Typy badań oraz odpowiadające im metody i narzędzia

Zespół badań nr 1 – analizy poziomu bezpieczeństwa pożarowego oraz możliwości ewakuacji ludzi

W celu przeprowadzenia analiz bezpieczeństwa pożarowego oraz możliwości ewakuacji ludzi dla wybranych zabytków miasta Poznania w odniesieniu do różnych wariantów zabezpieczeń przeciwpożarowych zastosowano następujące metody inżynierii pożarowej oraz odpowiadające im narzędzia:

 symulacje ewakuacji przy wykorzystaniu programu komputerowego Pathfinder wykorzystującego metodologię obliczeniową czasów ewakuacji,

 symulacje pożaru przy użyciu programu Pyrosim,

Oba programy zostały wyprodukowane przez Thunderhead Engineering, i udostępnione przez krakowską firmę Stigo ⁸⁰.

80 STIGO Sp. z o.o. Sp.k, ul. Ostatnia 1C, 31-444 Kraków, http://www.stigo.com.pl, firma która udostępniła licencje edukacyjne programów Pyrosim i Pathfinder na potrzeby dysertacji.

Metodologia obliczeniowa czasów ewakuacji

Wykorzystany został omówiony wcześniej najbardziej zaawansowany współcześnie model obliczeniowy czasów ewakuacji zawarty w technicznych standardach brytyjskich ⁸¹, towarzyszących im dokumentach ⁸² oraz w amerykańskich podręcznikach z zakresu bezpieczeństwa pożarowego.

Ogromny wpływ na konieczność zastosowania zaawansowanych zagranicznych metod obliczeniowych czasów ewakuacji w ostatnich latach w procesie budowlanym w Polsce miała nowelizacja „warunków technicznych” ⁸³ z lipca 2009 roku. Od momentu wprowadzenia w rozporządzeniu rozszerzonych, a zarazem bardziej restrykcyjnych wymagań polskie przepisy wykonawcze oraz normy okazały się niewystarczające do wyznaczenia czasów ewakuacji, a metoda zawarta w standardach brytyjskich stała się podstawowym narzędziem do przeprowadzania takich kalkulacji. Zgodnie ze znowelizowanymi zapisami rozporządzenia w określonym czasie niezbędnym do ucieczki nie mogą zostać przekroczone parametry krytyczne: „(…) instalacja wentylacji oddymiającej powinna (…) usuwać dym z intensywnością zapewniająca, że w czasie niezbędnym do ewakuacji ludzi na (…) drogach ewakuacyjnych nie wystąpi zadymienie lub temperatura uniemożliwiające bezpieczną ewakuację” ⁸⁴.

Wprowadzenie zagranicznych systemów obliczeniowych do krajowej praktyki projektowej, jako „zasad wiedzy technicznej”, jak wspomniano we wstępie, umożliwiły zapisy jednego z najważniejszych w budownictwie zasadniczych aktów prawnych, jakim jest ustawa Prawo budowlane ⁸⁵: „Obiekt budowlany (…) należy (…) projektować i budować w sposób określony w przepisach, w tym techniczno-budowlanych, oraz zgodnie z zasadami wiedzy technicznej zapewniając spełnienie wymagań podstawowych dotyczących (…) bezpieczeństwa pożarowego” ⁸⁶.

Najważniejszym kryterium jest zapewnienie możliwość ewakuacji ludzi. Aby warunek był spełniony podczas wymaganego czasu niezbędnego do przeprowadzenia pełnej ewakuacji obiektu w warunkach bezpiecznych dla jego użytkowników wielkości parametrów krytycznych na drogach ewakuacyjnych nie mogą zostać przekroczone.

Metodologia dotycząca obliczania wartości granicznych została szczegółowo opracowana i opublikowana w dokumentach towarzyszących wspomnianym standardom brytyjskim. Na podstawie opracowanych scenariuszy pożarowych, zakładających najbardziej niekorzystny, prawdopodobny przebieg wydarzeń, wylicza się dostępny czas bezpiecznej ewakuacji – DCBE (z ang. Available Safe Evacutaion Time - ASET) i porównuje się go z wymaganym czasem bezpiecznej ewakuacji – WCBE (z ang. Required Safe Escape Time – RSET). Różnica pomiędzy dostępnym a wymaganym czasem to margines bezpieczeństwa. Im jest on większy, tym większe prawdopodobieństwo, że proces ewakuacji zostanie zakończony pomyślnie. Zależność pomiędzy wymaganym i bezpiecznym czasem ewakuacji oraz marginesem bezpieczeństwa określa równanie:

ΔtWCBE (RSET) + Δtmarg (margines) < ΔtDCBE (ASET) (20) gdzie:

ΔtRSET(WCBE) - wymagany czas bezpiecznej ewakuacji - od powstania pożaru do momentu, gdy wszystkie osoby będą w stanie dotrzeć do bezpiecznego miejsca,

Δtmarg – margines bezpieczeństwa – czas od chwili zakończenia ewakuacji (od momentu kiedy wszystkie osoby opuściły budynek lub znalazły się w innej strefie pożarowej) do momentu kiedy parametry krytyczne zostaną przekroczone;

Δtmarg = ΔtASET(DCBE) - ΔtRSET(WCBE),

81 BS 7974:2001 Application of fire safety engineering principles to the design of buildings. Code of practice.

82 PD 7974-2:2002 The application of fire safety engineering principles to fire safety design of buildings – Part 2: Spread of smoke and toxic gases within beyond the enclosure of origin (Subsystem 2); PD 7974-6:2004 The application of fire safety engineering principles to fire safety design of buildings – Part 6: Human factors: Life safety strategies – Occupant evacuation, behavior and condition (Subsystem 6).

83 Rozporządzenie Ministra Infrastruktury z 12.04.2002 r. w sprawie warunków technicznych, jakim powinny odpowiadać budynki i ich usytuowanie.

84 Ibidem, § 270 ust. 1.

85 Ustawa z 07.07.1994 r. Prawo budowlane.

86 Ibidem, art. 5.1.

ΔtASET(DCBE) - dostępny czas bezpiecznej ewakuacji – czas od powstania pożaru do momentu, gdy wszystkie osoby będą w stanie dotrzeć do bezpiecznego miejsca wraz z czasem, jaki pozostał do chwili przekroczenia wartości stanów granicznych (margines bezpieczeństwa).

Schemat 19. Zależność pomiędzy wymaganym a dostępnym czasem bezpiecznej ewakuacji - opracowanie własne na podstawie norm brytyjskich ⁸⁷.

Jak wspomniano wcześniej tożsama metodologa obliczania czasów ewakuacji, został opublikowana miedzy innymi w USA w tak zwanych „notach technicznych”

Krajowego Instytutu Standardów i Technologii NIST ⁸⁸, w „Podręczniku Inżynierii Ochrony Przeciwpożarowej” Stowarzyszenia Inżynierów Ochrony Przeciwpożarowej SFPE ⁸⁹ oraz w „Podręczniku ochrony przeciwpożarowej” Krajowego Stowarzyszenia Ochrony Przeciwpożarowej NFPA ⁹⁰.

Schemat 20. Główne składowe procesów ewakuacji – opracowanie własne na podstawie NIST TN 1839 ⁹¹.

Norma brytyjska rozróżnia dwie podstawowe kategorie zachowań użytkowników:

 pierwsza – zwana „pierwszymi - wstępnymi reakcjami” (z ang. pre – movement bahaviours):

87 BS 7974:2001 Application of fire safety engineering principles to the design of buildings. Code of practice

88 NIST – National Institute of Standards and Technology – agencja federalna z siedzibą w Gaithersburg, Md.

89 SFPE - Society of Fire Protection Engineers – globalna organizacja praktyków inżynierii ochrony przeciwpożarowej oraz bezpieczeństwa pożarowego z siedzibą w Gaithersburg, Md.

90 NFPA – National Fire Protection Association - globalna organizacja non-profit poświęcona działaniom mającym na celu wyeliminowanie zagrożeń związanych z pożarem, z siedzibą w Quincy, Massachusetts.

