ПРИЛОЖЕНИЕ № 2 РЕСТРУКТУРИРОВАННАЯ АНАЛИТИЧЕСКАЯ СИСТЕМА ПРОГНОЗИРОВАНИЯ ДВИЖЕНИЯ ЛЮДСКОГО ПОТОКА ПРОГНОЗИРОВАНИЕ ПРИМЕРНОЙ ПРОДОЛЖИТЕЛЬНОСТИ ЭВАКУАЦИИ ИЗ ПОМЕЩЕНИЙ И ЗДАНИЙ ПУТЕМ ОЦЕНКИ ВРЕМЕНИ НЕОБХОДИМОГО ОТДЕЛЬНЫМ ЛИЦАМ ИЛИ НЕСКОЛЬКИМ ГРУППАМ ДЛЯ НАВИГАЦИИ ПО АВАРИЙНЫМ ВЫХОДАМ ИЗ УДАЛЕННЫХ МЕСТ ВНУТРИ ПОМЕЩЕНИЯ

На рис. представлена схема плана типового этажа корпуса
технического вуза. Здание второй степени огнестойкости имеет
7 этажей На этаже размещаются помещения кафедр и помещения
для занятий по половине группы, размером в осях 66
м, которые могут объединяться в общую аудиторию для занятий
целой группы (размером в осях 69
м и 6

Замечание экспертаРасстояние по путям эвакуации от дверей наиболее удаленных помещений третьего этажа в осях К-М/4-5 до выхода в лестничную клетку не обосновано принято более 10 м (ст,8; ч.6, ст.15 № 384-ФЗ; ст.53 № 123-ФЗ; п.6.23* СП 118.13330.2012; п.5.2.23 СП 1.13130.2009).

Ширина коридора в осях К-М/4-5 в свету составляет 1,27 м, а его длина составляет 5 м. Поток в коридоре формируется на участках от выходов из помещений №30, №31 и №32, до проема отделяющего его от поэтажного коридора (коридора расположенных между лестничными клетками или наружными выходами).

Плотность людского потока на участке его формирования в коридоре определяется как количество людей N, выходящих на него, к его площади. Количество людей для офисного помещения принимается из расчета 6 м.кв на 1 чел. (п.8.3.7 СП 1.13130) и по 1 чел. на технические помещения (по технологии), итого 5 чел.

Плотность людского потока (D1) на для тупикового участка коридора, м2/м2, вычисляют по формуле:где N1 — число людей на участке, чел.;

L – длина участка;

— ширина участка;

S – площадь горизонтальной проекции человека в зимней одежде.

• f — средняя площадь горизонтальной проекции человека, принимаемая равной, м2/,• взрослого в домашней одежде  0,1• взрослого в зимней одежде  0,125• подростка  0,07Площадь горизонтальной проекции человека f, м2/чел. принимается в зависимости от состава людей в потокеПримечание. Нет методики расчета для «смешанных» людских потоков.

При дверях, открывающихся из помещений в коридоры, ширина о коридора должна приниматься уменьшенной:- на половину ширины дверного полотна — при одностороннем расположении дверей;- на ширину дверного полотна — при двустороннем расположении дверей.

В соответствии с табл. 6.4 п.6.23 СП 118.13330.2012 плотность людского потока составляет до 2 чел/м2, таким образом расстояние по путям эвакуации от дверей наиболее удаленных помещений (за исключением групповых) в здании ДОО должно быть не более 30 м.

Кинематические закономерности движении людских потоков. Движение через границы смежных участков пути

В простейшем случае движения людских потоков имеем следующую ситуацию.

По участку n имеющему ширину δn, к границе со следующим участком (n+1), имеющему ширину δn+1,подошёл людской поток численностью N человек. По  прошествии времени t весь поток перешёл на уча­сток n+1 и занял часть его длины Δln+1. Спрашивается: с какими же значениями параметров двигался поток по участку n+1? Для облегчения понимания процесса перехода была принята упро­щенная модель людского потока.

Упрощение состояло в том, что «по­скольку количество людей, составляющих головную и замыкающую части, относительно невелико по сравнению с основной массой, то вполне воз­можно показать поток в виде прямоугольника».

По­этому для аварийных условий необходимо обязательно учитывать так называемое растекание потока и, следовательно, постепенное изменение его плотности.»).

Размещение людей в потоке ни занятом нм участке Δln принимается равномерным, а ширина потока b равной ширине участков, по которым он перемешается, т.е., соответственно, δnи δn+1.

Впервые этот вопрос было предложено решить следующим образом: «Если известна плотность D1 потока на данном участке пути шириною δ1, то его плотность D2 на следующем по ходу движения участке шириной δ2 определяется из выражения D2=D1 δ1/δ2 “

Однако, предположим, что людской поток численностью N человек и с плотностью D1 двигается по горизонтальному участку постоянной шири­ны δ1, разделенному проёмом шириной δ0. Следовательно, плотность в проёме будет равна:

D0=D1δ1 /δ0  чел/м2.

Соответственно плотность на последующем после проёма участке пути:

D1=D0 δ0/δ1 чел/м2.

