Влияние первичной системы на процедуры эвакуации в чрезвычайных ситуациях
Конфигурация основной системы циркуляции здания - его коридоры, лестничные клетки, пути выхода и функции доступности - непосредственно определяет, как быстро и безопасно пассажиры могут эвакуироваться во время чрезвычайной ситуации. Хорошо спланированная планировка уменьшает хаос, предотвращает узкие места и может означать разницу между жизнью и смертью. И наоборот, плохой выбор макета создает путаницу, увеличивает время эвакуации и повышает риск травм или гибели людей. В этой статье рассматривается, как первичные схемы системы влияют на процедуры аварийной эвакуации, исследуется передовая практика проектирования и рассматриваются современные стратегии для оптимизации безопасности пассажиров.
Понимание первичных системных закладок
Первичная схема системы здания включает в себя физическую инфраструктуру, которая поддерживает передвижение пассажиров в нормальных условиях и, что критически важно, во время чрезвычайных ситуаций. Это включает в себя расположение коридоров, лестниц выхода, горизонтальных выходов, зон убежища и размещение выходных дверей. В компоновке должны учитываться нагрузка пассажиров, ограничения расстояния и необходимость нескольких беспрепятственных путей к безопасности. Архитекторы и инженеры проектируют эти системы в соответствии со строительными нормами, такими как Международный строительный кодекс (IBC) и стандарты Национальной ассоциации противопожарной защиты (NFPA), в частности NFPA 101: Кодекс безопасности жизни.
Основные типы макетов
Хотя каждое здание уникально, большинство первичных системных макетов делятся на три широкие категории: централизованные, децентрализованные и сетевые. Каждый тип представляет собой различные преимущества и проблемы для экстренной эвакуации.
Централизованные стеллажи
Централизованные планировки концентрируют основные компоненты выхода — такие как один главный лестничный пролет или центральный атриум — в компактном ядре. Эта конструкция распространена в высотных офисных зданиях и некоторых учебных заведениях. Основное преимущество заключается в том, что жильцы естественным образом тяготеют к знакомой, заметной точке выхода. Однако централизованные макеты создают единую точку отказа: если это ядро становится скомпрометированным огнем, дымом или структурными повреждениями, эвакуация может быть серьезно нарушена. Для смягчения этого риска строительные нормы требуют по крайней мере двух отдельных средств выхода с каждого этажа, часто с удаленными лестничными пролетами, расположенными на противоположных концах здания. Тем не менее, централизованные конструкции, как правило, производят большие расстояния для пассажиров, расположенных далеко от ядра и могут привести к заторам на главном выходе.
Децентрализованные стеллажи
Децентрализованные планировки распределяют выходы и выходы по всему зданию, часто с несколькими лестничными башнями, расположенными по разные стороны от пола. Такой подход уменьшает расстояния проезда и распределяет поток пассажиров, сводя к минимуму риск единичного препятствия, разрушающего всю эвакуацию. Децентрализованные макеты типичны для больниц, крупных торговых центров и спортивных объектов, потому что они позволяют эффективно эвакуироваться из любой точки. Недостатком является то, что пассажиры могут быть менее знакомы с альтернативными маршрутами выхода, что приводит к путанице, если первичный выход заблокирован. Чистые вывески и системы поиска путей необходимы для обеспечения того, чтобы люди могли быстро найти ближайший безопасный выход.
Сетчатые планировки
Сетевые схемы состоят из сети взаимосвязанных коридоров, которые обеспечивают несколько избыточных путей к выходам. Эта конструкция распространена в школах, промышленных объектах и офисах открытой планировки. Сетка предлагает отличную гибкость и избыточность - если один коридор заблокирован, пассажиры могут легко выбрать альтернативный маршрут. Однако схемы сетки могут запутаться в больших однородных пространствах, где все коридоры выглядят одинаково. Проблемы поиска путей в сочетании с дымом, который может затуманить видимость, могут привести к дезориентации пассажиров. Эффективные схемы сетки включают визуальные сигналы, такие как цветные дорожки или аварийное освещение, которое направляет пассажиров к ближайшему выходу.
Влияние планировки на ключевые параметры эвакуации
Физическое расположение здания напрямую влияет на три важных аспекта экстренной эвакуации: общее время эвакуации, поток движения пассажиров и общую безопасность пассажиров.
Время эвакуации
Время эвакуации - это сумма времени перед эвакуацией (время, необходимое для распознавания чрезвычайной ситуации и начала движения) и времени в пути в безопасное место. Первичная схема системы сильно влияет на время в пути. Децентрализованная схема ] с несколькими равномерно расположенными выходами может сократить расстояния в пути на 30-50% по сравнению с централизованной схемой с одним главным выходом. Согласно NFPA 101, максимально допустимое расстояние в пути до выхода варьируется в зависимости от типа занятости - например, 200 футов в бизнес-занятости без спринклеров или 250 футов с спринклерами. Склады, которые концентрируют выходы на одной стороне здания, заставляют пассажиров на дальней стороне преодолевать более длинные расстояния, увеличивая время эвакуации и подверженность опасностям.
