Vysoká škola báňská - Technická univerzita Ostrava Fakulta bezpečnostního inženýrství Katedra požární ochrany a ochrany obyvatelstva
Řízená evakuace osob z objektů
Student: Jan Peterek Vedoucí diplomové práce: Doc. Dr. Ing. Miloš Kvarčák Studijní obor: Technika požární ochrany a bezpečnosti průmyslu Datum zadání diplomové práce: říjen 2003 Termín odevzdání diplomové práce: 30. dubna 2004
Místopřísežné prohlášení
Místopřísežně prohlašuji, že jsem celou diplomovou práci vypracoval samostatně.
V Ostravě dne 30. dubna 2004
Jan Peterek
Poděkování vedoucímu diplomové práce
„Děkuji touto cestou vedoucímu diplomové práce Doc. Dr. Ing. Miloši Kvarčákovi, Ing, Františku Pelcovi a především pani ředitelce Základní školy v Ostravě - Michálkovicích za poskytnutou pomoc a cenné rady při tvorbě mé diplomové práce“
Jan Peterek
Anotace Peterek, Jan. Řízená evakuace osob z objektů: diplomová práce. Ostrava: VŠB-Technická univerzita Ostrava, Fakulta bezpečnostního inženýrství, 2004 Klíčová slova: evakuace osob, modelování evakuace osob, únik osob, dimenzování únikových cest, požární evakuační plán Diplomová práce řeší problematiku řízené evakuace osob. V úvodní částech je proveden rozbor statistických údajů za období 1999 – 2003 vhledem k provádění evakuace osob. Následuje stručný přehled jednotlivých vlivů ovlivňujících evakuační procesy. Další kapitoly práce popisují právní předpisy řešících evakuaci osob v České republice. V rámci této části je věnována pozornost zpracování evakuačních plánů. Dále se autor věnuje řešení návrhu únikových cest a rozboru „normového“ výpočtu doby evakuace, tj. rychlosti pohybu osob a kapacitě únikách cest. Mezi poslední kapitoly patří i stručný přehled softwaru pro modelování evakuace osob se stručnou charakteristikou některých z nich. V závěru práce je provedeno srovnání výpočtu únikových cest normovými postupy, modelovacím programem s provedeným evakuačním cvičením. Dále je v závěru zhodnocen způsob řešení řízené evakuace s návrhem dalšího řešení této problematiky.
Annotation Peterek, Jan. Directed evacuation from building: Diploma work. Ostrava: VSB - Technical University Ostrava, Faculty of safety engineering, 2004. Key words: Evacuation, modeling evacuation, escaping people, dimensioning of evacuation routes, fire and evacuation plan, The diploma work solves the problem of the directed evacuation. At the beginning the author used the statistics from the years 1999 - 2003 concerning the evacuation. Following part of the work is about the facts influencing the evacuation process. Another chapter of the work is about the legal aspects of the evacuation in the Czech Republic. At this part the author pays attention to the process of making the evacuation plans. The author is focusing the evacuation routes and takes into the consideration the calculations from the national norms, especially the calculation of the speed of escaping people and the capacity of the escape routes. Last chapters are focused on the short characteristics of the software for the calculations of the evacuations. At the end of the work, the author compares the calculation with the real evacuation exercise. Also, there are some suggestions concerning the problem of the evacuations at the end of the work.
OBSAH 1
Úvod ....................................................................................................................................... 3
2
Rešerše.................................................................................................................................... 4
3
Statistika ................................................................................................................................. 5
4
Vlivy ovlivňující evakuaci .................................................................................................... 11
5
6
4.1
Vliv dispozičního řešení ................................................................................................ 12
4.2
Vliv procedurální........................................................................................................... 12
4.3
Vliv prostředí ................................................................................................................ 13
4.4
Vliv chování.................................................................................................................. 13
Předpisy zabývající se problematikou evakuace osob ............................................................ 14 5.1
Vyhláška o obecných požadavcích na výstavbu [14]...................................................... 15
5.2
Nařízení vlády o bezpečnostních značkách [8]............................................................... 15
5.3
Předpisy požární ochrany [19, 15] ................................................................................. 16
5.3.1
Nařízení kraje ........................................................................................................ 16
5.3.2
Evakuační plán ...................................................................................................... 16
Projektování únikových cest.................................................................................................. 19 6.1
6.1.1
Slovenská republika............................................................................................... 19
6.1.2
Rakousko............................................................................................................... 20
6.2 7
Projektování únikových cest v zahraničí ....................................................................... 19
Projektování únikových cest v České republice ............................................................. 21
Rozbor metody výpočtu doby evakuace a vstupních parametrů ............................................. 22 7.1
Hustota proudu [11]....................................................................................................... 23
7.2
Rychlost pohybu............................................................................................................ 24
7.3
Součinitel s.................................................................................................................... 28
7.4
Kapacita únikového pruhu ............................................................................................. 29
7.5
Čas t1............................................................................................................................. 33
7.6
Čas t2............................................................................................................................. 33 -1-
7.7
Zhodnocení metodiky výpočtu doby evakuace............................................................... 33
Výpočetní programy pro řešení úniku osob ........................................................................... 34
8
8.1
Přehled softwaru pro modelování úniku osob [18] ......................................................... 35
8.1.1
buildingEXODUS.................................................................................................. 36
8.1.2
SIMULEX ............................................................................................................. 38
8.2
EVACNET4.................................................................................................................. 39
Řešení modelové situace evakuace osob................................................................................ 40
9
9.1
Popis modelové situace ................................................................................................. 40
9.2
Vytvoření modelu v aplikaci EVACNET....................................................................... 41
9.3
Výpočet současné evakuace........................................................................................... 45
9.4
Evakuační cvičení ......................................................................................................... 45
9.5
Porovnání výsledků ....................................................................................................... 47
10
Doporučení pro návrh a řešení řízení evakuace osob.......................................................... 48
11
Závěr................................................................................................................................. 49
12
Literatura .......................................................................................................................... 50
13
Seznamy............................................................................................................................ 51 13.1
Seznam tabulek ............................................................................................................. 51
13.2
Seznam obrázků ............................................................................................................ 51
13.3
Seznam grafů................................................................................................................. 52
13.4
Seznam příloh ............................................................................................................... 53
-2-
1 Úvod Česká republika se dne 1. května roku 2004 stane součástí Evropské unie. Tím se ještě více otevře sousedním státům a jejím investorům. Už v dnešní době se v rámci nové výstavby budují složité komplexy budov. Jedním ze základních požadavků na stavbu je, že osoby v případě požáru nesmí být ohroženy. Toto je zabezpečováno návrhem jednak únikových cest, jednak organizací úniku osob. Cílem této práce je návrh doporučení pro návrh a řešení řízené evakuace osob. Evakuační procesy jsou velmi komplikované, proto se budu při řešení uvedené problematiky zabývat několika aspekty. Za prvé se chci jen okrajově věnovat chování lidí a vlivy, které jej ovlivňují. Dále chci ze statistických údajů získat informace o objektech a zásazích, při kterých je prováděna evakuace osob. V české republice je přijata legislativa řešící problematiku výstavby a provozu budov. Také na úseku požární ochrany (dále jen PO) je přijato mnoho právních předpisů. Proto se zaměřím na způsob řešení problematiky evakuace právě právními předpisy. Většina z nich se však odkazuje na České technické normy (dále jen norma), které řeší projektování staveb a v současné době nejsou závazné, ale představují státem požadované minimální požadavky. V rámci „normových“ postupů řešení dané problematiky se zaměřím na rozbor výpočtu doby evakuace, jelikož je to jeden z hlavních nástrojů pro řešení řízené evakuace osob. Dále chci provést rozbor základních parametrů pohybu osob a provést srovnání výpočtu evakuace normovými postupy s řešením evakuace v modelovacím programu. V současné době je dostupná výkonná výpočetní technika, která je schopna řešit řadu složitých matematických úloh. I v řešené problematice existuje řada nástrojů pro modelování evakuace, proto v rámci práce chci zpracovat přehled dostupného softwaru. Pomocí jednoho z nich bych rád provedl výpočet modelové situace. Dle mého názoru neexistuje v současné době ucelený dokument řešící uvedenou problematiku. Proto si myslím, že má diplomová práce může poskytnout základní přehled o způsobu řešení evakuace osob z objektů a upozornit na určité nedostatky v dané problematice. Také navrhuje další postup řešení této problematiky.
-3-
2 Rešerše Během přípravy této práce jsem nezjistil, že by se problematikou řízené evakuace osob zabývala speciální odborná literatura. Ovšem problematikou řešení evakuace osob, včetně chování osob v jejím průběhu, se zabývá celá řada odborné, především zahraniční literatury. V této části chci uvést rešerše několika prací, s kterými jsem v rámci přípravy pracoval. Beránek, Tomáš. Požární zásahy ve shromažďovacích prostorech: diplomová práce. Ostrava: VŠBTechnická univerzita Ostrava, Fakulta bezpečnostního inženýrství, 2002. Diplomová práce se zabývá požárními zásahy ve shromažďovacích prostorech zejména s důrazem na evakuaci pacientů a osob ze zdravotnických zařízení. V rámci práce se autor věnuje i obecným požadavkům evakuace. Preddtečenskij; Milinskij. Evakuace osob z budov: Výpočetní metody pro projektování. Knižnice požární ochrany, svazek 30. Praha: československý svaz požární ochrany. 1972 Tato publikace se zabývá podrobným rozborem pohybu osob ve shromažďovacích prostorech. Autoři navrhují řešení a sestavují matematické vztahy pro pohyb osob v proudech. Jsou zde definovány vztahy vyjadřující pohyb po různých komunikacích, jsou rozebírány situace jako setkávání dvou proudů a v neposlední řadě jsou sestaveny tabulky vyjadřující rychlosti pohybu. Dle mého názoru se jedná jednu z nejlepších publikací zabývajících se pohybem osob. Gwynne, S; Galea, E,R; Laerence, P,J. An investigation of the aspects of occupant behavior required for evacuation modeling. Journal applied fire science, vol. 8 (1), p. 19-59, 1998 Jedná se o zajímavý článek shrnující výzkum týkající se chování osob v případě požáru. Článek popisuje jednak údaje od jednotlivých vědců týkající se pohybu osob, ale popisuje a vysvětluje vlivy, které působí na osoby. Reichel, Vladimír. navrhování požární bezpečnosti staveb: díl III. Zabraňujeme škodám, svazek 13. Praha: Česká státní pojišťovna, 1980. 99 s. Tato publikace je výkladem projektové normy ČSN 73 0802. Autor publikace je zároveň autorem uvedené normy. Objasňuje principy a myšlenky při řešení evakuace osob s použitím řešení modelových situací. Dále zde je vysvětleno, odkud autor normy čerpal vstupní informace, které se v kodexu norem požární bezpečnosti používají dodnes.
-4-
Dalším zajímavým zdrojem informací je internetová síť. Zde bych chtěl upozornit na níže uvedené internetové stránky. www.thefiremodelsure.com Na těchto internetových stránkách jsou zpracovány informace o dostupném softwaru pro matematické modelování jak požáru, tak evakuace. U každé aplikace je zveřejněn stručný popis aplikace včetně odkazů na literaturu a na autora softwaru.
3 Statistika Dříve, než se začneme věnovat samotnému problému řízené evakuace osob, podíváme se na statistiku událostí, týkající se evakuace a záchrany osob. Potřebné údaje mi poskytlo Generální ředitelství HZS ČR a týkají se období posledních 5 let, tj. od roku 1999 – 2003. Statistické údaje jsou zpracovány do sloupcových grafů a tabulek. Jednotlivé tabulky jsou uvedeny v příloze A. Zpracováním statistických údajů chci zjistit, v kterých objektech a při jakých zásazích jsou nejčastěji evakuovány osoby. Dále bych chtěl zaznamenat vývoj událostí s evakuací osob. Ve grafech 3-1 a 3-2 je znázorněn vývoj počtu událostí a počtu osob, které byly evakuovány nebo zachraňovány. Přičemž dle [12], se zachráněnými osobami rozumí osoby, které v souvislosti s událostí opustily objekt s pomocí záchranáře a evakuovanými osobami se rozumí osoby, které v souvislosti s událostí opustily objekt na základě informace o hrozícím nebezpečí na pokyn záchranáře. Statistika nesleduje údaje o osobách, které opustily objekt samovolně, tzn. bez pomoci (přítomnosti) jednotek požární ochrany (dále jen jednotka PO).