Из расчёта следует, что плотность на участках перед проёмом и после проёма при равной ширине участков оказывается одинаковой даже в том случае, когда пропускная способность проёма меньше пропускной способ­ности предшествующего проёму участка.

Очевидно, что пропускная спо­собность участка не может быть больше пропускной способности предше­ствующего ему проёма. Иначе говоря, участок не может пропустить боль­шее количество людей, чем на нею поступает за то же время с предыдуще­го участка.

Из расчёта также следует, что движение через проём протекает при постоянной плотности. Следовательно, при одном и том же количестве людей, но при разных ширинах предшествующего проёму участка, плот­ность в проёме не меняется.

Однако при большей ширине участка и, сле­довательно, при меньшей плотности скорость будет больше, то есть коли­чество подходящих к проёму людей в единицу времени будет больше. По-видимому, предпосылку расчёта, вытекающую из выражения сле­дует признать неточной.

Возможны два случая:

первый — поток переходит через границу участков без задержки;

второй — перед границей следующего участка происходит задержка людей

В первом случае, если задержки движения на границе участков не происходит, то время, которое потребуется потоку для окончания движе­ния по участку n (пройти оставшийся отрезок длиной Δln=N/Dnδn) со­ставит:

tn=Δln/Vn =N/Vn Dn δn

Ясно, что это время движения замыкающей плоскости потока по участку n.

За это же время поток пройдёт по участку n+1 отрезок пути длиной Δln+1  при неизвестной плотности Dn+1 и неизвестной скорости движения Vn+1. Длина этого отрезка составит: Δln+1 =N/Dn+1 δn+1 а время:

tn+1= Δln+1/Vn+1 =N/Vn+1 Dn+1 δn+1

Но, поскольку tn = tn+1, то, следовательно, Vn Dn δn= Vn+1 Dn+1 δn+1 Обозначим величину D V через q, тогда можно записать:

qn+1 = qn δn /δn+1

Это соотношение впервые было установлено (иным способом) лишь в 1957 году. Позже величина q была названа интенсивностью движения людского потока, «так как значения q, не зависящие от ширины пути, ха­рактеризуют кинетику процесса движения людского потока.

Значения ин­тенсивности движения соответствуют значениям пропускной способности пуги шириной 1м».

(Следует отметить, что величина «интенсивность движения», обозначаемая также через q используется и в теории транс­портных потоков, хотя и имеет несколько иную интерпретацию).

Каждому значению интенсивности движения соответствует опреде­лённое значение плотности потока, поэтому по найденному qn+1 = qn δn /δn+1 значению интенсивности движения по участку n+1 всегда можно определить соот­ветствующее ему значение плотности Dn+1,а по нему — и значение скоро­сти Vn+1.

Каков же характер кинетики людского потока, характеризуемый ин­тенсивностью ею движения?

Поскольку эта величина является произведением двух величин, при возрастании одной из которых (D) вторая (V) снижается, то при любом ви­де зависимости V=φ(D), это произведение должно иметь максимум, qmax.

Положение и значение максимума зависит от вида функции V=φ(D) и от её конкретных значений. Для примера в таблице 1 приведены значения V и q. Графики зависимости q =φ(D) при соответствующих значениях V* и V** приведены на рис.3

Таблица 1. Изменение значений интенсивности людского потока q от вида зависимостей скорости его движения от плотности потока.

Рис. 3 Графики функции q=φ(D)

Поскольку произведение интенсивности движения на ширину участка показывает количество людей, проходящих в единицу времени через попе­речное сечение участка пути, занятому потоком, то величина людского по­тока Р равна Р = qb, чел/мин.

Здесь b — именно ширина потока, которая в данном случае ограниче­на конструкциями пути эвакуации; это хорошо понятно в случае движения людского потока по участку неограниченной ширины, когда ширина потока н ширина участка пути (вестибюля) не совпадают.

Можно сказать, что геометрия путей движения деформирует поток, вынуждая его принимать различную ширину и длину; величина же потока, как показыва­ет соотношение qn+1 = qn δn /δn+1, остаётся, при обеспечении беспрепятственности его движения, неизменной.

Иная ситуация складывается во втором случае движения людского потока через границы смежных участков пути, когда недостаточная шири­на последующего участка (n+1) заставляет поток двигаться с интенсивно­стью больше максимальной (значение qn+1, определённое по формуле qn+1 = qn δn /δn+1, больше значения qmax для данного вида пути), что невозможно.

Поэтому часть людей не может перейти на последующий участок пути и скаплива­ется перед его границей, в чрезвычайных ситуациях — при максимальной плотности Dmax. Продолжающие подходить к скоплению люди, надавли­вают на находящихся в нём людей. В следующий момент времени они са­ми оказываются под давлением вновь подошедших людей. Плотность в скоплении может достичь физического предела.

Давление людей друг на друга продолжает расти и никто из них уже не можег ею регулировать, а оно достигает таких величин, которых не может выдержать человеческий организм длительное время. Спустя 3-4 минуты в нем уже возникают про­цессы компрессионной асфиксии, сопровождающиеся тканевым и костным травматизмом.

