Расчет параметров эвакуации людей при пожаре

Параметры процесса эвакуации

Основными параметрами эвакуации людей из зданий и сооружения являются:

• плотность движущегося потока людей;
• скорость движения потока людей;
• пропускная способность путей эвакуации;
• интенсивность движения потока людей;
• длина эвакуационных путей;
• ширина эвакуационных путей.

Плотность движения людского потока при пожарной эвакуации обычно измеряют в числе человек/$м^2$/ Такую плотность движения потока принято называть абсолютной. Обычно абсолютная плотность движущегося потока людей для взрослого человека колеблется от 1 до 12 человек/$м^2$. Также существует понятие относительной плотности потока, которая определяет степень заполнения эвакуационных путей людьми. Таким образом относительную плотность потока эвакуируемых можно рассчитать по формуле:

$D_0 = (N • f)/(L • b)$, где

• $N$ – число эвакуируемых людей в проходе, шт.;
• $f$ – средняя площадь горизонтальной проекции человека, которая является табличным показателем, $м^2$;
• $L$ – длина участка эвакуационного пути, м;
• $b$ – ширина эвакуационного пути, м.

Скорость движения эвакуационного потока, при максимальных показателях относительной плотности, находятся в пределах от 15 до 17 м/минуту. Нормативными документами скорость движения потока принимается равной 16 м/минуту по горизонтальной поверхности. При движении по лестнице вверх этот показатель должен составлять 8 м/минуту, а движении вниз 10 м/минуту.

Пропускная способность выходов подразумевает количество эвакуируемых, которые проходя через выход шириной один метра, за одну минуту. Пропускная способность выходов зависит от таких показателей как отношения ширины потока к ширине выхода, плотности людского потока при эвакуации и ширины эвакуационных выходов.

На территории Российской Федерации установлена удельная пропускная способность. Для дверей шириной более 1,5 метров этот показателей составляет 60 человек/минуту, а для дверей шириной менее 1,5 метров 50 человек/минуту.

Параметры эвакуационных путей и выходов напрямую зависит от категории производства. Для категорий производства А и Б, где в технологических процессах используются жидкие и газообразные вещества, которые могут стать причиной возгорания, длительность протяжения эвакуационных путей должна быть минимальна. В производствах категории В, где причиной возгорания могут стать твердые горючие вещества, длина эвакуационного выхода может быть увеличена по отношению к длине пути при производствах категорий А и Б. Для производств категорий Г и Д протяженность эвакуационных путей не ограничена.

Количество эвакуационных выходов, путей и их геометрических параметров должны соответствовать четырем условиям:

Количество эвакуационных лестниц должно быть равно минимум двум штукам. Расстояния от места пребывания людей относительно линий свободных проходов или от двери самого дальнего помещения до самого близкого эвакуационного выхода должно быть меньше или равно установленным значениям. Ширина лестниц и эвакуационных выходов не должны быть меньше установленных значений. Ширина эвакуационных выходов и лестниц в сумме не должна быть меньше установленных значений.

Расчет допустимой продолжительности эвакуации при пожаре

Продолжительность эвакуации при пожаре напрямую зависит от такого показателя, как критическая продолжительность пожара, которая определяется временем достижения критических температур для человека.

Для производственных помещений, где применяются горючие жидкости и легковоспламеняющиеся материалы критическая продолжительность пожара можно вычислить по формуле:

$U = (W_{пом} • С • (t_{кр} – t_{н})) / ((1 – φ) • Q • f • n$), где

• $W_{пом} - объем воздуха в здании или помещении, $м^3$;;
• $C$ – удельная изобарная теплоемкость газа, кДЖ/кг • град;
• $t_{кр}$ – критическая для человека температура, 70 градусов по Цельсию;
• $t_н$ – начальная температура воздуха;
• $φ$ – коэффициент, который определяет потери тепла для нагрева конструкций и окружающих предметов, равен 0,5;
• $Q$ – теплота, при которой сгорает вещества, является табличным значением;
• $f$ – площадь поверхности горения, $м^2$;
• $n$ – весовая скорость горения кг/$м^2$ • мин.

Объем воздуха в помещении равен разности геометрического объема помещения и объема предметов и оборудования, находящегося внутри помещения.

Для производственных и гражданских зданий, где применяются твердые горючие вещества критическая продолжительность пожара вычисляется по формуле:

Рисунок 1.

• $W_{пом}$ - объем воздуха в здании или помещении,$м^3$;
• $C$ – удельная изобарная теплоемкость газа, кДЖ/кг•град;
• $t_{кр} – критическая для человека температура, 70 градусов по Цельсию;t_{кр} – критическая для человека температура, 70 градусов по Цельсию;
• $t_н$ – начальная температура воздуха;
• $φ$ – коэффициент, который определяет потери тепла для нагрева конструкций и окружающих предметов, равен 0,5;
• $Q$ – теплота, при которой сгорает вещества, является табличным значением;
• $f$ – площадь поверхности горения, $м^2$;
• $n$ – весовая скорость горения кг/$м^2$ • мин;
• $π = 3,14$;
• $V$ – линейная скорость распространения огня по поверхности горючих предметов, м/мину.

Зная значение критической продолжительности пожара, можно рассчитать продолжительность эвакуации, которая равна:

$ G = m • U$, где

• $U$ – критическая продолжительность пожара;
• $m$ – коэффициент безопасности.

Коэффициент безопасности зависит от степени защиты от пожара рассматриваемого здания или сооружения, его назначения и свойств горючих веществ. Значение данного коэффициента находится в пределах от 0,7 до 1,25.

Расчет времени эвакуации

Расчетное время эвакуации людей определяется по формуле:

$Tр = Т{нэ} + Т_1 + Т_2 + Т_3 + … Т_i$ , где

• $Т{нэ}$ – время задержки начал эвакуации;
• $Т{нэ} + Т_1 + Т_2 + Т_3 + …Т_i$ – время движения эвакуационного потока на каждом отдельном участке.

Время задержки эвакуации зависит является табличным значением.

Таким образом для того, чтобы определить время эвакуации, для начала необходимо рассчитать скорость движения потока на каждом участке. Формула расчет выглядит так:

$Т_х = L_х / V_х$ , где

• $L_х$ – длина участка;
• $V_х$ – скорость движения потока на этом участке.