91 NIST Technical Note 1839 – Movement on Stairs During Building Evacuation, January 2015.

obejmująca wszystkie reakcje użytkowników poprzedzające etap rozpoczęcia poruszania się przez przejścia i drogi ewakuacyjne do wyjść na zewnątrz budynku lub do innej strefy pożarowej; mogą to być zarówno brak jakiejkolwiek aktywności, jak również różne inne działania, nie związane bezpośrednio z samym procesem „ucieczki”

takie jak np.: kończenie rozpoczętych wcześniej czynności zawodowych, zbieranie własnych rzeczy osobistych, szukanie innych osób, udzielanie pomocy pozostałym użytkownikom, czy też próby samodzielnego gaszenia pożaru; bardzo często czas związanych z „pierwszymi - wstępnymi reakcjami” jest jedną z najdłuższych składowych całkowitego czasu ewakuacji,

 druga – określana mianem „zachowań w ruchu” ( z ang. travel behaviour):

obejmująca wszystkie zachowania użytkowników związane bezpośrednio z poruszaniem się po przejściach i drogach ewakuacyjnych, w tym również ewentualnie oczekiwanie w kolejce podczas przechodzenia przez drzwi.

Schemat 21. Schemat składowych czasu bezpiecznej ewakuacji – opracowanie własne podstawie brytyjskich standardów PD ⁹².

W celu wyznaczenia wymaganego czasu bezpiecznej ewakuacji ΔtRSET(WCBE)

stosowany jest wzór ogólny postaci:

ΔtRSET(WCBE) = Δtdet + Δta + (Δtpre+ Δttrav) (21) gdzie:

ΔtRSET(WCBE) - wymagany czas bezpiecznej ewakuacji - od powstania (zainicjowania) pożaru do momentu, gdy wszystkie osoby będą w stanie dotrzeć do bezpiecznego miejsca (na zewnątrz budynku lub w innej strefie pożarowej),

∆tdet - czas detekcji pożaru – od zainicjowania pożaru do jego wykrycia przez system sygnalizacji pożaru (SSP) lub przez użytkowników obiektu,

∆ta - czas alarmowania – od detekcji pożaru do uruchomienia / ogłoszenia alarmu (ograniczonego tzw. II-go stopnia) łącznie z czasem na weryfikację ostrzeżenia, czyli na rozpoznanie zagrożenia,

∆tpre – tak zwany czas (pierwszych - wstępnych) reakcji – składający się z dwóch czasów cząstkowych: czasu od ogłoszenia alarmu do wystąpienia pierwszej reakcji na nie

92 PD 7974-2:2002 The application of fire safety engineering principles to fire safety design of buildings.

(określane czasem rozpoznania - ∆trozp), a dalej do chwili, gdy pierwsza osoba podejmie decyzję o ucieczce i rozpocznie ewakuację (zwane czasem reakcji - ∆treak); dodatkowo dla różnych grup użytkowników rozróżnia się czas „pierwszych - wstępnych reakcji” pierwszych kilku użytkowników - ∆tpre1% oraz czas „pierwszych - wstępnych reakcji” pomiędzy pierwszymi a ostatnimi użytkownikami - ∆tpre99% (określany również, jako czas „pierwszych - wstępnych reakcji” ostatnich użytkowników),

∆ttrav = ∆tprzem = ∆tprzej - czas przemieszczania się (przejścia) użytkowników – do wyjścia na zabezpieczone drogi ewakuacyjne (czas przejścia ∆tprzej.ewak) oraz czas przejścia przez te drogi ewakuacyjne łącznie z czasem potrzebnym na przejścia przez drzwi i wyjścia ewakuacyjne (czas z ang. „flow” ∆tprzej(flow) = Δtprzej.drzwi).

Schemat 22. Schemat działania systemu alarmowego jednostopniowego – opracowanie własne na podstawie schematów działania SSP.

Czas detekcji (Δtdet) uzależniony jest przede wszystkim od występowania w obiekcie systemu sygnalizacji pożaru oraz od założonych scenariuszy pożarowych. Z kolej wartość czasu alarmowania (∆ta) waha się w przedziale nawet od zera do wielu (kilkunastu lub nawet kilkudziesięciu) minut. Najkrótszy czas alarmowania występuje w przypadku systemów ostrzegawczych jednostopniowych, kiedy alarm zasadniczy (zwany również

„zewnętrznym”) nie jest poprzedzany alarmem wstępnym (określanym także jako

„wewnętrzny”).

