ISSN 1733-8670
ZESZYTY NAUKOWE NR 11(83)
AKADEMII MORSKIEJ
W SZCZECINIE
IV MIĘDZYNARODOWA KONFERENCJA NAUKOWO-TECHNICZNA E X P L O - S H I P 2 0 0 6
Dorota Łozowicka, Adam Łozowicki
Konstrukcja dróg ewakuacji na statku pasażerskim
w aspekcie zapewnienia bezpieczeństwa życia na morzu
Słowa kluczowe: statek pasażerski, bezpieczeństwo, ewakuacja, konstrukcja
Wypadki na morzu są dosyć częste, ponieważ wciąż niemożliwe jest wyeliminowanie wszelkich zagrożeń dla życia ludzkiego. W każdym przypadku należy brać pod uwagę konieczność ewentualnej ewakuacji. Autorzy prezentują współczesne wymagania przepi-sów oraz stosowane rozwiązania konstrukcji i oznakowania dróg ewakuacji, ponieważ aranżacja dróg ewakuacji jest dosyć istotnym czynnikiem, który wpływa na bezpieczeń-stwo i przebieg ewentualnej ewakuacji na statku pasażerskim.
Evacuation Routes Designs on Passenger Ships
in the Light of the Improvement of the Safety at Sea
Key words: passenger ship, evacuation, safety, design
Marine accidents are rather frequent as the elimination of all hazards to human health and life is still impossible. In every case the evacuation from the ship must be taken into consideration. The layout and marking methods should be continually im-proved to increase the safety level of voyages. The paper describes evacuation routes designing and marking. This knowledge can be utilized by interior designers in choosing safety euipment and by researchers who analyse the evacuation of personnel and pas-sengers in emergency situations.
Wprowadzenie
Obecnie podróże morskie są atrakcyjną formą spędzania czasu. Na statkach pasażerskich znajdują się pomieszczenia użyteczności publicznej, kawiarnie, restauracje, sklepy; można wymienić także sale kinowe, sale zabaw dla dzieci, gabinety odnowy biologicznej, boiska, baseny oraz trasy do joggingu, ściany do wspinaczki czy małe pola do gry w golfa. Tak bogate wyposażanie statków pa-sażerskich decyduje o konkurencyjności przewozów liniowych i rejsów wy-cieczkowych, niesie jednak ze sobą poważne zagrożenia w przypadku wystąpie-nia sytuacji awaryjnej. Statek pasażerski stanowi dla przebywających na nim pasażerów pewien rodzaj labiryntu. W przeciwieństwie do załogi nie znają oni rozkładu korytarzy i pomieszczeń na statku. Konstruowanie dróg ewakuacyj-nych oraz ich oznakowanie stanowi istotny czynnik wpływający na bezpieczeń-stwo pasażerów.
Nadrzędnym celem projektantów jest tworzenie systemów pozwalających uniknąć konieczności ewakuowania się. Jednakże nie zawsze bywa to możliwe, dlatego też należy skoncentrować wysiłek na zapewnieniu jak najbezpieczniej-szej ewakuacji (rys. 1).
Bezpieczeństwo pasażerów Etap projektowania Etap konstrukcji Etap eksploatacji Uniknięcie sytuacji awaryjnej TAK NIE
Wydłużenie czasu dostępnego na
przeprowadzenie ewakuacji Skrócenie czasu uświadomienia sobie o konieczności ewakuacji Skrócenie czasu ewakuacji Systemy detekcji i sygnalizacji alarmowej Geometria otoczenia Systemy zabezpieczające przed przekroczeniem warunków zagrażających życiu Czynnik ludzki Oznakowanie dróg ewakuacji Eliminowanie błędu człowieka
Rys. 1. Metody zapewnienia bezpiecznej ewakuacji ze statku
Czas ewakuacji ludzi nie powinien przekraczać czasu dostępnego na jej przeprowadzenie. Należy wziąć pod uwagę fakt, że czas, którym dysponujemy jest pomniejszony o czas potrzebny do uświadomienia sobie o konieczności ewakuacji.
Dotychczasowe prace nad problematyką ewakuacji, które można ogólnie pogrupować pod względem tematyki na: związane z czynnikiem ludzkim (za-chowaniem się ludzi, poruszaniem się po drogach ewakuacji), konstrukcją i oznakowaniem dróg ewakuacji, oraz metodami szacowania czasu ewakuacji wzajemnie się uzupełniają i wpływają na ogólny stan wiedzy na ten temat. Ba-dania te są w chwili obecnej bardzo zaawansowane, jednakże wiele problemów pozostaje do końca nierozwiązanych.
