблюдения показывают, что людской поток обычно имеет вытянутую сигарообразную форму.
Размещение людей в потоке (как по длине, так и по ширине) имеет всегда неравномерный и часто случайный характер. Расстояние между идущими людьми постоянно меняется, возникают местные уплотнения, которые затем рассасываются и возникают снова. Эти изменения неустойчивые во времени. Следовательно, на участке, занимаемым потоком, могут образовываться части с различными параметрами. При этом головная и замыкающая части состоят из небольшого числа людей, двигающихся, соответственно, с большей или меньшей скоростью, чем основная масса людей в потоке. При эвакуации, головная часть потока уходит с большей скоростью вперед и по длине и числу людей возрастает, а замыкающая часть, наоборот, уменьшается.
Формой горизонтальной проекции человека принят эллипс, диаметры которого соответствуют ширине и толщине тела человека. Площадь эллипса f= 0,25м.кв.
Следует отметить, что действительная форма горизонтальной проекции человека несколько отличается от эллипса. Однако с учетом разнообразия физических данных и одежды принятое допущение несущественно искажает фактические размеры и форму горизонтальной проекции. Размеры людей изменяются в зависимости от физических данных, возраста и одежды.
Эксперименты позволили установить физический предел плотности, который составляет 14 чел./м
2
. При этом первоначальная площадь горизонтальной проекции людей уменьшается приблизительно на 15 % за счет деформирования при сдавливании.
При натурных наблюдениях максимальное значение плотности не превышало D
max
= 0,92 м
2
/м
2
Расчеты давления людей друг на друга показывают, что силовые воздействия в скоплении могут превышать 120 кг. Это зависит от количества человек в скоплении и глубины активной части толпы. Практические наблюдения показывают, что они могут быть и выше. Так, например, при давке во время эвакуации людей со стадионов в городах Глазго и
Цинциннати были погнуты металлические трубчатые ограждения.
Исследователи отмечают, что усилие, требуемое для изгиба металлической трубы ограждения диаметром 5 см, установленной на высоте 75 см от пола, составляет примерно 500 килограммов.
В медицине известно, что при сильном и продолжительном воздействии давления на тело человека прогрессирует компрессионная асфиксия и наступает смерть. Компрессионная асфиксия - острый патологический процесс, развивающийся в результате нарушения дыхания, кровообращения и повреждения внутренних органов. Быстрота наступления смерти при компрессионной асфиксии определяется силовыми воздействиями на тело человека, направлением давления и областью сдавливания. При равной массе, сдавливающей тело человека, смерть быстрее наступает при одновременном сдавливании груди и живота, чем при изолированном сдавливании груди или живота. В зависимости от массы
6.5
Параметры движения людских потоков
Людской поток, внешне проявляющийся как процесс массового одновременного пешеходного движения людей в одном направлении, по своей сути представляет одну из форм коллективного поведения оказавшихся одновременно в одном месте людей, имеющих общую цель, но различные физиологические возможности и психологические мотивы для её достижения, что определяет стохастичность наблюдаемых реализаций процесса и проявления закономерностей в зависимостях между его параметрами.
Двигающиеся в одном направлении люди образуют людской поток, характеризующийся плотностью потока D, скоростью движения V, интенсивностью движения q и пропускной способностью участка пути Q.
6.5.1 Упрощенная аналитическая модель движения людского
потока (определение расчетного времени эвакуации людей из помещений и зданий по расчету времени движения одного или нескольких людских потоков через эвакуационные выходы от наиболее удаленных мест размещения людей)
Расчетное время эвакуации людей t р
из помещений и зданий устанавливается по расчету времени движения одного или нескольких людских потоков через эвакуационные выходы от наиболее удаленных мест размещения людей.
При расчете весь путь движения людского потока подразделяется на участки (проход, коридор, дверной проем, лестничный марш, тамбур) длиной
l
i
и шириной δ
i
. Начальными участками являются проходы между рабочими местами, оборудованием, рядами кресел и т.п.
При определении расчетного времени эвакуации людей длину и ширину каждого участка пути эвакуации для проектируемых зданий принимают по проекту, а для построенных – по фактическому положению.
