Нормирование требований пожарной безопасности к эвакуационным путям и выходам в зданиях детских дошкольных образовательных учреждений

Федеральный закон от 30.12.2009 г. № 384-Ф3 «Технический регламент о безопасности зданий и сооружений» [1] устанавливает минимально необходимые требования к зданиям по восьми видам безопасности, среди которых на втором месте (после механической безопасности) стоит пожарная безопасность. Федеральный закон от 22.07.2008 г. № 123-ФЭ «Технический регламент о требованиях пожарной безопасности» [2] конкретизирует эти требования. Он классифицирует здания по функциональной пожарной опасности в зависимости от возраста и физического состояния людей, находящихся в здании и устанавливает критерий обеспечения пожарной безопасности: индивидуальный пожарный риск в зданиях не должен превышать значение одной миллионной в год. Выполнение этого критерия невозможно без проведения своевременной беспрепятственной эвакуации людей.

Поэтому для оценки обеспечения условий безопасной эвакуации из зданий каждого класса функциональной пожарной опасности должны быть установлены закономерности связи между параметрами людских потоков (плотностью Д, скоростью ¥-г и интенсивностью движения q?) различного состава. Однако, анализ эмпирической базы данных, на основании которой устанавливалась закономерность связи между параметрами людских потоков, используемая в нормативных документах, не обнаруживает в ней результатов натурных наблюдений движения групп детей дошкольного возраста и данных для установления величины времени начала эвакуации из зданий дошкольных образовательных учреждений (ДОУ). Такие данные отсутствуют не только в нашей стране, но и за рубежом. В связи с этим невозможно обоснованно нормировать размеры эвакуационных путей и выходов, обеспечивающих безопасность эвакуации детей в случае пожара, а также определять величину индивидуального пожарного риска в зданиях ДОУ.

Таким образом, целью работы является развитие основных методологических положений по проектированию эвакуационных путей и выходов в зданиях.

ДОУ на основании установления закономерностей движения людских потоков, состоящих из групп детей дошкольного возраста.

Для достижения поставленной цели в работе необходимо решить следующие задачи:

— провести натурные наблюдения в зданиях ДОУ за этапами формирования времени начала эвакуации и движения потоков детей при существующих объёмно-планировочных решениях и способах организации эвакуации, необходимые для создания статистической базы исходных эмпирических данных;

— произвести анализ методов установления закономерностей связи между параметрами движения людских потоков и возможности их адаптации применительно к зданиям ДОУ;

— выявить закономерности движения детей разных возрастных групп для установления нормативных значений размеров эвакуационных путей и выходов в целях повышения их безопасной эвакуации из зданий ДОУ;

— разработать комплекс организационно-технических мероприятий, направленный на повышение безопасности детей при возникновении пожара.

Объектом исследования является процесс эвакуации детей из зданий ДОУ.

В качестве предмета исследования рассматривались особенности поведения детей в начальной стадии эвакуации и закономерности их движения, определяющие нормируемые геометрические размеры эвакуационных путей и выходов и вероятность эвакуации (Рэ) при оценки пожарных рисков.

Научная новизна работы заключается в следующем:

1. Впервые сформирована статистическая совокупность значений скорости движения детей дошкольного возраста в установленных интервалах плотности для всех видов коммуникационных путей при различном уровне эмоционального состояния;

2. Впервые определены значения величин я, — и В^ случайной функции, описывающей зависимость скорости от плотности потоков групп детей различного возраста при их движении по горизонтальным путям, по лестнице вниз и вверх, через дверной проём, с показателями тесноты корреляционной связи г]т > 0,95;

3. Впервые определены значения случайной величины скорости свободного движения детей (У^) разных возрастных групп для категорий движения: спокойное, активное и повышенной активности по различным видам пути;

4. Впервые установлены факторы, влияющие на значения случайной величины времени начала эвакуации (7Н.Э) в зданиях ДОУ в различное время года, и способы их регулирования;

5. Впервые экспериментально подтверждена адекватность имитационно-стохастической модели движения людских потоков процессу эвакуации детей в зданиях ДОУ.

Достоверность полученных результатов достигалась применением апробированных методов натурных наблюдений людских потоков и математической статистикиметодологии теории людских потоков, учитывающей психофизиологические качества составляющих их людейстатистического анализа для оценки адекватности теоретических результатов данным натурных наблюдений.

Практическая ценность работы заключается в использовании закономерностей движения людских потоков, состоящих из детей дошкольного возраста, для определения геометрических размеров эвакуационных путей и выходов, обеспечивающих безопасность детей при эвакуации в случае пожара, и в установлении значений величин индивидуального пожарного риска в зданиях ДОУ при архитектурно-строительном проектировании. Результаты работы позволяют также разработать организационно-технические мероприятия, направленные на повышение безопасности детей в случае возникновении пожара.

Материалы диссертации реализованы при:

— внесении изменений в «Методику определения расчетных величин пожарного риска в зданиях, сооружениях и строений различных классов функциональной пожарной опасности», утвержденную приказом МЧС России № 382 от 30.06.2009 г.;

— разработке пилотного проекта по применению новых средств спасения людей (самоспасательных средств) на объектах сферы науки и образования, выполненного на основании государственного контракта Министерства образования и науки РФ № 09.0708.11.015 от 15 марта 2010 г.;

— совершенствовании программного продукта «Флоутек ВД», предназначенного для моделирования процессов эвакуации в зданиях различного функционального назначения;

— разработке рекомендаций по совершенствованию подготовки воспитателей для организации эвакуации детей в случае возникновения пожара для детского сада № 1026 по адресу: г. Москва, Каширский проезд 1/1, 2011 г.;

— определении уровня обеспечения пожарной безопасности людей при корректировке рабочей документации первоочередного участка первой линии метрополитена в г. Казань от ст. «Проспект победы» до ст. «Козья Слобода» с учётом смешанного состава людских потоков, в том числе и детей, на пешеходных путях и пересадочных узлах станций, 2010 г.;

— определении расчетных величин пожарного риска при проектировании дошкольного общеобразовательного учреждения на 125 мест по адресу: г. Москва, ЮАО, Чертаново Южное, микрорайон 18, 2011 г.;

— разработке лекционного материала по курсу «Эвакуация людей при пожарах» в Академии Государственной противопожарной службы МЧС России, а также по курсу «Основы проектирования» в Московском Государственном строительном университете.

Основные результаты работы были доложены на:

— XXII Международной научно-практической конференции «Актуальные проблемы пожарной безопасности» (г. Москва, ФГУ ВНИИПО МЧС России, 2010 г.);

— IV Международной конференции «Поведение людей при пожарах» («Human Behavior in Fires», Кембридж, Великобритания, 2009 г.);

— Международной научно-технической конференции «Аварийная эвакуация людей из зданий» («Emergency Evacuation of People from Buildings», Варшава, Польша, 2011 г.);

— Международной конференции Национальной ассоциации противопожарной безопасности NFPA (Бостон, Соединенные Штаты Америки, 2011 г.).

На защиту выносятся:

— результаты натурных наблюдений и экспериментальных исследований движения людских потоков в зданиях ДОУ;

— закономерности связи между параметрами движения потоков детей дошкольного возраста, определяющие нормирование размеров эвакуационных путей и выходов, расчётные значения величин пожарного риска в зданиях.

ДОУ;

— комплекс мероприятий, устанавливающий оптимальные размеры эвакуационных путей при движении людских потоков детей по лестницам и организацию безопасной эвакуации из зданий ДОУ;

— рекомендации по использованию установленных закономерностей людских потоков в программном продукте «Флоутек ВД», реализующем имитационно-стохастическую модель движения людских потоков, используемую при проектировании объемно-планировочных решений эвакуационных путей и в расчётах пожарного риска в зданиях ДОУ.

Публикации. По теме диссертации опубликовано 9 научных работ.

Структура, объем работы и ее основные разделы. Диссертация состоит из введения, пяти глав, выводов, списка литературы и приложения. Содержание работы изложено на 153 страницах текста, включает в себя 39 таблиц, 62 рисунка, список использованной литературы из 100 наименований.

Выводы по результатам диссертационного исследования.

В диссертационной работе дано решение актуальной задачи, посвященной совершенствованию методологической основы нормирования системы эвакуационных путей и организации эвакуации детей из зданий ДОУ, обеспечивающих их безопасность во время пожара, при угрозе воздействий опасных природных процессов и при повседневных условиях эксплуатации в соответствии с требованиями Федеральный закон № 384-Ф3 «Технический регламент о безопасности зданий и сооружений» и Федеральный закон № 123-ФЭ «Технический регламент о требованиях пожарной безопасности».

На основании проведённых исследований получены следующие основные результаты:

1. Впервые сформирована достоверная статистическая база данных параметров движения по горизонтальным путям, через дверные проёмы, по лестницам вниз и вверх всех возрастных групп детей дошкольного возраста при их движении шагом и бегом.

2. Впервые установлены значения величин, описывающих закономерности связи между параметрами потоков возрастных групп детей дошкольного возраста при их движении по различным видам пути при спокойном, активном и повышенном уроне эмоционального состояния.

3. Выявлены этапы формирования времени начала эвакуации (7НЭ) в зданиях ДОУ и установлены значения числовых характеристик случайной величины ¿-нэ.

4. Даны рекомендации по совершенствованию организации эвакуации из зданий ДОУ, реализуемые при подготовке воспитателей детских садов к проведению эвакуации.

5. Разработана геометрия лестниц, обеспечивающая повышение уровня комфорта и безопасности движения детей и сокращение до 12% материально-технических затрат на возведение лестничных клеток при строительстве зданий ДОУ.

6. Определены условия, требующие оборудования помещений зданий ДОУ системами противодымной вентиляции и пожаротушения.

7. Установлена целесообразность при проектировании и строительстве зданий устройства зон временной безопасности, имеющих выход на них непосредственно из помещений каждой групповой ячейки и из помещений, общих для групп детского сада, с последующей эвакуацией детей по лестницам третьего типа, имеющим установленную в диссертационной работе геометрию ступеней.