EWAKUACJA Z BUDYNKÓW

 

Przykładowe wyniki badań symulacyjnych ewakuacji ludzi z budynków

 

Za kolejny przykład posłuży symulacja ewakuacji niewielkiego budynku biurowego z trzema kondygnacjami. Rozkłady przestrzenne pomieszczeń na wszystkich piętrach są podobne (rys. 7.), a kondygnacje są połączone klatką schodową (zaznaczoną kolorem szarym). Trzeba podkreślić, że w badaniach ewakuacji budynków wielokondygnacyjnych bardzo ważny jest opis ruchu między piętrami - na klatkach schodowych, gdyż w przypadku zagrożenia pożarowego na ogół windy ulegają zablokowaniu. W opisywanym modelu w równaniu opisującym ruch pieszego na klatce schodowej uwzględniana jest dodatkowa, pionowa siła przyspieszająca ten ruch, co jest oryginalnym rozwiązaniem [11].

 

 

 

Rys.7. Rozkłady pomieszczeń w wielokondygnacyjnym budynku biurowym: (a) - rozkład parteru, (b) i (c) - pierwsze i drugie piętro. Klatka schodowa jest zaznaczona kolorem szarym, początkowe położenia pieszych - zielonymi kropkami

 

Trajektorie pieszych obliczone w trakcie symulacji numerycznych przedstawiono na rys. 8. Jak widać, ruch na wyższych kondygnacjach, w obrębie poszczególnych pomieszczeń, jest laminarny.

 

 

 

Rys. 8. Trajektorie pieszych w czasie ewakuacji budynku wielokondygnacyjnego, przy prędkości zamierzonej vD = 2,5 m/s (oznaczenia a, b i c jak na rys.7.)

 

Pewne turbulencje pojawiają się w pobliżu wejścia na klatkę schodową na pierwszym piętrze, co jest spowodowane jej zatłoczeniem przez schodzących pieszych. Największe turbulencje pojawiają się jednak na parterze, przy drzwiach wyjściowych, gdyż tu spotykają się strumienie pieszych ze wszystkich kondygnacji. Przy większych poziomach zagrożenia (vD > 3,5 m/s) powoduje to wyraźny wzrost czasu ewakuacji - jak to widać na rys. 11. z lewej strony. Podobne zjawisko występowało podczas ewakuacji klasy.

Drugim badanym budynkiem był budynek kina. W czasie seansu może w nim przebywać 168 osób. Rozkład przestrzenny budynku i początkowe położenie pieszych przedstawiono na rys. 9.

 

 

 

Rys. 9. Rozkład przestrzenny wnętrza budynku kinowego. Pokazano położenia początkowe 168 pieszych

 

Trajektorie pieszych obliczone dla przypadku prędkości zamierzonej vD = 2,5 m/s pokazuje rys. 10. Jak widzimy, strumienie pieszych zagęszczają się stopniowo między rzędami foteli, co kulminuje się w bocznych przejściach prowadzących do drzwi. Jednak mimo tej znacznej gęstości, przy prędkości vD - 2,5 m/s (dość znaczny poziom zagrożenia), w strumieniach pieszych występuje raczej niewielka liczba turbulencji. Jest to spowodowane regularnym rozkładem przestrzennym budynku oraz wpływem rzędów foteli, które porządkująco wpływają na ruch pieszych.

 

 

 

Rys. 10. Obliczone trajektorie pieszych w czasie ewakuacji budynku kina z prędkością zamierzoną vD = 2,5 m/s

 

Czasy ewakuacji w funkcji prędkości zamierzonej dla budynku kinowego przedstawia wykres z prawej strony rys. 11.

 

 

 

Rys. 11. Czas ewakuacji T w funkcji prędkości zamierzonej dla budynku wielokondygnacyjnego (wykres po lewej stronie) i kinowego (wykres po prawej stronie)

 

W tym przypadku niemonotoniczności nie są obserwowane. Pozytywnie i porządkująco na strumienie pieszych wpływa układ rzędów foteli. Obserwuje się jednak stopniowy wzrost czasu ewakuacji dla t > 5 m/s, wywołany wzrastającym stłoczeniem pieszych w sąsiedztwie drzwi. W miejscu tym, w miarę wzrostu vD, wzrasta gęstość pieszych, gdyż przybywają oni tam coraz szybciej, natomiast przepustowość drzwi utrzymuje się na stałym i, dla większych wartości vD, zbyt małym poziomie.

Jak można zatem zauważyć, przepustowość drzwi gra zasadniczą rolę w efektywności procesu ewakuacji. Z tego względu autorzy niniejszego opracowania przeprowadzili badania wpływu szerokości drzwi na czas ewakuacji. Na rys. 12. przedstawiono zależność czasu ewakuacji budynku kina od prędkości zamierzonej wobec kilku wartości szerokości drzwi. Jak można było się spodziewać, wpływ szerokości drzwi ma znaczenie zasadnicze. Dostatecznie szerokie drzwi (2 m lub więcej) nie powodują wzrostu czasu ewakuacji nawet przy wysokich wartościach vD. Jednak im węższe drzwi, tym dłuższy ten czas przy wyższych poziomach zagrożenia, tj. vD > ~3 m/s. Na przykład, przy znacznym poziomie zagrożenia dwukrotne zwężenie drzwi do 1 m powoduje ponad 3,5-krotny wzrost czasu ewakuacji.

 

 

 

Rys.12. Czas ewakuacji budynku kina w funkcji prędkości zamierzonej dla kilku wartości szerokości drzwi

 

Wynika z tego ogólny wniosek, że odpowiednia szerokość drzwi ma zasadnicze znaczenie dla przeprowadzenia sprawnej ewakuacji i uniknięcia ewentualnych ofiar, co na dodatek jest stosunkowo tanim rozwiązaniem Podobne znaczenie ma wprowadzanie dodatkowych drzwi awaryjnych (oczywiście odpowiednio oznakowanych i otwartych!).