Расчет путей эвакуации

Введение

Эвакуация людей представляет собой процесс организованного самостоятельного движения людей наружу из помещений, в которых имеется возможность воздействия на них опасных факторов пожара.

Эвакуация осуществляется по путям эвакуации через эвакуационные выходы.

Анализ причин гибели и травмирование людей при пожарах показывают, что основные направления обеспечения безопасности людей – своевременная эвакуация людей, которые должны покинуть здание раньше, чем возникнет опасность для их жизни. Большое значение имеют конструктивные и объемно- планировочные решения эвакуационных выходов и путей, обеспечивающие свободное, без препятствий, задержек и нарушений нормального ритма движения эвакуирующихся.

Как показывает практика, только техническими решениями обеспечить безопасность людей на случай пожара невозможно. Многое зависит от оперативных действий администрации.

Обязательное требование нормативных документов – оборудование зданий с массовым пребыванием людей системами оповещения и управления эвакуацией (СОУЭ), разработка планов эвакуации, инструкций о мерах пожарной безопасности.

При этом планы эвакуации должны практически отрабатываться с обслуживающим персоналом не менее, чем один раз в год совместно с подразделениями пожарной охраны.

Для беспрепятственного движения людей необходимо выполнить следующие условия:

Двери на путях эвакуации должны открываться по направлению выхода из здания;

Устройство раздвижных, вращающихся дверей, турникетов на путях эвакуации не допускается;

Ширину дверных проемов при входе в лестничную клетку рассчитывают по числу эвакуирующихся с этажа зданий;

Наружные двери при выходе из лестничных клеток не должны быть меньше ширины марша;

Наружные эвакуационные двери зданий не должны иметь запоров, которые не могут быть открытыми изнутри без ключа;

Коридоры должны иметь естественное освещение;

Не допускается отделка путей эвакуации горючими и полимерными материалами и устройство шкафов, кладовок;

Проектировать коридоры следует без местных сужений, тупиков, выступающих конструкций;

В местах перепада высот устраивают пандусы.

Эвакуация людей зависит от плотности людских потоков.

Таблица 1 – Значения скоростей и интенсивности движения людских потоков в зависимости от их плотности

Плотность людского потока определяется по формуле (1).

(1)

где N – количество людей;

L – длина участка;

- ширина участка;

S – площадь горизонтальной проекции человека.

Определения, применяемые в курсовой работе

Опасный фактор пожара – фактор пожара, воздействие которого на людей и материальные ценности может приводить к ущербу.

Пожарная опасность здания – состояние объекта, характеризуемое вероятностью возникновения пожара.

Степень огнестойкости здания – классификационная характеристика объекта, определяемая показателями огнестойкости и пожарной опасности строительных конструкций.

Противопожарный занавес – дымонепроницаемая конструкция с нормируемым пределом огнестойкости, выполненная из негорючих материалов и опускаемая при пожаре для отделения сцены от зрительного зала.

Эвакуация людей – вынужденный процесс движения людей из зоны, где имеется возможность воздействия на них опасных факторов пожара.

Эвакуационный выход – выход, ведущий в безопасную при пожаре зону.

Путь эвакуации – безопасный при эвакуации людей путь, ведущий к эвакуационному выходу.

Плотность людского потока – количество эвакуируемых людей на один метр площади эвакуации.

Предельное расстояние эвакуации – путь, пройденный эвакуируемыми людьми за время, не превышающее нормативно-необходимое время эвакуации.

Пожарная безопасность – состояние объекта, при котором с установленной вероятностью исключается возможность возникновения пожара.

Система пожарной безопасности – комплекс организационных мероприятий и технических средств, направленных на предотвращение пожара и ущерба от него.

Система предотвращения пожара – комплекс организационных мероприятий и технических средств, направленных на исключения условий возникновения пожара.

Система противопожарной защиты – совокупность организационных мероприятий и технических средств, направленных на предотвращение воздействия на людей, правил выполнения работ и эксплуатации объекта, направленных на обеспечение его пожарной безопасности.

Система противопожарной защиты – обеспечение незадымляемости, снижение температуры и удаление продуктов горения и термического разложения на путях эвакуации.

Эвакуационные выходы и пути

В соответствии СНиП 21-01-97 п. 6.9 эвакуационными выходами являются, если они ведут:

а) Из помещений первого этажа наружу:

- непосредственно;

- через коридор;

- через вестибюль;

- через лестничную клетку;

- через коридор и вестибюль;

- через коридор и лестничную клетку.

