Распределение случайной величины времени начала эвакуации в акватермальных комплексах при пожаре
недооценке пожарной опасности.
Прямых ссылок нет — публикация используется как справочный материал.
Объём оцифровки: 60,579 знаков. Ссылки внутри текста ведут на карточки источников и публикаций библиотеки.
ПОЖАРНАЯ, ЭКОЛОГИЧЕСКАЯ
И ТЕХНОСФЕРНАЯ БЕЗОПАСНОСТЬ
FIRE, ENVIRONMENT AND TECHNOSPHERE SAFETY
НАУЧНАЯ СТАТЬЯ / ORIGINAL ARTICLE
УДК 614.849
DOI 10.25257/FE.2025.2.5-15
Академия ГПС МЧС России, Москва, Российская Федерация
Распределение случайной величины времени начала эвакуации в акватермальных комплексах при пожаре АННОТАЦИЯ Тема. Время от получения сигнала о пожаре до начала Результаты. Исследование позволило установить основ- движения людей к выходам называется временем начала эваку- ные параметры времени начала эвакуации в акватермальных ации. Это период, необходимый для осознания угрозы, принятия комплексах. Математическое описание процесса подготовки решения об эвакуации и выбора оптимального пути движения. к эвакуации позволяет повысить точность расчётных методик, В противопожарном нормировании этот этап описывается дву- необходимых для оценки безопасности людей в случае пожара. мя терминами, которые относятся к одному и тому же периоду, Экспериментально определено, что время начала эвакуации но имеют разную область применения. Время начала эвакуации в помещениях данного типа различается, то есть это распре- (tНЭ) – используется в расчётах для помещения с очагом пожара деление (близкое к нормальному), которое в том числе зави- и зависит от площади помещения. Время проведения предвари- сит от наличия опасных факторов пожара в зоне видимости. тельных действий, предшествующих началу эвакуации (tпред) – Интервал значений времени начала эвакуации в эксперименте применяется для остальных помещений и зависит класса функ- № 1 находится в диапазоне от 15 до 76 с, в эксперименте № 2 – циональной пожарной опасности и имеет только два значения от 31 до 112 с. На основании полученных значений установлен tпред = 60 с для класса Ф.1 и tпред = 30 с для остальных классов. эмпирически подтверждённый (с небольшим запасом) диа- Очевидно, что время начала эвакуации зависит от конкретных пазон распределения времени начала эвакуации для зальных условий. Авторами выбран для исследования такой тип поме- помещений с очагом пожара и без него. щений, как акватермальные комплексы, эвакуация из которых – Область применения результатов. Полученные экспе- более сложная и длительная задача по сравнению, например, риментальные данные могут быть использованы для совер- с торговым залом. шенствования методики определения расчётных величин Имеющаяся теоретическая модель расчёта предлагает пожарного риска. синхронное начало эвакуации (то есть все без исключения люди Выводы. Исследование позволяет сделать следующие в зале приступают к эвакуации одновременно), реальная прак- выводы: тика показывает, что это неосуществимо. 1) фактическое время начала эвакуации значительно Для определения фактических параметров времени на- превышает нормативные значения; чала эвакуации авторами статьи проведены два эксперимента 2) затраты времени на выполнение действий при по- в акватермальных комплексах г. Барнаула и г. Горно-Алтайска. лучении сигнала о пожаре обусловлены индивидуальными осо- На основе полученных данных были выполнены статистическая бенностями людей; и теоретическая обработка данных, что дало возможность со- 3) установленные единые значения времени начала здать научно обоснованные рекомендации для нормирования эвакуации не отражают реальные процессы и ведут к недооцен- времени начала эвакуации. ке пожарной опасности. Методы. Авторами проведено экспериментальное ис- следование, направленное на изучение затрат времени от мо- Ключевые слова: аквапарк, пожар, эвакуационный выход, мента сигнала о пожаре до начала движения людей к выходам. расчётная величина, пожарный риск, людской поток
State Fire Academy of EMERCOM of Russia, Moscow, Russian Federation
Distribution of the random variable of evacuation start time in aquathermal complexes during a fire ABSTRACT Purpose. The time from receiving a fire alarm signal application. The evacuation start time (tne) is used in calculations to the start of people moving toward exits is called the evacuation for the room with the fire source and depends on the area of the start time. This period is necessary for recognizing the threat, room. The time for preliminary actions preceding the start of making the decision to evacuate, and choosing the optimal path evacuation (tprev) is applied to other rooms and depends on the of movement. In fire safety regulations, this stage is described by functional fire hazard class, with only two values: (tprev) = 60 sec. two terms that refer to the same period but have different areas of for class F.1 and (tprev) = 30 sec. for other classes. It is evident
ПОЖАРЫ И ЧРЕЗВЫЧАЙНЫЕ СИТУАЦИИ: ПРЕДОТВРАЩЕНИЕ, ЛИКВИДАЦИЯ. 2025. ¹ 2
FIRE AND EMERGENCIES: PREVENTION, ELIMINATION. 2025. No. 2
that the evacuation start time depends on specific conditions. (close to normal) that also depends on the presence of visible The authors selected aquathermal complexes as the subject of fire hazards. The range of evacuation start times in Experiment research, as evacuation from such premises is a more complex and No. 1 was 15 to 76 s, while in Experiment No. 2, it was 31 to 112 lengthier task compared to, for example, a retail space. s. Based on the obtained values, an empirically confirmed (with The existing theoretical calculation model proposes a a small margin) range of evacuation start time distribution was synchronous start of evacuation (i.e., all people in the room begin established for hall-type premises with and without a fire source. evacuating simultaneously), but real-world practice shows that Research application field. The experimental data can be this is unfeasible. used to improve the methodology for determining calculated fire To determine the actual parameters of evacuation start risk values. time, the authors conducted two experiments in aquathermal Conclusions. The study leads to the following conclusions: complexes in the cities of Barnaul and Gorno-Altaysk. Based 1) The actual evacuation start time significantly exceeds on the obtained data, statistical and theoretical processing was regulatory values. performed, enabling the creation of scientifically grounded 2) The time taken to perform actions upon receiving recommendations for standardizing evacuation start times. a fire alarm signal is influenced by individual human characteristics. Methods. The authors conducted an experimental study 3) The established uniform values of evacuation start aimed at examining the time taken from the fire alarm signal to the time do not reflect real processes and lead to an underestimation start of people moving toward exits. of fire hazards. Findings. The study established the main parameters of evacuation start time in aquathermal complexes. A mathematical description of the evacuation preparation process improves the accuracy of calculation methods necessary for assessing human safety during a fire. It was experimentally determined that Key words: water park, fire, emergency exit, calculated evacuation start times in such premises vary, forming a distribution value, fire risk, human flow.