Wyżej wspomniana sytuacja zachodzi najczęściej w kilku przypadkach:

 kiedy został uruchomiony ROP (ręczny ostrzegacz pożarowy) – zakłada się wówczas, że źródło zagrożenia zostało już zweryfikowane przez człowieka (np.: gdy któryś użytkowników znajdował się w pomieszczeniu, w którym doszło do zainicjowania pożaru),

 kiedy pożar zostaje wykryty jednocześnie przez dwie sąsiadujące ze sobą czujki pożarowe przesyłając sygnał do centrali pożarowej, która automatycznie inicjuje sygnał alarmowy,

 kiedy zainstalowany jest tylko alarm jednostopniowy (uruchomienie przynajmniej jednej czujki pożarowej skutkuje natychmiastową aktywacją alarmu) – to rozwiązanie jest o tyle niekorzystne, że w przypadku fałszywych alarmów (np.: przy nieprawidłowym funkcjonowaniu któregoś z urządzeń detekcyjnych) może narazić użytkownika na niepotrzebne koszty związane między innymi z przyjazdem straży pożarnej.

Zazwyczaj w obiektach użyteczności publicznej instalowane są współcześnie systemy alarmowe dwustopniowe. Wówczas czas alarmowania waha się w granicach kilku minut. Najczęściej zachodzą następujące zdarzenia: jedna z czujek pożarowych zostaje aktywowana (wykrywa zagrożenie) i przesyła sygnał do centrali pożarowej, wówczas osoba dyżurująca, (np.: portier lub ochroniarz) odpowiedzialna za bezpieczeństwo obiektu, dokonuje weryfikacji ostrzeżenia i oceny sytuacji. Jeśli w z góry ustalonym w centrali „czasie rozpoznania” człowiek nie potwierdzi alarmu bezpośrednio w tym urządzeniu lub poprzez uruchomienie ROP, ani jeśli alarm na poziomie centrali nie zostanie anulowany, wówczas zostaje automatycznie uruchomiony alarm zasadniczy.

Schemat 23. Schemat działania systemu alarmowego dwustopniowego – opracowanie własne na podstawie schematów działania SSP.

Nie rzadko zdarzają się również sytuacje, kiedy w różnych obiektach budowlanych system sygnalizacji pożaru jest stosowany tylko okresowo lub częściowo (np.: w teatrach podczas prób i przedstawień przeprowadzanych przy użyciu „sztucznego” dymu) oraz w przypadkach kiedy tego typu rozwiązania nie są w ogóle zainstalowane. Wówczas czas alarmowania jest bardzo trudny do oszacowania i może się wydłużyć nawet do kilkudziesięciu minut.

Dwie ostatnie składowe przedstawionego ogólnego wzoru wyznaczania wymaganego czasu bezpiecznej ewakuacji ΔtRSET(WCBE) tworzą łącznie czas ewakuacji -

∆tewak zgodnie z równaniem:

Δtpre+ Δttrav (=∆tprzej) = Δtewak (22) gdzie:

∆tpre –czas pierwszych - wstępnych reakcji – czasu od ogłoszenia alarmu do wystąpienia pierwszej reakcji na nie oraz czas od momentu, gdy pierwsza osoba podejmie decyzję o ucieczce i rozpocznie ewakuację,

∆ttrav = ∆tprzem = ∆tprzej - czas przemieszczania się (przejścia) użytkowników – do wyjścia na zabezpieczone drogi ewakuacyjne, czas przejścia przez te drogi łącznie z czasem potrzebnym na przejścia przez drzwi i wyjścia ewakuacyjne na zewnątrz budynku lub do innej strefy pożarowej.

Według standardów brytyjskich przy wyznaczaniu czasów ewakuacji rozróżnia się również dwa szczególne przypadki dotyczące ilości osób przebywających w obiekcie:

 pierwszy – kiedy gęstość obłożenia pomieszczeń jest niska

czyli kiedy liczba osób jest stosunkowo mała w odniesieniu do powierzchni użytkowej – zagęszczenie mniejsze niż 1/3 możliwego „zaludnienia” ⁹³ pomieszczenia wynikającego na przykład ze wskaźników powierzchniowych. W tym przypadku prędkość poruszania się uciekających osób nie jest ograniczona ich ilością i przy wyjściach ewakuacyjnych nie tworzą się kolejki. Z drugiej strony czas przed rozpoczęciem ewakuacji może się wydłużyć, gdyż użytkownicy mogą zauważyć zagrożenie lub zostać o nim poinformowani z pewnym opóźnieniem. W tym przypadku można uprościć złożone zależności pomiędzy czasami pierwszych – wstępnych reakcji oraz czasem przejścia przez drogi i wyjścia ewakuacyjne. Czas ewakuacji będzie zależny od czasu pierwszych – wstępnych reakcji ostatnich kilku użytkowników podejmujących decyzję o opuszczeniu zagrożonego miejsca oraz od czasu, jaki te osoby potrzebują na przedostanie się do bezpiecznego miejsca (opuszczenie budynku lub przejście do innej strefy pożarowej) zgodnie z wzorem:

Δtewak = Δtpre(99%) + Δtprzej (23) gdzie:

∆tewak - czas ewakuacji,

∆tpre99% – tak zwany czas (pierwszych - wstępnych) reakcji - czasu od ogłoszenia alarmu do chwili, gdy ostatnich kilku użytkowników podejmie decyzję o ucieczce i rozpocznie ewakuację,

∆tprzej - czas przejścia ostatnich kilku użytkowników, jako niezakłócona prędkość poruszania się w stosunku do średniej (lub maksymalnej) odległości do wyjścia (na zewnątrz obiektu lub do innej strefy pożarowej) ⁹⁴.

 drugi – kiedy gęstość obłożenia pomieszczeń jest wysoka:

czyli kiedy liczba osób w danym obiekcie oraz w określonych pomieszczeniach jest maksymalna – kiedy zagęszczenie jest większe niż 1/3 możliwego „zaludnienia”. W tym

93 C. M. Y. Ng and W. K. Chow, A brief review on the time line concept in evacuation, International Journal on Architectural Science, Vol. 7, Nr 1, 2013, s.: 1-13.

94 R. Małolepszy, Wymagany i dostępny czas ewakuacji - metodyka obliczeniowa, w materiałach pokonferencyjnych SITP, Warszawa, 2010; C. M. Y. Ng and W. K. Chow, A brief review on the time line concept in evacuation, International Journal on Architectural Science, Vol. 7, N.r 1, 2013, s.: 1-13.

przypadku prędkość poruszania się uciekających może być znacząco ograniczona poprzez dużą ilość jednocześnie poruszających się osób oraz na wyjściach ewakuacyjnych nie tworzą się kolejki. Z drugiej strony czas przed rozpoczęciem ewakuacji jest dużo krótszy niż przy mniejszej „gęstości zaludnienia”, gdyż użytkownicy szybko zostają poinformowani o zagrożeniu dzięki interakcjom międzyosobowym.

W takim przypadku czas ewakuacji zależy od „czasu pierwszych-wstępnych reakcji i czasu przejścia przez drogi i wyjścia ewakuacyjne pierwszych kilku użytkowników plus czas przejścia przez wyjścia wszystkich użytkowników” ⁹⁵ (przepustowości dróg ewakuacyjnych ⁹⁶) i obliczany jest wg równania:

Δtewak = Δtpre(1%) + Δtprzej.ewak + Δtprzej.drzwi (24) gdzie:

∆tewak - czas ewakuacji,

∆tpre99% – tak zwany czas (pierwszych - wstępnych) reakcji - czasu od ogłoszenia alarmu do chwili, gdy pierwszych kilku użytkowników podejmie decyzję o ucieczce i rozpocznie ewakuację,

∆tprzej.ewak - czas przejścia pierwszych kilku użytkowników, jako niezakłócona prędkość poruszania się w stosunku do średniej (lub maksymalnej) odległości do wyjścia (na zewnątrz obiektu lub do innej strefy pożarowej) ⁹⁷,

∆tprzej.drzwi – czas przejścia przez drzwi (na drogach ewakuacyjnych oraz przez drzwi wyjściowe) wszystkich użytkowników budynku.

Tabela 2. Średnie prędkości poruszania się użytkowników na podstawie różnych źródeł.

l.p. Prędkość poruszania

się Autor / autorzy Uwagi

Po poziomych drogach ewakuacyjnych

1 Średnia 1,2 [m/s] - ogólnie przyjęta, niezakłócona 2 Średnia 1,25 [m/s] Pauls badania budynków biurowych

3 Średnia 1,19 [m/s] Nelson i Mowrer -

Po pionowych drogach ewakuacyjnych (klatki schodowe) 1 w dół 0,80 [m/s]

kobiet w wieku powyżej 50 lat w górę od 0,67 do

0,485 [m/s]

od 0,67 dla mężczyzn w wieku poniżej 30 lat do 0,485 [m/s] dla

kobiet w wieku powyżej 50 lat 3 w dół

i w górę

od 0,85 do

1,05 [m/s] Nelson i Mowrer prędkość poruszania się nie zależy od kierunku góra – dół 4 w dół 0,70 [m/s] Barański i

Maciak -

w górę 0,80 [m/s]

Aby móc obliczyć czas przemieszczania się użytkowników trzeba określić, z jaką prędkością poruszają się poszczególne osoby lub grupy ludzi na drogach ewakuacyjnych (zarówno poziomych, jak i pionowych – klatkach schodowych). Zazwyczaj przy ruchu

95 R. Małolepszy, Wymagany i dostępny czas ewakuacji - metodyka obliczeniowa, w materiałach pokonferencyjnych SITP, Warszawa, 2010.