б) Из помещений любого этажа, кроме первого:

- непосредственно в л/к;

- в коридор, ведущий непосредственно в л/к;

- в холл (фойе), имеющий выход непосредственно в л/к.

в) В соседнее помещение на том же этаже обеспеченное выходами, указанными в «а» и «б».

Выход из подвалов и цокольных этажей, являющимися эвакуационными, как правило, следует предусматривать непосредственно наружу обособленных от общих л/к здания.

Нормирование эвакуационных путей и степени стойкости зрелищных предприятий

Зрелищные предприятия относятся к зданиям с массовым пребыванием людей.

Согласно СНиП 21-01-97 (п.6.15) при наличии двух эвакуационных выходов каждый из них должен обеспечить безопасную эвакуацию всех людей, находящихся в помещении.

Расчетная ширина эвакуационных выходов определяется по формуле (2).

, (2)

где N- количество человек в помещении;

N – количество людей на 1 м. ширины эвакуационного выхода (двери).

При наличии более двух эвакуационных выходов, расчетная ширина эвакуационных выходов рассчитывается по формуле (3).

, (3)

где n – количество выходов (когда n>2).

Необходимое время эвакуации из зрительных залов I и II степени огнестойкости определяется в зависимости от типа сцены и объема зрительного зала по СНиП 21-01-97 «Пожарная безопасность зданий и сооружений».

Ширина дверных проемов независимо от результатов расчета в зрительном зале должна быть не менее 1,2 м. и не более 2,4 м., ширина кулуаров – не менее 2,4 м.

Количество эвакуационных выходов из зрительного зала, со сцены, с рабочих галерей, из трюма должно быть не менее двух.

Высота эвакуационных выходов должна быть не менее 1,9 м.

Ширина марша лестницы, предназначенной для эвакуации людей, в том числе в лестничной клетки должны быть не менее ширины любого эвакуационного выхода (двери) и не менее:

- 1,3м – для зданий класса Ф 1.1;

- 1,2м – для здания с числом людей более 200 человек;

- 0,7м – для лестниц, ведущих к одиночным рабочим местам;

- 0,9м – для всех остальных случаев.

По функциональной пожарной опасности театры относятся к классу Ф2 Зрелищные и культурно- просветительные учреждения.

Здания- помещения, или группы помещений, функционально связаны между собой, по функциональной пожарной опасности подразделяются на классы в зависимости от способа их использования и от того, в какой мере безопасность людей в них в случае возникновения пожара находится под угрозой.

Принято пять классов по функциональной пожарной опасности:

- Ф1 Для постоянного проживания людей;

- Ф2 Зрелищные и культурно-просветительные учреждения;

- Ф3 Предприятия по обслуживанию населения;

- Ф4 Учебные заведения, научные и проектные организации;

- Ф5 Производственные и складские здания, сооружения, помещения.

Здания театров с вместимостью более 800 человек, проектируются I и II степеней огнестойкости.

Предел огнестойкости строительных конструкций определяется по СНиП 21-01

Таблица 2 - Предел огнестойкости строительных конструкций

Особенности движения людей при эвакуации

Примером рассмотрения может служить зрелищное предприятие с массовым пребывание людей.

В нормальных условиях

По окончании спектакля движение людей начинается не одновременно:

- часть аплодирует артистам;

- часть идет к гардеробу;

- часть ожидает в креслах.

Таким образом движение в проходах, кулуарах и на лестницах регулируется разумной волей людей.

Психологический фактор преобладает над физическим, давление в потоке отсутствует, а плотность людских потоков в проходах и соответствующие им скорости движения являются величинами произвольными и могут колебаться в широком диапазоне.

При расчете параметров движения людей при эвакуации рассчитывается плотность людского потока (D) – количество людей на 1 м2 площади эвакуационного пути, является исходной характеристикой для определения скорости и интенсивности движения.

Предельное значение чел/м2

При Д=9чел/м2 скорость движения уменьшается до 15 м/мин.

Интенсивность движения (q) – количество людей проходящих через 1м ширины пути в единицу времени.

Общая пропускная способность определяется по формуле (4).

, (4)

где - ширина прохода;

q- интенсивность движению.

Интенсивность движения определяется по формуле (5).

, (5)

По мере увеличения плотности интенсивность движения увеличивается до максимального значения, затем уменьшается.

Итак, скорость и интенсивность движения людей в потоке зависят от плотности:

, (6)

Плотность потоков могут колебаться от 0 до 7чел/м2.

Продолжительность эвакуации людей из зданий при нормальном движении зачастую не ограничиваются.

При вынужденной эвакуации

Процесс эвакуации начинается одновременно, при этом плотности потоков в пределах проходов зрительного зала, как по ширине проходов, так и по их длине считаются практически одинаковыми.