ВВЕДЕНИЕ изучены в гораздо в меньшей степени. В России та- кие работы выполнялись, например, для актового
И сследование времени начала эвакуа- ции впервые было проведено в СССР
С. А. Никоновым в начале 1980-х годов, и оно по- зала дома-интерната и молельного зала мечети, а за рубежом – для театров, кинотеатров, магази- нов и библиотек (табл. 1).
казало, что этот параметр представляет собой не Данные таблицы 1 показывают, что значения фиксированную величину, а распределение в неко- времени начала эвакуации различаются, и в неко- тором интервале, подчиняющееся определённому торых случаях (например, зал библиотеки) данное закону [1]. Данная работа стала основополагаю- значение превышает 3 мин.
щей, а последующие авторы лишь уточняли и до- В актуальной на сегодня методике [12] вре- полняли данные для разных типов зданий. Тем не мя начала эвакуации в зальном помещении зависит менее сегодня время начала эвакуации нормирует- от площади зала (рис. 1):
ся недостаточно корректно [2]. tНЭ = 5+0,01Fпом.
Несмотря на то, что исследования времени начала эвакуации для различных помещений зда- Расчёт по формуле (1) определяет, что при ния активно проводятся [3], зальные пространства F1пом = 1 000 м2 ⋅ t1НЭ = 15 с, при F2пом = 2 000 м2 ⋅ t2НЭ = 25 с, и даже в очень больших залах
Таблица 1 (Table 1) F3пом = 6 000 м2 ⋅ t3НЭ = 65 с (едва превышает значе- ние одной минуты).
Исследование времени начала эвакуации
Достаточно ли выделяется времени, чтобы в зальных помещениях люди могли приступить к эвакуации?
Study of evacuation start time in hall-type premises В случае пожара в акватермальном комплек- се посетителям необходимо выполнить ряд дей-
Место проведения Время начала исследования, источник эвакуации, с Вид зального ствий, прежде чем начать эвакуацию:
помещения информации min max – распознать сигнал тревоги, что может
Великобритания [4, 5] 10 36 Театр быть затруднено из-за шума (например, при спуске
Франция [6] 8 12 Кинотеатр с водной горки), и правильно идентифицировать
Швеция [7] 41 60 Ресторан его как сигнал о пожаре;
9
Великобритания [8]
1
Торговый зал магазина – осознать необходимость прекратить от-
Новая Зеландия [9] 3 185 Библиотека дых, возможно, уточнив информацию о пожаре
Актовый зал в доме у персонала;
Россия [10] 93 для детей-инвалидов – найти своих близких (детей, родителей,
Россия, Казахстан [11] 2 13 Молельный зал друзей) и, вероятно, собрать вещи, что требует вре-
ПОЖАРНАЯ, ЭКОЛОГИЧЕСКАЯ И ТЕХНОСФЕРНАЯ БЕЗОПАСНОСТЬ
FIRE, ENVIRONMENT AND TECHNOSPHERE SAFETY
70 подробно описаны в работе [16], в рамках иссле- дования рассмотрен процесс эвакуации людей из
55 зальных помещений 1 100 и 2 450 м2. Расчёт по методике [12] определяет, что для залов указанной
45 площади время начала эвакуации составит 16 и 29 с
40 соответственно.
В эксперименте № 1 приняли участие
30 357 чел., из которых 47 % были дети и подростки tнэ, с
в возрасте от 4 до 18 лет, 53 % – взрослые от 19 15 до 60 лет (условно), бассейны и аттракцион были 10 разделены на несколько зон. Критерием деления являлся возраст людей в группах: 0 1) зона детского волнового бассейна 0 1000 2000 3000 4000 5000 6000 (дети-дошкольники); Sзала, м2 2) зона детского бассейна (дети-школьники); Рисунок 1. Зависимость tНЭ от площади зального помещения 3) основной бассейн (дети-старшеклассни- Figure 1. Dependence of (t ne) on the area of hall-type premises ки и взрослые); 4) аттракцион на высоте от уровня пола 9 м (дети-старшеклассники и взрослые). мени на перемещение по территории акватермаль- В эксперименте № 2 участвовали 52 чел., из ного комплекса; которых 40 % были взрослые люди в возрасте от – определить маршрут эвакуации, следуя 19 до 55 лет, и 60 % – дети в возрасте от 7 до 16 лет. указаниям сотрудников, и только после этого на- Состав основного функционального контингента чать движение к выходу. соответствовал группе без ограничения мобильно- Согласно зарубежным исследованиям [3, сти М0-5 [12]. 13–15], включающим данные, полученные отече- Описательная статистика времени начала ственными учёными, время подготовки к эвакуации эвакуации в акватермальных комплексах Барнаула в общественных зданиях может достигать 540 с и Горно-Алтайска представлены в таблицах 3 и 4. и более. Это свидетельствует о том, что норматив- При определении достаточности объёма из- ные значения, вероятно, занижены. Однако точные мерений необходимо установить, по отношению критерии, соответствующие реальным условиям, к какой совокупности данных предполагается де- отсутствуют, а расчётные алгоритмы требуют до- лать выводы в ходе исследования, то есть опреде- стоверных данных, особенно в вопросах безопас- лить генеральную совокупность. ности людей. Акватермальный комплекс в г. Барнауле На сегодняшний день экспериментальных обладает максимальной вместимостью 450 чел., исследований эвакуации из акватермальных ком- а в г. Горно-Алтайске – 90 чел. Следовательно, плексов не проводилось, поэтому отсутствует на- в данном случае применяется метод бесповторного дёжная основа для точных оценок. Цель данной отбора из генеральной совокупности, для которого работы – восполнить этот пробел. расчёт необходимого объёма выборки произво- дится по формуле [17]: НАТУРНЫЕ ЭКСПЕРИМЕНТЫ ИССЛЕДОВАНИЯ ЭВАКУАЦИИ ЛЮДЕЙ ИЗ АКВАТЕРМАЛЬНЫХ КОМПЛЕКСОВ где t – коэффициент Стьюдента [17]; σ – средне- квадратическое отклонение показателя в генераль-
В виду отсутствия достоверных данных о времени начала эвакуации из акватер- мальных комплексов, специалистами кафедры по- ной совокупности; N – объём генеральной сово- купности; ∆ – абсолютная ошибка, которая опре- деляется как жарной безопасности в строительстве Академии
ГПС МЧС России были организованы и проведены два практических эксперимента в Алтайском крае и Республике Алтай (табл. 2). где β – относительная ошибка выборки, принима-
Методика проведения экспериментов и по- ется равной 5 %; – среднее значение показателя ведение людей при получении сигнала о пожаре, в генеральной совокупности.