1. Konstrukcja dróg ewakuacji w świetle przepisów konwencji
SOLAS-74
Konstrukcja dróg ewakuacji na statku pasażerskim powinna umożliwić bez-pieczne opuszczenie zagrożonych rejonów przez pasażerów oraz członków za-łogi zgodnie z wymaganiami Międzynarodowej konwencji o bezpieczeństwie życia na morzu (SOLAS-74). Obowiązuje kilka generalnych zasad projektowa-nia dróg ewakuacyjnych. Należy zaprojektować drogi ewakuacyjne ze wszyst-kich miejsc na statku, w których mogą znajdować się ludzie. Z każdego prze-działu wodoszczelnego do poziomu pokładu grodziowego powinno się zaprojek-tować dwa alternatywne kierunki ewakuacji, przy czym jeden z nich powinien być niezależny od drzwi wodoszczelnych. Również powyżej pokładu grodzio-wego w każdej pożarowej strefie pionowej powinny być przynajmniej dwa kie-runki ewakuacji z pomieszczeń mieszkalnych. Przynajmniej jedno z wyjść po-winno mieć łatwy dostęp do ciągłej, ognioodpornej klatki schodowej, prowa-dzącej bezpośrednio na pokład łodziowy. Szerokość klatek schodowych nie może być mniejsza niż 900 mm i powinny być one wyposażone w poręcze po obu stronach. Zabronione jest projektowanie korytarzy z jednym wyjściem ewa-kuacyjnym. Na drogach ewakuacyjnych nie wolno ustawiać mebli i innych przedmiotów mogących utrudniać ruch ludzi. Wskazane jest, aby drogi ewakua-cyjne prowadzące z danego ciągu kabin do odpowiedniej klatki schodowej mia-ły minimalną ilość zakrętów i zmian kierunku ewakuacji (SOLAS, II-2/28).
2. Rozwiązania konstrukcyjne dróg ewakuacji stosowane
na statkach pasażerskich
Na statkach pasażerskich najbardziej rozpowszechniło się projektowanie pierścieniowych oraz liniowych ciągów korytarzy ewakuacyjnych z
poszczegól-nych rzędów kabin. Oba rozwiązania pozwalają na opuszczenie zagrożoposzczegól-nych rejonów w przypadku niedostępności jednego z kierunków ewakuacji. Na ry-sunkach 2 i 3 przedstawiono przykłady rozwiązań ciągów ewakuacyjnych sto-sowanych na nowoczesnych statkach pasażerskich.
Rys. 2. Przykład stosowania „pierścieniowych” ciągów dróg ewakuacyjnych
Fig. 2. An example of “ring” evacuation routes
Rys. 3. Przykład stosowania „liniowych” ciągów dróg ewakuacyjnych
Fig. 3. An example of “line” evacuation routes
Pomimo dość rygorystycznych przepisów dotyczących konstrukcji dróg ewakuacji nadal na niektórych statkach pasażerskich można spotkać szereg nie-prawidłowości. Przykładem niewłaściwej aranżacji dróg ewakuacyjnych jest rozwiązanie zaprezentowane na rysunku 4. Takie aranżacje dróg ewakuacji można spotkać na jednostkach, które są obecnie w eksploatacji.
Jako kolejny przykład zastosowania nieprawidłowego rozwiązania dróg ewakuacji można wymienić statek pasażerski „Scandinavian Star”, na którym na skutek pożaru w 1990 roku śmierć poniosło 158 osób. Podczas tragedii wiele dróg ewakuacyjnych szybko wypełniło się dymem, co uniemożliwiło ewakuację ludzi z przestrzeni mieszkalnych. Dodatkowo drogi ewakuacyjne były zawiłe
poprzez częste zmiany kierunku ewakuacji, występowały ślepe korytarze, klatki schodowe nie były ciągłe. Przykładem tego może być rozwiązanie drogi ewaku-acji na pokładzie 5 przy prawej burcie w części dziobowej, która nie kończyła się wyjściem ewakuacyjnym. Drzwi na końcu korytarza prowadziły bowiem do niewielkiego pomieszczenia magazynowego. Na końcu tego korytarza znalezio-no 13 ciał [6].