Graf 3-2 Počet evakuovaných a zachráněných osob za období 1999 - 2003
5000
50000
4500
45000
4000
40000
3500
35000
3000
30000 Počet osob
Počet osob
Graf 3-1 Počet událostí s evakuací a záchranou osob za období 1999 - 2003
2500
25000
2000
20000
1500
15000
1000
10000
500
5000
0
0 1999
2000
2001
2002
2003
1999
2000
Rok Události s evakuací osob
2001
2002
Rok
Události se záchranou osob
Počet evakuovaných osob
-5-
Počet zachráněných osob
2003
Jak je z grafů patrno, jsou počty evakuovaných osob v jednotlivých letech přibližně stejné. Výrazný nárůst je hlavně v roce 2002, což je způsobeno povodněmi v některých částech republiky. Jelikož se ve své práci chci věnovat řízené evakuaci osob, budu se dále zabývat jen událostmi, při kterých byly osoby evakuovány. V následujících grafech je znázorněn vývoj evakuace dle jednotlivých tříd objektů. Dále se věnuji vývoji v budovách pro bydlení a v budovách občanské výstavby, což jsou třídy objektů, ve kterých dochází nejčastěji k evakuaci osob. A na závěr jsem zpracoval grafy znázorňující vývoj evakuace při jednotlivých typech mimořádných událostí. Jelikož v roce 2003 generální ředitelství HZS ČR zavedlo při zpracování statistických údajů nové rozdělení evidovaných událostí, musel jsem při zpracování grafů provést sjednocení typu mimořádných událostí. Způsob je popsán v příloze B této práce. V tabulkách 3-1 až 3-4 jsou vysvětleny číselné hodnoty, které jsou použity na osách x jednotlivých grafů. Na osách y jsou znázorněny počty událostí nebo evakuovaných osob. Tabulka 3-1 Třídy objektů Třída objektu
Popis
1
Budovy občanské výstavby
2
Budovy pro bydlení
3
Speciální výrobní budovy /mimo zemědělské a lesy/
4
Budovy pro zemědělství a lesnictví
5
Objekty ,zařízení, dopravní a pracovní prostředky
6
Přírodní prostředí
9
Ostatní a nezatříděné objekty
Graf 3-3 Počet evakuovaných osob v období 1999 - 2003 v závislosti na třídě objektu
Graf 3-4 Počet událostí s evakuací osob v období 1999 – 2003 v závislosti na třídě objektu 350
20000
15000
250 Počet událostí
Počet evakuovaných osob
300
10000
200
150
100
5000
50
0 1
2
3
1999
4 Třída objektu 2000
2001
2002
5
6
0
9
1
2003
2
3
1999
-6-
4 Třída objektu 2000
2001
2002
5
2003
6
9
Tabulka 3-2 Seznam objektů v kategorii budovy občanské výstavby
Číslo 110 111 112 113 114 119 121 130 131 132 133 135 139 141 142 143 145 149 150 151 152 159 160 161 162 163 164 165 169 170 171 172 180 189 190 191 199
Popis zdravotnická střediska, polikliniky, transformátorové stanice nemocnice a lůžkové části poliklinik budovy hygienicko epidemiologické služby jesle, kojenecké ústavy, dětské domovy pro děti do 3 let lékárny a budovy oční optiky ostatní budovy pro zdravotnictví /červený kříž/ přádelny, sušárny, čistírny, domy služeb, opravny mateřské školy budovy učeben základních škol s příslušejícími dílnami budovy učeben učňovských škol, odborných učilišť budovy poslucháren a pracoven vysokých škol budovy pro vědu a výzkum, budovy laboratoří ostatní budovy pro výchovu, vědu a výzkum /dětské tábory/ Divadla kulturní domy galerie a výstavní síně, muzea, výstaviště tělocvičny, sportovní haly, krytá koupaliště, loděnice ostatní budovy pro kulturu, osvětu a tělovýchovu správní budovy, peněžní ústavy /mimo pošt/ technicko provozní budovy vrátnice a strážnice ostatní administrativní budovy hotely, motely, motoresty, botely Ubytovny dětské domovy pro děti od 3 let a domovy mládeže rekreační chaty a chalupy rodinné rekreační budovy /velkokapacitní/ budovy autokempingových táborů ostatní budovy pro společné ubytování a rekreaci obchodní domy obchodní prodejny, příruční sklady, trvalé prodejní stánky jídelny, restaurace a kavárny, bary, kluby, taneční sály domovy důchodců, ústavy pro tělesně nebo smyslově postižené ostatní budovy pro sociální zabezpečení hrady a zámky kostely, kláštery a jiné církevní objekty jiné historické budovy a objekty
-7-
Graf 3-5 Počet evakuovaných osob za období 1999 – 2003 v budovách občanské výstavby 3500
3000
Počet evakuovaných osob
2500
2000
1500
1000
500
9
1
19
9
0
19
19
0
18
2
18
1
17
0
17
9
17
5
16
4
16
3
16
1
2
16
16
0
16
9
16
2
15
1
15
0
15
9
15
5
14
3
14
1
2
14
14
9
14
5
13
3
13
2
13
1
13
0
13
1
13
9
12
3
4
11
11
2
11
1
11
11
11
0
0
Skupina objektu 1999
2000
2001
2002
2003
Graf 3-6 Počet událostí s evakuací osob za období 1999 – 2003 v budovách občanské výstavby 25
15
10
5
0
11 0 11 1 11 2 11 3 11 4 11 9 12 1 13 0 13 1 13 2 13 3 13 5 13 9 14 1 14 2 14 3 14 5 14 9 15 0 15 1 15 2 15 9 16 0 16 1 16 2 16 3 16 4 16 5 16 9 17 0 17 1 17 2 18 0 18 9 19 0 19 1 19 9
Počet událostí
20
Skupina objektu 1999
2000
-8-
2001
2002
2003
Tabulka 3-3 Seznam objektů v kategorii budovy pro bydlení
Číslo 210 211 212
Popis typové bytové domy netypové bytové domy typové bytové domy sloužící zároveň ke službám netypové bytové domy sloužící zároveň ke službám rodinné domky určené výhradně k bydlení rodinné domky sloužící zároveň k výrobě, službám zemědělské usedlosti strážní domky Jiné
213 220 221 230 232 239
Graf 3-7 Počet evakuovaných osob v období 1999 - 2003 v budovách pro bydlení
Graf 3-8 Počet událostí s evakuací osob za období 1999 – 2003 v budovách pro bydlení 180
9000
160
8000
140
120 Počet událostí
6000
5000
4000
100
80
3000
60
2000
40
1000
20
0 9
210
23
2 23
0 23
1 22
0 22
3 21
2 21
1 21
0
0 21
Počet evakuovaných osob
7000
211
212
213
Skupina objektu 1999
2000
2001
2002
1999
2003
Tabulka 3-4 Kategorie událostí
Číslo 90 91 92 93 94 95 96
Popis Požár Dopravní nehoda Únik látky Technický zásah Jiný zásah Planý poplach Cvičení
-9-
220 Skupina objektu 2000
2001
2002
221
2003
230
232
239
Graf 3-9 Počet evakuovaných osob v období 1999 - 2003 v závislosti na kategorii události
Graf 3-10 Počet událostí s evakuací osob v období 1999 – 2003 v závislosti na kategorii události 500
35000
30000 400
Počet událostí
Počet evakuovaných osob
25000
20000
15000
300
200
10000 100 5000
0
0 90
91
92
93
94
95
96
90
91
92
93
Mimořádná událost 1999
2000
2001
2002
94
95
96
Mimořádná událost 2003
1999
2000
2001
2002
2003
Z výše uvedených grafů jsem vyvodil tento závěr. Jak už jsem uvedl největší počet osob je evakuován z budov pro bydlení a budov občanské výstavby. Budovy pro bydlení jsou z hlediska mé práce, tj. řízené evakuace osob nezajímavé. Těžko v nich lze předpokládat, že zde bude někdo organizovat evakuaci. Zato evakuace z budov občanské výstavby je velice zajímavá. V této kategorii je nejvíce osob evakuováno ze školských, administrativních a hotelových budov. Také dochází k evakuaci objektů, ve kterých se vyskytují osoby s omezenou schopností pohybu, jako jsou domovy důchodců nebo jiné budovy sociálního zabezpečení. Tyto vyjmenované objekty v sobě zahrnují výskyt velkého množství osob v dispozičně komplikovaných budovách. Zajímavá je i stoupající tendence počtu evakuovaných osob při požárech, kdy v roce 2003 došlo k prudkému nárůstu, což jsme mohli sledovat i v médiích, kde se objevovaly zprávy z celého světa o požárech jak v ubytovacích zařízeních, tak v klubech nebo jiných podobných prostorech. Údaje o počtu evakuovaných osob nejsou zcela přesné, jelikož většina osob opustí objekt před příjezdem jednotek požární ochrany. Což je i cílem projektování evakuace osob. Z výše uvedeného vyplývá, že v současné době je třeba věnovat zvýšenou pozornost evakuaci, jak při návrhu budov, tak při provozování budovy po celou dobu její životnosti. Závěrem této části bych chtěl vyjádřit svůj názor na vedení statistických údajů. Při práci s daty jsem nabyl dojmu, že neexistuje jednotná definice pojmů a statistika je vedena proto, aby vedena byla. Stává se dosti často, že událost je jednotlivými veliteli zařazena do různých typů mimořádných událostí. Což dle mého názoru znehodnocuje údaje poskytované statistikou. Dále si myslím, že ani rozdělení události do typů není dostatečné. Stávající systém poskytuje ještě dostatečnou volnost k podrobnějšímu roztřídění jednotlivých událostí. Příkladem by mohlo být právě vytvoření - 10 -
kategorie pro požární cvičení jednotek PO. V současné době jsou tyto cvičení přiřazovány k různým kategoriím. Statistika kvantifikuje činnost jednotek bez zjevné vazby na další využitelnost řady sledovaných údajů.
4 Vlivy ovlivňující evakuaci Následující kapitolu jsem zpracoval na základě [6] a chci zde uvést základní vlivy ovlivňující evakuační proces.. Existuje velké množství různých faktorů majících vliv na efektivitu evakuace. Tyto faktory mohou být roztříděny do čtyř níže uvedených kategorií. 1. Vliv dispozičního řešení stavby. Zahrnující efekty rozmístění východů, jejich šířky, počtu apod. 2. Vliv procedurální. Což představuje obsazení stavby osobami, jejich výcvik, povinnosti personálu a obeznámení osob s jednotlivými východy. 3. Vliv prostředí. Tyto faktory reprezentují efekty tepla a kouře na schopnost orientace a rozhodování osob. 4. Vliv chování osob. Do této kategorie můžeme zařadit kulminaci všech vlivů, tj. seskupování osob do skupin (vytváření sociálních vztahu mezi osobami), přijetí zvláštní role osobou, odezva jednotlivce na stav ohrožení, pravděpodobné rychlosti pohybu a schopnost jednotlivce provést požadovanou akci. Vztahy mezi těmito vlivy jsou znázorněny v obrázku 4-1. Každá tato skupina obsahuje mnoho faktorů, které ovlivňují reakce jednotlivce a zahrnují fyzikální, psychologické i sociologické aspekty. Ne všechny faktory jdou zatřídit do jedné kategorie vlivů, většina z nich spadá do několika kategorií. Obrázek 4-1 Vztah mezi vlivy působících na evakuaci osob
Vliv disp. řešeni
Vliv chování Vliv prostředí
Vliv procedurální
- 11 -
4.1 Vliv dispozičního řešení Pod vlivem dispozičního řešení jsou obecně zahrnuty požadavky stavebních předpisů a zahrnují projektovou dokumentaci budovy s komplexním návrhem únikových cest. Nevýhodou těchto předpisů je, že kladou velký důraz na uspořádání a předpokládají určité chování osob (např. [2, 3] předpokládá, že východy budou využívány určitým počtem osob). V případě porušení chování osob, tj. například užití nesprávného východu, může dojít k přetížení určitých části komunikací a tím ke snížení efektivity evakuace. Mezi tyto vlivy spadá hlavně rozmístění únikových východů a délky únikách cest.
4.2 Vliv procedurální Do této kategorie bych zatřídil technické a organizační prostředky ovlivňující evakuaci osob. Spadají zde i činnosti nebo lépe vztahy mezi provozem budovy a osobami nebo mezi osobami. Elektrická požární signalizace spolu jejími nadstavbovými systémy, jako je evakuační rozhlas, urychluje identifikaci nebezpečí požáru a tím i zkracuje reakční čas osob. Při vyhlášení požárního poplachu se ukazuje jako lepší řešení použití namluveného hlášení. Toto hlášení musí být srozumitelné a jednoznačné, aby mu všechny osoby v prostoru rozuměly. Na reakci osob má vliv také spolehlivost tohoto systému. S velkou poruchovostí nebo s velkou četností planých poplachů klesá důvěra v hlášení a může dojít k ignoraci hlášení v případě nebezpečí. Dalším důležitým faktorem jsou bezpečnostní značky, které urychlují výběr a nalezení vhodné únikové cesty. Což je důležité zvláště ve stavbách s častou výměnou osob. Osoby při evakuaci spoléhají na známé východy, což může vést k přetížení a nedostatečného využití jiných únikových cest. Ve stavbách se také vytváření různé sociální struktury, které ovlivňují chování osob. I během evakuace si osoby zachovávají svou pozici v této struktuře (např. zůstává zde v platnosti vztah podřízený nadřízený). Vlivem sociálních vztahů mohou být stanoveny určité evakuační postupy (např. pořadí evakuace). V domácím prostředí mají osoby tendenci vracet se do hořící budovy hasit požár nebo informovat ostatní osoby, kdežto ve veřejných budovách dochází k průzkumu budovy a pohybu směrem k požáru. To je způsobeno neznalostí prostředí. Takže znalost stavby je dalším důležitým faktorem ovlivňujícím evakuaci. V případě dobré znalosti prostředí může jednotlivec nabýt dojmu, že má dostatek času dojít k východu a rozhodne se požár hasit.
- 12 -
Dále je důležitý vztah mezi zaměstnanci a návštěvníky budovy. Zaměstnanci podléhají určitému režimu školení a danou stavbu znají lépe. Mezi jejich povinnosti spadá také poskytnutí pomoci ostatním osobám. V případě nedostatečného vztahu mezi zaměstnancem a zákazníkem může lehce dojít k porušení této povinnosti. Zaměstnanci mohou během evakuace plnit funkci bezpečnostního značení a také poskytovat osobní pomoc. Procedurální vlivy musí být určeny už před zahájením evakuace převážně formou požárních evakuačních plánů nebo obdobných dokumentů. Využívání stavby, umístění bezpečnostních či informačních systémů, výcvik a znalosti personálu jsou určeny už před nouzovou situací. Proto přinejmenším jedním z nich lze pečlivými úvahami a návrhem zlepšit výkonnost evakuace .
4.3 Vliv prostředí Zde můžeme zahrnout fyziologické a psychologické efekty rizik vygenerovaných požárem jako je teplo a kouř. Nejnebezpečnějším rizikem ohrožujícím osoby při evakuaci je právě kouř, jehož účinky se dají rozdělit do tří skupin. První je vliv pevných částic kouře na chování osob. V první okamžik mohou tyto částice upozornit na vzniklé nebezpečí a zrychlit reakce osob. Ale následně způsobují zablokování únikových cest. Snížená hladina viditelnosti také způsobuje snížení rychlosti pohybu. Na mužskou populaci mají viditelné částice převážně fyziologické účinky, kdežto na ženy spíše účinky psychologické. Další skupinou jsou tzv. narkotické plyny, které ovlivňují centrální nervovou soustavu a způsobuje snížení vědomí. Jsou to HCN. CO, CO2 a právě tento plyn je nebezpečný tím, že zvyšuje frekvenci dýchání a tím zvyšuje příjem ostatních nebezpečných látek. Konečně poslední skupinou jsou dráždivé plyny, které nejsou až tak nebezpečné, ale ovlivňují rychlost evakuace stejně jako orientaci. Způsobují smyslové podráždění (slzení očí, kašlání apod.). Nebezpečné svým účinkem je i teplo. To má tři základní účinky, a to tepelný šok, popáleniny kůže a popáleniny dýchacích cest. U jednotlivých účinků záleží na způsobu přenosu tepla a na vlastnostech prostředí.