ПОЖАРЫ И ЧРЕЗВЫЧАЙНЫЕ СИТУАЦИИ: ПРЕДОТВРАЩЕНИЕ, ЛИКВИДАЦИЯ. 2025. ¹ 2
FIRE AND EMERGENCIES: PREVENTION, ELIMINATION. 2025. No. 2
Таблица 2 (Table 2)
Краткая характеристика экспериментов в г. Барнаул и г. Горно-Алтайск
Brief characteristics of experiments in Barnaul and Gorno-altaysk
Номер Общее время
Тип эвакуации Дата и время Вид сигнала tНЭ, с эксперимента эвакуации, мин.
1 Анонсированная1 18.03.2024 / 18:02 Дым3+ СОУЭ 15–76 7,83
2 Не анонсированная
26.07.2024 / 14:15 СОУЭ 31–112 2,86
Участники эксперимента знали о предстоящей эвакуации при пожаре
Участники эксперимента не предполагали о возможной эвакуации
Для визуализации дыма от пожара, использовался генератор дыма с пультом управления
The participants in the experiment were aware of the impending evacuation in case of fire
The participants of the experiment did not expect a possible evacuation
To visualize the smoke from the fire, a smoke generator with a remote control was used
Таблица 3 (Table 3)
Описательная статистика времени начала эвакуации в акватермальном комплексе в г. Барнаул
Descriptive statistics of evacuation start time in the aquathermal complex in barnaul
Параметр Значение описательной статистики Волновой детский бассейн Детский бассейн Основной бассейн Аттракцион Количество участников N, чел. 29 38 118 32
Стандартное отклонение σ 3,35 8,01 13,98 1,55
Мода 23,87 22,6 53,98 41,96
Медиана 23,59 31,7 45,24 41,36
Среднее значение 23,2 31,9 45,12 41,35
Min 15,01 17,2 15,05 38,0
Max 28,8 46,3 76,96 43,9
Асимметрия –0,42 0,03 0,10 –0,245
Эксцесс –0,01 –0,86 –0,40 –0,388
Размах вариации 13,86 29,11 61,91 5,91
Таблица 4 (Table 4)
Тогда объём выборки (эксперимент № 1) для
Описательная статистика времени начала доверительной вероятности Р = 0,95 будет равен:
эвакуации в акватермальном комплексе в г. Горно-Алтайск
Descriptive statistics of evacuation start time in the aquathermal complex in the republic of Altai, Gorno-altaysk
Описательная статистика данных Значение
Количество участников N, чел
Стандартное отклонение σ 19,92 объём выборки (эксперимент №2) для доверитель- Мода 61,00 ной вероятности Р = 0,95 будет равен: Медиана 79,00
Среднее значение 76,44
Min 31,0
Max 112,0
Асимметрия –0,407
Эксцесс –0,531 Проведённые экспериментальные исследо- вания выявили несоответствие между норматив-
Размах вариации ными значениями времени начала эвакуации (tНЭ)
ПОЖАРНАЯ, ЭКОЛОГИЧЕСКАЯ И ТЕХНОСФЕРНАЯ БЕЗОПАСНОСТЬ
FIRE, ENVIRONMENT AND TECHNOSPHERE SAFETY
и фактическими данными, свидетельствующее Установленные нормативные значения вре- о занижении установленных нормативов. Возни- мени начала эвакуации демонстрируют свою обо- кает необходимость количественной оценки доли снованность преимущественно для помещений ма- людей, для которых нормативное время оказыва- лой площади. В таких условиях: ется недостаточным, или, другими словами, опре- – обеспечивается хорошая видимость деления процентного соотношения лиц, не присту- и слышимость сигналов тревоги; пающих к эвакуации в установленные сроки. – отсутствуют значительные препятствия Статистический анализ полученных данных для быстрого реагирования; показал, что распределение случайной величины – минимизируется время на передачу ин- времени начала эвакуации во всех наблюдениях со- формации об опасности административным пер- ответствует (или близко соответствует) нормаль- соналом. ному закону распределения. Согласно известным Для зальных помещений больших площадей статистическим закономерностям, доля значений, акватермальных комплексов, включающих водные находящихся: аттракционы, бассейны, развлекательные зоны, об- – в интервале от μ – 3σ до μ – 2σ состав- ширные рекреационные площади, требуется суще- ляет 2,1 %; ственная корректировка нормативных показателей – в интервале от μ – 2σ до μ – 1σ – 13,6 %; в связи: – в интервале от μ – 1σ до μ – 34,1 %, – с увеличением времени на восприятие где μ – математическое ожидание, σ – стандартное сигнала тревоги; отклонение. – необходимостью дополнительной под- Используя эти данные, можно определить готовки (одевание, выход из воды, поиск детей, долю значений, выходящих за установленные нор- родителей); мативные границы, что позволяет оценить процент – усложнением условий ориентации в про- людей, не учитываемых при расчётах и не защи- странстве. щённых действующими нормативными требовани- Выявленная диспропорция свидетельствует ями (табл. 5). о необходимости дифференцированного подхода Проведённый анализ данных, представлен- к нормированию, разработке отдельных норматив- ных в таблице 5, позволяет сделать следующие ных требований для водно-развлекательных зон. выводы. Полученные результаты подчеркивают важ- ность адаптации существующих нормативных требо- Таблица 5 (Table 5) ваний к особенностям акватермальных комплексов. Следует особо подчеркнуть принципиальное Процент людей, время начала эвакуации которых методологическое ограничение существующего превышает нормативное значение подхода нормирования времени начала эвакуации. Percentage of people whose evacuation start time Как было сказано выше, методика расчёта исходит exceeds regulatory values из гипотетического предположения о синхронном Время начала Процент людей, начале эвакуации всех находящихся в помещении эвакуации, с которым не хватает Наименование нормативного людей, приписывая каждому идентичные вре- зоны Нормативное Интервал экспе- времени менные параметры (tНЭ). Однако подобная модель риментальных для подготовки значение значений к началу эвакуации, % в корне противоречит реальному поведению лю- дей. Время начала эвакуации как случайная ве- Акватермальный комплекс г. Барнаул (анонсированная эвакуация) личина подчиняется определённому закону рас- Детский вол- 29 15–28 пределения. В ходе дальнейшего исследования новой бассейн необходимо сопоставить эмпирические данные Детский бассейн 29 17–46 52,6 с теоретическими, чтобы принять или отвергнуть Основной нулевую гипотезу. 29 15–76 83,9 бассейн Аттракцион 29 38–43 ПРОВЕРКА ГИПОТЕЗЫ РАСПРЕДЕЛЕНИЯ Акватермальный комплекс г. Горно-Алтайск (неанонсированная эвакуация) СЛУЧАЙНОЙ ВЕЛИЧИНЫ