Длину пути по лестничным маршам, а также по пандусам измеряют по длине марша. Длину пути в дверном проеме принимают равной нулю. Проем, расположенный в стене толщиной более 0,7 м, а также тамбур следует считать самостоятельными участками горизонтального пути, имеющими конечную длину l
i
Расчетное время эвакуации людей t р
следует определять как сумму времени движения людского потока по отдельным участкам пути t i
по формуле: t
p
= t
1
+ t
2
+ t
3
+...+ t i
,
(6.1) где t
1
– время движения людского потока на первом (начальном) участке, мин; t
1
, t
2
, t
3
,...t i
– время движения людского потока на каждом из следующих после первого участка пути, мин.
Время движения людского потока по первому участку пути t i
, мин, рассчитывают по формуле:
К сожалению, классических законов, которые бы позволили разрабатывать модели начальной стадии пожара, применительно к описанию поведения и движения людей в потоке эвакуирующихся при пожаре, не существует. Поэтому, чтобы «заглядывать в будущее» эвакуации, необходимо прежде суметь «увидеть» прошлые движения людей в подобных ситуациях.
Решив эвакуироваться, человек в любом случае, выходит на начальный участок эвакуационного пути. Это может быть проход между рабочими местами или оборудованием, проход между рядами зрительных мест, свободное пространство около места нахождения человека, соединяющие его с выходами из помещения. Одновременно с ним на этот участок могут выходить и другие люди. Они выбирают направление движения к тому или иному выходу и тем самым определяют маршрут своего движения, т. е. последовательность участков эвакуационных путей, которые они должны пройти для того, чтобы попасть в безопасное место.
Множество людей, одновременно идущих по общим путям в одном направлении, образует людские потоки.
Несмотря на очевидность такого определения, оно не определяет ни структуры, ни характеристик людского потока как процесса, явно имею- щего социальную природу и показатели, далекие от привычных при опи- сании физико-технических явлений (потоков жидкостей, электрического тока, сыпучих веществ и т. п.). Именно эти различия и объясняют, по- видимому, тот факт, что этот веками наблюдаемый процесс не получил технического описания, пригодного для использования при проектирова- нии коммуникационных путей и для разработки мероприятий по обеспе- чению безопасности эвакуации людей в чрезвычайных ситуациях.
По-видимому, непростая для человеческого восприятия структура людского потока определила первоначальное его описание как массы людей, состоящей из рядов идущих в затылок друг другу людей -
«элементарных потоков». Такая модель, быстрее, соответствует воинскому подразделению на марше, чем неорганизованному перемещению людей, обгоняющих друг друга или идущих каждый в своем темпе и со своими целями.
Потребовались долговременные многочисленные натурные наблюдения людских потоков и теоретические исследования, основанные на их результатах, прежде чем сформировалось современное представление о структуре и характеристиках людского потока, отражающие его суть в технических параметрах процесса.
Натурные наблюдения показывают, что людской поток обычно имеет вытянутую сигарообразную форму.
Размещение людей в потоке (как по длине, так и по ширине) имеет всегда неравномерный и часто случайный характер. Расстояние между идущими людьми постоянно меняется, возникают местные уплотнения, которые затем рассасываются и возникают снова. Эти изменения неустойчивые во времени. Следовательно, на участке, занимаемым потоком, могут образовываться части с различными параметрами. При этом головная и замыкающая части состоят из небольшого числа людей, двигающихся, соответственно, с большей или меньшей скоростью, чем основная масса людей в потоке. При эвакуации, головная часть потока уходит с большей скоростью вперед и по длине и числу людей возрастает, а замыкающая часть, наоборот, уменьшается.
Формой горизонтальной проекции человека принят эллипс, диаметры которого соответствуют ширине и толщине тела человека. Площадь эллипса f= 0,25м.кв.
Следует отметить, что действительная форма горизонтальной проекции человека несколько отличается от эллипса. Однако с учетом разнообразия физических данных и одежды принятое допущение несущественно искажает фактические размеры и форму горизонтальной проекции. Размеры людей изменяются в зависимости от физических данных, возраста и одежды.
Эксперименты позволили установить физический предел плотности, который составляет 14 чел./м
2
. При этом первоначальная площадь горизонтальной проекции людей уменьшается приблизительно на 15 % за счет деформирования при сдавливании.
При натурных наблюдениях максимальное значение плотности не превышало D
max
= 0,92 м
2
/м
2
Расчеты давления людей друг на друга показывают, что силовые воздействия в скоплении могут превышать 120 кг. Это зависит от количества человек в скоплении и глубины активной части толпы. Практические наблюдения показывают, что они могут быть и выше. Так, например, при давке во время эвакуации людей со стадионов в городах Глазго и
Цинциннати были погнуты металлические трубчатые ограждения.
