CC BY
72
БЕЗОПАСНОСТЬ ЛЮДЕЙ ПРИ ПОЖАРАХ
В. В. Холщевников
д-р техн. наук, профессор Академии ГПС МЧС РФ и Московского государственного строительного университета, г. Москва, Россия
А. Н. Гилетич
канд. техн. наук, заместитель директора Департамента надзорной деятельности МЧС РФ, г. Москва, Россия
Д. В. Ушаков
начальник отдела ФГБУ ВНИИПОМЧС РФ, г. Балашиха МО, Россия
А. П. Парфененко
старший инженер-программист УНК проблем пожарной безопасности в строительстве Академии ГПС МЧС РФ, г. Москва, Россия
УДК 614.8
ОБЩАЯ ЗАКОНОМЕРНОСТЬ ИЗМЕНЕНИЯ ПАРАМЕТРОВ ДВИЖЕНИЯ ЛЮДСКИХ ПОТОКОВ РАЗЛИЧНОГО ФУНКЦИОНАЛЬНОГО КОНТИНГЕНТА В ЗДАНИЯХ И СООРУЖЕНИЯХ
Рассматриваются результаты цикла многолетних натурных наблюдений и экспериментальных исследований движения людских потоков, различных по возрастному составу и мобильности людей, в зданиях различного функционального назначения, а также теоретических исследований, которые привели к установлению общей закономерности связи между параметрами людских потоков. Эта закономерность позволяет с высокой степенью достоверности устанавливать расчетные зависимости при проектировании эвакуационных путей зданий и производить расчет процесса эвакуации людей при определении величины пожарного риска в зданиях различных классов функциональной пожарной опасности.
Ключевые слова: эвакуация людей; людской поток; скорость; плотность; интенсивность движения; своевременность эвакуации; беспрепятственность эвакуации; безопасность людей.
Введение
Ст. 79 Федерального закона № 12Э-ФЗ "Технический регламент о требованиях пожарной безопасности" [1] устанавливает, что индивидуальный пожарный риск пребывания людей в зданиях и сооружениях любого функционального назначения не должен превышать одной миллионной в год при нахождении отдельного человека в наиболее удаленной от выхода из здания точке. Для реализации этого требования "Методика определения расчетных величин пожарного риска в зданиях, сооружениях и строениях различных классов функциональной пожарной опасности" [2] устанавливает, что значение расчетной вероятности Qв воздействия опасных факторов пожара (ОФП) не должно превосходить значения нормативной вероятности Q н:
Qв = Qп(1 - Яа.п)(1 - Рп.з)Рпр(1 - Рэ) < Qнв = 10-6, (1)
где Qп — частота (вероятность) возникновения пожара в здании в течение года (согласно данным
п. 8 прил. 1 Методики [2] в общем случае может быть принято Qп = 4 ■ 10-2); Яап — вероятность эффективного срабатывания установок автоматического пожаротушения; принимается Лап = 0,9 (п. 8 прил. 1 [2]); Рп.з — вероятность эффективной работы системы противопожарной защиты, направленной на обеспечение безопасной эвакуации людей при пожаре:
Рп.з = 1 - (1 - %обн -^СОУэХ1 - %обн ^пдз); (2)
Яобн — вероятность эффективного срабатывания системы пожарной сигнализации; Яобн = 0,8*; ^СОУЭ — условная вероятность эффективного срабатывания системы оповещения людей о пожаре и управления эвакуацией людей в случае эффективного срабатывания системы пожарной сигнализации; ^СОУЭ = 0,8*;
* При данных значениях величин -Кобн, ЛСОУЭ, Лпдз, приведенных по статистическим данным разд. IV Методики [2], значение Рпз, рассчитанное по формуле (2), составляет 0,87.
© Холщевников В. В., Гилетич А. Н., Ушаков Д. В., Парфененко А. П., 2011
Я
пдз-
- условная вероятность эффективного срабатывания системы противодымной защиты в случае эффективного срабатывания системы пожарной сигнализации; Япд3 = 0,8*; Рпр — вероятность присутствия людей в здании;
Рпр = гфункц /24;
?функц — время нахождения людей в здании, ч; Рэ — вероятность эвакуации людей. Вероятность Рэ определяется условиями:
Р э =
(0,8гбл -гр )/гн.э,если Iр < 0,8Чл< Iр + {н.э
и гск < 6 мин; 0,999, если гр + гн.э < 0,8гбл и гск < 6 мин; 0, если гр > 0,8гбл или гск > 6 мин,
(3)
где гр — расчетное время эвакуации людей, мин; гн.э — время начала эвакуации, мин; гбл — время от начала пожара до блокирования эвакуационных путей в результате распространения на них опасных факторов пожара, имеющих предельно допустимые для людей значения, мин;
гс
- время существования скоплений людей на
участках пути, мин.
