Расчетное время эвакуации людей  из помещений и зданий устанавливают по расчету времени движения одного или нескольких людских потоков через эвакуационные выходы от наиболее удаленных мест размещения людей непосредственно наружу или в безопасную зону.

При расчете весь путь движения людского потока подразделяют на участки (проход, коридор, дверной проем, лестничный марш, тамбур) длиной  и шириной .  Начальными участками являются проходы между рабочими местами, оборудованием, рядами кресел и т.п. При определении расчетного времени эвакуации учитывается пропускная способность всех имеющихся в помещениях, на этажах и в здании эвакуационных выходов.

При определении расчетного времени длину и ширину каждого участка пути эвакуации для проектируемых зданий и сооружений принимают по проекту, а для существующих - по факту.

Длину пути по лестничным маршам, а также по пандусам измеряют по длине марша. Длину пути в дверном проеме принимают равной нулю. Проем, расположенный в стене толщиной более 0,7 м, а также тамбур следует считать самостоятельными участками горизонтального пути, имеющими конечную длину .

Расчетное время эвакуации людей  следует определять как сумму времени движения людского потока по отдельным участкам пути  по формуле

                                      ,                                  (13)

где   – время движения людского потока на первом участке, мин;

 – время движения людского потока на каждом из следующих после первого участка пути, мин.

Время движения людского потока по первому участку пути  вычисляют по формуле                                         

                                                                                                  (14)

Здесь  – длина первого участка пути, м;

 – значение скорости движения людского потока по горизонтальному пути на первом участке, определяется по табл. 1 в зависимости от плотности  потока , м²/м².

                                                                                                        Таблица 1

 Скорость и интенсивность движения людского потока

Примечание: табличное значение интенсивности движения в дверном проеме при плотности потока 0,9 и более, равное 8,5 м/мин, установлено для дверного проема шириной 1,6 м и более, а при дверном проеме меньшей ширины  интенсивность движения следует определять по формуле .

Плотность людского потока на первом участке пути, м²/м², вычисляют по формуле

                                                ,                                           (15)

где   – число людей на первом участке, чел.;

– средняя площадь горизонтальной проекции  человека, принимаемая равной, м². В расчетах следует принимать , как для взрослого человека в зимней одежде 0,125 м².

 – ширина первого участка пути, м.

Скорость  движения людского потока на участках пути, следующих после первого, принимается по табл. 1 в зависимости от значения интенсивности движения людского потока по каждому из этих участков пути, в том числе и для дверных проемов, по формуле

                                ,                                                              (16)

где  – ширина рассматриваемого -го и предшествующего ему участка пути, м;

 – значение интенсивности движения людского потока по рассматриваемому -му и предшествующему участку пути, м/мин, значение интенсивности людского потока на первом участке пути , определяют по табл. 1 по значению , установленному по формуле (15).

Если значение , определяемое по формуле (16), меньше или равно значению , то время движения по участку пути составит

                                      .                                                                  (17)

При этом значения  следует принимать равными, м/мин:

для горизонтальных путей – 16,5,

для дверных проемов – 19,6,

для лестницы вниз – 16, 

для лестницы вверх – 11.

Если значение, определенное по формуле (16), больше , то ширину  данного участка пути следует увеличивать на такое значение, при котором соблюдается условие

                                                    .                                        (18)

При невозможности выполнения условия (18) интенсивность и скорость движения людского потока по участку пути  определяют по табл. 1 при значении  и более. При этом должно учитываться время задержки движения людей из-за образовавшегося скопления.

Время задержки   движения на участке i из-за образовавшегося скопления людей на границе с последующим участком (i+1) определяется по формуле:

                                                    (19)

где N - количество людей, чел;

f - площадь горизонтальной проекции, м²;

 - интенсивность движения через участок (i+1) при плотности 0,9 и более, м/мин;

 - ширина участка, м, при вхождении на который образовалось скопление людей;

- интенсивность движения на участке i, м/мин;

 - ширина предшествующего участка i, м.

Время существования скопления  на участке i определяется по формуле:

                                                                              (20)

Расчетное время эвакуации по участку i, в конце которого на границе с участком  (i+1) образовалось скопление людей равно времени существования скопления. Расчетное время эвакуации по участку i допускается определять по формуле:

                                                                         (21)

При слиянии в начале участка  двух и более людских потоков (рис. 1) интенсивность движения в м/мин вычисляют по формуле

                                      ,                                            (22)

где   – интенсивность движения людских потоков , сливающихся в начале участка , м/мин;

 – ширина участков пути слияния, м;

 – ширина рассматриваемого участка пути, м.

Рис.1.  Слияние людских потоков

Если значение , определенное по формуле (22), больше , то ширину  данного участка пути следует увеличивать на такую величину, чтобы соблюдалось условие (21). В этом случае время движения по участку  определяется по формуле (20).

Определение времени от начала пожара до блокирования эвакуационных путей в результате распространения на них опасных факторов пожара

Время от начала пожара до блокирования эвакуационных путей в результате распространения на них опасных факторов пожара определяется путем выбора минимального времени из полученных в результате расчетов значений критической продолжительности пожара:

                                              (23) (П5.1)

Критическая продолжительность пожара по каждому из опасных факторов определяется как время достижения этим фактором критического значения на путях эвакуации на высоте 1,7 м от пола. Критические значения по каждому из опасных факторов составляют:

по повышенной температуре - +70°С;

по тепловому потоку - 1400 Вт/м2;

по потере видимости - 20 м;

по пониженному содержанию кислорода - 0,226 кг/м3;

по каждому из токсичных газообразных продуктов горения -

СО2 – 0,11 кг/м3,

СО – 1,6 .10-3  кг/м3

HCL – 23.10-6 кг/м3

Для описания реального развития событий при пожаре с целью определения времени наступления критических значений опасных факторов пожара, необходимо определить термогазодинамические параметры пожара, для этого могут применяться три вида математических моделей: интегральные, зонные (зональные) и полевые.