96 R. Kosiński, G. Andrzej, Matematyczne modelowanie I badania symulacyjne zachowania się ludzi podczas ewakuacji z budynków, w: Bezpieczeństwo Pracy – Nauka i Praktyka, nr 01/2013, s. 20-25.

97 Ibidem.

pieszych po ciągach komunikacji ogólnej (korytarzach, holach, etc.) przyjmuje się, że średnia prędkość wynosi 1,2 [m/s] ⁹⁸. Różne źródła literaturowe, oparte na odmiennych doświadczeniach eksperymentalnych i badaniach podają nieco odmienne prędkości poruszania się ludzi w zależności między innymi od tego czy jest to ruch w „pionie” czy też w „poziomie” oraz czy przemieszczających się jest kobieta czy mężczyzna. Poniższa tabela prezentuje różne klasyfikacji prędkości poruszania się użytkowników:

Tabela 3. Średnie prędkości poruszania się różnych osób – bez i z dysfunkcjami ruchowymi po poziomych i pionowych drogach ewakuacyjnych wg J. Smith’a⁹⁹.

Typowe prędkości poruszania się

Na podstawie danych zamieszczonych w przytoczonych tabelach do obliczeń czasów ewakuacji na potrzeby rozprawy przyjmuje się następujące wartości:

Tabela 4. Średnie prędkości poruszania się użytkowników (w metrach na sekundę) na drogach ewakuacyjnych przyjęte do dalszych obliczeń

Drogi poziome przemieszczania się nie zależą od innych osób. Z kolei, jeżeli gęstość użytkowników jest większa niż 3,8 [osób/m²] to wówczas ruch zostaje zatrzymany i tworzą się „zatory”.

W przypadku, kiedy miara gęstości znajduje się pomiędzy powyższymi wartościami to prędkość przemieszczania się ludzi można wyliczyć z wzoru:

S = k – a * k * D (25)

98 I. Cłapa, M. Dziubiński, Zachowanie ludzi jako jeden z czynników determinujących przebieg procesu ewakuacji, w: BiTP, CNBOP-PIB, nr 35, 3/2014, s. 149-158.

99 J. Smith., Agent-Based Simulation of Human Movements During Emergency Evacuations of Facilities, PSP Senior Vice President Applied Research Associates, 2008.

100 Nelson H. E., Mowrer F. W., Emergency Movement, in: SFPE Handbook of Fire Protection Engineering, Third Edition, NIST, 2002.

gdzie:

S [m/s] – prędkość poruszania się osób wzdłuż osi ruchu,

k – współczynnik równy 1,4 podczas przemieszczania się w „poziomie” oraz o wartościach od 1,00 do 1,23 dla ruchu w „pionie” (w zależności od szerokości i wysokości stopni), a – współczynnik o wartości 0,266,

D [ilość osób / m² powierzchni] - zagęszczenie użytkowników.

Ogromny wpływ na prędkość poruszania się użytkowników w warunkach zagrożenia pożarowego ma zadymienie i temperatura. Zgodnie z badaniami ¹⁰¹ przy wartości współczynnika ekstynkcji (gęstość dymu wyrażona iloczynem odwrotności odległości pokonanej przez światło w dymie do logarytmu naturalnego ilości światła pochłoniętego przez dym) zbliżającego się do poziomu 0,5 – 1,0m prędkość przemieszczania się osób spada do wartości minimalnej wynoszącej około 0,56 [m/s].