Рассчитаем значение Qв для случая, когда безопасность людей обеспечивается только за счет систем пожарной безопасности зданий. При этом Рэ = 0. принимая вероятность эффективного срабатывания установок автоматического пожаротушения Яап = 0,9 для случая присутствия людей в здании в течение 8 ч (Рпр = 0,333), получим:
Qв = Qп (1 - Яа.п)(1 - РьзРр (1 - Рэ) = = 0,04(1 -0,9) (1 -0,87)-0,333(1 -0)= 1,731-10-4,
что на два порядка выше нормативного значения
Q н = ю-6.
Исходя из этого, обеспечение безопасной эвакуации людей при пожаре становится необходимым условием для соблюдения требования (1), поскольку выполнение второго условия в выражении (3) на три порядка снижает величину индивидуального пожарного риска. Поэтому эвакуацию людей следует рассматривать как обязательное требование обеспечения безопасности людей при пожаре в общественных зданиях и сооружениях.
В связи с этим точность моделирования процесса эвакуации людей при определении величины индивидуального пожарного риска приобретает решающее значение.
Индивидуальное разнообразие физических и психологических свойств людей и различие их реакции на влияние множества трудно учитываемых факторов определяют стохастическую (случайную) природу параметров движения людей в составе образующихся при эвакуации людских потоков, кото-
рую необходимо учитывать при формулировке математической модели.
Параметры людских потоков и эмпирические зависимости между ними
Параметрами движения людских потоков, определяющими своевременность и беспрепятственность эвакуации людей, являются скорость движения V (м/мин), его интенсивность д (м/мин) и плотность потока В (чел./м2) (или м2/м2 при выражении плотности через площадь горизонтальной проекции человека/, м2/чел.).
Впервые на факт существования зависимости скорости людского потока от его плотности и вида пути (горизонтальный, лестница вниз, лестница вверх) было указано в результате натурных наблюдений, выполненных в начале 30-х годов прошлого столетия [3]. Эти немногочисленные (около 200) наблюдения выполнялись методом, который сегодня принято называть "методом включенного наблюдения", т. е. наблюдатель включался в поток людей и подсчитывал количество сделанных им шагов за минуту при измеряемом им расстоянии до идущего впереди человека. Низкая точность данного метода и незначительное количество замеров обусловили необходимость проведения дальнейших наблюдений визуальным методом [4].
В связи с этим в период с 1946 по 1948 гг. сотрудниками ВНИИПО были проведены одновременные замеры плотности и скорости движения потока людей (3587 замеров) по горизонтальным путям, по лестницам вниз и вверх в зданиях театров, учебных заведений, промышленных и транспортных предприятий, расположенных в 11 крупнейших городах страны [5]. В дальнейшем натурные наблюдения проводились сотрудниками МИСИ и АГПС кино-фотометодом, значительно повысившим их точность и оперативность, что позволило создать к концу 80-х годов самую крупную в мире (около 25 тыс.) базу эмпирических данных [6]. В это время были организованы также уникальные экспериментальные исследования на трансформируемом манеже (рис. 1) с целью получить значения параметров движения людских потоков в условиях, приближенных к аварийным [7].