4.4 Vliv chování Tento vliv je závislý na osobních atributech jednotlivce. Každý jednotlivec si do určité situace přináší nějaké vlastnosti, mohou to být různé fóbie, zážitky či zkušenosti. Chování jednotlivce bude závislé na všech třech předchozích vlivech. Obecně nelze chování jednotlivce přesně stanovit. - 13 -
Ve stavbách nejsou osoby jednotlivě, ale vytváření určité skupiny. Chování během nebezpečí je pak závislé právě na složení této skupiny. Skupina má při pohybu tendenci přizpůsobit svou rychlost nejpomalejšímu členu, což může způsobit tragické následky. Na chování jedince má vliv i jeho chování. Tuto skutečnost zobrazuje tabulka 4-1, která ukazuje výsledky pozorování bytových požárů v USA. [6] Tabulka 4-1 Rozdíl v chování osob dle pohlaví [6]
První akce
Muž (%)
Žena (%)
Oznámení jiným
16,3
13,8
Hledání požáru
14,9
6,3
Přivolání hasičů
6,1
11,4
Opuštění budovy
4,2
10,4
Bojovat s požárem
5,8
3,8
Vstup do budovy
2,3
0,9
Telefonování jiným
0,8
1,6
Pokus o uhašení
1,9
0,6
Nic
2,7
2,8
Jít k hlásiči požáru
1,1
1,9
Odstranění paliva
1,1
2,2
Stručnou analýzu chování osob v případě požáru provedl Tomáš Beránek ve své diplomové práci [1], proto ji nebudu provádět znova.
5 Předpisy zabývající se problematikou evakuace osob Předpisy zabývající se problematikou evakuace osob jsem z hlediska jejich požadavků rozdělil do dvou kategorií, a to: -
technické, tzn. zabývající se technickými požadavky na únikové cesty,
-
organizační, tzn. zabývající se především organizací úniku osob.
Do těchto dvou základních kategorií bych zatřídil níže uvedené předpisy (viz. tabulka 5-1), kterými se budu dále zabývat. Chci zde provést jen stručný souhrn důležitých obecně závazných předpisů zabývajících se evakuací, resp. únikem osob. Samozřejmě, že i české technické normy poskytují především technické požadavky na zabezpečení úniku osob, ale těmito předpisy se budu zabývat v jiné části práce.
- 14 -
Tabulka 5-1 Rozdělení předpisů
„Technické“ předpisy [14] [8]
„Organizační“ předpisy [19] [15]
5.1 Vyhláška o obecných požadavcích na výstavbu [14] Jak uvádí [14], musí být každá stavba navržena a provedena tak, aby splňovala tyto základní požadavky: a) mechanickou odolnost a stabilitu, b) požární bezpečnost, c) ochranu zdraví, zdravých životních podmínek a životního prostředí, d) ochranu proti hluku, e) bezpečnost při užívání, f) úsporu energie a ochranu tepla. V rámci požární bezpečnosti musí být stavba navržena, provedena, užívána a udržována tak, aby splňovala požadavky na a) zachování stability, a) zabránění šíření požáru, b) bezpečnou evakuaci osob a zvířat, c) účinný zásah jednotek PO. Samotná vyhláška potom udává základní požadavky na zajištění úniku osob. Únikové cesty musí odpovídat normovým požadavkům, musí být dostatečně osvětleny a musí mít minimální šířku min. 1,5 únikového pruhu. Přičemž je zde definován i únikový pruh hodnotou 550 mm. Podrobnější řešení návrhu únikových cest je pak řešeno právě normovými požadavky, tzn. normami řady 73 08xx. Jak z výše uvedeného vyplývá, v případě jakékoliv výstavby nové budovy musí být v rámci projektové dokumentace zhodnocena i možnost úniku osob.
5.2 Nařízení vlády o bezpečnostních značkách [8] Tímto nařízením vlády [8] se stanoví vzhled a umístění bezpečnostních značek a zavedení signálů. Značky a zařízení určené k vysílání světelných a zvukových signálů musí být vhodné pro prostředí, ve kterém jsou používány. Musí být zhotoveny z odolného materiálu. Pokud nejsou zhotoveny z fotoluminiscenčního nebo reflexního materiálu, musí při snížené viditelnosti vydávat světlo nebo
- 15 -
být osvětleny. Světelná plocha značek a světelné signály musí vytvářet kontrast vhodný pro dané prostředí. Kresba musí být jednoduchá, srozumitelná a musí obsahovat jen nezbytné podrobnosti. Značky, které k vysílání
světelných signálů vyžadují dodávku energie musí být vybaveny
nouzovým zdrojem. Značky a zařízení k vysílání světelných a zvukových signálů musí být udržované a kontrolované. Při umístění značek a zavedení signálů nesmí být jejich účinnost ovlivněna přítomností jiných značek nebo zdrojů světla nebo zvuků stejného typu, které snižuje jejich viditelnost nebo slyšitelnost.
5.3 Předpisy požární ochrany [19, 15] Jak je všeobecně známo základním předpisem na úseku požární ochrany je zákon o PO [19], ke kterému jsou vydány prováděcí předpisy. Tím nejdůležitějším z hlediska úniku osob je vyhláška o požární prevenci [15]. Zákon vymezuje základní požadavky z hlediska úniku osob jak pro správní úřady, tak i pro právnické a podnikající fyzické osoby (dále jen subjekty).
5.3.1 Nařízení kraje Správnímu orgánu, tzn. kraji či obci, je uložena povinnost stanovit podmínky k zabezpečení požární ochrany při akcích, kterých se účastní větší počet osob, např. [9]. Tyto podmínky jsou vydávány ve formě nařízení kraje nebo obecně závazné vyhlášky. Když jsem prostudoval nařízení jednotlivých krajů, zjistil jsem, že ve své podstatě jsou si podobné. Akce s větším počtem osob jsou ve většině případů definovány jako akce, při nichž se vyskytuje více jak 200 osob. Při těchto akcích musí být zřízena preventivní požární hlídka, která plní úkoly na úseku PO. V rámci těchto úkolů se podílí na evakuaci osob v případě ohrožení. Dále musí být prokazatelně stanoveny podmínky zabezpečení požární ochrany, v nichž musí být zahrnuto i vymezení únikových cest, jejich zpřístupnění a způsob organizace případné evakuace. Toto je jen stručná definice obsahu krajských nařízení. Z hlediska mé práce není důležité se tímto tématem zabývat podrobněji.
5.3.2 Evakuační plán Právnické a podnikající fyzické osoby mají dle [19] z hlediska úniku osob dvě základní povinnosti. První je vytvářet podmínky pro hašení požáru a záchranné práce, pod které spadá i udržování volných únikových cest. Druhou je zatřídit svou činnost do kategorie činností a na jejím základě - 16 -
zpracovávají dokumentaci požární ochrany. Druhy dokumentace PO jsou uvedeny ve vyhlášce o požární prevenci [15] a jedním druhem dokumentace je i požární evakuační plán. Ten je v naší legislativě jediný dokument snažící se řízením evakuace osob. Nutnost zpracovat požární evakuační plán (dále jen PEP) je dle [15] dána pro objekty se složitými podmínkami pro zásah nebo kde se provozují činnosti s vysokým požárním nebezpečím. V ostatních objektech záleží na rozhodnutí zpracovatele příslušné dokumentace, tj. osoby odborně způsobilé nebo technika požární ochrany. Dle mého názoru je toto nedostatečné řešení. Když se totiž podíváme na § 18 [15], kde jsou definovány složité podmínky pro zásah, zjistíme, že je poskytnuta dosti velká benevolence zpracovatelům. Ve dalších řádcích se pokusím své pochybnosti opodstatnit. Jak už název rozhodného paragrafu říká, jedná se o složité podmínky pro zásah. Nemusí se proto jednat o složité podmínky pro evakuaci. Toto si můžeme ukázat na problému, který jsem řešil při zpracování semestrálního projektu v rámci předmětu Projektování v PO. V rámci školního projektu jsme zpracovávali projektovou a organizační dokumentaci ke skladu papíru o půdorysných rozměrech 49 × 57 m, který se skládal z jednopodlažní skladovací haly a třípodlažní administrativní části. Každá část tvořila samostatný požární úsek. Únik ze skladu papíru byl řešen přímo na volné prostranství a v administrativní části byla navržena chráněná úniková cesta. Ve skladu papíru pracovalo max. 52 osob a únikové cesty by musela dle [3] činit 150 metů. Dle našeho názoru se z hlediska unikajících osob nejednalo o složité podmínky a osoby nemohly být ohroženy kouřem. Taktéž s nejednalo o dispozičně složitý objekt, jelikož se jednalo o jednopodlažní halu. Z tohoto důvodu jsme navrhli nezpracovávat PEP. Jelikož se ale jedná o složitý zásah z hlediska zasahujících hasičů, byli jsme orgánem státní správy (představoval ho vyučující) do zpracování tohoto dokumentu nuceni. Jeho argumentem byla osobní zkušenost s hašením takovéhoto požáru. Kdo má v tomto případě pravdu nechám posoudit čtenáře mé práce. Je samozřejmé, že PEP musel být zpracován, ale má to praktický význam? Na tomto příkladu jsem chtěl uvést nejednoznačnost výkladu nutnosti zpracovat PEP. Podobný příklad bychom mohli vymyslet s 5 podlažní administrativní budovou, kde jsou vhodně navrženy únikové cesty. Osoby mohou opustit budovu dřív, než by byla zahájena organizace evakuace. Jak z výše uvedeného vyplývá, jedním z rozhodovacích procesů pro rozhodnutí o zpracování PEP jsou osobní zkušenosti zpracovatele dokumentace. Když se podívám názoru účel PEP, napadá mě další hledisko, které by mělo být při zpracování evakuačního plánu bráno v úvahu. Dle § 33 [15]
- 17 -
PEP upravuje postup při evakuaci, přičemž obsahuje určení osoby, která bude evakuaci řídit. Má smysl zpracovávat takovéto dokumenty, když jsou únikové cesty navrženy tak, že osoby opustí objekt (příp. prostor) dříve, než jsme vůbec schopni začít organizovat evakuaci? Myslím si, že ne. Proto by jedním z rozhodujících faktorů mělo být, zda se podaří zahájit organizovaný a řízený pohyb lidí do okamžiku, než osoby samovolně opustí ohrožený objekt. Toto hledisko by mělo být bráno v úvahu už při projektování stavby, kdy už projektant by měl stanovit nutnost zpracování evakuačního plánu. Vždyť organizace evakuace může být jedním z bezpečnostních opatření při zajištění bezpečného provozu stavby. Kdo jiný, než projektant ví, jak jsou navrhovány únikové cesty. On navrhuje a předpokládá pohyb osob v budově, proto si myslím, že by při zpracování PEP měla vzniknout úzká spolupráce mezi projektantem požární bezpečnosti a zpracovatelem PEP. Projektant by měl i z tohoto důvodu kvalitně zpracovat dokumentaci ke stavbě. Výše uvedeným spojením by mohlo dojít k vytvoření kvalitního dokumentu. Dalším problémem při zpracování PEP jsou odborné znalosti zpracovatelů dokumentace. V době, kdy se snaží spousta osob spíš vydělat, je zpracováváno spousta PEP, které nemají žádný praktický význam. S tímto se dá bojovat jen kvalitní odbornou přípravou specialistů a ztížením podmínek v získání potřebné kvalifikace. Vždyť v dnešní době může kvalifikaci získat každá osoba, která absolvuje kurz a následně úspěšně složí požadované zkoušky, což nevyžaduje chápání problematiky. K tomuto problému bych chtěl uvést jeden praktický případ, na který jsem při zpracovávání práce narazil. Podnikatel, který podniká v oboru deratizace v objektu upraveném ze tří jednopodlažních garáží a zaměstnává cca 10 zaměstnanců, byl zatříděn do kategorie činností se zvýšeným požárním nebezpečím a osobou odborně způsobilou mu byl vypracován PEP, který je uveden v příloze C této práce. Podotýkám, že činnost je prováděna ve dvou garážích zkolaudovaných jako sklady s východem garážovými vraty přímo na volné prostranství a v jedné kanceláři s východem na volné prostranství. Rozměry objektu jsou cca 15 × 5 m. Posouzení odborných kvalit zpracovatele bych nechal bez komentáře, ale svědčí to o momentálním stavu zpracovávání dokumentace PO. V neposlední řadě bych nesouhlasil se způsobem zpracování tohoto dokumentu. Zpracování grafického znázornění únikových cest v jednotlivých podlažích se mi zdá jako neefektivní řešení. Málokdo z osob navštěvujících objekt si plánku vůbec všimne, natož aby si ho prostudoval. Málokdo se v obrázcích půdorysu podlaží vůbec vyzná. Pomocníkem by se mohl plánek stát v rozsáhlých objektech, ale i zde bych o tom pochyboval. Z vlastní zkušenosti vím, že když se na plánek podívám, zdá se mi srozumitelný, ale když popojdu o kousek dál, nejsem si zrovna jistý
- 18 -
kudy se vydat. Co bych potom dělal v případě nouzové situace? Jako lepší a pro evakuované osoby srozumitelnější se mi jeví kvalitní značení únikových cest. Při správném výběru informačních tabulí a systému bude evakuace rychlejší, přehlednější a bezpečnější. Vlivu informačních systému jsem vysvětlil v jiné části této práce. V rámci zpracování PEP bych proto zpracovateli doporučoval věnovat velkou pozornost právě značení únikových cest, včetně vyznačení umístění informačních tabulek v půdorysných plánech podlaží.
6 Projektování únikových cest V této kapitole se budu věnovat způsobu navrhování únikových cest jak v zahraničí, tak v České republice. Dále se budu snažit zhodnotit současné řešení dimenzování únikových cest a současně zjistit, zda v našich projektových předpisech existuje jakýkoliv postup pro navrhování řízené evakuace.
6.1 Projektování únikových cest v zahraničí V rámci přehledu způsobu návrhu únikových cest v zahraniční jsem se seznámil se způsobem návrhu ve dvou zemích. V prvém případě se budu zabývat předpisem pro Slovenskou republiku a dále pak předpisem Rakouským.