Kolejnym etapem obliczeń jest określenie, jaka ilość osób może ewakuować się przez konkretne wyjście (drzwi) ewakuacyjne – czyli jaki jest „przepływ”. Podobnie jak w przypadku średnich prędkości poruszania się ludzi po poziomych i pionowych drogach ewakuacyjnych, tak również przy ustalaniu maksymalnych przepływów różne źródła podają różne wartości. Według Nelsona i Mowrera ¹⁰² maksymalny przepływ wynosi 1,3 osób na metr na sekundę pomniejszony do szerokości efektywnej. Wzór na wyliczenie określonych przepływów przedstawia poniższe równanie:

FS = S * D (26)

gdzie:

FS [osoby/m/s] – konkretny przepływ,

S [m/s] – prędkość poruszania się osób wzdłuż osi ruchu, D [ilość osób / m² powierzchni] - zagęszczenie użytkowników.

Na podstawie określonego przepływu (FS) wyznacza się przepływ obliczeniowy (FC):

FC = FS * We (27) gdzie:

FC [osoby/s] –przepływ obliczeniowy, FS [osób/m/s] – konkretny przepływ, We [m] - szerokość.

Dalej zgodnie z metodologią opisaną przez Nelsona i Mowrera ¹⁰³ oblicza się czas przejścia określonej grupy użytkowników do wyjścia ewakuacyjnego zgodnie z równaniem:

tp = P / FC (28)

gdzie:

tp [s] – czas przejścia,

P [osoby] – ilość użytkowników, FC [osoby/s] –przepływ obliczeniowy.

Dodatkową składową czasów ewakuacji, często pomijaną w obliczeniach, a niezwykle ważną jest tak zwany „czas kolejki” Δtkolejki. Określany jest często jako czas od momentu ogłoszenia alarmu do chwili, kiedy przed wyjściem (z budynku lub do innej strefy) zaczyna tworzyć się kolejka. Sytuacja taka ma miejsce, kiedy ilość osób gromadzących się przed drzwiami jest większa niż maksymalna przepustowość tego przejścia.

101 M. Barański, T. Maciak, Określanie czasu bezpiecznej ewakuacji ludności z zagrożonych obiektów, w: Zeszyty Naukowe SGSP, nr 49 (1/2014), s. 78-97.

102 Nelson H. E., Mowrer F. W, Emergency Movement, in: SFPE Handbook of Fire Protection Engineering, Third Edition, NIST, 2002.

103 Ibidem.

Przed przystąpieniem do przeprowadzenia określonych wyliczeń czasów ewakuacji zgodnie z wyżej omówionymi wzorami należy przyjąć jeszcze tak zwane „projektowane scenariusze zachowań i rodzaje użytkowania”, na podstawie których określone zostają czasy „pierwszych – wstępnych reakcji” oraz „czasy przejścia” (poruszania się). Dane dotyczące tych dwóch podstawowych kategorii zachowań użytkowników w odniesieniu do złożoności budynku zamieszczone zostały w postaci tabeli jednym z dokumentów z serii PD stanowiących załączniki do normy brytyjskiej ¹⁰⁴.

W sytuacji, w której w danym budynku występuje kilka różnych kategorii scenariuszy zachowań należy przeanalizować wszystkie ich warianty oraz możliwe kombinacje.

Na każdą z kategorii scenariuszy zachowań przedstawionych w tabeli powyżej wpływają trzy podstawowe zmienne:

 obecność lub brak systemu SSP oraz jego jakość:

 poziom A1 – systemem sygnalizacji pożaru objęty jest cały budynek, ogłaszany alarm jest alarmem ogólnym (zasadniczym) przekazywanym wszystkim użytkownikom zagrożonych pożarem pomieszczeń,

 poziom A2 – automatyczny systemem sygnalizacji pożaru przekazuje alarm wstępny do osoby odpowiedzialnej za bezpieczeństwo w obiekcie (np.: portier, ochroniarz) – alarm dwustopniowy, ogłoszenie alarmu do wszystkich osób przebywających w budynku następuje samoczynnie po upływie określonego czasu zwłoki (jeśli alarm nie został

 poziom A2 – automatyczny systemem sygnalizacji pożaru przekazuje alarm wstępny do osoby odpowiedzialnej za bezpieczeństwo w obiekcie (np.: portier, ochroniarz) – alarm dwustopniowy, ogłoszenie alarmu do wszystkich osób przebywających w budynku następuje samoczynnie po upływie określonego czasu zwłoki (jeśli alarm nie został

W dokumencie Bezpieczeństwo pożarowe zabytkowych obiektów użyteczności publicznej na wybranych przykładach miasta Poznania (Stron 50-73)