Поток движения и бутылочные узлы
Бутилнеки возникают, когда пропускная способность коридора, дверного проема или лестницы превышается количеством людей, пытающихся пройти. Конструкция планировки непосредственно определяет, где образуются узкие коридоры, питающиеся в один лестничный проем, может создать опасную давку, особенно в зданиях с высокой заполняемостью. Децентрализованные макеты , которые распределяют лестничные пролеты по периметру, позволяют более сбалансированный поток. Кроме того, ширина компонентов выхода должна быть рассчитана на основе нагрузки на пассажиров - NFPA 101 требует минимум 0,3 дюйма ширины лестницы на пассажира для лестницы и 0,2 дюйма для дверей. Сетчатая планировка с широкими коридорами и достаточной шириной выходной двери может поддерживать высокие скорости потока без заторов.
Строительные нормы ограничивают длину тупика до 20–50 футов (в зависимости от заполняемости и присутствия спринклера), потому что любой путь, который заставляет пассажиров возвращаться в дым или огонь, значительно увеличивает риск. Склады, которые минимизируют или устраняют тупики, улучшают поток и уменьшают путаницу.
Безопасность пассажиров
Безопасность заключается не только в том, чтобы добраться до выхода, но и сделать это без травм. Планировки, которые обеспечивают защищенные пути передвижения — такие как коридоры с рейтингом пожара и дымоустойчивые корпуса — дают пассажирам время для эвакуации до того, как условия станут несостоятельными. Например, высотное здание с централизованным ядром и лестничными проемами под давлением предлагает безопасное убежище, но если это ядро скомпрометировано, пассажиры могут не иметь альтернативы. Децентрализованные макеты повышают безопасность, предоставляя несколько независимых защищенных путей. Кроме того, макеты, которые включают в себя районы убежища — защищенные пространства, где пассажиры с ограниченными возможностями могут ждать помощи эвакуации — необходимы для обеспечения инклюзивной безопасности. Макет должен обеспечить, чтобы эти зоны убежища были доступны через пандусы или лифты, предназначенные для использования пожарной службой.
Дизайнерские соображения для оптимальной эвакуации
Чтобы максимизировать эффективность и безопасность эвакуации, проектировщики и руководители объектов должны интегрировать несколько ключевых принципов с самых ранних этапов планирования зданий.
Многократные, четко обозначенные выходы
Каждый этаж должен иметь по крайней мере два выхода, которые удалены друг от друга. КСГМГ требует, чтобы выходы были расположены так, чтобы пути не сходились, и чтобы двери выхода были разделены по меньшей мере половиной максимального диагонального размера площади здания. Правильные вывески - включая фотолюминесцентные вывески и указатели направления - имеют решающее значение. В сложных макетах системы последовательного поиска пути, которые используют цвет, стрелки и значки, направляют пассажиров по самому безопасному пути.
Широкие коридоры и лестницы
Ширина коридора и лестницы должна вмещать максимальную ожидаемую нагрузку на пассажира без создания узкого места. Например, коридор, обслуживающий 200 человек, нуждается в минимуме 44 дюйма ясной ширины (0,2 дюйма на пассажира). В переполненных помещениях, таких как стадионы или театры, требуются более широкие дорожки. Лестницы должны быть по крайней мере 44 дюйма в ширину для зданий с нагрузкой на пассажира более 50, и должны иметь поручни с обеих сторон для поддержки безопасного спуска. В компоновке также следует учитывать слияние потоков на входных дверях лестницы - проектирование более широких лестничных вестибюлей может предотвратить заторы, где люди из коридора встречают тех, кто уже на лестнице.
Минимизированные тупики и препятствия
Конечные коридоры увеличивают риск и строго ограничены кодом. Конструкторы должны устраивать коридоры в петлях или обеспечивать множественные соединения, чтобы избежать тупиков. Любой тупик, который остается, должен быть коротким и четко подписан. Такие препятствия, как мебель, хранение или временные перегородки, никогда не должны блокировать пути выхода. Управление объектами должно обеспечивать строгое ведение домашнего хозяйства и проводить регулярные проверки для поддержания четких маршрутов.