П
Аквазал с основным роверка соответствия эмпирических
16 31–112 и детским данных нормальному распределению – бассейном ключевой этап научного исследования, так как от
ПОЖАРЫ И ЧРЕЗВЫЧАЙНЫЕ СИТУАЦИИ: ПРЕДОТВРАЩЕНИЕ, ЛИКВИДАЦИЯ. 2025. ¹ 2
FIRE AND EMERGENCIES: PREVENTION, ELIMINATION. 2025. No. 2
этого зависит выбор методов статистического ана- пределения грубоват, поэтому его лучше использо- лиза. Без подтверждения нормальности распреде- вать лишь для примерной (наглядной) оценки. ления выборки невозможно корректно применять В данном контексте критерий Колмогорова – и интерпретировать результаты вариационного Смирнова служит одним из методов проверки анализа. соответствия эмпирического распределения нор- Одним из способов проверки распределения мальному закону. Как и прочие критерии нормаль- на нормальность является графический метод. Для ности, он базируется на количественной оценке сравнительного анализа на рисунке 2 представлены расхождений между наблюдаемым распределени- графики нормального и равномерного распределе- ем данных и теоретической нормальной моделью ния эмпирических значений выборки проведённых (табл. 6). экспериментов в акватермальных комплексах. Наиболее эффективным критерием провер- Графический метод определения вида рас- ки гипотезы о нормальности распределения выбо- пределения показывает, что эмпирические значе- рочной совокупности является критерий Шапиро – ния выборки более соответствуют нормальному Уилка. При проверке нормальности распределения распределению. Вместе с тем следует отметить, эмпирической выборки сравнивают статистиче- что такой подход для выявления нормального рас- ский показатель с критическим значением (табл. 7).
Таблица 6 (Table 6)
Тестирование выборки на нормальность распределения, тест Колмогорова – Смирнова
(параметры нормального распределения при уровне значимости – 0,05)
Testing the sample for normality of distribution, kolmogorov-smirnov test
(parameters of normal distribution at a significance level of 0.05)
Акватермальные
Акватермальные комплексы в г. Барнаул комплексы
Описательная статистика в г. Горно-Алтайск
Взрослый
Волновой Детский Аттракцион Основной бассейн бассейн
N, значений выборки 29 38 118 32
Среднее 23,2 31,8 45,1 41,3 78,2
Стандартное отклонение 3,3 8,0 13,9 1,5 19,9 Статистика критерия, 0,109 0,087 0,057 0,077 0,086 нормальное распределение ≤ 0,895 Асимптоматическое значение ≥ 0,05 0,200 0,200 0,200 0,200 0,200
Эксцесс критическое значение (0,05) 0,869 0,854 0,834 0,858 0,848
Эксцесс эмпирическое значение –0,01 –0,86 –0,40 –0,38 –0,22
Таблица 7 (Table 7)
Тестирование выборки на нормальность распределения, тест Шапиро – Уилка
(параметры нормального распределения при уровне значимости – 0,05)
Testing the Sample for Normality of Distribution, Shapiro-Wilk Test
(parameters of normal distribution at a significance level of 0.05)
Статистическое Количество Критическое 95 %, доверительный интервал для среднего, Наименование зоны значение человек, N значение нижняя граница – верхняя граница
Акватермальный комплекс г. Барнаул (анонсированная эвакуация)
Волновой 0,964 29 0,416 22,00–24,56
Детский 0,975 38 0,554 29,25–34,51
Взрослый 0,990 118 0,504 42,57–47,67
Аттракцион 0,977 32 0,699 40,79–41,91
Акватермальный комплекс г. Горно-Алтайск (неанонсированная эвакуация)
Основной бассейн 0,959 52 0,071 72,66–83,74
ПОЖАРНАЯ, ЭКОЛОГИЧЕСКАЯ И ТЕХНОСФЕРНАЯ БЕЗОПАСНОСТЬ
FIRE, ENVIRONMENT AND TECHNOSPHERE SAFETY
30
Ожидаемое значение
Ожидаемое значение
27,5
равномерное нормальное
25
22,5
20
17,5
15 20 25 30 35 15 20 25 30 35
Наблюдаемое значение Наблюдаемое значение а(a)
50
Ожидаемое значение
Ожидаемое значение равномерное нормальное
30
20
10
10 20 30 40 50 10 20 30 40 50
Наблюдаемое значение Наблюдаемое значение б(b)
100
Ожидаемое значение
Ожидаемое значение
равномерное нормальное
60
40
0 20 40 60 80 100 10 20 30 40 50 60 70 80
Наблюдаемое значение Наблюдаемое значение в(c)
45
Ожидаемое значение
Ожидаемое значение
44 равномерное нормальное
43
40
39
38
38 39 40 41 42 43 44 45 38 39 40 41 42 43 44
Наблюдаемое значение Наблюдаемое значение г(d)
140
Ожидаемое значение
Ожидаемое значение
120 равномерное нормальное
40
20
20 40 60 80 100 120 140 20 40 60 80 100 120
Наблюдаемое значение Наблюдаемое значение д(e)
Рисунок 2. Графический метод определения вида распределения случайной величины времени начала эвакуации в акватермальном комплексе г. Барнаул: а – волновой детский бассейн; б – детский бассейн; в – взрослый бассейн;
г – аттракцион в акватермальном комплексе г. Горно-Алтайск: д – основной бассейн
Figure 2. Graphical method for determining the distribution type of the random variable of evacuation start time in the aquathermal complex in Barnaul: a – wave pool for children; b – children's pool; c – adult pool;
d – attraction in the aquathermal complex in Gorno-Altaysk: e – main pool
ПОЖАРЫ И ЧРЕЗВЫЧАЙНЫЕ СИТУАЦИИ: ПРЕДОТВРАЩЕНИЕ, ЛИКВИДАЦИЯ. 2025. ¹ 2
FIRE AND EMERGENCIES: PREVENTION, ELIMINATION. 2025. No. 2
Таким образом, в ходе исследования для Основную аудиторию акватермальных ком- определения типа распределения был применён плексов составляют дети (более 60 % посетителей), комплексный подход, сочетающий визуальные которых сопровождают родители. При этом дети и и статистические методы. взрослые могут находиться в разных зонах, и перед Графический анализ позволил провести эвакуацией они будут стремиться найти друг друга, предварительное сравнение эмпирических данных что также увеличивает временные затраты. с моделями нормального и равномерного распре- Изложенное выше указывает, что время делений, выявив визуальное сходство с нормаль- начала эвакуации у всех людей будет разное, то ным распределением. есть это распределение (близкое к нормальному), Для количественного подтверждения этих которое зависит в том числе от наличия опасных наблюдений был использован критерий Колмого- факторов пожара в зоне видимости. Интервал зна- рова – Смирнова и Шапиро – Уилка, которые ста- чений времени начала эвакуации в эксперименте тистически обосновали соответствие эмпириче- № 1 находится в диапазоне от 15 до 76 с, в экспе- ского распределения нормальному закону. рименте № 2 – от 31 до 112 с, следовательно, воз- Полученные результаты свидетельствуют, можно установить эмпирически подтверждённый что анализируемая выборка демонстрирует рас- (с небольшим запасом) диапазон распределения пределение, статистически не отличающееся от времени начала эвакуации для зальных помещений нормального. Это подтверждается как визуальной с очагом пожара и без него (табл. 8, рис. 3). оценкой графиков, так и строгими статистически- ми критериями. 4,5