Исследователи отмечают, что усилие, требуемое для изгиба металлической трубы ограждения диаметром 5 см, установленной на высоте 75 см от пола, составляет примерно 500 килограммов.
В медицине известно, что при сильном и продолжительном воздействии давления на тело человека прогрессирует компрессионная асфиксия и наступает смерть. Компрессионная асфиксия - острый патологический процесс, развивающийся в результате нарушения дыхания, кровообращения и повреждения внутренних органов. Быстрота наступления смерти при компрессионной асфиксии определяется силовыми воздействиями на тело человека, направлением давления и областью сдавливания. При равной массе, сдавливающей тело человека, смерть быстрее наступает при одновременном сдавливании груди и живота, чем при изолированном сдавливании груди или живота. В зависимости от массы
и длительности сдавливания можно выявить, следующие повреждения у пострадавших: отек легких, повреждения костей скелета и внутренних органов - разрывы печени, легких, селезенки, кровоизлияния в полости тела.
6.4. Эвакуационные пути и выходы
Решив эвакуироваться, человек намечает свой маршрут движения, т. е. ту последовательность участков пути, которую ему предстоит пройти для того, чтобы попасть с места его нахождения в то место, куда он наметил себе прийти за кратчайшее время. При пожаре такими местами являются: помещение, в котором ему будет более безопасно, чем в том, где он находится в данный момент; зона пожарной безопасности, специально созданная в здании и на территории, окружающей здание.
При эвакуации люди используют систему коммуникационных путей, обеспечивающую взаимосвязь между помещениями здания в повседневных условиях его эксплуатации. Эта система состоит из проходов между мебелью и оборудованием в помещениях; коридоров, фойе, кулуаров, ле- стниц, вестибюлей и входов (выходов), соединяющих их между собой и с территорией, окружающей здание. Но не любой из существующих выходов может быть признан эвакуационным.
Лишь те выходы являются эвакуационными, которые ведут:
- из помещений первого этажа непосредственно наружу или через коридор, через вестибюль (фойе), через коридор и вестибюль (фойе), через лестничную клетку, через коридор и лестничную клетку;
- из помещений любого этажа (кроме первого) непосредственно в лестничную клетку или на наружную открытую лестницу, в холл (фойе), имеющий выход непосредственно в лестничную клетку или на наружную открытую лестницу;
- в соседнее помещение на том же этаже, если в нем есть выше указанные выходы, а само помещение не является складским или производственным с технологическими процессами категории А или Б по пожарной и взрывной опасности.
Даже такие выходы не могут быть эвакуационными, если в их проемах установлены раздвижные и подъемно-опускные двери и ворота, ворота для железнодорожного подвижного состава, вращающиеся двери и турникеты.
Любое помещение в здании должно иметь, как правило, не менее двух эвакуационных выходов. Исключение из этого правила (т. е. могут иметь только один эвакуационный выход) составляют лишь следующие помещения:
- помещения для одновременного пребывания 10 и менее человек в зданиях детских дошкольных учреждениях, домов для престарелых и инвалидов, больниц, спальных корпусов школ-интернатов и детских учреждений;
- помещения для одновременного пребывания 15 и менее человек в подвальных и цокольных этажах;
- складские или производственные помещения с технологическими процессами категории А или Б по пожарной и взрывной опасности при числе работающих в наиболее многочисленной смене 5 человек и менее, категории В при числе работающих в наиболее многочисленной смене 25
6.4. Эвакуационные пути и выходы
Решив эвакуироваться, человек намечает свой маршрут движения, т. е. ту последовательность участков пути, которую ему предстоит пройти для того, чтобы попасть с места его нахождения в то место, куда он наметил себе прийти за кратчайшее время. При пожаре такими местами являются: помещение, в котором ему будет более безопасно, чем в том, где он находится в данный момент; зона пожарной безопасности, специально созданная в здании и на территории, окружающей здание.
При эвакуации люди используют систему коммуникационных путей, обеспечивающую взаимосвязь между помещениями здания в повседневных условиях его эксплуатации. Эта система состоит из проходов между мебелью и оборудованием в помещениях; коридоров, фойе, кулуаров, ле- стниц, вестибюлей и входов (выходов), соединяющих их между собой и с территорией, окружающей здание. Но не любой из существующих выходов может быть признан эвакуационным.
