Особенности отечественной методики расчета эвакуации людей индивидуально-поточным методом, реализуемой при помощи зарубежных программ

ОСОБЕННОСТИ ОТЕЧЕСТВЕННОЙ МЕТОДИКИ РАСЧЕТА

ЭВАКУАЦИИ ЛЮДЕЙ ИНДИВИДУАЛЬНО-ПОТОЧНЫМ

МЕТОДОМ, РЕАЛИЗУЕМОЙ ПРИ ПОМОЩИ ЗАРУБЕЖНЫХ

ПРОГРАММ

Е.А. Юртаев;

А.В. Вытовтов;

Д.В. Русских, кандидат технических наук.

Воронежский институт – филиал Ивановской пожарно-спасательной академии ГПС МЧС России

Рассматриваются проблемные вопросы обеспечения пожарной безопасности в переполненных образовательных учреждениях. Используя программу Thunderhead

Pathfinder, которая рассчитывает эвакуацию людей индивидуально-поточным методом, было смоделировано здание Муниципального общеобразовательного учреждения Тавровской средней образовательной школы с учѐтом фактических размеров и точного количества учеников. В данном учебном заведении численность учащихся на 2017 г. превышает в три раза проектную наполняемость. В результате работы системы время эвакуации из здания увеличивается, но уменьшается давка и задержки в проходах, обеспечивая выполнение условий методики расчета значений пожарных рисков.

Ключевые слова: эвакуация, пожарная безопасность, пожарный риск, моделирование

DOMESTIC METHODOLOGY OF EVACUATION CALCULATION

METHODOLOGY BY INDIVIDUAL MASS METHOD FEATURES REALIZING

THROUGH FOREIGN PROGRAMS

E.A. Yurtaev; A.V. Vitovtov; D.V. Russkikh.

Voronezh institute – branch of Ivanovo fire and Rescue Academy of State fire service of EMERCOM of Russia

The article addresses fire safety problematic issues in overcrowded educational establishments. Using Thunderhead Pathfinder software program that calculates evacuation by individual mass method the MOU Tavrovskaya SOSH task was formulated taking into account actual sizes and exact number of pupils. The school enrolment in 2017 exceeds the project fill rate in three times. As a result of system work the evacuation time increases, but stampede and delays into the passages decreases providing fire risk values calculating methodology conditions fulfillment.

Keywords: evacuation, fire safety, fire risk, modeling

В современном мире огромную роль занимает проблема безопасности. Чтобы обеспечивать и поддерживать защиту объектам безопасности, государству необходимо поддерживать необходимый уровень защищѐнности. Только проведением единой политики в государстве, возможно, создать этот уровень. В Российской Федерации на сегодняшний день существует огромное количество нормативных актов, законов, которые обеспечивают безопасность. Самый яркий и наглядный пример – Конституция Российской Федерации, в которой прописано, что каждому гражданину страны дано право на безопасность и защиту в чрезвычайных ситуациях (ЧС). Наряду с этим сводом законов немалое место занимает в этой области Концепции национальной безопасности Российской Федерации. На основе этих документов создаются решающие направления деятельности органов государственной

власти. Также совершенствуется механизм контроля за выполнением обеспечения национальной безопасности [1].

Одна из самых значимых задач в структуре МЧС России в настоящее время – обеспечить людям безопасность. В разных прогнозируемых и непредвиденных ЧС каждая секунда может оказаться решающей. Ведь на кону бесценные человеческие жизни и необходимо в кратчайшее время провести нужные мероприятия. С помощью современных специализированных программ можно в разы уменьшить время для принятия оптимального решения. Эти программы способны просчитать возможные варианты развития ЧС, построить аналитическую модель, а также помочь в разработке комплекса мероприятий. При пожаре в многоквартирном доме или офисном здании может погибнуть большое количество людей.

Чтобы не допустить жертв при подобных пожарах, необходимо тщательно вычислять пожарные риски. Нельзя забывать о том, что важно уделять особое внимание путям эвакуации [2].

Необходим постоянный контроль систем противопожарной безопасности, своевременное устранение неполадок, проверка путей эвакуации. Для более точного плана эвакуации его нужно создавать с учѐтом количества людей, времени суток и т.п. Детальная информация и инструкции, предоставляемые людям, находящимся в здании, сведѐт к минимуму вероятность появления паники и снизит факторы риска при возможной эвакуации. Эта информация должна находиться на самых видных местах в здании, быть хорошо читаемой и доступной для понимания [3].