РЕКОМЕНДАЦИИ ПО СОВЕРШЕНСТВОВАНИЮ
Относительная частота 10–2
3,5
НОРМИРОВАНИЯ ВРЕМЕНИ
НАЧАЛА ЭВАКУАЦИИ
В АКВАТЕРМАЛЬНЫХ КОМПЛЕКСАХ 2,5
В эксперименте № 1 за нормативное вре- мя (29 с) лишь 37,3 % людей начали эва- куацию. В эксперименте № 2 за отведённое время
1,5
(16 с) не приступил к эвакуации ни один человек. 0,5
Причинами этого явления можно назвать следующие. 0 50 100 150
Посетители акватермальных комплексов
Время, с чаще всего приходят в выходные или праздничные дни, будучи настроенными на отдых и развлечения. Рисунок 3. Рекомендованная зависимость распределения времени начала эвакуации людей при пожаре из зальных
В такой обстановке они психологически не готовы к помещений (аквазалов): – зальные помещения с очагом возникновению пожара. Кроме того, из-за того, что пожара; – зальные помещения без очага пожара люди раздеты, им требуется дополнительное вре- Figure 3. Recommended dependence of evacuation start time distribution for people during a fire in hall-type premises (aqua halls):
мя на оценку ситуации, решение о необходимости – hall-type premises with a fire source;
одеться (например, зимой) и сбор личных вещей. – hall-type premises without a fire source
Таблица 8 (Table 8)
Основные характеристики непрерывной случайной величины времени начала эвакуации, для помещений Ф3.6 акватермальных комплексов
Main characteristics of the continuous random variable of evacuation start time for F3.6 aquathermal complex premises
Время начала эвакуации для зальных помещений (аквазалов), Ф3.6
Наименование
Аквазал с очагом пожара, tНЭ, с Аквазал без очага пожара, tпред, с
Рекомендуемый диапазон распределения 15–80 30–120
Среднее значение, с 47,5
Стандартное отклонение 20,9 30,2
Вид распределения Нормальное Нормальное
ПОЖАРНАЯ, ЭКОЛОГИЧЕСКАЯ И ТЕХНОСФЕРНАЯ БЕЗОПАСНОСТЬ
FIRE, ENVIRONMENT AND TECHNOSPHERE SAFETY
Акватермальные комплексы включают не го класса, что, несомненно, требует дополнитель- только помещения класса Ф3.6, но и администра- ных исследований. Однако стоит отметить, что при тивные помещения класса Ф4.3. Учитывая, что по- малой численности персонала (до 50 чел.) время жар может произойти в любом помещении, важно начала эвакуации не превышает 1 мин. Поскольку рассмотреть значения времени начала эвакуации такое количество сотрудников типично для аква- (tНЭ) для административной части. термальных комплексов, в расчётах целесообразно Согласно данным таблицы 8, наблюдается использовать значения в диапазоне от 5 до 60 с, значительный разброс значений tНЭ для зданий это- распределённые по нормальному закону (табл. 9). Таблица 9 (Table 9)
Обзор результатов исследований времени начала эвакуации в офисных помещениях
Overview of research results on evacuation start time in office premises
Значение времени начала эвакуации tНЭ, с
Источник данных Количество человек
Минимальное Максимальное Среднее
[18] 132 23 152
[19] 19 10 55
[20] 12 32 57
[21] 72 40 426
[21] 348 7 330
[22, 23] 7 32 56
[24] 205 5 490
[25] 41 5 62 19,4
ВЫВОДЫ Вместе с тем, проведённый анализ подтвер- дил тенденцию, отмеченную в [2], к установлению
И сследование эвакуации при пожаре в акватермальных комплексах является крайне актуальным в связи с активным строитель- заниженных нормативных значений времени нача- ла эвакуации, что приводит к недооценке пожарной опасности. Формула П4.1 [12], по-видимому, при- ством таких объектов. Особую сложность пред- менима лишь для небольших зальных помещений, ставляет присутствие большого числа посетителей, вероятно, площадью не более 100 м2, что требует находящихся в уязвимом состоянии (раздетых, дополнительных экспериментальных исследований. босых и мокрых), включая семейные и социальные Более того, реализованная в [12] общая кон- группы, что приводит к непредсказуемому и пока цепция нормирования подразумевает одновремен- недостаточно изученному поведению при пожаре. ное начало эвакуации всех людей, что на практи- На сегодняшний день отсутствуют достаточные ке неосуществимо. Проведённое исследование данные для прогнозирования параметров эвакуа- еще раз подтвердило, что время начала эвакуации ции, не говоря уже о проведении точных расчётов. (в том числе в зальных помещениях) у всех людей Организация и проведение натурных экс- разное и подчиняется определённому закону рас- периментов по эвакуации при пожаре из акватер- пределения в установленном интервале значений. мальных комплексов представляет собой сложную Организация и проведение серии экспери- методическую задачу, обусловленную необходи- ментов, а также обработка и анализ полученных мостью привлечения репрезентативной выборки данных позволили определить достоверные зна- испытуемых с учётом антропометрических и де- чения времени начала эвакуации для помеще- мографических характеристик (пол, возраст, фи- ний, где пожар может быть обнаружен визуально зическая подготовка). Данный процесс сопряжён (зальные пространства), а также для администра- с повышенными рисками травматизма участников, тивных и вспомогательных помещений, где опо- а также потенциальным нарушением эксплуатаци- вещение осуществляется через систему пожарной онной целостности объектов инфраструктуры. автоматики.