Rys. 4. Przykład stosowania „ślepych” korytarzy
Fig. 4. An example of “blind” corridors
3. Dobór materiałów wyposażeniowych
Bezpośrednim sprawcą śmierci pasażerów na „Scandinavian Star” był cyja-nek wodoru, który powstał z rozkładu termicznego cienkiej warstwy laminatu pokrywającego szalunki [6]. Dlatego też należy zwrócić szczególną uwagę na kolejny czynnik istotny przy projektowaniu bezpiecznych dróg ewakuacji, jakim jest zastosowanie odpowiednich materiałów wyposażeniowych. Na klatkach schodowych i korytarzach wymagane jest wykonywanie szalunków i izolacji z materiałów niepalnych. Odsłonięte powierzchnie na korytarzach i klatkach schodowych powinny być wykonane z materiałów wolno rozprzestrzeniających płomień (SOLAS, II-2/29).
Stosując materiały do wykończenia wnętrz, w szczególności na korytarzach i klatkach schodowych, należy dobierać je tak, aby nie wydzielały nadmiernych ilości gazów toksycznych i dymu. Wszystkie korytarze i klatki schodowe (łączą-ce nie wię(łączą-cej niż dwa pokłady) powinny być wygrodzone niepalnymi przegro-dami klasy „B”, opóźniającymi przejście pożaru. Przegrody te wykonuje się zazwyczaj z rdzenia z wełny mineralnej, który jest obustronnie pokryty cienką
blachą stalową ocynkowaną z dekoracyjną zewnętrzną warstwą folii lub z płyt mineralnych oklejonych obustronnie laminatem dekoracyjnym. Klatki schodowe łączące więcej niż dwa pokłady powinny być wygrodzone przegrodami klasy „A” na całej wysokości.
Obecnie przed projektantami wnętrz na statkach pasażerskich stoi niełatwe zadanie pogodzenia kwestii bezpieczeństwa materiałów wyposażeniowych z ich walorami estetycznymi.
4. Oznakowanie dróg ewakuacji
Ważnym czynnikiem wpływającym na bezpieczeństwo i prawidłowy prze-bieg ewakuacji jest odpowiednie oznakowanie dróg ewakuacji. W stanach za-grożenia istotną rolę odgrywa właściwa informacja, która umożliwia człowie-kowi podjęcie odpowiedniej decyzji dotyczącej kierunku ewakuacji. W labiryn-cie dróg, często w warunkach ograniczonej widoczności, człowiek staje przed koniecznością wyboru kierunku dalszej drogi przy każdym napotkanym przez siebie rozwidleniu. Podejmowanie decyzji następuje w stanie silnego zdener-wowania spowodowanego przez występujące zagrożenie i narażenie na działa-nie produktów pożaru. Człowiek znajduje się w działa-niecodziennej dla działa-niego sytuacji i nawet prosty rozkład korytarzy nie gwarantuje, iż uniknie on błądzenia i klu-czenia po tych samych ścieżkach. Podjęcie błędnej decyzji dotyczącej wyboru drogi ewakuacji może być tragiczne w skutkach, może się skończyć dla pasażera utratą zdrowia lub życia. Odpowiednie połączenie oświetlenia i oznakowania ewakuacyjnego umożliwia szybką i bezpieczną ewakuację ludzi z miejsca za-grożenia.
Według wymagań konwencji SOLAS-74, oprócz oświetlenia awaryjnego, drogi ewakuacji, włączając klatki schodowe i wyjścia, powinny posiadać świe-cące lub fotoluminescencyjne wskaźniki umieszczone 0,3 m powyżej pokładu we wszystkich punktach rozgałęzień dróg ewakuacyjnych, w których musi zo-stać podjęta decyzja, co do dalszego kierunku ewakuacji. Oznakowanie to po-winno być czytelne dla pasażerów i popo-winno uwzględniać mogące wystąpić różnice językowe (SOLAS, II-2/28).
Niezbędnych informacji do prawidłowej ewakuacji można dostarczyć po-przez umieszczanie w miejscach widocznych instrukcji postępowania na wypa-dek pożaru, odpowiednie oznakowanie dróg, wyjść i kierunków ewakuacji, miejsc usytuowania urządzeń przeciwpożarowych i pomieszczeń, w których występują materiały pożarowo niebezpieczne (ISO 3864-1:2002).
Na drodze ewakuacji, oprócz oznakowania znakami ewakuacyjnymi, można stosować dodatkowe oznakowanie w postaci pasów z materiału fotoluminescen-cyjnego. Materiał składa się z pigmentów, które magazynują energię pochodzą-cą z normalnego oświetlenia i emitują tę energię jako żółto-zieloną poświatę
podczas zgaszenia świateł. Materiał jest widoczny dla przystosowanego do ciemności oka. W dużym zadymieniu ciągła linia umieszczona jeden metr po-wyżej podłogi jest lepszym wskaźnikiem drogi ewakuacji, niż normalne awaryj-ne oświetlenie montowaawaryj-ne na ścianie i suficie. Ułatwia to odnalezienie wyjścia tam, gdzie mogą pojawić się wątpliwości dotyczące kierunku. W ten sposób można oznaczyć wszelkie pochyłości, czy też przeszkody na drodze. Pasy wska-zują drogę w warunkach dużego zadymienia lub braku oświetlenia. Wykonane są z nietoksycznego i nieradioaktywnego materiału, który jest odporny na ogień i uszkodzenia (IMO Res. A.752(18)).