Очевидная опасность таких ситуаций определила большое внимание к их исследованиям в местах наиболее вероятного образования в дверных проёмах.

Эти исследования показали, что люди, подходя к более узкому участ­ку пути, в частности к проёму, заранее несколько корректируют направле­ние своего движения к центру.

В результате происходит взаимное сближе­ние человеческих тел и соответствующее уплотнение потока. При этом взаимное расположение тел приближается по виду к непрерывной вогну­той цепи.

Чем меньше ширина проёма, тем ближе люди в этой цепи вы­нуждены прижиматься друг к другу. В проёме люди образуют своего рода арку, пяты которой упираются в дверную коробку, причем выпуклость ар­ки направлена в сторону, противоположную направлению движения, рис. 4.

Явление возникновения арки тесно связано с возникновением эффекта «ложного проема». При проходе через дверной проем, люди стремятся из­бежать быть прижатыми к косяку проема. Для этого люди, идущие с боков, отталкиваются от косяка к центру проема.

Они на короткое время умень­шают действительную ширину проема, создавая тем самым «эффект лож­ного проема», рис.4. Одновременно люди, идущие ближе к оси проема, оказываются в зазоре между людьми, идущими с боков, и при определен­ных условиях как бы заклинивают проем, образуя арку.

Рис.4. Движение людского потока через проемы при их недостаточной пропуск­ной способности: а) схема образования арки, б) эффект ложного проема.

Существование арки носит пульсирующий характер, устойчивое ее положение явление редкое. Причем, арки редко возникают в проемах шириной 1,2м и практически не образуются в проемах шириной более 1.6м.

На рис.4 буквой Р обозначено усилие, сообщаемое звену арки тол­пой людей. Это усилие в арке раскладывается на систему сил, вызываю­щих и боковые давления (Т) на торцы элементов арки (плечи людей). Тор­цовые усилия могут быть вычислены по формуле T=P/2sin0,5φ. из кото­рой видно, что силы, которыми человек зажат с богов тем больше, чем значительнее давление на арку (Р) со стороны толпы и меньше угол φ. Си­ла Р слагается из усилий, оказываемых людьми, оказавшимися в каждом секторе толпы, спирающемся на человека в образовавшейся арке.

Такие усилия создаются людьми сознательно или бессознательно, когда они смещают центр тяжести своего тела в сторону арки и отставляет свою ногу в противоположном направлении для упора. Расчёты показыва­ют, что силы Р могут составлять более 100 кг, а Т — более 150 кг.

Мри таких силах сдавливания человеку трудно самостоятельно вырваться из арки и, сели арка не разрушается, то их воздействие может привести к увечьям и даже смерти. Печальные по­следствия их практического подтверждения давно известны.

Так. в ре­зультате образования скоплений перед выходами во время паники в театре Броклона (г. Нью-Йорк) в 1879 году погибло 283 человека. К сожалению, они продолжают происходить и в наше время.

Оставаясь в рамках модели с равномерным распределением людей по длине потока, следует считать, что образование скопления начинается сра­зу, как только передняя граница потока на участке n достигнет границы с участком n+1. Перед этой границей образуется скопление с плотностью Dmax, состоящее из людей, не успевших перейти её до подхода следующей части потока с плотностью Dn.

Таким образом, образуется поток, состоя­щий из двух частей с разными плотностями. Поскольку скопление растёт, то граница между этими частями потока перемещается в направлении, противоположном направлению движения потока.

Интенсивность движения в скоплении qDmax определяет и величину людского потока на последующем участке пути, т.е. то количество людей, которое может перейти на него из скопления перед его границей за едини­цу времени: Р = qDmaxδn+1. При этом возможны два варианта развития про­цесса движения людского потока но участку n+1.

Первый вариант: поток продолжает движение при плотности Dmax. Второй вариант: люди, перехо­дя на участок n+1, имеют перед собой пространство свободное для движе­ния, поэтому они увеличивают скорость до значения Vn+1, соответствую­щего значению интенсивности движения в скоплении qmax, но при значе­нии плотности в интервале до D при qmax.

Слияние людских потоков

Слияние людских потоков может происходить на участках пути, где соединяются несколько путей и идущие по ним потоки, слившись в общий поток, затем идут по общему пути.

Таким образом, процесс слияния всегда сопровождается процессом движения потоков через границы смежных участков пути.

Только, в отли­чие от рассмотренного выше, в данном случае участку общего пути дви­жения (n+1) будет предшествовать не один, а несколько, по крайней мере, два или три (n1, n2 и n3) участка. И здесь так же возможны два случая: беспрепятственное движение через границу смежных участков пути или образование скопления людей перед границей участка n+1.

Очевидно, что одновременный подход головных частей потоков к ме­сту слияния в практике встречается редко.

Как правило, люди из боковых проходов выходят либо в общий проход без слияния, либо вклиниваясь в поток идущих людей (рис.5.). Слияние людских потоков происходит при выполнении условия слияния потоков: передний фронт потока n, должен подойти к месту слияния до того, как последний человек из потока n пройдет место слияния потоков, т.е.:tn1≤tn2

Рис. 5. Слияние людских потоков.