Графики эмпирических зависимостей V = ф (В), построенные по полученным данным, представлены на рис. 2-4. Каждый из исследователей, проводивших ту или иную серию натурных наблюдений, аппроксимировал эмпирические зависимости полиномами наилучшего приближения от четвертой степени [8] до линейной функции. Графики эмпирических зависимостей, полученных в результате натурных наблюдений, проведенных к этому времени за рубежом, показаны на рис. 5. Они также
V, м/м
Рис. 1. Эксперименты, проводившиеся на трансформируемом манеже
V, м/мин
Рис. 2. Эмпирические зависимости скорости людского потока от его плотности при движении по горизонтальным путям: 1, 5 — театры, кинотеатры; 2 — университеты; 3 — промышленные здания; 4, 13, 14 — транспортные здания; 6 — спортивно-зрелищные комплексы; 7 — здания различного назначения; 8 — торговые здания; 9, 10, 11 — соответственно старшая, средняя и младшая группы школы; 12 — торговый центр; 15,16,18, 19 — транспортный и промышленный узлы; 20,21 — метрополитен; 22, 23 — эксперимент
70
60
50
40
30
20
10
5
\
А
'4 6
\ 2 \ 7 5
\
3,
1 2 :8 3
0 1
5 6 7 8 9 Д чел./м2
Рис. 3. Эмпирические зависимости скорости людского потока от его плотности при движении по лестнице вниз: 1 — здания различного назначения; 2, 3 — спортивно-зрелищные комплексы; 4 — университет; 5, 6 — соответственно средняя и младшая группы школы; 7 — транспортный узел; 8 — эксперимент
V, м/мин Г
50
40
30
20
10
\
V д ь '5
24 ' \ 7' 4
,1 2
0 1
8 Д чел./м2
Рис. 4. Эмпирические зависимости скорости людского потока от его плотности при движении по лестнице вверх: 1 — здания различного назначения; 2 — спортивно-зрелищные комплексы; 3 — университет; 4, 5 — соответственно средняя и младшая группы школы; 6 — транспортный узел; 7 — эксперимент
V, м/мин 110
q, чел./(м-мин)
100 90 80 70 60 50 40 30 20 10
\
4 \
V3 \ г'
\ у2
V \
\ V \
\ \ \\ \\
/ 7
\> 5 /
V ч ^^ ч ч 3 6,7,8
5 \
\ / ; ч
0 1 2 3 4 5 6 7
8 D, чел./м2
Рис. 5. Зависимости скорости людского потока от его плотности по горизонтальному пути (-) и по лестнице вверх
(---) по данным зарубежных авторов: 1 — K. Reimer
[10]; 2 — D. Oeding [11]; 3 — [12]; 4 — F. P. D. Navin, R. A. Wright [13]; J — [14]; 6 — K. Kimura, S. Ihara [15]; 7 — K. Togawa [16]; 8—H. Kubawara, H. Doi, A. Ishigmi [17]
не давали какого-либо объяснения сути наблюдаемого явления — изменения скорости людского потока, связанного с изменениями его плотности.
Фундаментальное значение интенсивности движения людского потока (q = DV) для непрерывности процесса эвакуации было установлено впервые [9] в результате анализа движения людских потоков через границы смежных (я-го и (и + 1)-го) участков пути:
qn+1 = qA /5«+1, (4)
где 5 — ширина соответствующего участка.
Это соотношение позволило установить две расчетных ситуации в организации движения людских потоков:
• при qn+1 < qmax—беспрепятственность эвакуации;
• при qn+1 > qmax — образование скопления людей с максимальной плотностью, ведущего не только к задержке эвакуации, но и к возможной гибели людей в результате компрессионной асфиксии. Значение и положение точки qmax зависят от вида
функции V = 9(D) (рис. 6).
Однако вид функции, описывающей закономерность связи между скоростью движения людского потока и его плотностью, проявляющуюся во всем приведенном множестве зависимостей V = 9(D), оставался неизвестным. Установление этой закономерности превратилось из теоретической задачи в актуальнейшую практическую проблему при применении рас-
140 120 100 80 60 40 20
"max
а** ^тах
А
/
/
/
0 1 2 3 4 5 6 7 D, чел
imax ^ Тпах
Рис. 6. Графики зависимости функции д = у(О) от выражения функции V: д* = У*В = 57 - 5,256Д д** = = = 112В4 - 380Л3 + 434Л2 - 217В + 57
четного метода эвакуации в нормировании [18], впервые реализованного в СНиП 11-2-80 "Пожарная безопасность зданий и сооружений", а затем в ГОСТ 12.1.004-91 "Пожарная безопасность. Общие требования". Как видно из приведенных графиков, в зависимости от вида функции V = ф(О) изменяется и максимальное значение дтах, и значение плотности, при котором оно достигается, , т. е. то значение плотности, по достижении которого очень быстро (в течение десятка секунд) начинается скопление людей на границе смежных участков пути, что нарушает беспрепятственность эвакуации.
Установление закономерности связи между скоростью движения и плотностью людского потока
Наблюдаемая скорость потока при движении по любому виду пути всегда является результатом влияния не только плотности потока, но и уровня общего эмоционального состояния людей в потоке. Наглядный повседневный пример влияния общего эмоционального состояния — повышенная скорость движения людей в утренние часы "пик" в метрополитене. Разделить это одновременное влияние двух факторов никогда не удавалось. Однако различная степень влияния плотности потока на характер движения людей в нем, можно сказать, буквально осязаема и находит свое отражение в классификации [8], приведенной в табл. 1.
Первый интервал* плотности потока (один взрослый человек в уличной одежде на 2,5 м2 горизонтального пути) характеризует движение как свободное
* В натурных наблюдениях исследуемый диапазон плотности
потока подразделяют на интервалы.