Proulx [5] przeprowadził eksperyment, który pokazał, że zastosowanie tego typu oznakowania pozwala na skrócenie czasu ewakuacji. Ludzie biorący udział w doświadczeniu oceniali, w jakim stopniu ten system ułatwił im ewakuację. Wadą tego typu oznakowania jest to, że nie daje tyle światła, co konwencjonal-ne lampy, a z upływem czasu ich światło jest coraz słabsze. Osoby, które wy-chodzą z pomieszczenia oświetlonego potrzebują kilku sekund na przystosowa-nie się do nowego oświetlenia, co oczywiście przystosowa-nieznaczprzystosowa-nie opóźnia ewakuację.
W 1982 roku Jin [3] zaproponował informowanie o drogach ewakuacji za pomocą dźwięku. Ta dodatkowa metoda byłaby szczególnie przydatna w przypadku występowania silnego zadymienia.
Koncepcja sygnalizacji dźwiękowych ściśle wiąże się z tym, w jaki sposób działa ludzki narząd słuchu i sposób lokalizacji źródła dźwięku. Narząd słuchu człowieka jest w istocie mechanicznym układem bardzo wrażliwym na bardzo niewielkie zmiany otaczających fal dźwiękowych. Fala dźwiękowa emitowana z pewnego źródła dźwięku w pierwszej kolejności dociera do ucha położonego bliżej. Na podstawie różnego ciśnienia w każdym z kanałów usznych człowiek jest zdolny do lokalizacji źródła dźwięku [4].
Withington [7] przeprowadziła eksperyment na uniwersytecie w Leeds z udziałem statystów. Pomieszczenia, w których miała odbywać się ewakuacja zostały wypełnione nietoksycznym dymem, a uczestnicy eksperymentu infor-mowani byli o kierunkach ewakuacji za pomocą sygnałów dźwiękowych. Czas ewakuacji w wielu przypadkach skracał się o 30%. Test został z powodzeniem powtórzony dla promu pasażerskiego, znajdującego się w suchym doku z udzia-łem 20 ochotników. Uzyskane wyniki pokazują, że metoda ta może być stoso-wana jako dodatkowe źródło informacji, co wpływa na poprawę bezpieczeństwa i usprawnienie ewakuacji.
Badania przeprowadzone z udziałem ochotników przez brytyjski Building Research Establishment, wykorzystując nietoksyczny biały dym, pokazały w jaki sposób widzialność różnego typu oznakowań wyjść ewakuacyjnych uza-leżniona jest od gęstości dymu (rys. 5).
0 2 4 6 8 10 12 0 1 2 3 4 Gęstość optyczna [1/m] W idz ialn o ść [ m] odblaskowy obrazek oraz podświetlenie materiał fotoluminescencyjny oraz podświetlenie materiał fotoluminescencyjny materiał elektroluminescencyjny pionowa legenda piktogram
Rys. 5. Zależność widzialności od gęstości optycznej dymu dla różnego typu oznakowań ewakuacyjnych (Building Research Establishment, 1994)
Fig. 5. Smoke optical density as a function of visibility for different types of evacuation signs (Building Research Establishment, 1994)
Pominięto wpływ toksyczności prawdziwego dymu oraz jego oddziaływa-nia na gałkę oczną człowieka. Badaoddziaływa-nia wykazały, że żadne ze stosowanych oznakowań wyjść ewakuacyjnych nie jest widzialne dla oka z odległości prze-kraczającej 1,5 m. Fakty te przemawiają za stosowaniem sygnalizacji dźwięko-wych, gdyż dym nie ma bezpośredniego wpływu na słyszalność dźwięków.