Лишь те выходы являются эвакуационными, которые ведут:
- из помещений первого этажа непосредственно наружу или через коридор, через вестибюль (фойе), через коридор и вестибюль (фойе), через лестничную клетку, через коридор и лестничную клетку;
- из помещений любого этажа (кроме первого) непосредственно в лестничную клетку или на наружную открытую лестницу, в холл (фойе), имеющий выход непосредственно в лестничную клетку или на наружную открытую лестницу;
- в соседнее помещение на том же этаже, если в нем есть выше указанные выходы, а само помещение не является складским или производственным с технологическими процессами категории А или Б по пожарной и взрывной опасности.
Даже такие выходы не могут быть эвакуационными, если в их проемах установлены раздвижные и подъемно-опускные двери и ворота, ворота для железнодорожного подвижного состава, вращающиеся двери и турникеты.
Любое помещение в здании должно иметь, как правило, не менее двух эвакуационных выходов. Исключение из этого правила (т. е. могут иметь только один эвакуационный выход) составляют лишь следующие помещения:
- помещения для одновременного пребывания 10 и менее человек в зданиях детских дошкольных учреждениях, домов для престарелых и инвалидов, больниц, спальных корпусов школ-интернатов и детских учреждений;
- помещения для одновременного пребывания 15 и менее человек в подвальных и цокольных этажах;
- складские или производственные помещения с технологическими процессами категории А или Б по пожарной и взрывной опасности при числе работающих в наиболее многочисленной смене 5 человек и менее, категории В при числе работающих в наиболее многочисленной смене 25
человек и менее или при их площади менее 1000 м ;
- помещения иного назначения при числе одновременно находящихся в них людей 50 и менее человек.
Число эвакуационных выходов с этажей зданий также должно быть, как правило, не менее двух, если на них располагаются помещения, которые имеют не менее двух эвакуационных выходов. Некоторые здания, даже если на их этажах расположены помещения, которые могут иметь один эвакуационный выход, должны иметь, тем не менее, два (или более) эвакуационных выхода.
К таким зданиям относятся: здания детских дошкольных учреждений, домов для престарелых и инвалидов, больниц, спальных корпусов школ- интернатов и детских учреждений; здания школ, внешкольных и средних специальных учебных заведений, профессионально-технических училищ, высших учебных заведений и учреждений повышения квалификации; здания вокзалов.
К числу таких зданий относятся также здания гостиниц, общежитий; здания спальных корпусов санаториев, домов отдыха, кемпингов, мотелей и пансионатов; здания предприятий по обслуживанию населения, учреждений органов управления, проектно-конструкторских, информационных, редакционно-издательских, научно-исследовательских организаций, банков и офисов.
Жилые многоквартирные дома, в общем случае, могут иметь один эвакуационный выход. Но, если общая площадь квартир на этаже (на этаже секции) составляет более 500 м , то на каждом этаже такого дома должно быть не менее двух эвакуационных выходов.
Во всех случаях не менее двух эвакуационных выходов должны иметь подвальные и цокольные этажи при их площади более 300 м
2
или при одновременном пребывании на них более 15 человек.
Число эвакуационных выходов из здания должно быть не менее числа эвакуационных выходов с любого этажа этого здания.
Если в помещении, на этаже, в здании должно быть два (или более) эвакуационных выхода, то их следует располагать рассредоточено, а не в одном месте. Поэтому, намечая свой маршрут эвакуации, человек практически всегда имеет, по крайней мере, два варианта возможной последовательности использования участков эвакуационных путей для достижения эвакуационного выхода и из помещения, и с этажа, и из здания.
Наметив свой маршрут движения, человек выходит на участок общего пути, по которому выбрали то же направление движения и другие люди, т. е. на этом участке формируется людской поток. Можно сказать, что эти участки являются источниками людских потоков.
Такими участками в зрительных залах являются проходы между рядами зрительских мест, в офисных помещениях - общие проходы между мебелью рабочих мест, в производственных помещениях промышленных предприятий - проходы между оборудованием и т. п.
- помещения иного назначения при числе одновременно находящихся в них людей 50 и менее человек.
Число эвакуационных выходов с этажей зданий также должно быть, как правило, не менее двух, если на них располагаются помещения, которые имеют не менее двух эвакуационных выходов. Некоторые здания, даже если на их этажах расположены помещения, которые могут иметь один эвакуационный выход, должны иметь, тем не менее, два (или более) эвакуационных выхода.