СПИСОК ИСТОЧНИКОВ 1. Никонов С. А. Разработка мероприятий по организации 2. Самошин Д. А. Проблемы нормирования вре- эвакуации при пожарах в зданиях с массовым пребыванием лю- мени начала эвакуации // Пожары и чрезвычайные ситу- дей на основе моделирования движения людских потоков: дис. ации: предупреждение, ликвидация. 2024. № 4. С. 9–25. ... канд. техн. наук. – М.: ВИПТШ МВД СССР, 1985. DOI:10.25257/FE.2024.4.9-25
ПОЖАРЫ И ЧРЕЗВЫЧАЙНЫЕ СИТУАЦИИ: ПРЕДОТВРАЩЕНИЕ, ЛИКВИДАЦИЯ. 2025. ¹ 2
FIRE AND EMERGENCIES: PREVENTION, ELIMINATION. 2025. No. 2
3. Lovreglio R., Kuligowski E., Gwynne S., Boyce K. 15. Gwynne S. M. V., Boyce K. E. Engineering data, SFPE A pre-evacuation database for use in egress simulations Handb. Fire Prot. Eng, Springer, New York, 2016. Pp. 2429–2551. // Fire Safety Journal. 2019. Vol. 108. Pp. 107–128. DOI:10.1007/978-1-4939-2565-0_64 DOI:10.1016/j.firesaf.2018.12.009 16. Чернов А. А., Самошин Д. А., Пронин Д. Г., Ко- 4. Purser D. A., Bensilum M. Quantification of escape четыгов В. А. Время начала эвакуации людей из акватер- behavior during experimental evacuations // Building Research мальных комплексов в случае пожара // Актуальные во- Establishment Report CR 30/99. Building Research Establishment просы пожарной безопасности. 2025. № 1(23). С. 8–24. Ltd, Garston, Watford, UK. 1999. DOI:10.37657/vniipo.avpb.2025.33.26.001 5. Purser D. A., Bensilum M. Quantification of behaviour for 17. Наркевич А. Н., Виноградов К. А. Методы определения engineering design standards and escape time calculations // Safety минимально необходимого объема выборки в медицинских ис- Science. 200138 (2): Pp. 157–182. следованиях // Социальные аспекты здоровья населения. 2019. 6. Tancogne-Dejean M., Colina H., Ilsbrock D., Van Niel K. 65(6). C. 10. DOI:10.21045/2071-5021-2019-65-6-10 Evacuation drills of a cinema auditorium // Proceedings of the fourth 18. Gwynne S. M. V., Boswell D. L., Proulx G. Understanding international symposium on human behaviour in fire, Cambridge the effectiveness of notification technologies in assisting vulnerable England, 2009. Interscience Communications, pp. 645–657. populations // J. Fire Prot. Eng. 2009. 19 (1): Pp. 31–49. 7. Frantzich H. Occupant behaviour and response time – 19. Sharma S. B., Tabak V., Brocklehurst D., Sagun A., results from evacuation experiments // Proceedings of the second Bouchlaghem D. A comprehensive modern approach to developing international symposium on human behaviour in fire, 2001, evacuation data capture/analysis and simulation tools for real world Massachusettes. Interscience Communications, 2001. Pp. 159–166. fire engineering // Proceedings of fourth international symposium 8. Shields T. J., Boyce K. E. A study of evacuation from large on human behaviour in fire, Cambridge England, 2009. Interscience retail stores // Fire Saf. J. 2000. 35 (1). Pp. 25–49. Communications. Pp. 195–206. 9. Lovreglio R., Kuligowski E. A pre-evacuation study 20. Purser D. Comparison of evacuation efficienc and pre- using data from evacuation drills and false alarm evacuations travel activity times in response to asounder and two different voice in a university library // Fire Safety Journal. 2022. Vol. 131. alarm messages. In: Kingsch W. W. F., Rogsch C., Schadschneider A., DOI:10.1016/j.firesaf.2022.103595 Schreckenberg M. (eds) Pedestrian and evacuation dynamics. 2008. 10. Слюсарев С. В. Нормирование требований пожарной Pp 121–134. безопасности к эвакуационным путям и выходам для детей 21. Gwynne S. M. V. Optimising fire alarm notification for с ограниченными возможностями здоровья в зданиях с их мас- high risk groups: summary report // The Fire Protection Research совым пребыванием: дис. ... канд. техн. наук. М.: Академия ГПС Foundation, Quincy, MA, USA, 2007. Pp. 127. МЧС России, 2016. 189 с. 22. Purser D. A., Bensilum M. Quantification of behaviour for 11. Шахуов Т. Ж. Нормирование требований пожарной engineering design standards and escape time calculations // Safety безопасности к эвакуационным путям и выходам из зданий мече- Science. 2001. 38 (2). Pp. 157–182. тей: дис. … канд. техн. наук. М.: Академия ГПС МЧС России, 2018. 23. Purser D. A., Raggio A. J. T. Behaviour of crowds when 12. Приказ МЧС России от 14.11.2024 № 1140 «Об subjected to fire intelligence // Building Research Establishment утверждении методики определения расчётных величин пожар- Report CR 143/95. Building Research Establishment Ltd, Garston, ного риска в зданиях, сооружениях и пожарных отсеках различ- Watford, UK. 1995 ных классов функциональной пожарной опасности». 24. Меркушкина Т. Г., Самошин Д. А., Хасуева З. С., Зыко- 13. Fahy R. F., Proulx G. Toward creating a database on delay ва М. Ю. Особенности эвакуации людей из современных офис- times to start evacuation and walking speeds for use in evacuation ных зданий при пожаре // Технологии техносферной безопасно- modeling // Second Int. Symp. Hum. Behav. Fire, 2001. сти. 2015. Вып. 5(63). С. 73–81. 14. Shi L., Xie Q., Cheng X., Chen L., Zhou Y., Zhang R. 25. Результаты проведения учебной эвакуации людей из Developing a database for emergency evacuation model // Build. офисного здания фирмы «Sistema Venture Capital» М.: АНО На- Environ. 2009. 44. Pp. 1724–1729. DOI:10.1016/j.buildenv.2008.11.008 учно-методический центр «ПожСофт». 2019. 26 с.