5. Nowa filozofia projektowania systemów ewakuacyjnych
Tendencje do budowania bardzo dużych jednostek pasażerskich wymuszają konieczność ciągłego ulepszania systemów bezpieczeństwa takich statków. W przyszłości planuje się wręcz odejście od konieczności ewakuowania pasaże-rów ze statku w przypadku wystąpienia sytuacji awaryjnej. Powstaje koncepcja „safe haven”, według której to właśnie statek ma stanowić najlepszą „łódź ra-tunkową”. W przypadku wystąpienia sytuacji awaryjnej (kolizja, pożar itp.) powinien on dopłynąć do portu, korzystając z własnego napędu. Zakłada się, że pasażerowie i członkowie załogi ewakuują się do bezpiecznych rejonów na po-kładzie statku, gdzie będą mieli zapewnione warunki do przetrwania (nieko-niecznie komfortowe) do chwili dopłynięcia statku do portu (FP 48/WP.7/ Rev 1).
W praktyce oznacza to dla projektantów nowoczesnych jednostek pasażerskich dążenie do spełnienia następujących wymogów:
1. Osiągnięcie odpowiedniej odporności statku na uszkodzenia.
2. Zachowanie odpowiedniego poziomu operacyjności statku w przypadku wystąpienia sytuacji awaryjnej.
3. Zapewnienie bezpiecznych warunków dla życia i zdrowia ludzi w przy-padku wystąpienia sytuacji awaryjnej.
Obecnie w przypadku wystąpienia sytuacji awaryjnej zakłada się pozostanie ludzi na pokładzie przez kilka godzin. W przyszłości ma to się przedłużyć do kilku dni, co wiąże się chociażby z koniecznością zapewnienia ludziom podstaw bytowych (wyżywienie, toalety itd.).
Podsumowanie
Metody konstruowania, wyposażania oraz oznakowania dróg ewakuacji są nieustannie poddawane weryfikacji i ulepszane, ale nadal nie są doskonałe. Od lat na morzu dochodzi do katastrof statków pasażerskich, pasażerowie oraz członkowie załogi zmuszani są do podejmowania akcji ewakuacyjnej. Na pro-jektantach statków spoczywa obowiązek przygotowania jednostki na taką ewen-tualność, między innymi poprzez właściwe zaprojektowanie rozwiązań dróg ewakuacyjnych oraz ich oznakowania.
Zapewnienie bezpieczeństwa ludziom wymaga zatem wielokierunkowych prac prowadzących do skrócenia czasu ewakuacji, wydłużenia czasu, w którym można ją przeprowadzić oraz skrócenia czasu potrzebnego na jej podjęcie.
Skrócenie czasu ewakuacji można osiągnąć między innymi poprzez odpo-wiednia geometrie otoczenia, czyli aranżację dróg ewakuacji oraz właściwe oznakowanie kierunków ewakuacji. Dobór materiałów wyposażeniowych wpływa znacząco na wydłużenie czasu, którym dysponujemy na przeprowadze-nie akcji ewakuacyjnej.
Skoncentrowanie wysiłków na poprawie konstrukcji dróg ewakuacji oraz odpowiednim doborze materiałów wyposażeniowych jest zgodne z nową filozo-fią projektowania systemów ewakuacyjnych, gdyż prowadzi do zapewnienia bezpiecznych warunków dla życia i zdrowia ludzi.
Literatura
1. International Convention for Safety of Life at Sea, Consolidated text of the 1974 SOLAS Convention, the 1978 SOLAS Protocol, the 1981 and 1983 SOLAS Amendments. IMO, London, 1986.
2. International Maritime Organisation (IMO) January 2004, Large passenger
ship safety, document FP 48/WP.7/ Rev 1, London.
3. Jin T., Studies of emotional instability in smoke from fires. Journal of Fire&Flammability, Volume 12, s. 130, 1981.
4. O’Connor D.J., Directional sound, NFPA Journal, May/June 2005.
5. Proulx G., Kyle B., Creak J., Effectiveness of a photoluminescent
wayguid-ance system, Fire Technology, Volume 36, Nr 4, 2000.
6. Robinson A., The Scandinavian Star Incident, IFE Journal, January 1999. 7. Withington D., Directional sound for emergency evacuation, Paper prepared
for Forty Fifth Session of the IMO Sub Committee on Fire Protection, Janu-ary 2001.
Wpłynęło do redakcji w lutym 2006 r. Recenzent
prof. dr Mirosław Jurdziński
Adresy Autorów
dr inż. Dorota Łozowicka Akademia Morska w Szczecinie Wydział Nawigacyjny
Instytut Nawigacji Morskiej
Zakład Budowy i Eksploatacji Statku, Wały Chrobrego 1/2, 70-500 Szczecin e-mail: dorotalo@am.szczecin.pl
dr hab. inż. Adam Łozowicki, prof. AM w Szczecinie Akademia Morska w Szczecinie
Wydział Inżynieryjno-Ekonomiczny Transportu Instytut Zarządzania Transportem
Zakład Logistyki i Informatyki