Таблица 1. Классификация движения при увеличении плотности потока
Плотность, м2/м2 0-0,05 0,05-0,15 0,15-0,4 0,4-0,7 0,7-0,9 0,9-1,0 1,0-1,15
Характеристика движения людей в потоке Индивидуальное Поточное
Свободное Свободное поточное Без контактных помех С контактными помехами С силовыми воздействиями
Слитное Деформация тел Сдавливание тел
индивидуальное. "При такой плотности люди могут обгонять друг друга и двигаться в поперечном направлении" [8], т. е. плотность потока практически не оказывает влияния на характер (а следовательно, и на скорость) движения людей в нем. Очевидно, что скорость движения людей при отсутствии влияния плотности потока О0 является результатом влияния их эмоционального состояния Э и вида пути у. Обозначим скорость свободного движения людей в эмоциональном состоянии по у-му виду пути У0эу. Точные значения пороговой величины плотности потока В0 у, по достижении которых она начинает оказывать влияние на скорость движения по тому или иному виду пути, неизвестны, но ясно, что они находятся в первом интервале плотности — от 0 до 1 чел./м2 (или 0,1 м2/м2 при/ = 0,1 м2/чел.). Это соображение дает возможность нивелировать влияние эмоционального состояния людей и выявить статистическую тенденцию влияния плотности потока на скорость его движения по относительным изменениям средних значений последней в последовательных интервалах плотности.
Вполне естественно, что снижение скорости на ДУД у = У0э у - У Д у является реакцией человека на увеличивающееся влияние комплекса факторов, связанных с ростом плотности потока при любом эмоциональном состоянии людей. Чтобы уловить тенденцию этого влияния по данным натурных наблюдений, выразим искомую реакцию в виде функции:
Я
о, у
= (У0э, у - УД у УУсэ„
(5)
Нетрудно понять, что функция ЯО у описывает относительное снижение скорости потока с увеличением его плотности при любом уровне психологической напряженности ситуации, определяющей эмоциональное состояние людей. Тогда скорость движения людского потока будет описываться функцией
ДУ
О, у
= У0э,у (1 - Яо у ).
о, у
(6)
Эмпирические значения Я ,у для каждого вида пути могут быть определены по данным натурных наблюдений. Затем следует найти аппроксимирующую их функцию. При этом следует учитывать, что математическая формула только тогда получает реальное значение, когда она адекватна внут-
ренним отношениям между явлениями или, во всяком случае, отражает эти отношения с достаточной степенью приближения. Поэтому необходимо выбрать вид аппроксимирующей функции, способной отобразить суть описываемой взаимосвязи между интенсивностью воздействия плотности и реакцией на него человека, выражающейся в изменении скорости его движения. Известно, что закономерности формирования ощущений человека под воздействием внешней среды — область исследований психофизики [19].
Расположение точек эмпирических значений ЯО у указывает на то, что в данном случае корректно использование психофизического закона Вебера- Фех-нера. Пример аппроксимации, выполненной для горизонтальных путей, приведен на рис. 7.
Оценка тесноты корреляционной связи между исследуемыми величинами проводилась при помощи теоретического корреляционного отношения, значения которого составили:
• для горизонтальных путей: в зданиях — 0,990;
вне зданий — 0,984;
• для лестницы: вниз — 0,985; вверх — 0,996.
Столь высокие значения теоретического корреляционного отношения характеризуют установленную связь практически как функциональную.
Установление закономерности этой связи дает возможность описать зависимость между параметрами людского потока как стохастического процесса в виде элементарной случайной функции:
ДУе, у = У0е, у [1 - ау 1п(О/Ое, у )].
(7)
Элементарная случайная функция представляет собой произведение случайной величины скорости свободного движения людей У0е у в потоке на неслучайную функцию (выражение в скобках формулы (7)), описывающую влияние его плотности. Значения У0е у зависят от состава людей в потоке и уровня их эмоционального состояния в ситуациях различной психологической напряженности. Зависимости математического ожидания скорости свободного движения людей от их эмоционального состояния приведены на рис. 8, что позволило категорировать движение по уровню эмоционального состояния (табл. 2).
Таким образом, по данным статистической совокупности серий проведенных натурных наблю-
доверительная граница
Дт= 0,295 1п £1/0,51
12345678 1), чел./м2
В, чел./м2 Кв Кт — 0,295х х 1п(В/0,51) До — Кт - Кв ^ 100%
1,5 0,270 0,282 +0,012 4,44
2,5 0,434 0,433 -0,001 -0,23
3,5 0,555 0,532 -0,023 -4,14
4,5 0,610 0,606 -0,004 -0,66
5,5 0,655 0,665 +0,010 1,53
6,5 0,705 0,714 +0,009 1,28
7,5 0,750 0,757 +0,007 0,93
8,5 0,789 0,794 +0,005 0,63
9,5 0,842 0,826 -0,016 -1,9
Рис. 7. График изменения значений т(К в) при увеличении плотности людского потока при движении по горизонтальному пути
V, м/мин
Повышенной активности
0 0,1 0,2 0,3 0,4 0,5 0,6 0,7
Рис. 8. Изменение средней скорости свободного движения людей в зависимости от их эмоционального состояния: 1 — по горизонтальным путям, через проемы, по лестнице вниз; 2 — по лестнице вверх
дений и экспериментов была получена возможность определить конкретные значения всех членов формулы, описывающей закономерность связи между параметрами людских потоков (см. табл. 2 и 3).