Текущей законодательной базой для расчѐта эвакуации людей является Приказ

МЧС РФ от 30 июня 2009 г. № 382 «Об утверждении методики определения расчетных величин пожарного риска в зданиях, сооружениях и строениях различных классов функциональной пожарной опасности» [4].

Особенностью отечественной методики определения расчетных величин пожарного риска в зданиях, сооружениях и строениях различных классов функциональной пожарной опасности является ст. 9 р. 2 «Основные расчѐтные величины индивидуального пожарного риска». Согласно ей, если время существования скопления людей на участках пути превышает шесть минут, то вероятность эвакуации равняется нулю. Время задержки можно вычислить с помощью современных программ.

На сегодняшний день существует несколько компьютерных программ, которые моделируют эвакуацию из зданий и сооружений. Пример такого программного обеспечения – Thunderhead Pathfinder. Pathfinder – программа, реализующая индивидуально- поточную модель движения людей при эвакуации. Программу можно активно использовать на различных предприятиях, в учебных заведениях, офисах и магазинах [5].

Программа Thunderhead Pathfinder позволяет моделировать здания различного назначения, вычислять время эвакуации каждого из агентов, наглядно показывать возможные столпотворения людей и место, где это произойдѐт в случае реальной эвакуации.

Авторам удалось полностью смоделировать модель Муниципального общеобразовательного учреждения (МОУ) Тавровской средней образовательной школы (СОШ) Белгородской области, Белгородского района с реальными размерами площадей классов и шириной дверей и лестничных площадок. Школа представляет двухэтажное здание с четырьмя эвакуационными выходами. Учреждение было спроектировано для 240 учеников, но на сегодняшний день в этой школе обучается 800 учеников.

Проблема пожарной безопасности в подобных школах является очень актуальной.

Для решения этой проблемы рассмотрено и проанализировано в программе Thunderhead

Pathfinder два случая типичных эвакуаций при численности 285 (рис. 1) и 845 человек

(рис. 2) в МОУ Тавровской СОШ. Эвакуация из помещения проходит успешно при численности 285 человек без задержек (рис. 3). При численности 845 человек образуются две задержки на лестничной площадке второго этажа (рис. 4). Вполне логично, что лестничные марши не рассчитаны на такой поток людей, но с юридической стороны ширина лестниц соответствует нормам пожарной безопасности и эвакуации.

Рис. 1. Модель МОУ Тавровской СОШ при численности 285 человек в программе

Thunderhead Pathfinder

Рис. 2. Модель МОУ Тавровской СОШ при численности 845 человек в программе

Thunderhead Pathfinder

Рис. 3. Эвакуация со второго этажа при численности 285 человек

Рис. 4. Задержка на лестнице при численности 845 человек

При моделировании эвакуации при численности 845 человек время задержки на лестничных площадках и центрального выхода составило более шести минут. Согласно формуле (ст. 9 Приказа № 382):

0,99 ∙ 𝑡бл − 𝑡𝑝

, если 𝑡𝑝 < 0,8 ∙ 𝑡бл < 𝑡𝑝 + 𝑡нэ и 𝑡ск ≤ 6мин 𝑡нэ

𝑃э,𝑖 =

0,999, если 𝑡𝑝 + 𝑡нэ ≤ 0,8 ∙ 𝑡бл и 𝑡ск ≤ 6мин

0,000, если 𝑡𝑝 ≥ 0,8 ∙ 𝑡бл или 𝑡ск > 6мин

, где 𝑡𝑝 − рачётное

В соответствии время методикой, с действующей эвакуациивероятность людей, мин; эвакуации равняется 0.

𝑡нэ − время

В реальной начала ситуации ониэвакуации (интервал эвакуируются, но долго. В связи с этим нужно принимать незамедлительные меры. Ни для кого не секрет, времени от возникновения пожара до начала что в городах России всѐ чаще встречаются школы с количеством учеников, превышающим нормы [6].

эвакуации людей),мин;

В программу Thunderhead Pathfinder необходимо внести следующее новшество – 𝑡бл −времяиотуправления системы оповещения начала пожара до блокирования эвакуацией пятого типа. эвакуационных

Как написано в путей

Своде в результате правил распространения

3.13130.2009, на них в пятый тип системы ОФП, иимеющих оповещения управленияпредельно допустимые

(СОУЭ) входят речевое для людей оповещение, значения световое (время«Выход», оповещение блокирования световыепутей эвакуации), мин;

оповещатели.