Доступные маршруты для всех пассажиров
Планировки зданий должны включать доступные средства выхода для инвалидов. Это включает пандусы, зоны убежища и, возможно, эвакуационные лифты. Стандарты Закона об инвалидах (ADA) требуют по крайней мере одного доступного средства выхода из каждого доступного пространства. Планировка должна располагать районы убежища вблизи лестничных пролетов и обеспечивать двусторонние системы связи, чтобы пассажиры могли обратиться за помощью. В высотных зданиях может использоваться доступный маршрут, который соединяется с вестибюлем лифта с резервной мощностью и управлением пожарными.
Дизайн лестницы и давление
Расположение и дизайн лестничных клеток имеют решающее значение. Лестницы должны быть расположены по периметру здания, чтобы облегчить прямой выход на внешний вид и обеспечить естественную вентиляцию в некоторых случаях. Под давлением лестницы используют вентиляторы для поддержания положительного давления, предотвращая попадание дыма. Компоновка должна гарантировать, что двери лестницы самозакрываются и остаются незапертыми изнутри во время чрезвычайной ситуации. В больших зданиях лестничные клетки должны быть разнесены так, чтобы расстояние от любой точки до лестничного входа было в пределах кода - обычно 200-250 футов для большинства заселений.
Роль строительных норм и стандартов
Строительные коды обеспечивают минимальные требования к первичной компоновке системы, но они постоянно обновляются на основе уроков, извлеченных из реальных пожаров и эвакуаций. IBC и NFPA 101 являются наиболее широко принятыми кодами в США. В этих документах указаны ограничения расстояния проезда, пропускная способность, ширина коридора и количество выходов на основе типа заполняемости и площади этажа. Например, для бизнес-занятости с нагрузкой на 500 человек требуется не менее трех выходов. Соблюдение кодов не гарантирует оптимальные показатели эвакуации, но устанавливает базовый уровень, который доказал свою эффективность в спасении жизней.
На международном уровне стандарты, такие как британский стандарт BS 9999 или Австралийский совет по строительным кодексам (ABCB), содержат аналогичные руководящие принципы. Все эти кодексы подчеркивают важность избыточности — множественных путей, нескольких выходов и нескольких защищенных маршрутов. Дизайнеры должны выходить за рамки минимумов кода, когда это требуется, когда это требуется, например, в зданиях, где проживают уязвимые группы населения (больницы, дома престарелых, школы), настоятельно рекомендуется наличие дополнительных лестничных клеток, более широких коридоров и обозначенных зон убежища.
Поведение человека в чрезвычайных ситуациях
Понимание того, как люди на самом деле ведут себя во время чрезвычайных ситуаций, имеет важное значение для разработки эффективных макетов. Исследования Национального института стандартов и технологий (NIST) и других организаций показали, что пассажиры часто выбирают знакомые маршруты, такие как главный вход, который они использовали для входа, а не ближайший выход. Это явление, известное как родство пути путешествия , может перегружать один выход, в то время как другие остаются недоиспользуемыми. Макеты, которые делают несколько выходов одинаково видимыми и интуитивно понятными, могут противодействовать этой тенденции. Подсказки, такие как контрастные цвета выходных дверей, яркое аварийное освещение и карты эвакуации на уровне пола, помогают направлять принятие решений в условиях стресса.
Кроме того, люди, как правило, перемещаются группами и могут прекратить собирать вещи или проверять других. Такое поведение увеличивает время предварительной эвакуации. Планировка, которая обеспечивает четкие линии обзора для выходов и уменьшает беспорядок, может ускорить принятие решений. В больших, открытых планировках размещение мебели или кабин не должно препятствовать просмотру выходных знаков. Использование стрелок пути , окрашенных на полах или стенах, может служить избыточным руководством в условиях заполненных дымом, когда воздушные знаки становятся невидимыми.
Тематические исследования: уроки из реальных чрезвычайных ситуаций
Несколько громких инцидентов продемонстрировали глубокое влияние первичной схемы системы на результаты эвакуации.
Пожар в ночном клубе (2003)
В Род-Айленде в пожаре ночного клуба погибли 100 человек, главный выход из которого был единственным, узким дверным проемом, а второй выход был перекрыт запертой дверью и сценой. Макет имел недостаточную ширину выхода для заполняемости и опасный тупиковый коридор. Эта трагедия привела к ужесточению требований к пропускной способности выхода и запрету запертых выходных дверей в сборочных помещениях. Также она подчеркнула необходимость множественных, четко обозначенных и беспрепятственных выходов.
Эвакуация из Всемирного торгового центра (2001 и 1993)
Взрыв 1993 года и атаки 2001 года показали важность планировки лестницы и избыточности. В Северной башне три лестницы были сгруппированы рядом с ядром; когда удар самолета разорвал все три над зоной удара, пассажиры выше оказались в ловушке. В Южной башне лестница B была единственной, которая оставалась проходимой для некоторых этажей, но ее компоновка была смещена от других, что фактически помогло сохранить ее. Изменения в строительных нормах после 9/11 теперь требуют отдельных лестничных клеток (с разницей не менее 30 футов) и более надежные рейтинги огнестойкости для компонентов выхода.
