Диссертация (1172906), страница 12
Текст из файла (страница 12)
Как известно, в целомпроисходит постоянная акселерация общества, то есть человек постепенно«растёт». Если 50 лет назад средний рост человека был 160 сантиметров, тосейчас он на 5 сантиметров больше. Примерно на килограмм увеличилась и егомасса [88]. Поэтому ввиду укрупнения людей, их количество, располагающеесяна квадратном метре площади, стало меньше, следовательно, значениемаксимальной интенсивности движения соответственно уменьшилось. В то жевремя зарубежные [89] и отечественные [90] работы говорят о том, чтоосновныемассивыруководящихданных,документах,которыеиспользуютсябазируютсянавсуществующихэмпирическихданныхпятидесятилетней давности [91, 92], которые не учитывают произошедшие заэто время изменения в демографической структуре населения, связанные с егостарением и снижением подвижности в результате увеличения массы людейвсех возрастов [93].Увеличение значения полученной интенсивности при максимальнойплотности людского потока (D = 9 чел/м2) объясняется тем, что наблюдаемыйсостав потока, а именно мужчины трудоспособного возраста, более активнопреодолевают дверной проем.803.4 Выводы по третьей главе1.
На основе натурных наблюдений исследован демографический составосновного функционального контингента мечетей. Количество наблюдаемыхчеловек составило порядка 50 тысяч. Установлено, что свыше 95 % людей – этомужчины трудоспособного возраста (молодежь и люди старшего возраста,которые по своим физиологическим особенностям имеют довольно высокуюскорость движения).2.Впервыепроведенынатурныенаблюденияиэмпирическиеисследования движения потоков людей в мечетях. В совокупности получено1030 экспериментальных значений скорости движения людей в различныхдиапазонахплотностипотокапридвижениипоразличнымвидамэвакуационных путей.3.
Определены значения параметров элементарных случайных функций,которые описывают зависимость скорости от плотности людских потоков придвижении их по горизонтальному пути, через дверные проёмы, по лестницевниз в мечетях. Теснота связи между скоростью движения функциональногоконтингента и плотностью потока характеризует её как функциональную (ηт =0,999).4. Выявлено и математически описано влияние эмоционального состоянияна скорость свободного движения прихожан в мечетях. Получены значенияскоростей движения по различным видам пути при различных категорияхдвижения: спокойное, активное, повышенной активности.
В соответствии сметодологией теории движения людских потоков для нормирования размеровэвакуационных путей и выходов должна быть использована категориядвижения «Повышенная активность».81ГЛАВА 4. АНАЛИЗ ВОЗМОЖНОСТИ СВОЕВРЕМЕННОЙ ЭВАКУАЦИИЛЮДЕЙ ИЗ МЕЧЕТЕЙ И РЕКОМЕНДАЦИИ ПО ПРОЕКТИРОВАНИЮЭВАКУАЦИОННЫХ ПУТЕЙ И ВЫХОДОВ4.1 Выбор критериев безопасной эвакуациидля различных функциональных зон мечетейДля обеспечения безопасности людей необходимо создать условия длясвоевременной и беспрепятственной эвакуации, успешность которой во многомбудет зависеть от размеров эвакуационных путей и выходов.
Определениетребуемых размеров эвакуационных выходов возможно путем установленияпараметров движения потоков людей и времени блокирования путей эвакуацииопасными факторами пожара (ОФП). Параметры движения людских потоковопределены в предыдущих разделах, в то время как время блокирования (tбл)эвакуационных путей неизвестно. В связи с этим, основной задачей данногораздела явилось установление времени блокирования опасными факторамипожара путей эвакуации.Расчет времени блокирования эвакуационных путей tбл проводился спомощьюдифференциальноймоделиPyroSim2017.1x64,являющейсяпрограммным обеспечением Fire Dynamics Simulator (FDS). Данная полеваямодель может прогнозировать распространение дыма, повышение температуры,концентрацию угарного газа и других опасных факторов во время пожара [94].При выборе сценариев развития пожара проводился выбор участканахождения первичного очага пожара, определялась расчетная область, т.е.производился учет необходимых элементов внутренней структуры мечети изадавались параметры дверных проемов, а также условия окружающей среды.Далеезадаваласьнеобходимаяпожарнаянагрузка,котораяявляетсяидентичной для всех мечетей.