Статистика натурных наблюдений показывает нормальный (или близкий к нему) закон распределения скорости свободного движения людей в потоке, поэтому случайная величина А0е j может быть описана числовыми характеристиками: т(А0еу) ± 3а(Т0еj). Для каждой из установленных категорий движения
Таблица 2. Значения скоростей свободного движения людей в потоке при различных категориях движения
Категория движения
Скорость свободного движения У0, м/мин, по видам пути
Горизонтальный, лестница вниз, проем
Лестница вверх
Комфортное <49,0 < 27,0
Спокойное 49,0-66,0 27,0-38,0
Активное 66,0-90,0 38,0-55,0
Повышенной активности 90,0-120,0 55,0-75,0
Таблица 3. Значения коэффициентов мости от вида пути а и В0, j в зависи-
Вид пути а В0, чел./м2
Горизонтальный: вне зданий в зданиях 0,407 0,295 0,69 0,51
Проем 0,295 0,65
Лестница: вниз вверх 0,400 0,305 0,89 0,67
в качестве математического ожидания т(¥0е j) следует принимать среднее значение соответствующего интервала скорости, указанного в табл. 2, а значение а(Т0е j) — равным 1/6 этого интервала.
Нормирование значений интенсивности и скорости движения людского потока в зависимости от его плотности в настоящее время производится в детерминированном виде. Оно было выполнено для
СНиП 11-2-80 "Пожарная безопасность зданий и сооружений" в табличной форме (табл. 4 СНиП 11-2-80) при значениях У0,у, соответствующих категории движения повышенной активности.
Ввиду широты области применения установленных зависимостей скорости и интенсивности движения людских потоков от их плотности (общественные здания любого назначения) в качестве расчетных значений для нормирования были приняты значения т(У^ у) - стУ^у). Это не только создавало определенный "запас", но и обеспечивало высокую степень достоверности нормируемых значений, поскольку их можно наблюдать ежедневно в повседневной жизни. Табл. 4 из СНиП 11-2-80 со-храненаивГОСТ 12.1.004-91 в виде табл. 2,ивМе-тодике [2] — табл. П2.1.
Итоги и перспективы
Цикл серий, данные которых послужили базой для установления значений величин, входящих в зависимость (7), говорит о том, что эти значения соответствуют людскому потоку смешанного состава. Это было оптимально для условий, когда нормирование не дифференцировало состав потока в зданиях различного назначения. Однако СНиП 21-01-97* "Пожарная безопасность зданий и сооружений" ввели классификацию зданий по функциональной пожарной опасности в зависимости от "вида основного функционального контингента", которая сохранена и в Техническом регламенте [1]. Такая классификация предопределяет необходимость дифференциации состава потока прежде всего "с учетом возраста и физического состояния" людей в нем. Такой "учет" должен был бы отразиться в нормируемых зависимостях между параметрами людских потоков эвакуируемого "основного функционального контингента", характерного для зданий каждого класса функциональной пожарной опасности. Но в существующих нормативных документах и нормативно-правовых актах этого не сделано, поэтому вопрос, что же изменяется в установленных [20, 21] закономерностях связи между параметрами людских потоков и, вообще, корректны ли они для различного функционального контингента, остается открытым.
Учет возраста и соответствующего ему физического состояния людей предполагает существование классификации населения страны по этим показателям. В архитектурно-строительном проектировании она проявляется лишь косвенно, при классификации зданий по функциональному назначению, которая выделяет в отдельные виды здания дошкольных образовательных учреждений, школьные здания (школы, гимназии, лицеи и т. д.), здания вузов, дома и интернаты для престарелых и инвалидов.
Явные физические и возрастные особенности людей в составе основного функционального контингента, состоящего из инвалидов и престарелых людей, сказываются на их мобильных возможностях, поэтому поставленный вопрос стал основным при разработке разд. "Пути эвакуации" в СНиП 35-012001 "Доступность зданий и сооружений для маломобильных групп населения". Были организованы специальные натурные наблюдения движения людей различных групп мобильности [22, 23], в результате которых были получены расчетные значения скорости и интенсивности движения людских потоков с различными группами мобильности (прил. Б СНиП 35-01-2001).