REFERENCES 1. Nikonov S.A. Razrabotka rekomendatsii po modelirovaniyu Cambridge England, 2009. Interscience Communications, dvizheniya lyudskikh potokov v zdaniyakh i organizatsii pp. 645–657 (in Eng.). opoveshcheniya pri pozhare [Development of measures to organize 7. Frantzich H. Occupant behaviour and response time – evacuation in case of fires in buildings with a mass presence of results from evacuation experiments. In: Proceedings of the people based on modeling the movement of human flows: PhD in second international symposium on human behaviour in fire. Engin. Sci. diss.]. Moscow, 1985. 230 p. (in Russ.). 2001, Massachusettes. Interscience Communications, 2001. 2. Samoshin D.A. The problems of identification and Pp. 159–166 (in Eng.). employment of pre-evacuation time. Pozhary i chrezvychajnye 8. Shields T.J., Boyce K.E. A study of evacuation from large situacii: preduprezhdenie, likvidacija – Fire and emergencies: retail stores. Fire Saf. J. 2000. 35 (1). Pp. 25–49 (in Eng.). prevention, elimination. 2024, no. 4, pp. 9–25 (in Russ.). 9. Lovreglio R., Kuligowski E. A pre-evacuation study DOI:10.25257/FE.2024.4.9-25 using data from evacuation drills and false alarm evacuations in 3. Lovreglio R., Kuligowski E., Gwynne S., Boyce K. a university library. Fire Safety Journal. 2022. Vol. 131 (in Eng.). A pre-evacuation database for use in egress simulations. DOI:10.1016/j.firesaf.2022.103595 Fire Safety Journal. 2019, vol. 108, pp. 107–128 (in Eng.). 10. Slyusarev S.V. Normirovanie trebovanii pozharnoi DOI:10.1016/j.firesaf.2018.12.009 bezopasnosti k evakuatsionnym putiam i vykhodam dlia detei 4. Purser D.A., Bensilum M. Quantification of escape behavior s ogranichennymi vozmozhnostiami zdorov'ia v zdaniiakh s ikh during experimental evacuations. Building Research Establishment massovym prebyvaniem [Rationing fire safety requirements for Report CR 30/99. Building Research Establishment Ltd, Garston, evacuation routes and exits for children with disabilities in buildings Watford, UK. 1999 (in Eng.). with their mass stay: PhD in Engin. Sci. diss.]. Moscow, State Fire 5. Purser D.A., Bensilum M. Quantification of behaviour for Academy of EMERCOM of Russia Publ., 2016. 189 p. (in Russ.). engineering design standards and escape time calculations. Safety 11. Shakhuov T.J. Normirovanie trebovanii pozharnoi Science. 2001. 38 (2). Pp. 157–182 (in Eng.). bezopasnosti k evakuatsionnym putiam i vykhodam iz zdanii mechetei 6. Tancogne-Dejean M., Colina H., Ilsbrock D., Van Niel K. [Rationing of fire safety requirements for evacuation routes and exits Evacuation drills of a cinema auditorium. In: Proceedings of the from mosque buildings: PhD in Engin. Sci. diss.]. Moscow, State Fire fourth international symposium on human behaviour in fire. Academy of EMERCOM of Russia Publ., 2018 (in Russ.).
ПОЖАРНАЯ, ЭКОЛОГИЧЕСКАЯ И ТЕХНОСФЕРНАЯ БЕЗОПАСНОСТЬ
FIRE, ENVIRONMENT AND TECHNOSPHERE SAFETY
12. Prikaz MCHS Rossii ot 14.11.2022 № 1140 «Ob evacuation data capture/analysis and simulation tools utverzhdenii metodiki opredeleniya raschetnykh velichin for real world fire engineering. In: Proceedings of fourth pozharnogo riska v zdaniyakh, sooruzheniyakh i pozharnykh international symposium on human behaviour in fire, otsekakh razlichnykh klassov funkcional'noj pozharnoj opasnostI» Cambridge England, 2009. Interscience Communications. [Order of EMERCOM of Russia dated November 14, 2022 No. 1140 Pp. 195–206 (in Eng.). "On approval of the methodology for determining the calculated 20. Purser D. Comparison of evacuation efficienc and pre- values of fire risk in buildings, structures and fire compartments of travel activity times in response to asounder and two different voice various classes of functional fire hazard"] (in Russ.). alarm messages. In: Kingsch W. W. F., Rogsch C., Schadschneider A., 13. Fahy R.F., Proulx G. Toward creating a database on delay Schreckenberg M. (eds) Pedestrian and evacuation dynamics. 2008. times to start evacuation and walking speeds for use in evacuation Pp 121–134 (in Eng.). modeling. Second Int. Symp. Hum. Behav. Fire, 2001 (in Eng.). 21. Gwynne S.M.V. Optimising fire alarm notification for 14. Shi L., Xie Q., Cheng X., Chen L., Zhou Y., Zhang R. Developing high risk groups: summary report. The Fire Protection Research a database for emergency evacuation model. Build. Environ. 2009. Foundation, Quincy, MA, USA, 2007. Pp. 127 (in Eng.). 44. Pp. 1724–1729 (in Eng.). DOI:10.1016/j.buildenv.2008.11.008 22. Purser D.A., Bensilum M. Quantification of behaviour for 15. Gwynne S.M.V., Boyce K.E. Engineering data, SFPE engineering design standards and escape time calculations. Safety Handb. Fire Prot. Eng, Springer, New York, 2016. Pp. 2429–2551 Science. 2001. 