После того как были получены результатымоделирования, определялось время достижения каждым из ОФП предельнодопустимых значений.Важно отметить, что в конструктивном плане мусульманские культовые82сооружения отличаются от других зданий. В любой мечети можно выделитьдве ярко выраженные зоны (молельный зал и холл мечети), где постояннопребывают люди во время молитвы (рисунок 4.1), пожар может произойти влюбой из зон. Исходя из этого, моделированию распространения ОФПподлежала каждая из зон.Выход измолельного залаОбувные полкиХозяйственныепомещенияВыходиз холлаГардеробЗона 2 – молельный залЗона 1 – холлРисунок 4.1 – Характерные зоны нахождения людей в мечетиОднако необходимо понимать, что в молельных залах за счет низкойпожарной нагрузки (ковровое покрытие) и большого по объему пространствавремя достижения критических значений ОФП будет иметь достаточновысокие значения.
При таком сценарии своевременность эвакуации не будетопределяющимфакторомеебезопасности.Нормироватьширинуэвакуационных выходов следует исходя из критерия беспрепятственности. Втаком случае необходимо принимать во внимание нормативное времяскопления tск, равное 6 минутам [68]. Потому как «необходимость исключениявысоких травмоопасных плотностей в результате образования скоплений напутях эвакуации обусловлена возможностью гибели людей от компрессионнойасфиксии» [95, 96]. Компрессионная асфиксия происходит при сдавлении грудии верхней полой вены, насыщающей кровью головной мозг. В результате83наступает резкое ограничение дыхания и постепенное отмирание клетокголовного мозга.Компрессионнаяасфиксияхарактеризуетсядвумяпериодами.Впредасфиксическом периоде происходит задержка дыхания, вследствие этогодыхательные движения становятся беспорядочными. Продолжительностьданного периода составляет 2–3 минуты, в зависимости от физическогосостояния человека и от того, какая фаза дыхания предшествовала сдавливанию(выдох или вдох).
Период асфиксии характеризуется следующими стадиями. Напервых двух стадиях наступает одышка (сложность при вдыхании требуемогообъема воздуха), что ведет к изменению артериального и венозного давлений,происходит общая заторможенность, а также отмечается слабость в мышцах.Третья стадия характеризуется кратковременными остановками дыхания иснижением чувствительности рефлексов.
На четвертой стадии резко падаеткровяное давление, в результате биоэлектрическая активность головного мозгаснижается до нуля. Пятая стадия характеризуется остановкой дыхания и работысердца,фиксируетсяклиническаясмерть.Продолжительностьвсегоасфиксического периода длится 5-6 минут [95, 96].Ввиду того, что помимо основного функционального контингента«мужчины трудоспособного возраста» в составе людского потока в мечетяхвстречаются и пожилые люди, значение tск принималось равным 5 минутам.В качестве объекта исследования была выбрана Московская соборнаямечеть, построенная в 2015 году по прототипу многих соборных мечетейразных стран.