6.1.1 Slovenská republika Slovenská republika byla do určité doby součástí našeho společného státu. Z tohoto důvodu jsou právní předpisy na úseku požární ochrany téměř totožné. Pokud bychom se podívali na organizační zabezpečení PO, vyplývají z vyhlášky o požiarnej prevenci [16] pro podnikající fyzické osoby a právnické osoby stejné požadavky jako z vyhlášky o požární prevenci [15] u nás. Těmito požadavky se zabývám na jiném místě. Taktéž návrh požární bezpečnosti, včetně únikových cest, je založen na stejném principu, který budu rozebírat dále. Na rozdíl od nás, je ale ve Slovenské republice platná vyhláška [17], která udává základní požadavky na návrh a provozování staveb z hlediska požární ochrany. Obsahově se tato vyhláška
podobá našim základním normám požární bezpečnosti staveb [2, 3]. Přičemž
požadavky těchto dvou norem jsou shrnuty v jediný dokument.
- 19 -
6.1.2 Rakousko Rakousko je rozděleno do jednotlivých oblastí, krajů. Tyto kraje ve své kompetenci vydávají předpisy řešící bezpečnost provozu veřejných budov. Tyto předpisy by se daly principielně srovnat s našimi nařízeními krajů pro akce, při kterých se vyskytuje větší počet osob. Ale jak v dalším textu budu rozebírat obsah tohoto předpisu, je toto srovnání jen orientační. Rakouský předpis je daleko komplexnější nejen z hlediska organizace bezpečnosti, ale i z hlediska projektování nových budov a prostorů. V rámci zpracování této práce jsem se seznámil s učebními texty kurzu divadelních mistrů [7], které obsahují předpis města Vídně. Vídeňský předpis je nejrozsáhlejším předpisem, zabývajícím se touto problematikou, v Rakousku. Ostatní kraje mají předpisy postaveny právě na tomto Vídeňském. Tento dokument řeší nejenom požární bezpečnost, ale i bezpečnost práce apod. Vztahuje se na divadla, kina, koncerty, módní přehlídky, taneční akce, popové koncerty, sportovní akce, zábavné parky (poutě), pouliční veselice a cirkusy. Skládá se ze dvou částí, a to: všeobecné a technické. Pro ucelenou představu uvádím obsah tohoto předpisu v příloze D. V technické části jsou uvedeny požadavky na únikové cesty. Neexistují zde žádné výpočtové vztahy, ale veškeré hodnoty jsou taxativně dány. V tabulce 6-1 uvádím požadavky na šířku únikové cesty v závislosti na počtu osob v prostoru. Pokud se v prostoru vyskytuje méně než 30 osob, musí mít úniková cesta šířku min. 1 m. Tabulka 6-1 Šířky únikových cest dle [7]
Šířka únikové cesty (m) 1,2 1,4 1,8 2,2
Počet osob V budově Venku 120 300 180 450 240 600 300 750
Dále každý prostor, kde se vyskytuje více než 100 osob musí mít dva na sobě nezávislé východy o šířce dané výše uvedenou tabulkou. V případě, že je v prostoru lidí méně, musí mít k dispozici jeden východ o šířce 1,2 m a jeden nouzový východ o šířce min 0,85 m. Dveře nesmí být uzamčeny a musí se otvírat ve směru úniku. Na únikových cestách se smí nacházet jen rovná schodišťová ramena, která nesmí mít více jak 20 schodů. V případě nedodržení tohoto požadavku musí být schodiště opatřeno klidovou zónou o min. délce 1 m. Povolené rozměry schodišťového stupně jsou - 20 -
výška 0,18 m a šířka nášlapné plochy 0,26 m. Na únikových cestách se rovněž nesmí nacházet tzv. dvojschody. Únikové cesty musí být opatřeny nouzovým osvětlením. Myslím, že pro vytvoření představy o způsobu návrhu únikových cest jsou tyto informace dostačující. Toto není z hlediska bezpečnosti nejlepší řešení, ale nepochybně je nejjednodušší.
6.2 Projektování únikových cest v České republice Jak už jsem uvedl v kapitole 5.1 každá stavba musí být navržena tak, aby umožnila bezpečný únik všem osobám. V rámci legislativy ČR jsou postupy pro řešení tohoto problému obsaženy v projektových normách. Projektování únikových cest je tedy řešeno dvěmi základními normami [2, 3]. Chci upozornit, že v české republice nejsou normy závazným právním dokumentem. Jsou však státem uznaným standardem. V případě, že nechceme tuto normu pro projektování použít, musíme prokázat že námi navržené řešení je „lepší“, bezpečnější. Obě normy jsou v obecných požadavcích na únikové cesty shodné. Rozdělují únikové cesty do kategorií, určují minimální počet únikových cest a další požadavky na ně kladené (např. provedení dveří). V principu řešení mezních rozměrů se ale od sebe značně liší. Dle [2] jsou posuzovány nevýrobní objekty a posouzení únikových cest je založeno na porovnání skutečné a maximální délky dané cesty. Maximální délka je v této normě stanovena taxativně v závislosti na rychlosti odhořívání hořlavých látek. Šířku cesty musíme následně vypočítat dle vztahu uvedeném v normě. Zajištěním splnění těchto dvou parametrů, vypočtené šířky a nepřekročením maximální délky, by měl být zajištěn bezpečný únik osob. Toto řešení návrhu únikových cest je dle mého názoru nevhodné a myslím si, že v budoucnosti i u nevýrobních objektů, které nejsou shromažďovacími prostory dojde k řešení únikových cest formou výpočtu doby evakuace. Mou myšlenku podporuje i fakt, že po poslední „novelizaci“ normy je ještě u některých definovaných prostor vyžadováno posouzení doby evakuace a doby zakouření. Použité vztahy jsou shodné se vztahy v [3]. Právě řešení únikových cest dle [3] je založeno na porovnání normou stanovené maximální doby evakuace, doby zakouření prostoru a předpokládanou dobou evakuace, která je vypočtena dle jednoduchého matematického vzorce. Toto řešení únikových cest je dle mého názoru vhodnějším řešením. Samostatnou kategorii tvoří shromažďovací prostory [4]. I u těchto prostorů jsou únikové cesty posuzovány na základě výpočtu předpokládané doby evakuace. Pro tuto kategorii objektů je
- 21 -
zpracována samostatná norma [4], která snad nejkomplexnějším způsobem popisuje únik osob. Bohužel neposkytuje lepší výpočtové metody, jen upravuje hodnoty používané pro výpočet doby evakuace dle matematického vztahu určeném v [2, 3, 4]. V příloze této normy [4] je podrobně popsána teorie pohybu osob. Bohužel neposkytuje lepší nástroje pro jeho výpočet. Dále se budu věnovat rozboru tohoto vztahu a vstupním podmínkám.
7 Rozbor metody výpočtu doby evakuace a vstupních parametrů Jak jsem uváděl v předešlé kapitole, je v současné době nejvhodnějším řešením návrhu únikových cest metoda výpočtu předpokládané doby evakuace. Této metody je využíváno víceméně už ve všech normách požární bezpečnosti staveb. Základem je rovnice 7-1, která se skládá ze dvou částí. První část představuje dobu t1, po kterou je jednotlivec schopen urazit danou vzdálenost a druhá část reprezentuje dobu t2, za kterou jsou schopny všechny osoby projít určitou šířkou cesty. Výsledná doba evakuace je součtem těchto dvou dílčích částí. Rovnice 7-1 Předpokládaná doba evakuace
tu =
0,75 ⋅ lu E⋅s + vu Ku ⋅ u
Jednotlivé parametry vcházející do vztahu jsou: lu ..... délka únikové cesty v metrech, vu .... rychlost pohybu osob v m.s-1 E ..... počet evakuovaných osob, Ku ... jednotková kapacita únikového pruhu v os.min-1, u ...... počet únikových pruhů (únikový pruh je roven 0,55 m), s ...... součinitel vyjadřující podmínky evakuace Tento vztah je základním vztahem i pro výpočet doby úniku ze shromažďovacích prostorů [4]. Projektová norma pro řešení těchto prostor upravuje podrobněji vstupní hodnoty týkající se rychlosti a propustnosti otvorů. Než začnu rozvádět jednotlivé parametry, měl bych ještě jednu poznámku k označování jednotlivých parametrů v normách. Dle mého názoru je dosti zarážející, že nejsou dodržovány stejné konvekce o značení jednotlivých parametrů. Je to sice všeobecný trend, že ve fyzice se označují jednotlivé veličiny jinak než v matematice apod. Ale pro mne je tato skutečnost dosti - 22 -
matoucí. Což se dá ukázat právě na výpočtech doby evakuace, kdy se doba evakuace označuje písmenem t. Ale s tímto písmenem se ve většině odborné literatury setkáme při označení teploty. V následujících kapitolách chci provést stručnou charakteristiku jednotlivých vstupních parametrů s porovnáním normových a jiných hodnot.
7.1 Hustota proudu [11] Osoby rozmístěné v prostoru se při pohybu v jednom směru probíhajícím za normálních podmínek, tj. pohyb probíhající za obvyklých normálních podmínek charakteristických pro určitou funkci, nebo za podmínek nebezpečí, což je pohyb vyvolaný stavem ohrožení, vytvářejí proud o šířce b - 2 ⋅ ∆b a délce lproud (viz. obrázek 7-1). Proud osob má podlouhlý doutníkový tvar, přičemž v čele a na konci proudu je malý počet osob, který se pohybuje větší nebo menší rychlostí než hlavní část proudu. I přesto lze proud posuzovat jako obdélník. Obrázek 7-1 Proud osob
Při pohybu proudu se mezi ohraničujícími konstrukcemi a lidmi vytváří určitý meziprostor ∆b, který je způsobován kolísáním proudu při pohybu a strachem osob před naražením na stěny případně na vyčnívající konstrukční prvky. Z tohoto důvodu je hustota uvnitř proudu vždy větší než po stranách. Rozptyl osob je vždy nerovnoměrný a často má i náhodný charakter. Vzdálenosti mezi jdoucími osobami se trvale mění, vznikají místní zhuštění. Za hustotu proudu v příčném směru je brána hodnota odpovídající hustotě středu proudu. Matematicky můžeme hustotu proudu vyjádřit pomocí těchto tří rovnic: Rovnice 7-2
D=
Rovnice 7-3
P [os.m-2] b ⋅ l proud
D=
b ⋅ l proud P
[m2.os-1]
Přičemž jednotlivá písmena představují D
je hustota proudu,
P
je počet osob v proudu,
b
je šířka proudu (komunikace) v metrech,
lproud je délka proudu v metrech, - 23 -
Rovnice 7-4
D=
∑P⋅ f b ⋅ l proud
[m2.m-2]
f
je plocha, kterou zujímá jedna osoba v [m2] (viz. tabulka 2 [11]).
Rovnice 7-2 a 7-3 lze použít jen tehdy, pokud jsou osoby v proudu stejného druhu, např. pouze dospělých v domácím oblečení. Třetí rovnici 7-4 lze použít pro libovolný druh oblečení v proudu, jelikož na základě znalosti plochy, kterou osoba zaujímá si skutečnou hustotu můžeme přepočítat (plocha dospělého člověka ve středním oblečení je dle tabulky 2 [11] 0,113 m2). Dle [11] byla maximální hodnota hustoty proudu stanovena na 0,92. Při větší hustotě už dochází k deformaci elipsy, kterou vytváří průmět člověka. Další zajímavý parametr charakterizující proces pohybu je propustnost proudu Q. Je to hodnota udávající množství osob, které za časovou jednotku projde průřezem komunikace (viz. rovnice 7-5). Součin hustoty a rychlosti se nazývá intenzita pohybu q (viz. rovnice 7-6). Nezávisí na šířce komunikace a charakterizuje kinetiku procesu pohybu proudu osob. Hodnoty intenzity pohybu odpovídají hodnotám propustnosti komunikace v šířce 1 m. Rovnice 7-5
Rovnice 7-6
Q = D ⋅ v ⋅ b [m2.min-1]
q = D ⋅ v [m.min-1]
Když se budu vyjadřovat o hodnotách udávaných normami [2, 3], tyto jsou dle přílohy B [4] vztaženy pro hustotu proudu D = 2,4 os.m2, tzn. při půdorysné ploše dospělé osoby ve středním oblečení f = 0,113 m2 je dle rovnice 7-4 D = 0,27. Ve většině objektů je tato hodnota na straně bezpečnosti.