𝑡ск − время существования скоплений людей

Также в этом типе разрешено разбивать здания на участки и задавать для каждого на участках пути участка своѐ время начало эвакуации.

(плотность людского потока на путях эвакуации превышает значение 0,5

Схему помещений 1 (рис. 6) и 2 (рис. 7) этажей МОУ Тавровской СОШ разделили м2/м2).

на две равные части для того, чтобы уменьшить время скопления людей в процессе эвакуации. Зелѐным цветом выделены помещения, из которых эвакуируются сразу после обнаружения возгорания, и через две минуты эвакуируются из помещения, выделенного оранжевым цветом. В результате чего на втором этаже не образуется большой задержки на лестничной площадке, в отличие от первого этажа возле главного выхода. Время эвакуации при разделении происходит медленнее, как показала программа, на 30 сек.

дольше, чем эвакуация сразу всей школы, зато время скопления уменьшилось на 2,5 мин.

Рис. 5. Схема первого этажа школы

Рис. 6. Схема второго этажа школы

Внедрение СОУЭ 5 типа в учебные заведения, с большим количеством учеников, с использованием эвакуации по частям здания в ЧС позволит снизить время скопления людей, а в реальной ситуации спасти множество детских жизней.

Литература

1. Однолько А.А., Ситников И.В. Влияние характеристик систем противопожарной защиты на пожарные риски // Инженерные системы и сооружения. 2010. № 1. С. 205–211.

2. Чудаков А.А. Верификация метода восстановления рельефа местности на основе картографических данных // Фундаментальные проблемы системной безопасности:

материалы школы-семинара молодых ученых. 2014. С. 254–259.

3. Королев Д.С., Калач А.В., Зенин А.Ю. Важность принятия решений при обеспечении пожарной безопасности // Вестник Воронежского института ГПС МЧС России.

2015. № 2 (15). С. 42–46.

4. Однолько А.А. Проблемы радиационной защиты при ликвидации пожаров на территориях с повышенным загрязнением радионуклидами // Пожаровзрывобезопасность.

1992. № 4. С. 59–61.

5. Имитационное моделирование площади пожара с применением метода Моне-Карло в рамках интегральной математической модели пожара / И.В. Ситников [и др.] //

Инженерные системы и сооружения. 2012. № 4 (9). С. 75–82.

6. Куликова Т.Н., Вытовтов А.В. История развития гибкого нормирования и анализа риска // Современные технологии обеспечения гражданской обороны и ликвидации последствий чрезвычайных ситуаций. 2016. Т. 1. № 1 (7). С. 238–242.

References

1. Odnol'ko A.A., Sitnikov I.V. Vliyanie harakteristik sistem protivopozharnoj zashchity na pozharnye riski // Inzhenernye sistemy i sooruzheniya. 2010. № 1. S. 205–211.

2. CHudakov A.A. Verifikaciya metoda vosstanovleniya rel'efa mestnosti na osnove kartograficheskih dannyh // Fundamental'nye problemy sistemnoj bezopasnosti: materialy shkoly- seminara molodyh uchenyh. 2014. S. 254–259.

3. Korolev D.S., Kalach A.V., Zenin A.Yu. Vazhnost' prinyatiya reshenij pri obespechenii pozharnoj bezopasnosti // Vestnik Voronezhskogo instituta GPS MCHS Rossii. 2015. № 2 (15).

S. 42–46.

4. Odnol'ko A.A. Problemy radiacionnoj zashchity pri likvidacii pozharov na territoriyah s povyshennym zagryazneniem radionuklidami // Pozharovzryvobezopasnost'. 1992. № 4. S. 59–61.

5. Imitacionnoe modelirovanie ploshchadi pozhara s primeneniem metoda Mone-Karlo v ramkah integral'noj matematicheskoj modeli pozhara / I.V. Sitnikov [i dr.] // Inzhenernye sistemy i sooruzheniya. 2012. № 4 (9). S. 75–82.

6. Kulikova T.N., Vytovtov A.V. Istoriya razvitiya gibkogo normirovaniya i analiza riska //

Sovremennye tekhnologii obespecheniya grazhdanskoj oborony i likvidacii posledstvij chrezvychajnyh situacij. 2016. T. 1. № 1 (7). S. 238–242.