Серии натурных наблюдений движения подростков различных возрастных групп в школьных зданиях были проведены ранее [24, 25]. Данные, полученные в них, вошли в общую совокупность эмпирических данных (см. рис. 2-4) и были проанализированы отдельно [21, 26]. Движение потоков людей, учащихся в вузах, в условиях, близких к аварийным, наблюдалось при проведении эксперимента [7] (см. рис. 2-4). Соответствующие экспериментальные зависимости тщательно проанализированы при установлении общей зависимости [21]. В настоящее время они могут быть дополнены данными натурных наблюдений, проведенных недавно в учебных зданиях МГСУ [27].
Круг исследований влияния возрастного состава эвакуирующихся людей на закономерности связи между параметрами людских потоков замыкается результатами исследований в зданиях дошкольных образовательных учреждений — детских садов [28]. Данные этих исследований представляют особый интерес. Во-первых, потому, что в результате натурных наблюдений и игровых экспериментов с детьми впервые (и не только в нашей стране) получена достаточно обширная база (около 4 тыс.) значений скорости и интенсивности движения потоков детей младшей, средней и старшей возрастных групп при различных уровнях их эмоционального состояния и плотности потоков во время движения по горизонтальным путям, через дверные проемы, по лестницам вверх и вниз. Во-вторых, потому, что в этом возрасте у человека формируется психофизиологическая модель собственного тела, называемая в психофизиологии "схемой тела". "Схема тела" "ориентируется" на двигательную задачу в конкретных условиях и "позволяет" в чувственной форме получить ощущение скорости различными частями тела и темпа движений. В этот период формируются основные двигательные умения и навыки, накапливается двигательный опыт. Формирование двигательной программы включает в себя несколько компонентов: шаги, ориентировку в пространстве,
Таблица 4. Скорости свободного движения возрастных групп детей дошкольного возраста по видам пути при разных категориях движения
Категория Скорость свободного движения V), м/мин, по видам пути
Горизонтальный, проем Лестница
Комфортное <40 <29
Спокойное 40-60 29-47
Активное 60-100 47-84
Повышенной активности 100-190 -
реакцию на сигнал к началу или изменению движения. Ноив этом возрасте, как показывают результаты исследований (табл. 4 и 5), зависимости между параметрами людских потоков подчиняются тем же закономерностям (7) при значениях теоретического корреляционного отношения выше 0,98.
Таким образом, анализ дифференцированных зависимостей между параметрами людских потоков различных возрастных групп людей, характерных для зданий всех классов функциональной пожарной опасности, показывает, что они подчиняются общей закономерности, вид которой описывается функцией (7). Возрастные особенности реакции людей на увеличение плотности потока и психологической напряженности при движении в различных условиях находят свое отражение в соответствующих изменениях значений входящих в нее величин V0e у, а, Б0 ,. Эти значения определены и могут быть учтены в практике проектирования
Таблица 5. Значения а, и В0 , при движении возрастных групп детей по различным видам пути в зданиях дошкольных учреждений
Вид пути Группа Темп движения аУ Б0 у, чел./м2
Горизон- Старшая Бег 0,275 0,780
тальный Шаг 0,275 0,780
Средняя Бег 0,275 0,780
Шаг 0,275 0,780
Младшая Бег 0,275 0,780
Шаг 0,275 0,780
Проем Старшая, средняя Шаг 0,350 1,200
Лестница Старшая 0,190 0,645
вниз Средняя 0,190 0,645
Младшая 0,190 0,645
Лестница Старшая 0,275 0,760
вверх Средняя 0,275 0,760
Младшая 0,275 0,760
и в нормировании. Прежде всего это относится к разработке и обоснованию объемно-планировочных решений в части путей эвакуации для зданий детских дошкольных учреждений.
Интересно было бы проанализировать проявление установленной закономерности изменения скорости людского потока от его плотности в результатах зарубежных исследований. Однако это сложно сделать как из-за отсутствия точных данных, так и из-за неуверенности в корректности методики проведения этих натурных наблюдений и статистической обработки их результатов [4]. Совершенно очевидно, что приведенные на рис. 5 графики могут иметь неточности относительно оригиналов, определяемые процессом их графического переноса. Однако столь же очевидно, что они демонстрируют как качественную, так и количественную идентичность эмпирическим зависимостям, установленным в России. Так, данные, полученные при натурных наблюдениях японскими исследователями, можно с высокой степенью точности аппроксимировать установленной зависимостью (7) при V0еу = 80 м/мин и значениях а, и Б0 у для горизонтальных путей, приведенных в табл. 3; данные же натурных наблюдений в лондонском метрополитене (при Б <5 чел./м2) описываются практически той же зависимостью (при V0е, =88 м/мин), которая была установлена при обширных обследованиях на станциях и пересадочных узлах Московского метрополитена [29, 30]: V = 106,2[1 - 0, 41п(Б/0,56)]. Эти факты еще раз свидетельствуют о корректности общей закономерности изменения параметров людских потоков и ее использования в нормировании.