7.2 Rychlost pohybu Dle [11] je rychlost pohybu funkcí hustoty proudu a druhu cesty. Rychlost pohybu se může silně měnit i při stejné hustotě proudu. Příčina kolísání rychlosti proudu je způsobena individualitou člověka. Čím má člověk menší volnost pohybu, tím je větší hustota proudu apod. Lidé mohou svoji rychlost měnit v určitých rozmezích dle svého uvážení. Přání a rozhodnutí o změně rychlosti je ale ovlivněno okolními podmínkami a příčinami, které pohyb vyvolaly. Tyto okolnosti určuje třetí, psychologický faktor, na kterém je rychlost závislá. V [11] autoři v rámci výzkumu pohybu osob sestavili matematické vztahy, pomocí nichž lze vypočítat rychlost a intenzitu proudu osob v závislosti na jeho hustotě. Vypočítané hodnoty rychlosti spolu s intenzitou sestavili do tabulek, jak pro normální podmínky, tak i pro podmínky nebezpečí. Z těchto hodnot jsem sestavil grafy vyjadřující závislost rychlosti a intenzity na hustotě proudu (viz. graf 7-1 a 7-2 ). - 24 -
Graf 7-1 Závislost rychlosti na hustotě proudu osob za normálních podmínek 9,00
8,00
Hustota proudu [os.m-2]
7,00
6,00
Vodorovná komunikace Zúžené komunikace a průchody Schody nahoru Schody dolů
5,00
4,00
3,00
2,00
1,00
0,00 0,00
10,00
20,00
30,00
40,00
50,00
60,00
70,00
80,00
90,00
100,00
-1
Rychlost proudu [m.min ]
Graf 7-2 Závislost rychlosti na hustotě proudu osob za podmínek nebezpečí 9,00
8,00
Hustota proudu [os.m-2]
7,00
6,00
Vodorovná komunikace Zúžené komunikace a průchody Schody nahoru Schody dolů
5,00
4,00
3,00
2,00
1,00
0,00 0,00
10,00
20,00
30,00
40,00
50,00
60,00
70,00
-1
Rychlost pohybu [m.min ]
Při zkoumání těchto závislostí jsem si všiml zajímavé skutečnosti. Rychlost pohybu na zúžených komunikacích a při určitých hustotách i na schodišti směrem dolů je větší než na vodorovné komunikaci. Tento fakt je v [11] vysvětlen tím, že pohyb v úzkých místech se stává více organizovaným a tudíž dochází k zvýšení rychlosti. Pohyb po schodech dolů je při malých - 25 -
hustotách spojen s menší spotřebou energie. Ale při hustotách vyšších než 0,4 už dochází k omezování pohybu. Z hlediska rychlosti pohybu osob jsou také zajímavé výsledky výzkumu pana Anda a jeho kolektivu [6], který sestavil závislost rychlosti pohybů na věku mužů a žen (viz. obrázek 7-2). Obrázek 7-2 Závislost rychlosti pohybu osoby na věku dle [6]
Výše uvedené grafy vyjadřují rychlost pohybu osob bez omezení pohybu na vodorovných komunikacích a schodištích v normálních podmínkách. Dále odborná literatura [6] uvádí i rychlosti pohybu osob s omezenou schopností pohybu. Tabulky 7-1 a 7-2 uvádí rychlosti pohybu v závislosti na pomůckách, které osoba potřebuje pro uskutečnění pohybu. Jelikož jsou rychlosti uváděny v metrech za sekundu, provedl jsem jejich přepočet na metry za minutu. Tabulka 7-1 Rychlost pohybu v závislosti na pohybové pomůcce po vodorovné komunikaci [6]
Pomůcka Elektrický invalidní vozík Manuální invalidní vozík Berle Hůl Opěrný rám Rollator Bez pomůcky Bez postižení
- 26 -
Rychlost (m.min-1) 53,4 41,4 56,4 48,6 30,6 36,6 55,8 74,4
Tabulka 7-2 Rychlost pohybu v závislosti na pohybové pomůcce po schodištích [6]
Rychlost (m.min-1) Rychlost při pohybu po schodech nahoru Berle 13,2 Hůl 20,4 Bez pomůcky 24,6 Bez postižení 42 Rychlost při pohybu po schodech dolů Berle 13,2 Hůl 19,2 Bez pomůcky 19,8 Bez postižení 42 Pomůcka
Musím uvést, že výše uvedené hodnoty byly stanoveny při pozorování pohybu jednotlivce, ne proudu osob. Je zřejmé, že pokud se v proudu osob budou vyskytovat osoby s omezenou schopností pohybu, dojde ke snížení rychlosti celého proudu, jelikož osoby budou nuceny přizpůsobit svou rychlost osobám s postižením. Projektové normy v ČR [2, 3] předpokládají rychlost pohybu osob uvedenou v tabulce 7-3. Jak už jsem uvedl, tyto hodnoty mají být určeny pro hustotu 0,27. Proto jsem porovnal normové hodnoty s hodnotami uváděnými v [11]. Toto srovnání je provedeno v níže uvedené tabulce. Tabulka 7-3 Srovnání rychlosti pohybu
Únik
Rychlost pohybu dle [2, 3] v m.min-1
po rovině
30
po schodech dolů po schodech nahoru
25 20
*
Rychlost pohybu dle [11] v m.min-1 normální podmínky podmínky nebezpečí 23,16 32,26 (30,11)* (41,93)* 27,00 32,67 17,45 21,99
Hodnoty v závorkách představují rychlost pohybu na zúžených komunikacích
Normové hodnoty jak rychlosti pohybu, tak jednotkové kapacity únikové cesty byly stanoveny při zpracování normy [2] v roce 1969 na základě závislostí rychlosti a jednotkové kapacity únikového pruhu na hustotě osob, která byla převzata ze skotského stavebního řádu. Tato závislost vychází rozsáhlých měření provedených v londýnském metru. [13]
- 27 -
7.3 Součinitel s Součinitel s představuje v projektových normách [2, 3] podmínky evakuace. Hodnota tohoto součinitele je závislá na „druhu“ unikajících osob a na způsobu evakuace. V současné době rozlišují normy dva způsoby evakuace, a to současný a postupný. Současný způsob evakuace bych nazval evakuací volnou. Charakterizoval bych jí jako neorganizovaný, hromadný únik osob z ohroženého prostoru. Tento způsob evakuace vyžaduje především návrh dostatečného množství únikových cest s dostatečnou šířkou. Postupný způsob evakuace bych nazval řízenou evakuací osob. Při této evakuaci je kladen větší důraz na organizovaný pohyb osob, který musí být řízen buďto technickými nebo lidskými prostředky. Při použití tohoto postupu lze dle mého názoru docílit zrychlení evakuace při stejných podmínkách jako u současné (volné) evakuace. Dále můžeme docílit menších šířek a menšího počtu únikových cest. Normy definují případy, v kterých můžeme s postupnou evakuací počítat. Navíc řízenou evakuaci nelze použít při výpočtu nechráněných únikových cest, čímž se použití řízené evakuace značně omezuje. Myslím si, že většina projektantů požární bezpečnosti neumí postupnou evakuaci vůbec řešit. Postup pro stanovení doby současné evakuace z objektu chráněnou únikovou cestou dle [13]: 1. Stanovíme délku cesty l od východu požárního úseku nejblíže umístěného k východu na volné prostranství. 2. Stanovíme celkový počet osob evakuovaných chráněnou únikovou cestou a příslušný součinitel s, sklon a minimální šířku cesty. 3. Dle níže uvedené rovnic stanovíme celkovou dobu evakuace dle rovnice 7-7. V případě, že východy z požárních úseků do chráněné únikové cesty jsou užší než východ (cesta) na volné prostranství, provedeme posouzení dle rovnice 7-1 , a to pro úseky, kde očekáváme nejvyšší dobu evakuace; platí výsledek s delší dobou evakuace. Rovnice 7-7 j
tc =
∑ (E i =1
i
⋅ si )
Ku ⋅ u
- 28 -
+
l [min.] vu
Při předpokladu, že
všechny osoby musejí projít východem a jsou v objektu rozmístěny
rovnoměrně, přichází k východu jako první osoby z nejbližší místnosti. Na ně se napojují další osoby vytvářejíce souvislý proud. Z tohoto důvodu se pro délku únikové cesty volí vzdálenost nejbližší místnosti. Postup pro stanovení doby postupné evakuace je shodný s výše uvedeným postupem s těmito rozdíly. Hodnotu součinitele s volíme pro postupnou evakuaci, za délku cesty volíme délku únikové cesty od východu z požárního úseku, který evakuujeme jako první. Bohužel tento postup nelze použít při zpracovávání PEP, jelikož ty se mohou vytvářet i pro budovy bez chráněných únikových cest.
7.4 Kapacita únikového pruhu Jednotková kapacita únikového pruhu představuje množství osob, které jsou schopny projít jedním únikovým pruhem za minutu. V literatuře [6, 11] je definována jednotkovou rychlosti proudu (os.m-1.s-1) nebo s intenzitou proudu (m.s-1 nebo os.m-1.s-1), což jsou parametry shodné s jednotkovou kapacitou únikového pruhu dle [2, 3, 4]. V tabulce 7-4 je zobrazen přehled hodnot jednotkové rychlosti fronty procházející vnějšími východy, jak ji uvádí jednotliví autoři v [6]. Hodnoty v tabulce jsou sestaveny pro standardní východy. Pokud chceme stanovit rychlost proudu (propustnost otvoru) stačí jednotkovou kapacitu fronty vynásobit šířkou východu. Jak uvádí [6], tento předpoklad platí pro východy s šířkou větší než 1 m. Tabulka 7-4 Jednotková rychlost fronty osob přes vnější východy [6]
Zdroj Hankin Polus Ruin
Jednotková rychlost fronty (os.m-1.s-1) Minimální tok Maximální tok 1,46 1,46 1,25 1,58 1,33 2,0
Jak už jsem uvedl, dle [11] intenzita pohybu nezávisí na šířce komunikace a charakterizuje kinetiku procesu pohybu proudu osob. V níže uvedených grafech je zobrazena závislost mezi intenzitou pohybu a hustotou proudu. Při určité hustotě dosáhne q svého maxima qmax (tato hodnota je rozdílná pro každý druh komunikace). Do této hodnoty má q rostoucí charakter. Z této skutečnosti plyne důležitý závěr, že vodorovné i skloněné komunikace, právě tak jako otvory mají určité mezní
- 29 -
hodnoty propustnosti, které jsou určeny hustotou při qmax. Tato zákonitost má veliký význam v tom, že překročení hustoty při qmax vznikají zácpy a poruch pohybu proudu. [11] Jelikož jsou hodnoty intenzity pohybu a hustoty proudu v [11] uváděny v jiných jednotkách, provedl jsem při sestavování níže uvedených grafů přepočet těchto hodnot na standardní jednotky používané v projektových normách. Graf 7-3 Závislost intenzity pohybu na hustotě proudu za normálních podmínek 100,00
90,00
70,00
60,00 Vodorovná komunikace Zúžené komunikace a průchody
50,00
Schody nahoru Schody dolů
40,00
30,00
20,00
10,00
0,00 0,00
1,00
2,00
3,00
4,00
5,00
6,00
7,00
8,00
9,00
-2
Hustota proudu [os.m ]
Graf 7-4 Závislost intenzity pohybu na hustotě proudu za podmínek nebezpečí 140,00
120,00
100,00 Intenzita pohybu [os.m-1.min-1 ]
-1
-1
Intenzita proudu [os.m .min ]
80,00
80,00
Vodorovná komunikace Zúžené komunikace a průchody Schody nahoru Schody dolů
60,00
40,00
20,00
0,00 0,00
1,00
2,00
3,00
4,00
5,00
Hustota proudu [os.m-2]
- 30 -
6,00
7,00
8,00
9,00
Podobnou závislost graficky sestavil i ing. Pelc [10]. Jeho závěr je zobrazen v následujícím grafu. Matematická rovnice použitá v jeho práci má tvar:
(
K u = 84 ⋅ D − 0,2 D 2
)
Rozborem tohoto vztahu se nebudu dále zabývat. To není účelem mé práce. Graf 7-5 Závislost jednotkové kapacity na hustotě proudu [10]
Z výše uvedených závislostí lze vypozorovat velký problém při výpočtech doby evakuace. Uvedené závislosti jsou stanoveny pro normální podmínky, kdy jsou osoby schopny přizpůsobit svůj pohyb, tzn. optimalizovat jej na základě okolí. V případě nebezpečí se však lidé snaží pod vlivem hrozícího nebezpečí rychle opustit nebezpečný prostor a u otvoru na únikové cestě může dojít k nerovnoměrnému pohybu propustnost otvoru se bude snižovat až dojde k ucpání. Otvor je úplně uzavřen a osoby nacházející se v něm vytvářejí oblouk vyklenutý proti směru úniku (viz. obrázek 7-3). Na osoby, z kterých je vytvořena klenba působí velký tlak. Proto je pro ně dosti obtížné otvorem projít. [11]
- 31 -
Obrázek 7-3 Schéma tvorby oblouku před otvorem dle [11]
Tato situace je velmi nebezpečná a v současné době neexistuje žádná studie, která by byla schopna stanovit hodnoty propustnosti v tomto případě. Z tohoto důvodu je tento problém zásadní z hlediska výpočtu, resp. modelování úniku osob. V rámci normového výpočtu není situace propustnosti otvoru v popsané situaci zohledňována. Můžeme se s tímto setkat při podrobném řešení evakuace nebo při matematickém modelování evakuace. Kde právě hodnota propustnosti čela proudu při velkých hustotách je zásadním hlediskem správnosti poskytnutých výstupů. K vytváření front a tím k ucpávání východů dochází, pokud osoby přicházejí rychleji než odcházejí. Ing. Pelc ve své práci [10] stanovil podmínku ( E ≤ l ⋅ u ) při jejímž splnění se nevytváří fronty u východů z prostoru. Projektové normy ČR stanovují jednotkovou kapacitu únikového pruhu. Já jsem opět provedl srovnání s hodnotami intenzity pohybu dle [11], které je uvedeno v následující tabulce. Tabulka 7-5 Srovnání jednotkové kapacity únikového pruhu
Ku [2, 3] Únik (os.min-1)
(os.m-1. min-1)
po rovině
40
72,7
po schodech dolů po schodech nahoru
30 25
54,5 45,5
*
q [11] (os.m-1. min-1) Normální Podmínky podmínky nebezpečí 77 55,3 (72)* (100)* 64,5 78 41,6 52,5
Hodnoty v závorkách představují rychlost pohybu na zúžených komunikacích
- 32 -
7.5 Čas t1 V předchozích kapitolách jsem se snažil jednoduchým způsobem popsat jednotlivé vstupní parametry, jenž ovlivňují výpočet doby evakuace. Teď se budu věnovat jednotlivým časům. První část vzorce počítá dobu t1, za kterou jedinec urazí vzdálenost l. Jedná se o jednoduchý fyzikální vztah pro výpočet času v závislosti na délce a rychlosti reprezentovaný rovnicí 7-8. Tato rovnice je doplněna o koeficient 0,75, který má vyjádřit, že danou cestou neunikají všechny osoby. Toto dle mého názoru není vhodné řešení. Myslím si, že vhodnější řešení by bylo použít skutečnou délku a zvolit jinou rychlost pohybu v závislosti na předpokládané hustotě osob a jejich schopnosti pohybu. Docílilo by se tím přiblížení ke skutečné době evakuace. Rozhodně uvedený koeficient nemohu použít při výpočtu doby evakuace z prostoru s jednou únikovou cestou. Rovnice 7-8
t1 =
lu [min.] vu
7.6 Čas t2 Rovnice 7-9
t2 =
E⋅s [min.] Ku ⋅ u
Tato část rovnice vyjadřuje dobu, kterou potřebuje daný počet osob k průchodu komunikací. Jak už jsem uvedl v kapitole 7.4 jedná se o nesložitější část rovnice. Tento vztah nebere v úvahu měnící se propustnost otvoru v závislosti na hustotě, což ve většině případů není na závadu. A to v případě, kdy hustoty proudu pohybujících se osob jsou v rozmezí od 0 – 0,27, tj. 0 – 2,4 os.m2. Pro toto rozmezí jsou výsledné hodnoty doby evakuace větší než skutečná doba evakuace. Při překročení uvedeného rozsahu už může nastat při použití přesnějších hodnot rozpor mezi vypočtenou pravděpodobnou dobou evakuace a skutečnou dobou. Proto obecné povědomí, že podrobný rozbor evakuace, případně matematické modelování poskytne vhodnější, lepší, příznivější výsledky je mylné. Jelikož při tomto výpočtu jsou brány skutečné, přesnější hodnoty, které berou v úvahu změny rychlosti a propustnosti otvorů, nemusí být výpočty zákonitě příznivější.