Если слияние потоков происходит, то величина объединенного потока равна сумме величин сливающихся потоков, если ширина участка, на гра­нице коюрою они сливанлси, достаючна дли сю беспрепятственною движения, т.е. соблюдается условие qn+1=S(qn δn/δn+1)

Если же пропускная способность последующего участка пути недо­статочна, то перед его границей с участками n1 , и n2 на этих участках об­разуются скопления людей с максимальной для данных условий плотно­стью, а поток, переходящий на участок n+1, будет иметь параметры дви­жения. соответствующие q при Dmax.

Людской поток

К сожалению, подобных классических законов, описывающих пове­дение и движение людей в потоке эвакуирующихся при пожаре, не извест­но. Поэтому, чтобы «заглядывать в будущее» эвакуации необходимо было прежде суметь «увидеть» прошлое движение 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.

Не смотря на очевидность такого определения, оно не определяет ни структуры, ни характеристик людского потока как процесса, явно имею­щего социальную природу и показатели, далёкие от привычных при опи­сании физико-технических явлений (потоков жидкостей, электрического тока, сыпучих веществ и т.п.).

Именно эти различия и объясняют, по-видимому, тот факт, что этот веками и повседневно наблюдаемый про­цесс не имел технического описания, пригодного для использования при проектировании коммуникационных путей и для разработки мероприятий по обеспечению безопасности эвакуации людей в чрезвычайных ситуаци­ях.

По-видимому, не простая для человеческого восприятия структура людского потока определила первоначальное его описание как массы лю­дей, состоящей из рядов, идущих в затылок друг другу люден — «элемен­тарных потоков» .

Такая модель, быстрее, соответствует воинскому подразделению на марше, чем неорганизованному перемещению людей, обгоняющих друг друга или идущих каждый в своём 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.

Рис. 1 Схема людского потока: 1 головная часть; 2 основная: 3 замыкающая.

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.

Ширина потока b, как правило, обусловливается свободной для движения шириной участка, ограниченного ограждающими конструкци­ями, которые нарушают равномерность распределения людей в потоке, поскольку между ограждающими конструкциями и массой людей при движении всегда образуются зазоры Δδ, соблюдаемые людьми из-за неизбежного раскачивания при ходьбе и опасения задеть конструкцию или какую-нибудь выступающую ее деталь.

Поэтому движение людей в середине потока происходит при большей плотности, чем по краям. Ширина, которую людской поток использует для движения, называют шириной потока или эффективной шириной участка пути. Ве­личины зазора, на которую уменьшается эффективная ширина участков различных видов пути в свету, приведены на рис. 2.

Рис. 2. Разница между эффетивной шириной и шириной в свету участков различных видов пути

Движение людей в потоке не прямолинейно и имеет сложную траек­торию. Наблюда­емыми параметрами людского потока являются: количество людей в пото­ке N, его плотность D, скорость V и величина потока P. Плотность людского потока Di — отношение количества людей в по­токе (Ni) к площади занимаемого им участка, имеющего ширину bi  (для простоты вычислений ширину потока принимают равной ширине участка) и длину li: Di= Ni /bi li чел/м2. Плотность потока определяет свободу движения людей в нем, и, как следствие, соответствующий уровень комфортности людей.

Расчётное время эвакуации людей

Расчётное время эвакуации людей tp на каждом этапе эвакуации, представляющее собой сумму времени движения людского потока по участкам (i) маршрута эвакуации tp =S tp,i=Sli/Vi при принятых объёмно-планировочных решениях здания зависит, как видно, от длины li участ­ков, составляющих маршрут, и скорости движения по ним. Значение рас­чётной скорости свободного движения должно соответствовать психоло­гическому состоянию людей в начале эвакуации и их физическим воз­можностям. Анализ эмоционального состояния людей перед началом эва­куации показал корректность выбора категории движения «повы­шенная активность» для построения расчетной зависимости между скоростью и плотностью людского потока в чрезвычайных ситуа­циях (интервал скорости свободного движения 1,5 -2,0 м/с.). Большинству людей разных возраст­ных групп достаточно идти при эвакуации быстрым шагом. Людям старше 60-ти лет необходимо для этого перейти на темп движения «спокой­ный бег», что на короткое время эвакуации вполне возможно.

Оценивалась и вероятность возникновения паники в начале эвакуа­ции. При этом принимались во внимание и данные о том, что но характеру реакции в опасной ситуации люди могут быть подразделены на следующие категории:

Эффективность влияния элементов СОУЭ показывают данные, полученные в ходе экспериментов и представленные на рис.1. Эти данные показывают, что использова­ние СОУЭ для организации движения людских потоков ведет к увеличе­нию количества людей, выбравших оптимальный (кратчайший) путь и снижению количества людей, выбравших критический путь эвакуации.

Рис. 1. Влияние элементов СОУЭ на выбор маршрута эвакуации: оптимально­го (кратчайшего пути), нейтрального и критического (наиболее продолжительного и загруженного).