В программе [94] была составлена модель рассматриваемоймечети размерами 26×34 м, высота купола составила 9,5 м, высота здания –15,5 м (рисунок 4.2). Размер расчетной ячейки принимался равным 0,25 м.Моделирование производилось с размещением типовой для мечетей пожарнойнагрузки – ковровое покрытие, полки для обуви, обувь, скамейки, гардеробныешкафы. Воздействие атмосферной среды считалось незначительным ввидувысокой требуемой степени изоляции микроклимата искусственной среды вмечетях за счет герметизации ее ограждающих конструкций.84Рисунок 4.2 – Трехмерная модель здания мечетиПоказателиизмеренияОФПфиксировалисьгруппойвиртуально-измерительных датчиков на путях эвакуации на высоте 1,7 м от пола у выходовиз помещения, поскольку при достижении на данном уровне критическихзначений любого из ОФП безопасная эвакуация людей из помещениястановится невозможной (рисунок 4.3).ИсточникпожараИзмерительныедатчики ОФПРисунок 4.3 – Места расположения измерительных датчикови очага расчетного пожара85Исходя из того, что прихожане во время коллективных молитврасполагаются как в молельном зале, так и в холле мечети, то в настоящемисследовании рассматривались наиболее вероятные сценарии развития пожарав мечети.Сценарий №1 включал в себя пожар в центре молельного зала.Сценарий №2 – пожар в холле мечети, с различными вариантами горючейнагрузки, а именно:– вариант 1 – горение обувных полок;– вариант 2 – горение верхней одежды в гардеробе;– вариант 3 – горение коврового покрытия перед выходом из мечети;– вариант 4 – горение лавок из древесины;– вариант 5 – горение деревянных ящиков для сбора пожертвований.В первом сценарии при пожаре в молельном зале в качестве горючейнагрузки, имеющейся в базе данных PyroSim 2017.1x64, была выбрана«Отделка: ковролин».
Время моделирования составило 600 с и критическоевремя по каждому из ОФП определялось как время достижения этимифакторами предельно-допустимых значений на путях эвакуации.Определение достижения ОФП предельных значений оценивалось пошести показателям: температуре, дальности видимости, тепловому потоку,концентрации кислорода О2, угарного газа СО и углекислого газа СО2.Анализизменениятемпературывзависимостиотвременираспространения пожара показал, что температура (T) на высоте 1,7 м от уровняпола достигает критических для человека значений (70 ºС) только в зоне,непосредственно примыкающей к очагу горения (рисунок 4.4).86T, °C9987755024Рисунок 4.4 – Температура в мечети спустя 5 минут после начала пожараОграничение видимости (vid) в дыму за время моделирования 5 минут непревышает предельного значения (рисунок 4.5).vid, м3126,415,28,10,5Рисунок 4.5 – Видимость в объеме помещенияспустя 5 минут после начала пожара87Моделирование распространения дыма в объеме рассматриваемогопомещения показывает, что за счет развитого по вертикали пространства вмолельном зале концентрация дыма не достигает критического значения завремя более 5 минут (рисунок 4.6).а)в)б)г)Рисунок 4.6 – Распространение дыма в молельном зале:а) на второй минуте; б) на третьей минуте;в) на четвертой минуте; г) на пятой минутеГрафики развития ОФП в объеме молельного зала, определенные группойвиртуально-измерительных датчиков, расположенных на высоте 1,7 м от пола увыходов из помещения, представлены на рисунке 4.7.1009080706050403020103025Видимость, м2015105100200300 400Время, са)5000600200300 400Время, сб)500600100200 300 400 500Время, сг)600100200 300 400Время, се)О2, кг∙м-30,2600,2400,2200,2000,1800100200 300 400Время, св)5006000,16003,53,0СО2, 10 кг∙м-СО, 10 кг∙м-31000,280Тепловой поток, Вт/м202,52,01,51,00,50100200 300 400Время, сд)500 6000,200,180,160,140,120,100,080,060,040,023Температура, °С880500 600Рисунок 4.7 – Результаты моделирования ОФП на высоте 1,7 м у выхода измолельного зала:а) температура; б) потеря видимости в) тепловой поток;г) концентрация кислорода, О2; д) концентрация угарного газа, СО;е) концентрация углекислого газа, СО289Из результатов моделирования времени блокирования путей эвакуации вмолельном зале ясно, что время наступления критического значения ОФПнаступает по потере видимости и составляет 360 с., т.е.
6 мин. Это говорит отом, что за счет развитого по вертикали подкупольного пространства вмолельных залах ОФП не определяют необходимое время эвакуации (tнб.).Существенным выводом будет являться то, что в молельных залах мечетейразмеры эвакуационных выходов необходимо нормировать на основе такогокритерия безопасной эвакуации, как беспрепятственность, т.е.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
