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. В работе 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]:

[ф_эв = f (y₁, y₂, y₃,…y_i)]? [ф_ф = f (x₁, x₂, x₃,…x_i)] (1)

где ф_эв — фактическое время, необходимое для эвакуации людей из здания в безопасное место с помощью ТСЭ;

ф_ф — время безопасного функционирования ТСЭ.

y_i, x_i — 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:

ф_эв = (t_сооб + t_п/вых + t_реш + t_п/тсэ) + (t_р/пол + t_тсэ) = t_поиск1 + t_исп1, (2)

где t_сооб -время от начала пожара до получения сообщения (информации) человеком об опасности;

t_п/вых — время, затраченное на поиск выходов с этажа (из помещения);

t_реш — время, необходимое для принятия решения об использовании ТСЭ (анализ информации, оценка ситуации, выбор варианта действий);

t_п/тсэ — время, необходимое на поиск ТСЭ;

t_р/пол — время приведения ТСЭ в рабочее положение, включая загрузку людьми коллективных ТСЭ дискретного действия;

t_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 (k_оч), который в данном случае будет зависеть от количества людей на этаже (n), суммы ширины свободных для эвакуации внешних проемов (l_своб) и эффективной ширины используемого ТСЭ (l_эф). Формула при этом будет иметь вид:

n • l_эф

ф_эв = t_поиск1 + t_исп1 • k_оч = t_поиск1 + t_исп1 • ———, (3)

l_своб

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

ф_эв =t_поиск1+t_исп1 •k_оч+ k_оч •t_повт = t_поиск1 +t_исп1 •— + (t_повт •— - 1), (4)

N_т N_т

где t_повт -время повторного приведения ТСЭ в рабочее положение (определяется в зависимости от вида средства).

N_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:

ф_эв = t_поиск1 • k_кол + t_исп1 • k_оч + t_повт • k_оч =

n n

= t_поиск1 • k_кол + t_исп1 • ———- + (t_повт • ———- - 1), (5)

n_тсэ • N_т n_тсэ • N_т

где n_тсэ — вместимость дискретного ТСЭ;

k_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

ф_эв = t_поиск1 • k_кол + t_исп1 • k_оч = t_поиск1 • k_кол + t_исп1 • —-, (6)

N_т

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 (y_i), позволяет выделить несколько наиболее важных из них.

y₁ — 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 (t_п/вых, t_реш).

y₂ -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 (t_сооб, t_п/вых, t_реш, t_п/тсэ, t_р/пол, k_кол).

y₃ — 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 t_п/вых, t_п/тсэ, t_тсэ, t_повт.

y₄ — факторы, характеризующие осведомленность людей касательно порядка использования основных путей эвакуации и поведения с ТСЭ, влияющие на t_п/вых, t_реш, t_п/тсэ, t_р/пол, k_кол.

y₅ — факторы, характеризующие действия обслуживающего персонала, принимающего первоочередные меры для эвакуации людей, влияющие на t_п/вых, t_п/тсэ, t_р/пол, k_кол.

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. В общем виде формула для вычисления риска ® выглядит:

R = P • U, (7)

где P — вероятность наступления деструктивного события;

U — 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]:

R_и(x, y) =, (8)

где P_{Q (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 А_m-го события (аварии, пожара, стихийного или иного бедствия);

F (Am) — частота возникновения А_m-го события в год;

М — множество индексов, которое соответствует рассматриваемым событиям;

L — множество индексов, которые соответствуют перечню всех поражающих факторов, возникающих при рассматриваемых событиях.

Значение индивидуального пожарного риска, учитывая условия рассматриваемой ситуации, примет вид:

R_и = Q_пр.л • Q_офп = Q_пр.л • (1-P_э.л) • (1-P_ппз), (9)

где, Q_пр.л — вероятность присутствия людей;

Q_офп — вероятность воздействия опасных факторов пожара;

P_эв.л — вероятность успешной эвакуации людей;

P_ппз — вероятность эффективной работы противопожарных систем защиты. Под эффективной работой противопожарных систем защиты подразумевается эффективность работы автоматической пожарной сигнализации (Т_пс), систем оповещения (Т_оп), установок пожаротушения (Т_пт), вентиляции и дымоудаления (Т_вд) а также технических средств эвакуации (Т_тсэ).

При невозможности использования основных путей эвакуации второй множитель не учитывается и формула примет вид:

R_и = Q_пр.л • (1-P_ппз). (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.

Выводы

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.

2. 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.

3. 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.

4. Брушлинский Н. Н. Пожарные риски. Вып. 1. Основные понятия. -М.: ФГУ ВНИИПО МЧС России, 2004. — 57 с.

5. 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.