7.7 Zhodnocení metodiky výpočtu doby evakuace Normové řešení únikových cest má dle mého názoru několik základních nedostatků. Těmi jsou:
- 33 -
1. Pohyb osob je ve skutečnosti vykonáván v souvislém časovém sledu. To znamená, že osoby k východu přicházejí a zároveň odcházejí. Čímž se mění hustota proudu a tím také jeho parametry. Tuto skutečnost není výpočtová metoda schopna řešit. 2. Norma nestanovuje jasný postup pro řešení postupné evakuace. Uvedený postup výpočtu postupné evakuace nelze použít pro nechráněné únikové cesty. 3. Není řešen způsob výpočtu při rozdělení únikové cesty na dílčí části. Text norem svádí k použití celého vztahu k výpočtu jednotlivých částí. Přitom správný postup je, že vypočítáme čas t1 a t2 pro každou část. Výsledná doba evakuace pak je součet časů t1 a maximální hodnoty času t2. Což lze matematicky vyjádřit: j
t u = ∑ t1i + max {t 2 } i =1
4. Norma přímo stanovuje jednu taxativní hodnotu rychlosti a jednotkové kapacity únikového pruhu bez ohledu na počet osob nacházejících se na únikové cestě. Dle mého názoru by bylo lepší využití několika hodnot v závislosti na rozsahu množství osob na únikové cestě.
8 Výpočetní programy pro řešení úniku osob Protože pohyb osob je velmi komplikovaný děj, který probíhá v současném časovém sledu. tento fakt nejsme schopni jednoduchými matematickými vztahy řešit s dostatečnou přesností. Taktéž nám tyto metody nedovolují sledovat vzájemné závislosti parametrů měnící se v čase. V rámci „ručního“ výpočtu nelze také zobrazovat vlivy chování osob na průběh evakuace. Z těchto důvodů se ve světě využívá výpočetní technika, která dokáže při použití složitých modelů simulovat průběh evakuace. Tyto modely jsem rozdělil z několika hledisek. 1. Z hlediska pohledu na chování člověka můžeme rozdělit modely do těchto kategorií: -
modely zahrnující jen pohyb osob,
-
modely zahrnující i chování osob.
2. Z hlediska potřebného operačního systému se modelovací programy dělí na programy pracující v systému MS DOS a programy pracující v systému Windows. 3. Z hlediska modelování vlivů prostředí: -
modely vypočítávající jen dobu evakuace - 34 -
-
modely, které kromě evakuace generují i vývin kouře a tepla, a zobrazují jejich vliv na evakuaci osob
4. Z hlediska poskytnutého výstupu: -
výstupem je textový soubor s výstupními hodnotami
-
výstupem je grafický soubor znázorňující pohyb osob
Obecně můžu konstatovat, že existuje pravidlo: „Čím je program složitější a poskytuje komplexnější výsledky, jsou kladeny větší nároky na hardwarové požadavky na výpočetní techniku.“ Ty dokonalejší softwary pracují v operačním systému Windows a jsou schopny produkovat grafické soubory znázorňující pohyb osob včetně ohrožení kouřem apod. V této kapitole bych chtěl poskytnout stručný přehled dostupného softwaru pro modelování úniku osob z budov. Některé z nich popíšu detailněji a v jednom z nich budu provádět modelování vzorové situace, přičemž chci porovnat dobu evakuace stavby s dobou evakuace stanovenou normovým postupem. Chci upozornit, že kvalita výstupních údajů je přímosměrná kvalitě zadávaných vstupních údajů. Také rozhodující vliv na kvalitu programu má způsob, jakým je řešeno uvolňování osob z čela proudu, jak jsem se snažil zdůraznit v kapitole 7.4.
8.1 Přehled softwaru pro modelování úniku osob [18] Pro modelování úniku osob jsou ve světě využívány softwarové produkty uvedené v tabulce 8-1. Tabulka 8-1 Přehled softwarových produktů pro modelování evakuace osob
Model AllSafe ASERI buildingExodus EESCAPE EGRESS EgressPro ELVAC EVACNET4 EVACS EXIT89 EXITT SIMULEX Vegas WayOut
Autor (organizace) modelu InterConsult Group ASA Dr. Volker Schneider, I.S.T. Integrierte Sicherheits-Technik GmbH, Frankfurt / M., Germany EXODUS development Team, FSEG, The University of Greenwich Ezel KENDIK, Cobau Ltd. Argentinierstr. 28/11, 1040 Austria Neil Ketchell, AEA Technology, UK SimCo Consulting Daniel M. Alvord, John H. Klote, NIST Thoma Kisko, University of Florida T. Tanaka, BRI K. Takahashi, Fujita Kogyo, K.K. Rita F. Fahy, National Fire Protection Association Harold (Bud) Levin (retired) NIST, Building and Fire Research Lab, Gaithersburg, MD (USA) Dr. Peter Thompson, IES Ltd, Scotland. Colt Virtual Reality, Ltd., Hampshire, United Kondom Victor O. Shestopal, Fire Modelling & Computing, Sydney, Australia
- 35 -
V následující tabulce jsem se snažil
jednoduchým způsobem shrnout, základní vlastnosti
jednotlivých aplikací. Tabulka 8-2 Vlastnosti softwarových produktů
Model
Chování osob
Vliv požáru
Grafický výstup
AllSafe
ANO
NE
NE
ASERI
ANO
ANO
ANO
buildingExodus
ANO
ANO
ANO
EESCAPE
NE
NE
ANO
EGRESS
-
-
ANO
EgressPro
NE
NE
NE
ELVAC
NE
NE
NE
EVACNET4
NE
NE
NE
EVACS
NE
NE
NE
EXIT89
ANO
ANO
NE
EXITT
ANO
ANO
-
SIMULEX
ANO
ANO
ANO
Pegas
ANO
ANO
ANO
WayOut
NE
NE
NE
Jak je z tabulky 8-2 vidět, existuje celá řada programů, které dovedou v rámci simulace evakuace modelovat i chování osob, vliv kouře a v neposlední řadě dokáží průběh evakuace zaznamenat do video souborů. Dle mého názoru mezi nejlepší software pro modelování patří buildingExodus, Simplex a Vegas. Tyto tři programy umí vyprodukovat výstupní soubor v 3D formátu. Takže si zpracovatel může prohlédnout modelovanou situaci jako by se jí účastnil. Z tohoto důvodu jsem se rozhodl stručně popsat možnosti programu buildingExodus a Simulex. také stručně popíšu i aplikaci EVACNET, jelikož tento software je volně dostupný na webových stránkách (http://www.ise.ufl.edu/kisko/files/evacnet/#links) a tudíž jsem jej mohl použít pro modelování vzorového příkladu. Chci upozornit, že momentálně není v České republice zakoupena licence žádného podobného softwaru. Tyto programy se totiž v ČR nepoužívají.
8.1.1 buildingEXODUS Model buildingEXODUS zahrnuje pět hlavních, vzájemně se ovlivňujících submodelů, což jsou Obyvatel, Pohyb, Chování, Toxicita a HAZARD submodely. Základní pravidla, současný pohyb a chování každého jedince, jsou určeny souborem heuristických pravidel. - 36 -
Prostorové a časové rozměry uvnitř buildingEXODUS jsou měřeny dvojrozměrnou prostorovou rozvodnou sítí a simulací hodin (SC). Prostorová rozvodná síť načrtne geometrii stavby, umístění východů, vnitřních úseků, překážky, atd. Nákres stavby může být specifikován buď použitím DXF souboru vytvořeného v CAD systému. Další možností je vytvoření nákresu poskytnutými interaktivními nástroji. Rozvodná síť je tvořena z uzlů a hran. Každý uzel reprezentuje malou oblast prostoru a každá hrana reprezentuje vzdálenost mezi uzly. Jednotlivci cestují z uzlu do uzlu po hranách. Na základě osobních atributů jednotlivce určuje subdmodel Chování odezvu osoby na aktuální situaci a předává rozhodnutí submodelu Pohyb. Submodel Chování funguje ve dvou hladinách. Tyto jsou známy jako GLOBÁLNÍ a MÍSTNÍ chování. GLOBÁLNÍ chování zahrnuje realizaci únikové strategie, která může vést obyvatele k úniku přes nejbližší použitelný nebo nejznámější východ. Obyvatelé obeznámení se stavbou mohou být určeni uživatelem před zahájením simulace. Je také možné určit jednotlivce s úlohou – jako například prohlédnutí předem definovaného místa - která musí být dokončena před evakuací. Požadované GLOBÁLNÍ chování je nastaveno uživatelem, ale může být upraveno nebo potlačeno až do příkazů MÍSTNÍHO chování. MÍSTNÍ chování zahrnuje takové úvahy jako např. určení počáteční odezvy osoby (tj. zda bude obyvatel reagovat ihned nebo po krátkém časovém intervalu), řešení srážky, předbíhání a výběr možných cest obcházení. Způsob, kterým osoba bude reagovat v místní situaci, je částečně předurčen jeho vlastnostmi. Určitá pravidla chování, jako například řešení srážky, jsou pravděpodobnostní povahy, proto nebude model produkovat totožné výsledky jestliže se bude simulace opakovat. Submodel Toxicita určuje fyziologický dopad prostředí na osoby. Pro určení účinků požáru na osoby užívá EXODUS toxický model zlomkové účinné dávky (FED - Franctional Effective Dose). Ten předpokládá, že účinky jistých nebezpečí požáru jsou podobné s přijatou dávkou spíše než s vystavenou koncentrací. Model vypočítá poměr přijaté dávky v čase k účinné dávce, která způsobuje zbavení způsobilosti nebo smrt. Zároveň jsou určeny součty těchto poměrů v průběhu vystavení. Když úhrn dosáhne jedničky, předpokládaný jedovatý účinek se vyskytuje. Jakmile se FED blíží k jedničce, je pohyblivost, čilost a rychlost pohybu osoby snížena, čímž je pro zasaženého těžší uniknout. Jádrem modelu toxicity realizovaného uvnitř buildingExodus je Purserův FED model. Tento model bere zřetel na jedovatost a fyzikální rizika spojená se zvýšenou teplotou, tepelným zářením, HCN, CO, CO2, nízkým obsahem O2 a odhaduje čas zbavení
- 37 -
způsobilosti. Osobám je také dána schopnost vybrat si další únikovou cestu, jestliže narazí na kouřovou zábranu. Výběr je založen na jejich znalostech budovy. Vlivy prostředí jsou určeny submodelem Hazard. Ten rozkládá rizika v celém prostředí jako funkci času a umístění. BuildingExodus nepředpovídá tyto rizika, ale může přijímat experimentální nebo číselná data z dalších modelů. Softwarové spojení bylo nadstanoveno mezi buildingEXODUS a CFAST zónovým modelem (model pro určování vývoje a šíření požáru). Což připouští automatické předávání průběžných souborů CFAST (verze 4.0) do modelu buildingEXODUS. Tím je umožněno, aby se buildingEXODUS a CFAST modely ovlivňovaly relativně přímým způsobem. Pro pomoct při vyhodnocování výsledků buildingEXODUS je k dispozici několik nástrojů. Ty jsou užívány jakmile je simulace dokončena a umožňují prohledávat velké výstupní datové soubory a zvláštní data z nich vytáhnout. Navíc je k dispozici grafické prostředí postprocesorové virtuální reality, které poskytuje živou trojrozměrnou prezentaci evakuace (viz. obrázek 3-1). Obrázek 8-1 Příklad 3D výstupu programu buildingExodus
8.1.2 SIMULEX Simulex dovoluje uživateli vytvořit 3-D modely stavby použitím množství CADem navržených plánů prostorového uspořádání, spojených schodištěm. Osoby jsou do stavby umístěny jako jednotlivci nebo jako skupiny. Uživatel definuje východy ze stavby a Simulex automaticky vypočítá všechny vzdálenosti přes celou budovu, po kterých dochází k evakuaci osob. Po návrhu budovy a výpočtu délek evakuačních cest může být provedena simulace. Během ní může uživatel pozorovat průběh evakuace na obrazovce, případně si určité části přiblížit. Simulaci je možné uložit
- 38 -
na disk počítače pro pozdější přehrání v reálném čase. Simulace a animace se provádí v časových krocích 0.1 sekundy. Algoritmy pro pohyb osob jsou založeny na skutečných datech, sestavených pomocí základní počítačové techniky pro analýzu lidského pohybu. Tyto algoritmy dávají realistické parametry pohybu pro jednotlivé osoby pohybující se přes různé typy a geometrie dveřních východů. Simulex přesně modeluje kondici a pohyb každé jednotlivé osoby včetně zákonitosti uhýbání, předbíhání, kolísání rychlosti, způsoby řazení do front, zkroucení těla a výběr různých východů použitím funkce automatického odhadu cesty. Kolísání rychlosti chůze každého jednotlivce je modelováno používáním vztahu mezi vzájemnou vzdálenosti osob a rychlosti chůze. Ověření platnosti bylo provedeno testem, který demonstroval, že Simulex produkuje reálné rychlosti proudu v komplexu chodeb s křižovatkami, čímž jsou produkovány reálné doby evakuace. Obrázek 8-2 Znázornění okna aplikace SIMULEX
8.2 EVACNET4 EVACNET4 je aplikace postavena na síťovém modelu, který se skládá ze souboru uzlů a hran. Uzly síťového modelu reprezentují stavební dílce jako místnosti, chodby, schody, a vestibuly. Pro každý uzel musí být zadán počáteční obsah a maximální množství osob, které se může v prostoru vykytovat. Hrany reprezentují průchody mezi stavebními dílci. Pro každou hranu musí být zadán čas pohybu hranou a kapacita. Přitom aplikace nepočítá v časových krocích 1 sekundy, ale je pracuje s časovým intervalem, jehož hodnotu zadá uživatel. - 39 -
čas pohybu je reprezentován počtem časových intervalů, které osoba potřebuje k překonání vzdálenosti ze středu jednoho uzlu (prostoru) do středu druhého uzlu. Kapacita je maximální množství osob, které mohou projít hranou za časový interval. Standardní délka časového intervalu je 5 sekund. EVACNET4 určuje v zadaném síťovém modelu optimální evakuaci v "minimálním" čase. Toho je docíleno použitím překladového algoritmu zdokonalené kapacitní sítě proudu. Jedná se o specializovaný algoritmus používaný v řešení lineárních programovacích problémů se síťovou strukturou. Aplikace je určena pro prostředí MS-DOS, což předurčuje složitost zadávání modelu a také omezené možnosti výstupních souborů. Zadávání modelu je možné buď postupným popsáním jednotlivých uzlů a hran, nebo vytvořením jednoduchého textového souboru s definicí jednotlivých uzlů a hran. V tomto modelu jsem prováděl simulaci evakuace modelové situace. EVACNET poskytuje celou řadu textových výstupu, při jejich pochopení může uživatel zkoumat jednotlivé varianty úniku osob.