Оценка влияния пожаров на безопасность зданий общественного назначения наилучшим образом может быть проведена путем сочетания детерминированного и вероятностного подходов, реализованных в Методике [2], учитывающих специфические свойства объекта, возможные сценарии развития пожара и варианты эвакуации людей с учетом психофизиологических характеристик контингента.
В действующей редакции Методика [2] предполагает в основном "двоичную" (0 или 0,999) оценку вероятности эвакуации людей Рэ при пожаре (соотношение (3) [2]). Изложенные в настоящей статье результаты исследований позволят в дальнейшем более точно и дифференцированно определять параметр Рэ. Это, в свою очередь, обеспечит необходимые предпосылки для выполнения более корректной оценки величины индивидуального пожарного риска, позволит разрабатывать более обоснованные противопожарные мероприятия и тем самым обеспечит необходимые условия для оптимального управления пожарными рисками.
СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ
1. Технический регламент о требованиях пожарной безопасности : Федер. закон от 22 июля 2008 г. № 123-Ф3 : принят Гос. Думой 4 июля 2008 г.: одобр. Сов. Федерации 11 июля 2008 г. // Российская газета. — 2008. — № 163.
2. Методика определения расчетных величин пожарного риска в зданиях, сооружениях и строениях различных классов функциональной пожарной опасности : приложение к приказу МЧС России от 30 июня 2009 г. № 382 // Российская газета. — 2009. — № 161.
3. Беляев С. В. Эвакуация зданий массового назначения. — М. : Изд-во Всесоюзной академии архитектуры, 1938.
4. Холщевников В. В., Самошин Д. А., Исаевич И. И. Натурные наблюдения людских потоков.
— М. : АГПС МЧС РФ, 2010.
5. Милинский А. И. Исследование процесса эвакуации зданий массового назначения : дис. ... канд. техн. наук. — М. : МИСИ, 1951.
6. Холщевников В. В. Статистика зависимостей между параметрами людских потоков // Исследования по основам архитектурного проектирования (Методологические, функциональные, эстетические и физико-технические проблемы архитектуры). — Томск : Томский государст-венныйуниверситет, 1983.
7. Копылов В. А. Исследование параметров движения людей при вынужденной эвакуации : дис. ... канд. техн. наук (науч. руковод. В. М. Предтеченский, М. Я. Ройтман). — М.: МИСИ, 1974.
8. Предтеченский В. М., Милинский А. И. Проектирование зданий с учетом организации движения людских потоков. — М. : Изд-во лит. по стр-ву, 1969; Berlin, 1971; Koln, 1971; Praha, 1972; U. S., New Delhi, 1978; Изд. 2. — М.: Стройиздат, 1979.
9. Предтеченский В. М. О расчете движения людских потоков в зданиях массового назначения // Известия вузов. Строительство и архитектура. — 1958. — № 7.
10. ReimerK. Die Bewegung der Menschenmasen in Verkehrsraumen. //Zehtschrift "GlaseraAnnlen".
— 1947. — №71. — Heft 7. — S. 121-131.
11. Oeding D. Verkehersbelastung und Dimensionierung von Gehwegen und anderen Aulagen der Fussgangverkehrs // Bonn : Strassenbau und Strassenverkehrsrstehnik, 1963. — Heft 22.
12. Passenger flow in subways and stain-comes // Engineering. — 1958. — Nо. 34. — P. 32-48.
13. Navin F. P. D., Wright R. A. Pedestrian Flow Characteristics //Traffic Engineering. — 1969. — Vol. 19, No. 7. — P. 30-33, 36.
14. ITE Technical Council Committee 5-R. Characteristics and Service Requirements of Pedestrians and Pedestrian Facilities // Traffic Engineering. — 1976. — Vol. 14. — P. 34-45.
15. Kimura K., Ihara S. Observations of Multitude Current of People in Buildings // Transaction of Architectural Institute of Japan. — 1937. — №. 5.
16. Togawa K. Study on fire escapes based on observations of multitude currents // Japanese Building Research Institute Report, Tokyo, 1955. — Nо. 14.