Выбор конкретной модели расчета времени блокирования путей эвакуации следует осуществлять, исходя из следующих предпосылок:

интегральный метод:

-       для зданий, содержащих развитую систему помещений малого объема простой геометрической конфигурации;

-       для помещений, где характерный размер очага пожара соизмерим с характерными размерами помещения и размеры помещения соизмеримы между собой (линейные размеры помещения отличаются не более чем в 5 раз);

-       для предварительных расчетов с целью выявления наиболее опасного сценария пожара;

зонный (зональный) метод:

-       для помещений и систем помещений простой геометрической конфигурации, линейные размеры которых соизмеримы между собой (линейные размеры помещения отличаются не более чем в 5 раз), когда размер очага пожара существенно меньше размеров помещения;

-       для рабочих зон, расположенных на разных уровнях в пределах одного помещения (площадки обслуживания оборудования, внутренние этажерки и т.д.);

полевой метод:

-       для помещений сложной геометрической конфигурации, а также помещений с большим количеством внутренних преград (например, многосветные пространства с системой галерей и примыкающих коридоров);

-       для помещений, в которых один из геометрических размеров гораздо больше (меньше) остальных (тоннели, закрытые галереи и т.д.);

-       для иных случаев, когда применимость или информативность зонных и интегральных моделей вызывает сомнение (уникальные сооружения, распространение пожара по фасаду здания, необходимость учета работы систем противопожарной защиты, способных качественно изменить картину пожара и т.д.).

При рассмотрении сценариев, связанных со сгоранием газо-, паро- или пылевоздушной смеси в помещении категории А или Б, условная вероятность поражения человека в этом помещении принимается равной 1 при сгорании газо-, паро- или пылевоздушной смеси в этом помещении до завершения эвакуации людей и 0 после завершения эвакуации людей.

Для помещения очага пожара, удовлетворяющего критериям применения интегрального метода, критическую продолжительность пожара  (с) по условию достижения каждым из опасных факторов пожара предельно допустимых значений в зоне пребывания людей (рабочей зоне) можно оценить по формулам:

по повышенной температуре:

                                                       (24)

по потере видимости:

                                            (25)

по пониженному содержанию кислорода:

                                         (26)

по каждому из газообразных токсичных продуктов горения:

                                                       (27)

,

где:

 - начальная температура воздуха в помещении, °С;

В - размерный комплекс (издание второе, исправленное и дополненное) , зависящий от теплоты сгорания материала и свободного объема помещения, кг;

n - показатель степени, учитывающий изменение массы выгорающего материала во времени;

А - размерный параметр, учитывающий удельную массовую скорость выгорания горючего вещества и площадь пожара, кг/сn;

Z - безразмерный параметр, учитывающий неравномерность распределения опасного фактора пожара по высоте помещения;

Q - низшая теплота сгорания материала, МДж/кг;

CP- удельная изобарная теплоемкость воздуха, МДж/кг;

j - коэффициент теплопотерь;

h - коэффициент полноты горения;

V - свободный объем помещения, м3;

a - коэффициент отражения предметов на путях эвакуации;

Е - начальное освещение, лк;

lПР - предельная дальность видимости в дыму, м;

Dm - дымообразующая способность горящего материала, Нп.м2/кг;

L - удельный выход токсичных газов при сгорании 1 кг горючего вещества, кг/кг;

X - предельно допустимое содержание токсичного газа в помещении, кг/м3;

 - удельный расход кислорода, кг/кг.

Свободный объем помещения соответствует разности между геометрическим объемом и объемом оборудования или предметов, находящихся внутри. При отсутствии данных допускается свободный объем принимать равным 80% геометрического объема помещения.

Если под знаком логарифма получается отрицательное число, то данный опасный фактор пожара может не учитываться.

Параметр Z определяется по формуле:

,  при   м,                                     (28)

где:

h - высота рабочей зоны, м;

Н - высота помещения, м.

Высота рабочей зоны определяется по формуле:

                                                         (29)

где:

- высота площадки, на которой находятся люди, над полом помещения, м;

 - разность высот пола, равная нулю при горизонтальном его расположении, м.

Следует иметь в виду, что наибольшей опасности при пожаре подвергаются люди, находящиеся на более высокой отметке. При определении необходимого времени эвакуации следует ориентироваться на наиболее высоко расположенные в помещении участки возможного пребывания людей.

Параметры А и n определяются следующим образом:

для случая горения жидкости с установившейся скоростью:

, при n=1;                                                                      (30)

для случая горения жидкости с неустановившейся скоростью:

, при n=1,5;                                                       (31)

для случая кругового распространения пламени по поверхности горючего вещества или материала:

, при n=3;                                                             (32)

для вертикальной или горизонтальной поверхности горения в виде прямоугольника, одна из сторон которого увеличивается в двух направлениях за счет распространения пламени:

, при n=2,                                                                   (33)

где:

 - удельная массовая скорость выгорания вещества, кг/(м2.с);

F - площадь пролива жидкости;

 - время установления стационарного режима горения жидкости, с;

v - линейная скорость распространения пламени, м/с;

b - перпендикулярный к направлению движения пламени размер зоны горения, м.

Случай факельного горения в помещении может рассматриваться как горение жидкости с установившейся скоростью с параметром А, равным массовому расходу истечения горючего вещества из оборудования, и показателем степени n, равным 1.

При расположении людей на различных по высоте площадках критическую продолжительность пожара следует определять для каждой площадки.