Нормативные требования к организации СОУЭ приведены в НПБ 104-03 «Системы оповещения и управления эвакуацией людей при пожа­рах в зданиях и сооружениях». В настоящее время существует 5 типов си­стемы оповещения. Предусмотрены следующие способы оповещения: звуковой (сирена, тонированный сигнал и др.), речевой (передача специ­альных текстов), световой (световые мигающие указатели “Выход”, ста­тические и динамические указатели направления движения).

СОУЭ 3-5 типов предусматривают разделение здания на зоны пожарного оповеще­ния, возможность реализации нескольких вариантов организации эвакуа­ции из каждой зоны оповещения и обеспечение координированного управления из одного пожарного поста-диспетчерской всеми системами здания, связанными с обеспечением безопасности людей при пожаре. Важно отметить, что содержание сообщения о пожаре, тональность, тембр и некоторые другие аспекты имеют решающее значение для эф­фективности оповещения о пожаре. В настоящее время, этим вопросам в нашей стране не уделяется достаточного внимания.

При принятых принципах и структуре нормирования, нормирование расчётной детерминированной зависимости между скоростью и плотно­стью людского потока приобретало особое значение по следующим сооб­ражениям. Использование кинематических закономерностей ограничива­лось соотношениями qi=qi-1δi-1/δi≤qmax и qi=Sqi-1δi-1/δi≤qmax при движении по последовательно расположенным участкам пути и при их слиянии на границе участка i соответственно. Имелось также указа­ние, что при невозможности выполнения этих условий интенсивность и скорость движения людского потока по участку пути i определяется при значении Dmax и более.

Таким образом, возможное растекание людско­го потока и переформирование его части с впереди идущей, менее плотной частью, не учитываются. Это было принято для большей гарантии соответствия расчетного результата возможному пессимистическому ва­рианту развития процесса в действительности. Поэтому установление расчётных детерминированных зависимостей между параметрами люд­ских потоков, дающих значения расчётного времени эвакуации близкого к максимальному при стохастическом моделировании времени заверше­ния эвакуации, должно было, по возможности, компенсировать потери описания случайного по природе процесса его детерминированным пред­ставлением в нормировании.

Завышение расчётных скоростей движения может привести к тому, что расчётное время эвакуации окажется меньше фактического. Их зани­жение ведёт к тому, чтэ соответствующие им меньшие значения интен­сивности движения приведут к назначению меньшей требуемой ширины эвакуационных путей и выходов, а это особенно опасно, поскольку ведёт к образованию скоплений людей с максимальной плотностью. При этом следовало учитывать, что установленные расчётные зависимости будут использованы в дальнейшем для нормирования размеров эвакуационных путей и выходов, удовлетворяющих критериям обеспечения безопасности эвакуации людей из помещений и зданий различного назначения:

-своевременности t р< tнб

-беспрепятственности Dι< Dпр= D при qmax (что эквивалентно qi ≤qmax) при известных значениях

Поэтому было принято следующее решение:

—  провести стохастическое моделирование людских потоков при их движении по эвакуационным путям, схемы которых имеют применение при массовом гражданском и промышленном строительстве;

—  получить по результатам моделирования распределение плотности вероятности времени окончания процесса;

—  принять в качестве расчётной зависимости ту реализацию случай­ной функции VD=V0(1-ajln(Di/D0)), которая будет давать наиболее близкую аппроксимацию значений максимального времени эвакуации.

Выполнение первого условия обеспечения безопасности людей при эвакуации требует соблюдения условия SNi/qi+1bi+1+Δt≤tнб  , где Δt = li/Vi, время движения по начальным (боковым) участкам пути.

Но SNi/qi+1bi+1= li+1SNi/(li+1bi+1Di+1Vi+1,)= li+1/Vi+1 и поэтому это условие всегда будет выполняться, если li+1/Vi+1 + li/Vi≤tнб , а соотношение между шириной смежных участков пути будут устанавливаться в соответствии с формулами:

bi = N­i/Dili , или bi = fN­i/Dili,

qi= Di Vi

bi = Рi-1/qmax и qi=qi-1b­i-1/b­i  .

Благодаря включению этих соотношений в нормативный документ высшего уровня (в то время — СНиП II-2-80), их выполнение становится нормативным требованием и для назначения размеров эвакуационных пу­тей п выходов во всех видах зданий и помещений.

Общая расчётная схема представляет собой несколько последова­тельно расположенных боковых участков, людские потоки с которых вы­ходят на общий путь, состоящий из участков (Δl), соединяющих боковые участки. Геометрические размеры участков общей схемы и параметры людских потоков на них могут различаться, но процесс движения люд­ских потоков по ним будет иметь общий характер — последовательное слияние и переформирование людских потоков с боковых направлений на участках общего пути, давая общую качественную картину формиро­вания параметров движения.

Значения Δl от 1 до Зм характерны для схем эвакуационных путей в помещениях, от 3 до 9 м — для коридоров, от 9 до 18 м для лестничных клеток. В каждом конкретном случае применения общей расчётной схемы, значения параметров движения людских потоков в различные мо­менты времени на её участках будут различны, но характерным является то. что в любом случае по прошествии некоторого времени происходит стабилизация их величин. Количество источников также может широко варьироваться. Исследование стабилизации параметров процесса показы­вает, что для его моделирования оно может быть принято не более пяти.