38 (2). Pp. 157–182 (in Eng.). (in Eng.). DOI:10.1007/978-1-4939-2565-0_64 23. Purser D.A., Raggio A.J.T. Behaviour of crowds when 16. Chernov A.A., Samoshin D.A., Pronin D.G., Kochetygov subjected to fire intelligence. Building Research Establishment V.A. The time of the beginning of evacuation of people from Report CR 143/95. Building Research Establishment Ltd, Garston, aquathermal complexes in case of fire. Aktual'nye voprosy pozharnoi Watford, UK. 1995 (in Eng.). bezopasnosti – Actual issues of fire safety. 2025, no. 1(23), pp. 24. Merkushkina T.G., Samoshin D.A., Khasueva Z.S., 8–24 (in Russ.). DOI:10.37657/vniipo.avpb.2025.33.26.001 Zykova M.U. Features evacuation of people from modern office 17. Narkevich A.N., Vinogradov K.A. Methods for determining buildings in case of fire. Tehnologii tehnosfernoj bezopasnosti – the minimum required sample size in medical research. Sotsial'nye Technology of technosphere safety. 2015, iss. 5 (63), aspekty zdorov'ia naseleniia – Social aspects of public health. 2019. pp. 73–81 (in Russ). 65(6). P. 10 (in Russ.). DOI:10.21045/2071-5021-2019-65-6-10 25. Rezul'taty provedeniia uchebnoi evakuatsii liudei iz 18. Gwynne S.M.V., Boswell D.L., Proulx G. Understanding ofisnogo zdaniia firmy «Sistema Venture Capital» M.: ANO the effectiveness of notification technologies in assisting vulnerable Nauchno-metodicheskii tsentr «PozhSoft». The results of the populations. J. Fire Prot. Eng. 2009. 19 (1): Pp. 31–49 (in Eng.). training evacuation of people from the office building of Sistema 19. Sharma S.B., Tabak V., Brocklehurst D., Sagun A., Venture Capital, Moscow: ANO Scientific and Methodological Bouchlaghem D.A comprehensive modern approach to developing Center Pozhsoft. 2019, 26 p. (in Russ).
ИНФОРМАЦИЯ ОБ АВТОРАХ INFORMATION ABOUT THE AUTHORS Александр Александрович ЧЕРНОВ Aleksander A. CHERNOV Адъюнкт факультета подготовки Postgraduate student of research and teaching staff training faculty, научно-педагогических кадров, State Fire Academy of EMERCOM of Russia, Moscow, Russian Federation, Академия ГПС МЧС России, Москва, Российская Федерация, SPIN-код: 5890-5343 SPIN-код: 5890-5343 aleksandrchernov22@mail.ru aleksandrchernov22@mail.ru Дмитрий Александрович САМОШИН Dmitry A. SAMOSHIN Доктор технических наук, профессор, доктор философии Grand Doctor in Engineering, Professor, PhD Начальник учебно-научного комплекса Head of the Educational Research Complex пожарной безопасности объектов защиты, of Fire Safety of Facilities under Protection, Академия ГПС МЧС России, Москва, Российская Федерация State Fire Academy of EMERCOM of Russia, Moscow, Russian Federation SPIN-код: 7021-2583 SPIN-код: 7021-2583 ORCID: https://orcid.org/0000-0001-5860-0349 ORCID: https://orcid.org/0000-0001-5860-0349 Scopus Author ID: 23482846200 Scopus Author ID: 23482846200 inbox-d@mail.ru inbox-d@mail.ru Денис Геннадиевич ПРОНИН Denis G. PRONIN Кандидат технических наук PhD in Engineering Доцент кафедры пожарной безопасности в строительстве, Associate Professor of the Department of Fire Safety in Construction, Академия ГПС МЧС России, Москва, Российская Федерация State Fire Academy of EMERCOM of Russia, Moscow, Russian Federation SPIN-код: 1310-1406 SPIN-код: 1310-1406 Pronin.dg@mail.ru Pronin.dg@mail.ru Владимир Анатольевич КОЧЕТЫГОВ Vladimir A. KOCHETYGOV Старший научный сотрудник научно-исследовательского отдела Senior Researcher of the Research Department пожарной профилактики объектов защиты, of Fire Prevention of Facilities under Protection, Академия ГПС МЧС России, Москва, Российская Федерация, State Fire Academy of EMERCOM of Russia, Moscow, Russian Federation SPIN-код: 8900-7504 SPIN-код: 8900-7504 ORCID: https://orcid.org/0000-0002-7207-9518 ORCID: https://orcid.org/0000-0002-7207-9518 kochetygov65@mail.ru kochetygov65@mail.ru
Поступила в редакцию 17.04.2025 Received 17.04.2025 Принята к публикации 04.06.2025 Accepted 04.06.2025
Для цитирования: For citation: Чернов А. А., Самошин Д. А., Пронин Д. Г., Кочетыгов В. А. Chernov A.A., Samoshin D.A., Pronin D.G., Kochetygov V.A. Distribution Распределение случайной величины времени начала эвакуации of the random variable of evacuation start time in aquathermal complexes в акватермальных комплексах при пожаре // Пожары и чрезвычайные during a fire. Pozhary i chrezvychaynyye situatsii: predotvrashcheniye, ситуации: предупреждение, ликвидация. 2025. № 2. С. 5–15. likvidatsiya – Fire and emergencies: prevention, elimination. DOI:10.25257/FE.2025.2.5-15 2025, no. 2, pp. 5–15 (in Russ.). DOI:10.25257/FE.2025.2.5-15
Ключевые слова
Похожие публикации
Доклад · 2009Обзор моделей и программ для расчёта времени эвакуации
Доклад · 2009Программное обеспечение СИТИС «Флоутек» и «Эватек» для расчёта времени эвакуации
Доклад · 2009Беляев С. В. Эвакуация из зданий с массовым пребыванием людей
КнигаДутов А. В. Физиология человека при пожаре
КнигаХолщевников Р. И. Исследования людских потоков и методология прогнозирования
Книга