Часть людей проявляют физические усилия для ускорения движения.

В связи с этим плотности потоков достигают предельных значений.

При наличии препятствий для движения, энергия движения расходуется на уплотнение человеческих тел до физического предела и получения травм до смертельных.

При этом надо иметь ввиду, что люди устремляются при вынужденной эвакуации не рассредоточено по всем имеющимся выходам, а в ближайшие, что резко увеличивается людской поток.

Кроме этого часть эвакуирующихся, находящихся в середине потока, не в состоянии изменить направление движения и вынуждена пассивно следовать за общим потоком.

Опасные факторы пожара

Крайне негативное действие при эвакуации оказывают опасные факторы пожара:

- температура, при t >1000С возможна потеря сознания и через несколько минут – гибель. Получение ожогов на поверхности тела боле 30% опасно для жизни человека;

- выделение токсичных продуктов горения при пожарах в зданиях с применением полимерных и синтетических материалов.

Основной причиной гибели людей при пожарах является наличие в воздухе и отравление оксидом углерода, так он в 200 раз лучше реагирует с кровью, чем кислород, поэтому наступает кислородное голодание;

Концентрация оксида углерода 0,5% вызывает смертельное отравление через 20 мин.

- потеря видимости в следствии задымления;

- понижение концентрации кислорода.

При уменьшении концентрации кислорода на 3% замедляются двигательные функции организма. Опасной считается концентрация кислорода 14%.

Системы оповещения и управления эвакуацией людей при пожарах в зданиях и сооружениях

Основные требования изложены в НПБ-104-03.

Система оповещения и управления эвакуацией (СОУЭ) – комплекс организационных мероприятий и технических средств, предназначенный для своевременного сообщения людям информации о возникновении пожара и необходимости и путях эвакуации.

Оповещение и управление эвакуацией людей при пожаре осуществляется:

- подачей звуковых и (или) световых сигналов во все помещения;

- трансляцией текстов о необходимости эвакуации;

- размещением эвакуационных знаков безопасности на путях эвакуации;

- включением эвакуационного освещения;

- дистанционным открыванием дверей эвакуационных выходов.

СОУЭ должна включаться от импульса, формируемого автоматической установкой пожарной сигнализации или пожаротушения.

СОУЭ должна функционировать в течении времени, необходимого для завершения эвакуации людей из здания.

Оповещатели не должны иметь регуляторов громкости и должны подключаться к сети без разъемных устройств.

Электропитание СОУЭ должно осуществляться от резервного источника питания, а коммуникации допускается проектировать совмещениями с радиотрансляционной сетью здания.

Нормами предусмотрено пять типов СОУЭ в зависимости от способа оповещения, деления здания от зоны оповещения.

Таблица 3 – Типы систем оповещения и управление эвакуацией людей

1. + требуются: * допускаются; - не требуется.

2. Допускается использование звукового способа оповещения для СОУЭ 3-5 типов в отдельных зонах оповещения.

3. В здания, где находятся (работаю, проживают, проводят досуг) глухие и слабослышащие люди, требуется использование световых или световых мигающих оповещателей.

4. СОУЭ 3-5 типов относятся к автоматизированным системам.

Противопожарный занавес

В соответствии с нормами проектирования культурно-зрелищных учреждений ВСН 45-86 противопожарный занавес предусматривается в зданиях театров со зрительными залами 800 мест и более.

Надежная и эффективная работа противопожарного занавеса имеет большое значение для обеспечения безопасной эвакуации зрителей и успешного тушения пожаров.

Конструкция занавеса должна иметь соответствующий предел огнестойкости, прочность, газонепроницаемость.

Полотнище подъемно-опускного занавеса подвешивают в двух точках с помощью стальных канатов, перекинутых через блоки и соединенных с контргрузами.

Полотнище соединено через систему канатов и блоков с лебедкой.

Рисунок 1. - Схема механизма противопожарного занавеса

1 контргруз;

2 полотнище противопожарного занавеса;

3 лебедка.

Движение противопожарного занавеса при закрывании портального проема происходит под действием силы тяжести, при ослаблении троса лебедки со скоростью 0,2 м/сек.

Занавес представляет собой жесткую пространственную систему в виде металлического каркаса, защищенного от воздействий высоких температур со стороны сцены теплоизоляцией.

Толщину теплоизоляции предусматривают с таким расчетом, чтобы температура на поверхности каркаса не превышала 2000С через один час с момента возникновения пожара.