Значения плотности людских потоков на участках формирования различ­ны для помещений различного назначения, но не превосходят 4 чел/м2 (в рядах зрительских мест), а при эвакуации из помещений и далее но маршруту движения должны быть ограничены но условиям беспрепят­ственности движения величиной 5 чел/м2 для горизонтальных путей и проёмов и 4 чел/м2 для лестниц вниз (соответствуют максимальному зна­чению интенсивности движения по этим видам путей).

Были построены распределения вероятностей значений времени за­вершения эвакуации при различных вариантах использования общей рас­чётной схемы путей для людских потоков со значениями случайной ве­личины V0 из принятого интервала её возможных значений. Их анализ показал, что достаточно точную аппроксимацию максимальных значений tp даёт детерминированная зависимость скорости от плотности потока при V0=100 м/мин для движении по горизонтальным путям, через проёмы, по лестнице вниз и 60 м/мин для движении по лестнице вверх. Они и были приняты в качестве расчётных зависимостей в СНиП II-2-80, которые затем были заимствованы и в ГОСТ 12.1.004- 91.

Таким образом, применённый метод установления расчётной зави­симости максимально использовал имевшиеся возможности детермини­рованной аппроксимации случайной функции.

Однако, положение расчётного значения V0, в интервале вероятных значений скорости свободного движения люден при активном движении показывает, что интервал значений V0 ≥ 100 м/мин составляет только 84% вероятных значений. Интервал V0 менее 100 м/мин остаётся вне сферы нормирования, а в этом интервале наиболее вероятны значения скоростей движения людей из маломобильных групп населения.

Повышение внимания в стране в последнее десятилетие прошлого века к созданию для инвалидов и людей с ослабленным здоровьем более благоприятных условии их быта, отдыха и труда привело к разработке СНиП 35-01-2001: «Доступность зданий и сооружений для маломобиль­ных групп населения», в которых впервые приведены расчетные за­висимости между параметрами людских потоков, состоящих при эвакуа­ции из таких людей. Базой для них послужили данные проведённых к тому времени натурных наблюдений.

Учи­тывая объекты натурных наблюдений, следует иметь ввиду, что эти зави­симости в большей мере корректны для достаточно однородных потоков соответствующих групп населения, которые характерны для специализи­рованных учреждений и для общественных зданий, среди посетителей которых процент таких люден очень велик. Поэтому обеспечение воз­можности учёта вероятности присутствия (определённого %) таких лю­дей в составе смешанных людских потоков большинства общественных и производственных зданий остаётся актуальной, тем более что СНиП 21- 01 требует: «4.1. В зданиях должны быть предусмотрены конструктив­ные. объёмно — планировочные и инженерно — технические решения, обеспечивающие в случае пожара возможность эвакуации людей неза­висимо от их возраста и физического состояния наружу на прилегающую к зданию территорию (далее — наружу) до наступления угрозы их жизни и здоровью вследствие воздействия опасных факторов пожара».

Учитывая эти факты, МГСН- 4.19-2005  впервые нормируют связь между параметрами людского потока в виде случайной функции следующим образом: «Скорость движения людского потока при плотно­сти D , на i-ом отрезке участка пути k-го вида — случайная величина VD,K, имеющая числовые характеристики:

Do,k — предельное значение плотности людского потока, до достиже­ния которого возможно свободное движение людей по k-му виду пути (плотность не влияет на скорость движения людей);

ak — коэффициент адаптации людей к изменениям плотности потока при движении по k-му виду пути;

Di значение плотности людского потока на i-ом отрезке (Δl) участ­ка пути шириной b1 , чел./м2;

m — коэффициент влияния проема.

Значения перечисленных параметров приведены в таблице.

Статью прислал: pentagon

Схема плана типового этажа
технического вуза

Абсолютно симметричное размещение лестничных клеток (А, Б, В
и Г) позволяет подразделить план на четыре равные зоны. На
рис. приведена схема планировки одной из таких зон,
обслуживаемых лестничной клеткой Б, с указанием количества
людей, эвакуирующихся из каждой аудитории, и маршрутов их
движения в лестничную клетку Расчетная схема путей эвакуации
и движения людских потоков дана на рис.

В каждом помещении аудиторий находится менее 50 чел. и
расстояние от любой точки в ней до выхода не превышает 25 м,
поэтому согласно п. 3.5 и СНиП 2.08.02-85 из аудиторий может
быть один выход в коридор с минимальной шириной двери выхода
из помещения, равной 0,9 м.

