Sprawy ogólne BHP
EWAKUACJA Z BUDYNKÓW

 

Przykładowe wyniki badań symulacyjnych ewakuacji ludzi z wybranych pomieszczeń

 

Do przedstawienia przebiegu procesu ewakuacji ludzi z pomieszczeń oraz czynników szczególnie wpływających na czas ewakuacji wybrano następujące trzy przykładowe pomieszczenia: biuro, magazyn i klasę szkolną. Ich rozkłady przestrzenne przedstawione zostały na rys. 2., który pokazuje liczby i położenia początkowe pieszych. Badania symulacyjne, oparte na opisanym wcześniej modelu matematycznym, pozwalają na określenie położenia każdego pieszego w czasie ewakuacji, na podstawie obliczanych numerycznie rozwiązań równań ruchu pieszych. Obliczone trajektorie pieszych dla tych przypadków przedstawia rys. 3.

 

 

 

Rys. 2. Rozkłady pomieszczeń wybranych do badania procesu ewakuacji; w nawiasach liczba osób w pomieszczeniach, ich początkowe położenia pokazują zielone kropki

 

 

 

Rys. 3. Trajektorie ruchu pieszych w procesie ewakuacji wybranych pomieszczeń, w przypadku braku zagrożenia - vD = 1 m/s. W ewakuacji klasy widoczne turbulencje w ruchu pieszych w pobliżu drzwi

 

Jak widać, w przypadku braku zagrożenia (vD = 1 m/s) we wszystkich pomieszczeniach, z wyjątkiem klasy, ruch pieszych odbywa się laminarnie - bez zakłóceń przy przemieszczaniu się od swoich położeń początkowych do wyjścia. Jednak w klasie szkolnej widoczne są turbulencje w ruchu pieszych w pobliżu drzwi, wywołane znaczną liczbą pieszych obecnych w tym pomieszczeniu docierających w pobliże drzwi mniej więcej w tym samym czasie. Wychodzenie z klasy jest utrudnione ze względu na zbyt małą szerokość drzwi, co skutkuje stłoczeniem. Wpływ szerokości drzwi zostanie omówiony w dalszej części artykułu (rys. 12.).

 

Na rys. 4. przedstawiono porównanie czasów ewakuacji T w funkcji prędkości zamierzonej pieszych vD - której wartość jest miarą poziomu zagrożenia w czasie ewakuacji - w odniesieniu do magazynu i biura. Jak widzimy, we wszystkich tych przypadkach wzrost zagrożenia, czyli wzrost prędkości vD do ok. 5 m/s zmniejsza czas ewakuacji. Dalszy wzrost prędkości zamierzonej nie po-woduje już zmniejszenia czasu ewakuacji, gdyż rzeczywista prędkość pieszych vR już nie wzrasta ze względu na wzajemne oddziaływanie ludzi oraz rolę elementów architektonicznych.

 

 

 

Rys. 4. Czasy ewakuacji T w funkcji prędkości zamierzonej dla przypadku dwóch badanych pomieszczeń

 

W przypadku klasy czas ewakuacji w funkcji prędkości zamierzonej przedstawiony jest na rys. 5. Widzimy, że do prędkości vD = 2,5 m/s czas T spada monotonicznie ze wzrostem vD. Przy dalszym wzroście prędkości vD są widoczne nie- monotoniczności, będące efektem występujących zakłóceń ruchu o charakterze turbulencji. Ich przyczyną jest wspomniany wyżej clogging powstający w otoczeniu zbyt wąskich drzwi.

 

 

 

Rys. 5. Czas ewakuacji T w funkcji prędkości zamierzonej dla przypadku kJasy

 

Tabela przedstawia porównanie czasów ewakuacji w odniesieniu do badanych pomieszczeń i wobec dwóch wartości prędkości zamierzonej vD. = 1 m/s, czyli braku zagrożenia i prędkości vD. = 2 m/s, czyli umiarkowanego zagrożenia. Z tabeli wynika, że niewielki wzrost poziomu zagrożenia powoduje skrócenie czasu ewakuacji, a ruch pieszych jest laminarny. Jednak duże względne zatłoczenie pomieszczeń lub znaczny wzrost poziomu zagrożenia mogą prowadzić do powstawania ruchu turbulentnego, co wywołuje wydłużenie czasów ewakuacji. Przykładem takiej sytuacji jest przypadek klasy szkolnej, w którym mamy do czynienia z najdłuższym czasem ewakuacji w odniesieniu do obu wartości prędkości vD. Jest to spowodowane znaczną liczbą pieszych przypadających na 1 m2, ma na to wpływ także znaczna liczba mebli (ławek szkolnych) w pomieszczeniu, obniżających rzeczywistą prędkość uciekających.

 

Tabela. Porównanie czasów ewakuacji badanych pomieszczeń dla dwóch wartości vD.

 

Rodzaj pomieszczenia

vd = 1 m/s

vd= 2 m/s

Biuro

26

13

Magazyn

30

17

Klasa

45

30

 

Ze względu na to, że liczba osób na 1 m2 powierzchni w pomieszczeniu znacząco wpływa na czas ewakuacji, zbadano dokładniej ten wpływ w sposób ilościowy. W tym celu symulowano ewakuację 47 osób z pomieszczeń biurowych (o 37 więcej niż w przypadku poprzednich symulacji). Wyniki tych badań przedstawiono na rys. 6., gdzie zauważyć można początkowe położenie pieszych, obliczone trajektorie w czasie ewakuacji i czas ewakuacji w funkcji prędkości zamierzonej. Najważniejszą cechą tego przypadku jest pojawienie się silnych turbulencji w krótkim korytarzu, na który wychodzą drzwi z sześciu pokojów tworzących pomieszczenia biurowe, i stłoczenie pieszych przy drzwiach. Są to zjawiska podobne do tych, które obserwuje się w przypadku ewakuacji klasy szkolnej.

 

 

 

Rys. 6. Ewakuacja pomieszczeń biura ze zwiększoną liczbą pieszych wewnątrz; prędkość zamierzona vD = 2 m/s. U góry przedstawiono początkowe położenia pieszych i trajektorie w czasie ewakuacji, a niżej - czasy ewakuacji w funkcji prędkości zamierzonej

 

Porównując czasy ewakuacji z biura 10 (rys. 1.) i 47 osób (rys. 6.) oraz średniego poziomu zagrożenia (vD = 2 m/s) widzimy ponad dwukrotny wzrost czasu ewakuacji: z l3 do 25 sekund (por. tab. i rys. 6.). Podobny wpływ wzrostu liczby pieszych w innych pomieszczeniach na czas ewakuacji obserwuje się w praktyce i potwierdzają to nasze symulacje.