Рисунок 2. - Теплоизоляции занавеса

1 – асбестодиатомовая штукатурка;

2 – совелитовые плиты;

3 - волнистая

Расчет параметров эвакуации

По протяженности путей продолжительность эвакуации из зрительного зала рассчитывается по формуле (7).

где - расстояние от наиболее удаленного зрителя до ближайшего прохода, м;

- расстояние от наиболее удаленного ряда до ближайшего выхода, м;

- скорость движения между креслами, м/мин-1;

- скорость движения в проходах, м/мин-1.

По расчетным данным скорости движения принимаются равными:

= 40 м/мин;

= 16 м/мин.

,

Необходимое время эвакуации из зальных помещений общественных зданий определяется по СНиП 21-01-97.

Таблица 4 - Необходимое время эвакуации

Согласно таблицы 4 необходимые время эвакуации () из зрительного зала при его объеме 40 тыс. м3 равно 2,5 мин. Таким образом , что не соответствует условию безопасности эвакуации.

Оставляя значение (длина ряда), определяем требуемую длину прохода до ближайшего выхода по формуле (8).

где - необходимое время эвакуации, мин;

- длина ряда, м;

- скорость движения между креслами, м/мин;

- скорость движения в проходах, м/мин;

Вывод: расстояние от наиболее удаленного ряда следует принимать не более 37м.

Продолжительность эвакуации по пропускной способности дверей определяется по формуле (9).

где N – количество эвакуирующихся;

Q – пропускная способность дверей, чел*мин-1.

Пропускная способность дверей определяется по формуле (10).

где V – скорость движения людских потоков в проеме двери, м*мин-1;

- плотность потока, чел*м2;

- ширина дверного проема, м.

При предельных плотностях скорость движения в дверном проеме в несколько раз меньше скорости движения в проходах при тех же плотностях.

Принято, что при ширине людского потока, в несколько раз превышающего ширину проема, скорость движения в двери составляет 4,8м*мин-1 при ширине проема до 1,5 м и 6 м*мин-1 при ширине проема свыше 1,5м.

Плотность потока определяется по формуле (11).

где N - количество эвакуируемых людей;

- площадь эвакуации равная площади между креслами плюс площадь прохода до двери

Площадь эвакуации рассчитывается по формуле (12).

где - ширина между рядами, м;

- ширина прохода, м.

По исходным данным

= 0,4 м; = 1,2 м.

Так как , принимаем суммарную ширину дверных проемов =4,8м. заново рассчитываем расчетное время эвакуации. Необходимая скорость движения в двери принято расчетным путем . Необходимое время эвакуации в двери принимается по таблице 4.

что соответствует условию безопасности эвакуации людей.

Таким образом, в соответствии с проведенными расчетами принимаем:

- предельное расстояние = 30м. = 37 м.

- количество выходов из зрительного зала (партера) принимаем 4 выхода;

- ширина одной двери равна 1,2м.

8. Расчет параметров эвакуации из здания театра

Время эвакуации по предельному расстоянию определяем по формуле (14).

где - расчетное время эвакуации из зрительного зала, м;

- расстояние от выхода из зрительного зала до выхода в лестничную клетку, м;

V – скорость движения по коридору, м/мин; принимаются равной 40 м/мин.

Так как , принимаем и определяем .

определяем по таблице 4.

=

Таким образом , что соответствует основному условию безопасности эвакуации людей.

Таблица 5 – данные расчета параметров эвакуации

Заключение

Гибель и травмирование людей на пожарах, как правило, происходит из-за ошибок, допущенных при проектирование и строительстве зданий и сооружений, нарушений правил пожарной безопасности, неправильного поведения людей при обнаружение загорания, поэтому обеспечение безопасности людей при пожаре – проблема не только техническая, но и в значительной степени организационная.

В связи со строительством высотных зданий, уникальных спортивных – массовые сооружений и других объектов, увеличивается вместимость помещений с массовым пребыванием людей, происходят значительные изменения в конструктивно – планировочных решениях.

Все это увеличивает угрозу быстрого воздействия на человека опасных факторов пожара, затрудняет процесс эвакуации, порой приводит к массовой гибели людей.

Чтобы обнаружить недостатки в обеспечении безопасности людей, необходимо грамотно анализировать вероятность воздействий на людей опасных факторов пожара, прогнозировать их поведение в условиях пожара и продолжительность эвакуации, определить основные направления защиты людей от последствий пожара и знать конкретные требования пожарной безопасности по этим направлениям.

Цель данного курсового проекта – определить условия безопасности эвакуации людей из здания театра и рассчитать параметры безопасной эвакуации зрителей.