Ширина коридора в свету

составляет 2,6 м. Поток в коридоре формируется на участках
от выходов из помещений, наиболее удаленных от лестничной
клетки Б, до дверного проема, отдаляющего его от поэтажного
холла, т. е. на участках (слева и справа по отношению к
лестничной клетке) длиной

= 6 + 6 + 1,5 = 13,5 м. Плотность людского потока на участке
его формирования в коридоре определяется как количество
людей
выходящих на него, к его площади. При этом следует учитывать
неодновременность использования всех помещений, принимая
расчетную численность студентов с коэффициентом К = 0,8 от
проектной вместимости помещений. Следовательно, расчетная
плотность людского потока на участке формирования в коридоре
определится по формуле

=  =
6

0,8 / 2,6

13,5 = 1,91

По табл. 6 СНиП 2.08.02—85 этому значению плотности
соответствует допустимое расстояние от наиболее удаленного
выхода из помещения до выхода в лестничную клетку:

60 м — из помещений, расположенных между лестничными
клетками;

30 м — из помещений с выходами в тупиковый коридор.

Фактические расстояния в рассматриваемом проекте составляют
13,5 + 6 + 2 = 21,5 м, что меньше нормативных.

Двигаясь по пути эвакуации, людские потоки проходят через
три дверных проема. Следует определить их требуемую ширину
,
согласно данным п. 3.9 СНиП 2.08.02—85 по формуле

NK / 165 = Np 165

— суммарное количество людей (с учетом неодновременности
использования аудиторного фонда вуза), чел.; 165 —
нормативное для зданий

степени огнестойкости количество людей, пропускаемых 1 м
ширины двери без образования скоплений людей перед ней, чел.

Через дверной проем, отделяющий коридор от поэтажных холлов,
эвакуируется 

= 67,2 чел., следовательно

=
67,2 / 165 = 0,41 м ,

и поэтому может быть принята равной минимально допустимой
ширине 1,2 м.

Перед следующим дверным проемом на путях эвакуации
расположен дверной проем в лифтовый холл. Передним сливаются
людские потоки, идущие с правой и левой частей коридора.
Суммарное расчетное количество людей составляет

67,2 = 134,4 чел. Требуемая расчетная ширина дверей этого
выхода составит

=
134,4 / 165 = 0,81 м

и должна быть принята минимально допустимой, равной 1,2 м.

Поскольку количество людей, эвакуирующихся через последующий
выход (выход из лифтового холла в лестничную клетку), равно
количеству людей, эвакуирующихся через предыдущий выход, то
ширина этого выхода должна быть такой же, т. е.

= 1,2 м.

Ширина лестничного марша согласно требованиям п. 3.19 должна
быть не менее ширины выхода в лестничную клетку с этажа, т.
е.

= 1,2 м и соответствует минимальной (п. 3.19) для
рассматриваемого вида зданий.

Плотность людского потока D, чел./м2, – отношение количества людей N к площади занимаемого ими участка, имеющего ширину b и длину l.  Иллюстрация возможных значений плотностей приведена на рис. 1.


ПРИЛОЖЕНИЕ № 2 РЕСТРУКТУРИРОВАННАЯ АНАЛИТИЧЕСКАЯ СИСТЕМА ПРОГНОЗИРОВАНИЯ ДВИЖЕНИЯ ЛЮДСКОГО ПОТОКА ПРОГНОЗИРОВАНИЕ ПРИМЕРНОЙ ПРОДОЛЖИТЕЛЬНОСТИ ЭВАКУАЦИИ ИЗ ПОМЕЩЕНИЙ И ЗДАНИЙ ПУТЕМ ОЦЕНКИ ВРЕМЕНИ НЕОБХОДИМОГО ОТДЕЛЬНЫМ ЛИЦАМ ИЛИ НЕСКОЛЬКИМ ГРУППАМ ДЛЯ НАВИГАЦИИ ПО АВАРИЙНЫМ ВЫХОДАМ ИЗ УДАЛЕННЫХ МЕСТ ВНУТРИ ПОМЕЩЕНИЯ

Рис. 1. Иллюстрация значений плотностей людского потока

Важно отметить, что масса людей является сама по себе опасной для составляющих ее людей. В случае неудовлетворительной организации путей движения, плотность людского потока может возрасти до недопустимых пределов, что может вызвать гибель людей от компрессионной асфиксии. Так погибли 30 мая 1999 года 53 человека на входе в станцию метро Немига (Минск), а 24 сентября 2015 года в предместье Мекки долине Мина, во время ежегодного хаджа погибло 1426 человек.

Так как высокие значения плотности (превышающие значения 5 чел/м2) являются опасными, при планировании эвакуации или мероприятия с массовым пребыванием людей следует уделить особое внимание минимизации плотностей людских потоков. Отметим, что нормативные документы США, в частности NFPA 101 Life Safety Code требует присутствия на массовых мероприятиях 1 прошедшего специальную подготовку крауд-менеджера (от англ. crowd- толпа) на каждые 250 человек для обеспечения безопасности больших масс людей. Здесь же отметим, что в случае планирования мероприятия с массовым пребыванием людей, необходимо предварительно решить следующие задачи:

Скорость движения людского потока V определяется физическим состоянием составляющих его людей, их эмоциональным настроем и плотностью потока. Очевидно, что с ростом плотности потока, скорость движения людей в нем падает, рис. 2.