17. KubawaraH., DoiH., IshigmiA. Afier-escap simulation method by describing actions of evacuees as probabilistic phenomena // Systems Approach to Fire Safety in Building : CIB Symposium. Tzukuba (Japan). — 1979. — Vol. 1. — P. 105-122.
18. Холщевников В. В. Исследование людских потоков и методологии нормирования эвакуации людей из зданий при пожаре. — М. : МИПБ МВД РФ, 1999.
19. Забродин Ю. М., Лебедев А. Н. Психофизиология и психофизика. — М. : Наука, 1977.
20. Холщевников В. В. Людские потоки в зданиях, сооружениях и на территории их комплексов : дис. ... д-ратехн. наук. — М. : МИСИ, 1983.
21. Закономерность связи между параметрами людских потоков : диплом № 24-S Открытие в области социальной психологии (авт. открытия В. В. Холщевников) // Научные открытия. — М.: РАЕН; МААНОИ; МААНО, 2006.
22. Кирюханцев Е. Е., Холщевников В. В., Шурин Е. Т. Первые экспериментальные исследования движения инвалидов в общем потоке // Безопасность людей при пожарах: сб. науч. тр. — М. : ВИПТШ МВД РФ, 1999.
23. Шурин Е. Т., Апаков А. В. Выделение групп населения по мобильным качествам и индивидуальное движение в людском потоке как основа моделирования движения "смешанных" людских потоков при эвакуации // Проблемы пожарной безопасности в строительстве : сб. науч. тр. — М. : АГПС МВД России, 2001.
24. Исследование и расчет закономерностей движения школьников : отчет / МИСИ (науч. руко-вод. В. М. Предтеченский, отв. исп. В. В. Холщевников). — № ГР 75006136; инв. № Б 378487.
— М., 1975.
25. Еремченко М. А. Движение людских потоков в школьных зданиях : дис. ... канд. техн. наук (науч. руковод. В. М. Предтеченский). — М. : МИСИ, 1979.
26. Холщевников В. В. Нормирование путей эвакуации в учебных заведениях // Пожарное дело.
— 1980. — № 12.
27. Заикин С. В., Бушманов С. А., Парфененко А. П., Белосохов И. Р. Обеспечение безопасности людей при пожарах в зданиях посредством применения самоспасателей // Пожаровзры-вобезопасность. — 2011. — Т. 20, № 3. —С.41-51; № 4. — С. 31-39.
28. Холщевников В. В., Парфененко А. П. Эвакуация детей из зданий учебно-воспитательныхуч-реждений // Пожарная безопасность в строительстве. — 2011. — № 4. — С. 48-61.
29. Разработать и внедрить новые объемно-планировочные и конструктивные решения станций метрополитенов с учетом высокоскоростного движения поездов : отчет НИР / МИСИ ; руководитель В. В. Холщевников, отв. исп. А. С. Дмитриев. — № 01860005733. — М., 1989.
30. Исаевич И. И. Разработка основ многовариантного анализа объемно-планировочных решений станций и пересадочных узлов метрополитена на основе моделирования закономерностей движения людских потоков : дис. . канд. техн. наук (науч. руковод. В. В. Холщевников).
— М. : МИСИ, 1990.
Материал поступил в редакцию 15 ноября 2011 г. Электронные адреса авторов: [email protected];[email protected].
Издательство «П0ЖНАУКА»
Представляет книгу
А. Я. Корольченко, Д. 0. Загорский КАТЕГ0РИР0ВАНИЕ ПОМЕЩЕНИЙ И ЗДАНИЙ ПО ВЗРЫВ0П0ЖАРН0Й И ПОЖАРНОЙ ОПАСНОСТИ. - М.: Пожнаука, 2010.-118 с.
В учебном пособии изложены принципы категорирования помещений и зданий по взрывопожарной и пожарной опасности, содержащиеся в современных нормативных документах. Ма примерах конкретных помещений рассмотрено использование требований нормативных документов к установлению категорий. Показана возможность изменения категорий помещений путем изменения технологии или внедрения инженерных мероприятий по снижению уровня взрывопожароопасности и повышению надежности технологического оборудования и процессов.
Пособие рассчитано на студентов высших учебных заведений, обучающихся по специальностям "Пожарная безопасность", "Безопасность технологических процессов и производств", "Безопасность жизнедеятельности в техносфере", студентов строительных вузов и факультетов, обучающихся по специальности "Промышленное и гражданское строительство", сотрудников научно-исследовательских, проектных организаций и нормативно-технических служб, ответственных за обеспечение пожарной безопасности.
121352, г. Москва, а/я 43;
тел./факс: (495) 228-09-03; e-mail: [email protected]