К таким зданиям относятся: здания детских дошкольных учреждений, домов для престарелых и инвалидов, больниц, спальных корпусов школ- интернатов и детских учреждений; здания школ, внешкольных и средних специальных учебных заведений, профессионально-технических училищ, высших учебных заведений и учреждений повышения квалификации; здания вокзалов.
К числу таких зданий относятся также здания гостиниц, общежитий; здания спальных корпусов санаториев, домов отдыха, кемпингов, мотелей и пансионатов; здания предприятий по обслуживанию населения, учреждений органов управления, проектно-конструкторских, информационных, редакционно-издательских, научно-исследовательских организаций, банков и офисов.
Жилые многоквартирные дома, в общем случае, могут иметь один эвакуационный выход. Но, если общая площадь квартир на этаже (на этаже секции) составляет более 500 м , то на каждом этаже такого дома должно быть не менее двух эвакуационных выходов.
Во всех случаях не менее двух эвакуационных выходов должны иметь подвальные и цокольные этажи при их площади более 300 м
2
или при одновременном пребывании на них более 15 человек.
Число эвакуационных выходов из здания должно быть не менее числа эвакуационных выходов с любого этажа этого здания.
Если в помещении, на этаже, в здании должно быть два (или более) эвакуационных выхода, то их следует располагать рассредоточено, а не в одном месте. Поэтому, намечая свой маршрут эвакуации, человек практически всегда имеет, по крайней мере, два варианта возможной последовательности использования участков эвакуационных путей для достижения эвакуационного выхода и из помещения, и с этажа, и из здания.
Наметив свой маршрут движения, человек выходит на участок общего пути, по которому выбрали то же направление движения и другие люди, т. е. на этом участке формируется людской поток. Можно сказать, что эти участки являются источниками людских потоков.
Такими участками в зрительных залах являются проходы между рядами зрительских мест, в офисных помещениях - общие проходы между мебелью рабочих мест, в производственных помещениях промышленных предприятий - проходы между оборудованием и т. п.
6.5
Параметры движения людских потоков
Людской поток, внешне проявляющийся как процесс массового одновременного пешеходного движения людей в одном направлении, по своей сути представляет одну из форм коллективного поведения оказавшихся одновременно в одном месте людей, имеющих общую цель, но различные физиологические возможности и психологические мотивы для её достижения, что определяет стохастичность наблюдаемых реализаций процесса и проявления закономерностей в зависимостях между его параметрами.
Двигающиеся в одном направлении люди образуют людской поток, характеризующийся плотностью потока D, скоростью движения V, интенсивностью движения q и пропускной способностью участка пути Q.
6.5.1 Упрощенная аналитическая модель движения людского
потока (определение расчетного времени эвакуации людей из помещений и зданий по расчету времени движения одного или нескольких людских потоков через эвакуационные выходы от наиболее удаленных мест размещения людей)
Расчетное время эвакуации людей t р
из помещений и зданий устанавливается по расчету времени движения одного или нескольких людских потоков через эвакуационные выходы от наиболее удаленных мест размещения людей.
При расчете весь путь движения людского потока подразделяется на участки (проход, коридор, дверной проем, лестничный марш, тамбур) длиной
l
i
и шириной δ
i
. Начальными участками являются проходы между рабочими местами, оборудованием, рядами кресел и т.п.
При определении расчетного времени эвакуации людей длину и ширину каждого участка пути эвакуации для проектируемых зданий принимают по проекту, а для построенных – по фактическому положению.
Длину пути по лестничным маршам, а также по пандусам измеряют по длине марша. Длину пути в дверном проеме принимают равной нулю. Проем, расположенный в стене толщиной более 0,7 м, а также тамбур следует считать самостоятельными участками горизонтального пути, имеющими конечную длину l
i
Расчетное время эвакуации людей t р
следует определять как сумму времени движения людского потока по отдельным участкам пути t i
по формуле: t
p
= t
1
+ t
2
+ t
3
+...+ t i
,
(6.1) где t
1
– время движения людского потока на первом (начальном) участке, мин; t
1
, t
2
, t
3
,...t i
– время движения людского потока на каждом из следующих после первого участка пути, мин.
Время движения людского потока по первому участку пути t i
, мин, рассчитывают по формуле: