4*5.8. Евакуація людей

Щодо будівель і споруд будь-якого призначення найважливі­шою вимогою є забезпечення найбільш сприятливих умов для ева­куації людей у випадку виникнення пожежної небезпеки.

Евакуація — це вимушений рух людей із зони можливого впли­ву небезпечних чинників пожежі.

Під час пожежі найбільш небезпечними чинниками є такі:

• наявність критичної для людини температури — 60 °С;

• критичний вміст кисню в атмосфері (менше 14 %);

• концентрація вуглекислого газу до критичних величин;

• досягнення межі вогнестійкості будівельних конструкцій;

• незадовільна видимість через значне задимлення.

Зазначені небезпечні чинники зумовлюють необхідність ева­куації людей, які знаходяться в будівлі, до досягнення критичних величин. Найменший час досягнення цих критичних величин і є до­пустимим часом евакуації. Рух людей у таких випадках називається вимушеною евакуацією.

Щоб забезпечити успішну евакуацію людей і матеріальних цін­ностей у разі пожежі необхідно передбачити:

• створення відповідної довжини й ширини евакуаційних ви­ходів;

• відповідну пропускну здатність дверних отворів запорами, які легко відкриваються;

• необхідну кількість сходових кліток і зовнішніх пожежних драбин;

• відсутність захаращення на евакуаційних виходах, у переходах та коридорах.

Згідно з нормативами евакуаційними виходами є такі, що ведуть:

• з приміщення першого поверху надвір, коридор або у вести­бюль чи на сходову клітку;

• з приміщення будь-якого поверху, крім першого, у коридор або перехід, що веде до сходової клітки або безпосередньо на схо­дову клітку, що має самостійний вихід назовні;

• з приміщення в сусіднє приміщення на цьому ж поверсі, якщо воно забезпечене виходами, які відповідають вимогам пунктів «а» і «б».

Евакуаційні виходи мають бути розосередженими, а макси­мальна відстань € між найбільш віддаленими виходами визначається за формулою:

/>1,5л/Р, (4.31)

де Р — периметр приміщення, м.

Безпечна евакуація людей забезпечується завдяки функціонуван­ню щонайменше двох евакуаційних виходів; потоки людей, що руха­ються через них, мають бути прямими й не повинні перетинатися.

При пожежі на процес евакуації значною мірою впливає страх, що виникає внаслідок усвідомлення реальної загрози. Нервове збуд­ження мобілізує фізичні ресурси людини, однак звужує її свідо­мість, унаслідок чого дії стають неадекватними щодо обставин і ви­никає панічна реакція.

Процес вимушеної евакуації людей можна класифікувати так: рух людей може бути поодиноким і масовим; невпорядкованим і ке­рованим; вільним й ущільненим.

Коли рух вільний, кожна людина може змінити швидкість і на­прям руху, не перешкоджаючи іншим людям. У разі ущільненого руху індивідуальна свобода дій обмежується людьми, що рухаються в потоці.

Люди при вимушеній евакуації повинні покинути приміщення з гарантією повної безпеки, протягом короткого терміну, що назива­ється часом евакуації. Залежно від часу евакуації рух буває трива­лим і короткочасним, нормальним і вимушеним. Нормальний рух відповідає робочому режиму підприємства, а вимушений порушує його (коли будівлю необхідно покинути через пожежу, яка загрожує безпеці людей).

Евакуація людей з будівель відбувається в три етапи:

1. Рух людей від найбільш віддаленої точки приміщення до ева­куаційного виходу.

2. Рух людей від евакуаційного виходу з будівлі до виходу назовні.

3. Рух людей від виходу з будівлі й розсіювання їх у міському по­тоці чи на заводській території.

Найбільш важливим є перший етап евакуації, оскільки на цьому етапі людина перебуває в безпосередній близькості від джерела по­жежної небезпеки. Перший етап повинен завершитися в дуже корот­кий проміжок часу, щоб відвести людей від джерела небезпеки до розвитку пожежі.

Другий етап евакуації може бути більш тривалим, тому що він менш небезпечний.

Тривалість третього етапу евакуації залежить від транспортних і вантажних потоків підприємства.

При розрахунках евакуаційних шляхів враховуються такі пара­метри: ширина людських потоків, щільність людських потоків, дов­жина кроку, швидкість руху, пропускна здатність виходів.

Людські потоки бувають одинарними (елементарними), первин­ними та комплексними. Одинарні потоки в залах формуються в ря­дах крісел, а у виробничих приміщеннях — між виробничою апара­турою та обладнанням. Одинарні потоки об'єднуються в проходах у первинні потоки. У межах фойє, евакуаційних коридорах первинні потоки об'єднуються в комплексні.

Ширина потоків визначається розмірами евакуаційних шляхів. Експериментально встановлено, що ширина одинарного потоку ко­ливається від 0,62 м до 0,66 м в умовах нормального руху, а в умо­вах примусового руху — від 0,45 м до 0,5 м.

Ширина евакуаційних виходів (дверей) з приміщення залежить від загальної кількості людей, які будуть здійснювати евакуацію че­рез ці двері, і кількості людей на 1 м ширини виходу.

Люди, що рухаються в одному напрямку, створюють людський потік. Рух людей у потоці характеризується щільністю потоку Д яка вимірюється в м/люд. (лінійна щільність В{) і люд./м² (щільність на одиницю площі) еквівалентного шляху — кількістю людей, що при­падає на 1 м² евакуаційного шляху (Д).

Важливе значення має відносна щільність Д?:

В_{ -а

П₀=~-> (4-32)

де а — ширина людини, м;

/— площа проекції однієї людини,/ = я (а ■ с) 14; с — товщина людини, м.

Для обчислення швидкості руху людей суттєве значення має довжина кроку. Середня довжина кроку дорослої людини дорівнює приблизно 0,7 м.

Довжину кроку при щільності менше 0,8 м на людину можна визначити за формулою:

4-^-0,1. (4.33)

Швидкість руху залежить від ділянки руху: горизонтальна вона чи похила, відбувається рух у проходах чи в прорізах. Швидкість руху залежить від щільності потоку. Зі збільшенням щільності пото­ку швидкість зменшується. Аналітично швидкість руху можна ви­значити за формулою:

К = /і-^ = /ї(£>,-0,1), (4.34)

де п — число кроків за хвилину — частота руху, м/хв.

Експериментально встановлено, що швидкість руху по горизон­талі можна брати 16 м/хв., а при русі по сходах — 8 м/хв.

Пропускна здатність евакуаційних виходів — це добуток пито­мої потужної здатності виходу і його ширини:

а = 6-_Чі (4.35)

де 3 -— ширина виходу, м;

ц — питома пропускна здатність виходу, люд./хв. * м.

Питома пропускна здатність виходу — це кількість людей, які проходять через вихід шириною 1 м за 1 хв. Питома пропускна здат­ність визначається відношенням ширини людських потоків до ши­рини виходу:

9 = /-*-Д,^-. (4.36)

де <5„ — ширина людського потоку, м.

Якщо щільність потоку вимушеної евакуації менша, ніж гори­зонтальне значення, тоді пропускна здатність евакуаційних шляхів обчислюється за формулою:

й=У-В_к-8_т (4.37)

де V— швидкість руху людського потоку в прорізі.

При розрахунках для потоків з граничною щільністю припуска­ють, що пропускна здатність для дверей і сходів шириною 1,5 м до­рівнює 50 люд./м • хв.; шириною понад 1,5 м — 60 люд./м ■ хв.

Нормування процесу евакуації людей здійснюється за двома принципами:

• регламентується допустимий час евакуації;

• регламентується розмір шляхів евакуації та евакуаційних виходів.

Перший принцип розповсюджується переважно на громадські споруди місткістю понад 600 чоловік, а другий — на більшість об'єктів масового будівництва. За першим принципом розміри ева­куаційних шляхів та виходів визначають шляхом розрахунків, а за другим вони задаються нормами на проектування.

Довжина шляхів евакуації залежить від призначення будівель. За призначенням будівлі поділяються на виробничі, цивільні та сіль­ськогосподарські.

У виробничих будівлях евакуаційні шляхи залежать від їх повер­ховості та відстані від найбільш віддаленого робочого місця до найближ­чого евакуаційного виходу, а також ступеня вогнестійкості будівлі.

У житлових і громадських будівлях нормується відстань від дверей найбільш віддаленого приміщення до евакуаційних виходів.

Сумарна ширина евакуаційних шляхів і виходів визначається з розрахунку не менш як 0,6 м ширини шляхів чи виходів на 100 чоловік та обчислюється за формулою:

де N — розрахункова кількість людей з найбільш заселеного по­верху; встановлюється залежно від призначення будівлі. Евакуаційних виходів повинно бути не менше двох. Таке поло­ження приймається на випадок, якщо під час пожежі один вихід ста­не непридатним для евакуації.

У житлових, секційних будинках і в приміщеннях місткістю до 50 осіб допускається один евакуаційний вихід.

Розмір дверей і сходів встановлюється залежно від ширини по­току. Пропускна здатність дверей шириною 0,9-1,0 м дорівнює 48-52 люд./м • хв.; при ширині 1,35-1,4 м — 58-60 люд./м ■ хв.; при ши­рині 1,7-1,8 м — 62 люд./м ■ хв.

Щоб зберегти ритм руху людей, який був у них на горизонталь­них ділянках шляху, необхідно, щоб висота східців була не меншою за 15 см і не більшою за 18 см.

Найбільший нахил шляхів евакуації людей в будівлях громад­ського призначення для сходових маршів має бути 1:2, для пандусів усередині — 1:6, для пандусів ззовні — 1:8.

Методика розрахунку часу на евакуацію

Визначення часу евакуації людей дозволяє прогнозувати цей процес та передбачати необхідні умови безпеки при проек­туванні будівель та споруд, особливо з масовим перебуванням людей.

Розрахунок починають з визначення розрахункового часу ева­куації, який надалі буде нормою. Розрахунковий час евакуації Т_Р має бути меншим або дорівнювати необхідному часу евакуації Т_нб.

г_р<т_нб. (4.39)

Якщо ця умова витримується, то евакуаційні шляхи й виходи сплановано правильно. У протилежному випадку проектне рішення змінюється й розрахунок переглядається.

Розрахунок часу евакуації поділяється на два етапи:

• розрахунок г_Р — розрахункового часу евакуації;

• розрахунок х_нб — необхідного часу евакуації.

Для проведення відповідних розрахунків необхідно знати об'єм приміщення (IV, м³), кількість людей, що перебувають у приміщенні (ТУ, люд.), категорію виробництва за пожежною та вибуховою небез­пекою, схему шляхів евакуації, вид приміщення (промислове, гро­мадське, допоміжне), висоту поверху, площу поверху, ступінь і ме­жу вогнестійкості будівлі, ширину коридорів, проходів, пору року (тепла +10 °С або холодна — нижче +10 °С).

Після визначення необхідного часу евакуації треба переконати­ся, що т_Р і т_нб задовольняють вимоги формули. Коли виявиться, що розрахунковий час евакуації т_Р більший за необхідний т_нб, тоді роз­рахунковий час слід взяти як необхідний і провести перерахунок шляхів евакуації в будівлі по довжині та ширині.

При розрахунках потрібно враховувати вимоги максимально до­пустимої довжини шляху залежно від щільності людського потоку. Щільність людського потоку визначається як відношення кількості людей, що пройшли евакуаційним шляхом, до площі цього шляху.

Інтенсивність руху людського потоку — це кількість людей, що проходить через 1 м ширини шляху або проходу за одиницю часу (питома пропускна здатність). Експериментальне значення інтенсив­ності руху у двірній щілині при щільності потоку 0,9 і більше дорів­нює 8,5 м/хв. Вона встановлена для дверей шириною 1,6 м і більше. Для дверей меншої ширини інтенсивність руху визначають за відпо­відними формулами.

Кількість людей, що підлягають евакуації (ТУ), визначається від­повідно до кількості працюючих у найбільш завантажену зміну.

Розрахунковий час евакуації людського потоку т_Рі хв, визначають як суму часу руху людей на окремих ділянках шляху за формулою:

= т_І + т₂ + тз+.-.+ Тб (4.40)

де ті — час руху людського потоку на початковій ділянці, хв;

г₂...г/ — час руху людського потоку на кожній з наступних ді­лянок після початкової, хв.

Час руху людського потоку на першій ділянці шляху визнача­ють за формулою:

т,~, (4.41)

де У\ — значення швидкості руху людського потоку на горизон­тальному шляху першої ділянки, залежить від щільності потоку Д м/хв.;

/ — відстань від найбільш віддаленої людини до найближчого виходу, м.

Щільність людського потоку П на першій ділянці шляху довжи­ною /і та шириною 3\ визначають за формулою:

_А=ІІ!_А (4.42)

де N— кількість людей на першій ділянці;

/—середня площа горизонтальної проекції людини.

Горизонтальна проекція людини (м²/люд.) залежить від пори року. Для дорослої людини в домашньому одязі вона становить 0,100, у зимовому одязі — 0,125, для підлітка — 0,07.

Швидкість руху людського потоку на наступних, після першої, ділянках шляху, розраховують залежно від значення інтенсивності руху У\ на кожній із цих ділянок, які треба визначити, у тому числі і для дверних прорізів, за формулою:

_Чх = ^Ні-^{х м}, (4.43)

де #ь ?м — значення інтенсивності руху людського потоку на ді­лянці шляху, що розглядається, і попередня, м/хв.; З_и <5м — ширина розглянутої та попередньої ділянок шляху, м. Значення інтенсивності руху людського потоку на першій діля­нці шляху Ці = ді визначають за значенням щільності людського по­току В за формулою (4.43).

Якщо значення 3\ визначене за формулою, менше або дорівнює значенню <7_шш:, то час руху на ділянках / - 1 шляху визначають за формулою:

(4.44)

При цьому значення V для горизонтального шляху допуска­ється 16,5; дверних прорізів — 19,6; сходів униз — 16,0; сходів угору — 11,0 м/хв.

Якщо значення #_ь визначене за формулою, буде більшим за #_ШШг, тоді ширину 5\ даної і - 1 ділянки шляху потрібно збільшити на величину, щоб витримувалася умова:

Яі<Чтах- (4.45)

При злитті на початку ділянки двох і більше людських потоків інтенсивність руху визначається за формулою:

Чі = ' ' > (4-46)

^Зі

де <у_м — інтенсивність руху людських потоків, що злилися на по­чатку ділянки.

Якщо значення #_ь визначене за формулою, більше за ц_тах, тоді ширину даної ділянки шляху після злиття потоків треба збільшити.

Визначивши час руху людського потоку по кожній ділянці шля­ху евакуації, визначають розрахунковий час евакуації г_Р з даної ви­робничої будівлі й порівнюють його з необхідним часом евакуації т_нб. Необхідний час евакуації визначають за таблицями, беручи до уваги ступінь вогнестійкості будівель, їхній об'єм, категорію вироб­ництва за вибухопожежною небезпечністю.