ПРИЛОЖЕНИЕ № 2 РЕСТРУКТУРИРОВАННАЯ АНАЛИТИЧЕСКАЯ СИСТЕМА ПРОГНОЗИРОВАНИЯ ДВИЖЕНИЯ ЛЮДСКОГО ПОТОКА ПРОГНОЗИРОВАНИЕ ПРИМЕРНОЙ ПРОДОЛЖИТЕЛЬНОСТИ ЭВАКУАЦИИ ИЗ ПОМЕЩЕНИЙ И ЗДАНИЙ ПУТЕМ ОЦЕНКИ ВРЕМЕНИ НЕОБХОДИМОГО ОТДЕЛЬНЫМ ЛИЦАМ ИЛИ НЕСКОЛЬКИМ ГРУППАМ ДЛЯ НАВИГАЦИИ ПО АВАРИЙНЫМ ВЫХОДАМ ИЗ УДАЛЕННЫХ МЕСТ ВНУТРИ ПОМЕЩЕНИЯ

Данные рис. 2 показывают, что скорость свободного движения человека (т.е. окружающие люди не создают помех) составляет 100 м/мин, при плотности 2 человека на 1 квадратный метр – уже 60 м/мин, а при плотности 5 чел/м2 – уже в 3 раза меньше, чем в условиях свободного движения. Следует отметить, что плотность превышающая 5 чел/м2 считается опасной для человека. В случае дальнейшего роста плотности людского потока, скорость может упасть до значений 15 м/мин для горизонтального пути (т.е. на преодоление коридора длиной 60 м потребуется 4 минуты) и до 7 м/мин при движении по лестнице вниз (т.е. около 1,5 мин будет тратиться для спуска на 1 этаж). Таким образом, одной из целей разработки плана эвакуации является снижение плотности  на путях эвакуации.

Рис. 2. Средние значения скорости движения в зависимости от плотности людского потока

Приведенные данные показывают, что скорость движения людей и, как очевидное следствие, время эвакуации сильно зависит от плотностей потока на участках движения.

Переформирование людского потока про­цесс выравнивания параметров движения в различных частях потока. В ре­зультате, вне зависимости от исходных параметров, каждая часть потока приобретает параметры впереди идущей части. Скорость переформнрования V — скорость движения границы увеличения впереди идущей части — определяется скоростью перемещения границы между частями потока с различной плотностью.

Рис. 6. Схема процесса переформирования людского потока.

К началу процесса переформирования люди в авангарде второй части потока, имеющей плотность D2, идут со скоростью V2 и разметаются вплотную к первой части, имеющей плотность D1 и скорость V1. По про­шествии времени t все люди из второй части потока разместятся на участ­ке Δln1 с плотностью D1 в конце впереди идущей части, образуя единый поток с этой плотностью D1. Если D1≥D2, то Δln2≤ln2 и Δln2=ln2D2/D1.

На рисунке 2.9. видно, что за время t люди, замыкающие первую часть потока, а вместе с ними и люди из примыкающего авангарда второй части проходят расстояние х+Δln2=V1t. Люди же из замыкающей части второго потока проходят расстояние х + Δln2=V2t. Исходя из приведённых соотношений можно записать: (х + ln2D2/D1)/ V1 = (х + ln2)/V2 и, преоб­разовав, получим

х(1-V1/V2)= Δln2 (q1/q2-1).

Поскольку скорость переформирования потока, т.е. скорость приобре­тения второй    частью потока плотности первой части, неизвестна, то обо­значим её V1. Тогда можно записать x = V1t. Но: x+ ln2D2/D1=V1t и, по­сле алгебраических преобразований, имеем:

V1 = (q1–q2)/(D1-D2).

Подобным образом может быть выведена и формула для расчёта вре­мени переформирования потока:

t1 = Δln2(D1-D2)/D2(V2-V1) = ln2 (D1-D2)/ D1(V2 – V1).

Пока рассматривалась ситуация, в которой плотность людского пото­ка в его впереди расположенной части выше плотности сзади расположен­ной части потока, и, следовательно, V1≤V2. Считается, что и в случае V1≥V2 также происходит переформирование людского потока: люди из второй части потока, идущие с меньшей скоростью, увеличивают скорость и продолжают движения со скоростью первой части.

Если головная часть потока имеет плотность свободного движения, то и весь поток, со време­нем. будет идти со скоростью свободного движения, т.е. с максимальной при данном уровне эмоционального состояния людей. Происходит расте­кание потока. Расчёт процесса растекания потока производится по форму­лам, принимая V1=V0 и D1=D0, т.е. равные значениям при сво­бодном движении людей в потоке.

Однако, очевидно, что для этого все люди в потоке должны иметь одинаковые физические возможности или стимулировать свою подвиж­ность, переходя на более высокий уровень эмоционального состояния.

Та­кое наиболее вероятно в чрезвычайных ситуациях. Частичное растекание потока ежедневно наблюдается в часы пик на пешеходных коммуникациях станций и пересадочных узлах метрополитена. Но здесь же мы наблюдаем и образование г рупп более медленно идущих, не так торопящихся и пожи­лых, люден.

Тогда, соответственно, и t1 = Δln2(Dc-D2)/D2(V2-Vc) = ln2 (Dc-D2
Статью прислал: City_man

Оцените статью
Эвакуаторов.нет