9 Řešení modelové situace evakuace osob V rámci této kapitoly chci provést řešení modelové situace. Jako modelovou situaci jsem si zvolil reálnou budovu Základní školy v Ostravě – Michálkovicích, kde mi bylo umožněno provést evakuační cvičení a tím porovnat vypočítané hodnoty doby evakuace se skutečnými.
9.1 Popis modelové situace Objekt základní školy je dispozičně řešen jako pět samostatně stojících pavilónů, které jsou vzájemně propojeny chodbami nebo schodištěm. V budovách se nachází jednotlivé učebny, kancelářské prostory a sociální zařízení. V samostatném pavilonu je
tělocvična. Pro řešení
modelové situace jsem zvolil evakuaci druhého stupně, což jsou dva pavilony (A1 a B viz. schéma v příloze F). Budova A1 je třípodlažní a jsou v ní umístěny učebny. Jednotlivá podlaží jsou dispozičně stejná. Budova B je dvoupodlažní a nachází se na ní speciální učebny a kancelářské prostory.
- 40 -
Abych mohl porovnat výstupní hodnoty z výpočtu, které budu provádět, budu při výpočtech počítat se skutečným počtem osob. A to v době evakuačního cvičení činilo celkem 147 osob, rozmístění osob je uvedeno v tabulce 9-1. Tabulka 9-1 Umístění jednotlivých učeben a jejich obsazení osobami
Podlaží
3. NP budovy A1 2. NP budovy B 2. NP budovy A1
1. NP budovy A1
Označení ve schématu
Osoby v učebnách
IX.C
WP 1.5
17
VIII.B
WP 2.5
0
IX.A
WP 3.5
17
Uč. přírodopisu
WP 1.4
0
VII.A
WP 1.3
21
VIII.A
WP 2.3
22
VI.A
WP 3.3
21
VI.B
WP 1.1
0
VII.B
WP 2.1
17
IX.B
WP 3.1
12
Učebna
Osoby na podlaží 34 20 64
29
9.2 Vytvoření modelu v aplikaci EVACNET Modelování řešeného příkladu jsem provedl v programu EVACNET, který je popsán výše. Metodika postupu získání vstupních hodnot je popsána v dokumentaci tohoto programu. Já jsem při sestavování modelu používal hodnoty udávané českými projektovými normami [1, 3, 5] a při sestavování modelu jsem postupoval takto: 1. V půdorysných schématech jsem zakreslil prostory, kde jsem předpokládal výskyt osob (viz. přílohy F až I. Tyto prostory jsem označil popisem (viz. třetí sloupec tabulky 9-1) a u každého prostoru (dále jen uzlu) jsem stanovil půdorysnou plochu. 2. Z normy pro obsazení budov osobami [5] jsem určil půdorysnou plochu na osobu a tím i maximální počet osob v uzlu. Zde nastal problém pro chodby a schodiště. Naše normy neuvádějí hodnoty plochy na jednu osobu pro tyto prostory. Proto jsem pro chodbu zvolil hodnotu 0,8 m2.os-1, což je hodnota doporučována pro neomezený pohyb v [11].
U
schodiště jsem vzal poloviční hodnotu, jelikož zde literatura [11] doporučuje brát hodnotu rovnou součtu výšky a šířky schodišťového stupně. 3. V konečné fázi jsem ke každému uzlu přiřadil počáteční počet osob.
- 41 -
4. Následně jsem vytvořil hrany pro spojení mezi jednotlivými uzly. 5. Určil jsem nejmenší šířku pro každou hranu (což je šířka dveří, schodiště apod.) a dále jsem určil vzdálenost ze středu jednoho uzlu do středu dalšího uzlu. 6. Stanovil jsem jednotkovou kapacitu východu a vynásobením šířkou hrany jsem získal počet osob, kteří mohou za časový interval projít. 7. Pro každý uzel jsem musel určit rychlost pohybu osoby. Dle této rychlosti a vzdálenosti jsem následně vypočítal počet časových intervalů potřebných k překonání dané hrany. 8. Výše uvedené hodnoty jsem zapsal do tabulek (viz. tabulka 9-2 a 9-3). 9. Z potřebných hodnot jsem vytvořil grafický model, který je značně přehledný a na jeho základě jsem provedl zpětnou kontrolu, zda jsem něco neopomenul. 10. Grafický model jsem přepsal do textové podoby a uložil do textového souboru, jehož obsah je uveden v příloze J (soubor je přiložen na CD nosiči, který je součástí této práce). Musím upozornit, že aplikace vyžaduje zadávání dat v anglosaských jednotkách, tj. stopy a palce. V tabulce 9-4 jsou vysvětleny významy jednotlivých sloupců. Po provedení modelování v programu EVACNET jsem dospěl k těmto hodnotám: -
celková doba evakuace je 180 sekund, tj. 3 min.
-
optimální doba evakuace činí 165 sekund (optimální doba je čas potřebný k evakuaci při vyřešení zúžených, zablokovaných míst),
-
mělo by dojít k přetížení a tím i zdržení pohybu v následujících komunikacích: - východy z učeben do chodeb - vstup na schodiště v 2.NP budovy A1 - výstup ze schodiště z 1.NP budovy A1
Příklad výstupního souboru z aplikace EVACNET je uveden v příloze K. Na tomto místě chci uvést, že při práci s tímto programem jsem si uvědomil, že je potřeba znát co možná nejlépe způsob zpracování vstupních údajů. Z hlediska výstupu je nejdůležitějším krokem v počítačovém modelování dodat aplikaci potřebná a korektní data. A proto je možné, že při zpracovávání stejného objektu ve stejné aplikaci mohou dvě osoby dojít k rozdílným výsledkům.
- 42 -
Tabulka 9-2 Vstupní hodnoty místností (uzlů) pro aplikaci EVACNET
Místnost
Učebna Učebna Učebna Chodba Chodba Chodba Schodiště Učebna Chodba Chodba Schodiště Učebna Učebna Učebna Chodba Chodba Chodba Schodiště Chodba Chodba Chodba Schodiště Učebna Učebna Učebna Chodba Chodba Chodba
Třída
Uzel
IX.C WP 1.5 (VIII.B) WP 2.5 IX.A WP 3.5 HA 1.5 HA 2.5 HA 3.5 SW 1.5 VIII.B WP 1.4 HA 1.4 HA 2.4 SW 1.4 VII.A WP 1.3 VIII.A WP 2.3 VI.A WP 3.3 HA 1.3 HA 2.3 HA 3.3 SW 1.3 HA 1.2 HA 2.2 HA 3.2 SW 1.2 VI.B WP 1.1 VII.B WP 2.1 IX.B WP 3.1 HA 1.1 HA 2.1 HA 3.1
UA
APAO
Plocha místnosti
Plocha na osobu
NC
IC
Kapacita Počáteční uzlu obsah
m2
ft2
m2.os-1
ft2.os-1
Osoba
osoba
66 64 63 22 29 13 5,7 83 91 4,4 5,7 66 64 63 22 29 13 5,7 9 64 24 5,7 66 64 63 22 29 13
710,44 688,91 678,15 236,81 312,16 139,94 61,36 893,43 979,55 47,36 61,36 710,44 688,91 678,15 236,81 312,16 139,94 61,36 96,88 688,91 258,34 61,36 710,44 688,91 678,15 236,81 312,16 139,94
1,5 1,5 1,5 0,8 0,8 0,8 0,4 1,5 0,8 0,8 0,4 1,5 1,5 1,5 0,8 0,8 0,8 0,4 0,8 0,8 0,8 0,4 1,5 1,5 1,5 0,8 0,8 0,8
16,15 16,15 16,15 8,61 8,61 8,61 4,31 16,15 8,61 8,61 4,31 16,15 16,15 16,15 8,61 8,61 8,61 4,31 8,61 8,61 8,61 4,31 16,15 16,15 16,15 8,61 8,61 8,61
44 43 42 28 37 17 15 56 114 6 15 44 43 42 28 37 17 15 12 80 30 15 44 43 42 28 37 17
17 0 17 0 0 0 0 0 0 0 0 21 22 21 0 0 0 0 0 0 0 0 0 17 12 0 0 0
- 43 -
Tabulka 9-3 Vstupní hodnoty komunikací (hran) pro aplikaci EVACNET
WR
Hrana
AFV
DC
DIST
AS
TT
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
WP1.5-HA1.5
0,90
35,43
72,7
22,16
6
7,5
24,61
30
98,43
3,00
WP2.5-HA2.5
0,90
35,43
72,7
22,16
6
6,8
22,31
30
98,43
2,72
WP3.5-HA3.5
0,90
35,43
72,7
22,16
6
4,3
14,11
30
98,43
1,72
HA1.5-HA2.5
3,00
118,11
72,7
22,16
19
7,9
25,92
30
98,43
3,16
HA2.5-HA3.5
3,00
118,11
72,7
22,16
19
6,7
21,98
30
98,43
2,68
HA3.5-SW1.5
1,45
57,09
54,5
16,61
7
4
13,12
25
82,02
1,92
SW1.5-HA2.4
1,45
57,09
54,5
16,61
7
2,8
9,19
25
82,02
1,34
WP1.4-HA1.4
0,90
35,43
72,7
22,16
6
13,8
45,28
30
98,43
5,52
HA1.4-HA2.4
3,00
118,11
72,7
22,16
19
13
42,65
30
98,43
5,20
HA2.4-SW1.4
1,45
57,09
54,5
16,61
7
2,8
9,19
25
82,02
1,34
SW1.4-HA3.3
1,45
57,09
54,5
16,61
7
4
13,12
25
82,02
1,92
WP1.3-HA1.3
0,90
35,43
72,7
22,16
6
7,5
24,61
30
98,43
3,00
WP2.3-HA2.3
0,90
35,43
72,7
22,16
6
6,8
22,31
30
98,43
2,72
WP3.3-HA3.3
0,90
35,43
72,7
22,16
6
4,3
14,11
30
98,43
1,72
HA1.3-HA2.3
3,00
118,11
72,7
22,16
19
7,9
25,92
30
98,43
3,16
HA2.3-HA3.3
3,00
118,11
72,7
22,16
19
6,7
21,98
30
98,43
2,68
HA3.3-SW1.3
1,45
57,09
54,5
16,61
7
4
13,12
25
82,02
1,92
HA2.2-HA3.2
1,50
59,06
72,7
22,16
10
12,5
41,01
30
98,43
5,00
HA3.2-DS1.2
1,50
59,06
72,7
22,16
10
2,7
8,86
30
98,43
1,08
SW1.3-HA1.2
1,45
57,09
54,5
16,61
7
3,2
10,50
25
82,02
1,54
HA1.2-HA2.2
2,20
86,61
72,7
22,16
14
14,8
48,56
30
98,43
5,92
WP1.1-HA1.1
0,90
35,43
72,7
22,16
6
7,5
24,61
30
98,43
3,00
WP2.1-HA2.1
0,90
35,43
72,7
22,16
6
6,8
22,31
30
98,43
2,72
WP3.1-HA3.1
0,90
35,43
72,7
22,16
6
4,3
14,11
30
98,43
1,72
HA1.1-HA2.1
3,00
118,11
72,7
22,16
19
7,9
25,92
30
98,43
3,16
HA2.1-HA3.1
3,00
118,11
72,7
22,16
19
6,7
21,98
30
98,43
2,68
HA3.1-SW1.2
1,45
57,09
45,5
13,87
6
4
13,12
20
65,62
2,40
SW1.2-HA2.2
1,45
57,09
45,5
13,87
6
3,5
11,48
20
65,62
2,10
- 44 -
Tabulka 9-4 Význam jednotlivých sloupců tabulky 9-3
Číslo sloupce 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10
Význam Minimální šířka Průměrná hustota toku Dynamická kapacita Vzdálenost Průměrná rychlost Doba pohybu
Jednotky m in os.m-1.min-1 os.ft-1.min-1 os/čas. int. m ft. m.min-1 ft.min-1 časový interval
9.3 Výpočet současné evakuace Výpočet je proveden dle navrženého postupu uvedeném v kapitole 7.3. 1. Délka únikové cesty z nejbližší učebny je 45 m 2. Celkový počet osob je 147, minimální počet únikových pruhů je 2. 3. Ku = 40 os.min-1 a vu = 25 m.min-1 4. Výpočet doby evakuace z budovy je: j
tc =
∑ (E ⋅ s ) i =1
i
Ku ⋅ u
i
+
147 45 l = + = 2,45 + 1,8 = 4, 25 [min.] vu 30 ⋅ 2 25
5. Výpočet doby úniku při nejpříznivější variantě (nejvzdálenější učebna), kde l = 76 m, E = 17 osob a u = 1,5: E⋅s l 17 76 tc = + = + = 0,38 + 3,04 = 3,5 [min.] K u ⋅ u vu 30 ⋅ 1,5 25 6.
Výsledná doba evakuace činí 4,25 min.
9.4 Evakuační cvičení V rámci evakuačního cvičení jsem měřil dobu úniku všech osob z budov druhého stupně základní školy. První cvičení bylo zaměřeno na současnou evakuaci školy. Jednotlivé ročníky měly za úkol co nejrychleji, najednou opustit učebny a odebrat se hlavním vchodem na volné prostranství. Musím poznamenat, že i přes upozornění na neorganizovanost pohybu měly paní učitelky tendenci pohyb své třídy organizovat.