Пожар в башне Гренфелл (2017)
В Лондоне высотный многоквартирный дом имел единую центральную лестницу.Политика «оставайся на месте» опиралась на отсековку, но когда огонь быстро распространился из-за горючей облицовки, жители, пытавшиеся эвакуироваться, столкнулись с дымовой лестницей без альтернативного маршрута. Катастрофа подчеркнула опасности опоры на единую тропу выхода и необходимость в убежищах и вторых средствах спасения.
Технологические усовершенствования для эвакуации
Современные технологии могут улучшить первичную схему системы для улучшения результатов эвакуации.
Динамические сигналы и поиск путей
Теперь доступны цифровые вывески, которые могут изменять направление на основе обнаружения пожара и дыма в реальном времени. Эти системы используют данные датчиков, чтобы направлять пассажиров от опасностей к самому безопасному выходу. В децентрализованной схеме динамические вывески могут помочь сбалансировать поток, направляя пассажиров на менее перегруженные лестничные клетки.
Системы массовой нотификации
Интегрированные системы голосовой сигнализации могут обеспечивать четкие, спокойные инструкции на нескольких языках. В сложных макетах эти системы могут направлять пассажиров по наиболее эффективному маршруту. Например, схема сетки может использовать объявления на основе зоны, чтобы направлять людей к конкретным выходам, избегая при этом районов с обнаруженным дымом.
Моделирование эвакуации и моделирование
Программные инструменты, такие как Pathfinder, FDS+Evac и STEPS, позволяют дизайнерам моделировать сценарии эвакуации на основе компоновки, нагрузки на пассажиров и поведения. Эти модели могут идентифицировать потенциальные узкие места до начала строительства. Например, моделирование централизованной компоновки может показать, что 44-дюймовый коридор застревает на 300 человек, что приводит к редизайну до 66 дюймов или добавлению вторичной лестничной клетки.
Отслеживание и помощь пассажиров
В крупных объектах системы, отслеживающие местоположение пассажиров с помощью значков RFID или Bluetooth-маяков, могут помочь аварийным службам найти захваченных людей. Объединение этой технологии с хорошо продуманной компоновкой, которая обеспечивает доступные маршруты и зоны убежища, ускоряет спасательные операции.
Будущие тенденции в первичном конфигурировании системы
По мере развития строительных конструкций будет развиваться и подход к эвакуационным макетам.
Модульные и адаптивные макеты
С ростом гибких рабочих пространств и всплывающих событий макеты зданий становятся все более модульными. Передвижные стены и временные перегородки должны быть спроектированы с учетом выхода; они не должны создавать новые тупики или узкие пути. Будущие коды могут потребовать, чтобы адаптивные макеты поддерживали минимальную ширину выхода и размещение выхода независимо от конфигурации.
Интеграция с интеллектуальными системами зданий
Интернет вещей (IoT) позволяет в режиме реального времени контролировать заполняемость и условия окружающей среды. Умное здание может автоматически регулировать свою компоновку, например, разблокировать вторичные выходы или открыть дымоотводящие панели, на основе данных датчиков. Этот динамический ответ может значительно повысить эффективность эвакуации.
Вертикальная эвакуация в высотных зданиях
Для сверхвысоких башен (более 300 метров) традиционных лестничных пролетов может быть недостаточно из-за усталости и физических нагрузок. Некоторые конструкции включают в себя небесные вестибюли с полом убежища и выделенными эвакуационными лифтами. Компоновка должна обеспечивать безопасные точки передачи между лестницами и лифтами, с защищенными коридорами, которые предотвращают проникновение дыма.
Заключение
Первичная схема системы здания - это не просто вопрос архитектурного удобства - это императив безопасности жизни. Централизованные, децентрализованные и сетевые макеты предлагают различные компромиссы с точки зрения расстояния, потока и избыточности. Дизайнеры должны выходить за рамки минимальных требований к коду для создания макетов, которые учитывают поведение человека, обеспечивают доступные маршруты и включают современные технологии. Приоритетное расположение нескольких четко обозначенных выходов; широкие, беспрепятственные пути; и стратегическое размещение лестничных пролетов, владельцы зданий и менеджеры объектов могут значительно повысить эффективность эвакуации. Уроки прошлых катастроф напоминают нам, что решения по планировке, принятые на этапе проектирования, могут спасти жизни, когда каждая секунда имеет значение. Для дальнейшего чтения обратитесь к NFPA 101 Кодекс безопасности жизни , Международный строительный кодекс и ADA Стандарты для доступного дизайна .