- 45 -
Druhé cvičení jsem zaměřil na řízenou evakuaci, kdy jsem svým spolupracovníkům vydal pokyn, kdy má která třída opustit svou učebnu. Třídy byly pouštěny v následujícím pořadí: -
při vyhlášení poplachu opustily své učebny ročníky IX.C, IX.A, VI.A,VII.B
-
následně byly další ročníky pouštěny vždy když se uvolnil schodišťový prostor.
Toto cvičení má sloužit jen jako orientační a byl z něho pořízen videozáznam, který je součástí této práce. Vyhodnocení cvičení: 1. Cvičení se zúčastnilo malý počet osob, čímž nedocházelo k přetížení komunikací. I přesto se dá v některých úsecích pozorovat kumulace osob. 2. Pohyb byl i v případě současné evakuace příliš organizovaný, což je způsobeni i prostředím základní školy. Proto lze předpokládat, že i v jiných obdobných budovách dochází k samovolné organizaci pohybu. 3. Při řízené evakuaci nedošlo k urychlení evakuace, což se dá vysvětli dvěma faktory. Byly zvoleny špatné intervaly vypouštění jednotlivých tříd. Při shlédnutí záznamu lze pozorovat, že mezi jednotlivými třídami vznikají velké proluky. Což je způsobeno právě nevhodně zvolenými intervaly vypouštění. Při vhodně zvolených intervalech by nepochybně byla řízená evakuace rychlejší. Rychlost pohybu se vzhledem k současné evakuaci snížila. Toto bylo způsobeno přístupem jednotlivců k cvičení. Při rozboru videozáznamu jsem konstatoval, že pohyb osob přes jednotlivé komunikace byl plynulejší. Nedocházelo ke kolizím mezi jednotlivými osobami. 4. Při cvičení byly změřeny hodnoty uvedené v následujících tabulkách. 5. Provedl jsem i měření kapacity dveřního otvoru o šířce 1,1 m. Při návratu jednotlivých ročníků jsem všechny osoby postavil před dveřní otvor tak, aby zaujímali co nejmenší prostor. Hustota osob činila cca 0,17 m2.os-1 (147 osob bylo postaveno na ploše cca 25 m2). Všechny osoby prošly zmíněnými dveřmi během 60 sekund. Kapacita únikového pruhu tedy činila 73,5 os.min-1.
- 46 -
Tabulka 9-5 Naměřené časy doby evakuace
Současná evakuace Řízená evakuace
Doba evakuace 80 sekund 85 sekund
9.5 Porovnání výsledků V tabulce 9-6 jsou uvedeny vypočítané a naměřené hodnoty pro modelový příklad základní školy. Tabulka 9-6 Porovnání výsledků modelové situace
Současná evakuace Řízená evakuace Normový výpočet Výpočet aplikací EVACNET
Doba evakuace (s) 80 85 255 180
Z uvedené tabulky lze odvodit tyto závěry: 1. Normový výpočet doby evakuace je vzhledem ke skutečnému stavu nejnepříznivější. Což v praxi může způsobit dvě situace. Za prvé v případě menších počtu osob, tzn. nízkých hustot proudů dochází k předimenzování únikových cest. V opačném případě může dojít k situaci, že únikové cesty jsou navrženy nevhodně i při dodržení normových postupů. to může nastat převážně u velkých shromažďovacích prostorů, kde jsou vysoké hustoty proudu. 2. Doba evakuace určená programem EVACNET se blíží skutečné době evakuace. Z tohoto lze usuzovat, že při zadání vhodných vstupních údajů lze docílit přiblížení skutečné situaci. Což může způsobit rozčarování, jelikož při řešení situace s vysokými hustotami proudu osob docílíme s velkou pravděpodobností horších výsledků než při řešení normovým postupem. To je dáno skutečností, že modelování probíhá v souvislém časovém sledu a reaguje na změny podmínek evakuace. 3. Doba evakuace řízené evakuace je větší než evakuace současné. Tuto skutečnost jsem komentoval v předešlé kapitole.
- 47 -
10 Doporučení pro návrh a řešení řízení evakuace osob Z předešlého textu vyplývá, že v současné době neexistuje jakýkoliv předpis nebo metodika řešící řízenou evakuaci osob. Taktéž nejsou stanoveny přesné zásady definující, kdy se má řízená evakuace provádět. Dle mého názoru by se měla řízená evakuace osob provádět u objektů, kde se vyskytuje velký počet osob, přitom se nemusí jednat o shromažďovací prostory ve smyslu [4, 14] a kde jsou tyto osoby při úniku soustřeďovány do jednotlivých místností (např. komplexy škol, kde se žáci jednotlivých tříd setkávají na chodbách). V tomto případě totiž může dojít k přetížení komunikací a tím k prodloužení času potřebného k evakuaci stavby. U shromažďovacích prostorů dle [4, 14] k řízené evakuaci docházet nemůže z důvodu velkého počtu lidí, kteří jsou v případě nebezpečí těžce ovladatelní. Při návrh řízené evakuace osob máme dva způsoby řešení, a to: 1. Provést výpočet doby evakuace dle projektových norem, tedy rovnice 7-1. 2. Použít software pro počítačové modelování evakuace osob. První způsob řešení je značně nedokonalý a nevhodný, zvláště v době, kdy máme k dispozici výkonné počítače. Tento postup představuje pracné provádění výpočtu doby evakuace v různých variantách počtu osob do doby, než se podaří sestavit takový scénář, který zabere nejméně času. Při tomto postupu doporučuji použít „přesnější“ hodnoty rychlosti a jednotkové kapacity. Také doporučuji provádět výpočty po jednotlivých částech. V tomto případě je potřeba si uvědomit důležitou skutečnost. Vzorec se skládá ze dvou částí, přitom čas t2 nemůže být nikdy nulový. Respektive může být nulový pokud za počet únikových pruhů dosadíme nekonečno, což bychom mohli třeba na volném prostranství. To bych vysvětlil na příkladu. I jedné osobě bude průchod dveřmi zabírat nějaký čas, i když je velmi krátký. Proto je v případě výpočtů třeba přemýšlet nad závislostmi mezi jednotlivými částmi a v některých případech jednotlivé části zanedbat. Pro vysvětlení vztahů mezi časem t1 a t2 doporučuji přečíst si příspěvek ing.Pelce [10]. Dle mého názoru je tento postup nevhodný a v praxi moc nepoužitelný. Proto bych při zpracování evakuačních plánů a výpočtech řízené evakuace doporučil software pro matematické modelování evakuace osob. Tento způsob řešení je komfortnější, ale náročnější na vstupní
- 48 -
údaje. Také dostupnost těchto programů je obtížná především kvůli cenám zahraničního softwaru. Proto bych v rámci řešení problematiky řízené evakuace osob doporučoval věnovat pozornost možnosti vytvoření Českého programu pro řešení evakuace. Tento program by nemusel řešit vliv chování osob. Stačilo by vytvoření aplikace, která by osoby jednotlivce bez emoci a chování, kteří by se pohybovali určitým předem definovaným směrem. Pomocí tohoto programu bych si byl schopen definovat prostory, jsou obsazeny osobami a kudy budou tyto osoby unikat. V rámci modelováni by mohl být proveden grafický výstup pohybujících se „teček“, který by ukazoval průběh evakuace. Tyto parametry splňují některé zahraniční programy, ale bohužel se mi nepodařilo zjistit, zda je u těchto programů podporována možnost definice směru úniku. Což má velký význam pro zkoumání jednotlivých variant řízené evakuace. Tyto programy ve většině případů vybírají směr úniku automaticky. Myslím si, že ve spolupráci s fakultou elektrotechniky a informatiky literatury by toto řešení nemuselo být ani finančně náročné. Přitom by představovalo nejvhodnější řešení.
11 Závěr Práce byla vytvořena s cílem zhodnocení řešení problematiky řízené evakuace osob v České republice spolu s návrhem doporučení pro další řešení této problematiky. V rámci řešení tohoto cíle jsem se snažil stručně popsat vlivy ovlivňující evakuaci osob. Dále jsem rozebral jak legislativní požadavky na organizaci evakuace, tzn. požární evakuační plány, tak na postupy pro projektování únikových cest. Při tomto rozboru legislativních požadavků a postupů jsem se snažil upozornit na nedostatky a zároveň naznačit lepší řešení. Při rozboru projektových postupů řešení výpočtu doby evakuace jsem se snažil ukázat i existenci jiných vstupních hodnot než uvádí normy. Dále provedl jsem stručný souhrn existujících modelovacích nástrojů, u kterých jsem se snažil jednoduchým způsobem popsat jejich vlastnosti. V rámci posouzení rozdílů mezi
normovými
postupy a modelovacími programy jsem provedl jednoduché srovnání na modelovém příkladě. V závěru práce jsem zhodnotil dosavadní postup řešení problematiky a navrhl jsem další možné řešení tohoto problému. Pro zajištění mnou navrhnutého řešení by bylo potřebí provést především příslušné měření a následné stanovení propustnosti otvorů. Tzn. stanovit minimální množství osob, které by v případě velkých hustot proudu osob prošly únikovými otvory. Dále by bylo vhodné připravit teoretický základ pro vytvoření softwarového produktu, který by v rámci své diplomové práce mohl následně zpracovat některý ze studentů fakulty výpočetní techniky.
- 49 -
12 Literatura 1. Beránek, Tomáš. Požární zásahy ve shromažďovacích prostorech: diplomová práce. Ostrava: VŠB-Technická univerzita Ostrava, Fakulta bezpečnostního inženýrství, 2002. 2. ČSN 73 0802. Požární bezpečnost staveb: Nevýrobní objekty. Praha: Český normalizační institut, 2000. 113 s. 3. ČSN 73 0804. Požární bezpečnost staveb: Výrobní objekty. Praha: Český normalizační institut, 2002. 142 s. 4. ČSN 73 0831. Požární bezpečnost stave: Shromažďovací prostory. Praha: Český normalizační institut, 2001. 32 s. 5. ČSN 73 0818. Požární bezpečnost staveb: Obsazení objektů osobami. Praha: Český normalizační institut, 1997. 6. Gwynne, S; Galea, E,R; Laerence, P,J. An investigation of the aspects of occupant behavior required for evacuation modeling. Journal applied fire science, vol. 8 (1), p. 19-59, 1998 7. Haschle a kol. Wiener veranstaltunsgesetz. Wien, 2001 8. Nařízení vlády č. 11/2002 Sb., kterým se stanoví vzhled a umístění bezpečnostních značek a zavedení signálů 9. Nařízení Moravskoslezského kraje č. 1/2002, kterým se stanoví podmínky k zabezpečení požární ochrany při akcích, kterých se zúčastňuje větší počet osob 10. Pelc, František. Určování doby evakuace – rozbor základních parametrů. In Mezinárodní konference Pyromeeting 2002: 23.10. 2002, Brno. ISBN 80-86607-00-3 11. Predtečenskij; Milinskij. Evakuace osob z budov: Výpočetní metody pro projektování. Knižnice požární ochrany, svazek 30. Praha: československý svaz požární ochrany. 1972 12. Pokyn generálního ředitele Hasičského záchranného sboru ČR a náměstka MV č. 5/2002 13. Reichel, Vladimír. navrhování požární bezpečnosti staveb: díl III. Zabraňujeme škodám, svazek 13. Praha: Česká státní pojišťovna, 1980. 99 s. 14. Vyhláška Ministerstva pro místní rozvoj č. 137/1998 Sb., o obecných požadavcích na výstavbu 15. Vyhláška MV č. 246/2001 Sb., o stanovení podmínek požární bezpečnosti a výkonu státního požárního dozoru (vyhláška o požární prevenci) 16. Vyhláška MV SR č. 121/2002 Sb., o požiarnej prevenci 17. Vyhláška MV SR č. 288/2000 Sb., ktorou sa ustanovujú technické požiadavky na požiarnu bezpečnosť pri výstavbe a při užívaní staveb 18. www.thefiremodelsurve.com 19. Zákon ČNR č. 133/1985 Sb. , o požární ochraně, ve znění pozdějších předpisů - 50 -
13 Seznamy 13.1 Seznam tabulek Tabulka 3-1 Třídy objektů .............................................................................................................. 6 Tabulka 3-2 Seznam objektů v kategorii budovy občanské výstavby............................................... 7 Tabulka 3-3 Seznam objektů v kategorii budovy pro bydlení .......................................................... 9 Tabulka 3-4 Kategorie událostí ....................................................................................................... 9 Tabulka 4-1 Rozdíl v chování osob dle pohlaví [6] ....................................................................... 14 Tabulka 5-1 Rozdělení předpisů.................................................................................................... 15 Tabulka 6-1 Šířky únikových cest dle [7] ...................................................................................... 20 Tabulka 7-1 Rychlost pohybu v závislosti na pohybové pomůcce po vodorovné komunikaci [6]... 26 Tabulka 7-2 Rychlost pohybu v závislosti na pohybové pomůcce po schodištích [6]..................... 27 Tabulka 7-3 Srovnání rychlosti pohybu......................................................................................... 27 Tabulka 7-4 Jednotková rychlost fronty osob přes vnější východy [6]........................................... 29 Tabulka 7-5 Srovnání jednotkové kapacity únikového pruhu ........................................................ 32 Tabulka 8-1 Přehled softwarových produktů pro modelování evakuace osob ................................ 35 Tabulka 8-2 Vlastnosti softwarových produktů ............................................................................. 36 Tabulka 9-1 Umístění jednotlivých učeben a jejich obsazení osobami........................................... 41 Tabulka 9-2 Vstupní hodnoty místností (uzlů) pro aplikaci EVACNET ........................................ 43 Tabulka 9-3 Vstupní hodnoty komunikací (hran) pro aplikaci EVACNET .................................... 44 Tabulka 9-4 Význam jednotlivých sloupců tabulky 9-3................................................................. 45 Tabulka 9-5 Naměřené časy doby evakuace .................................................................................. 47 Tabulka 9-6 Porovnání výsledků modelové situace ....................................................................... 47
13.2 Seznam obrázků Obrázek 4-1 Vztah mezi vlivy působících na evakuaci osob.......................................................... 11 Obrázek 7-1 Proud osob................................................................................................................ 23 Obrázek 7-2 Závislost rychlosti pohybu osoby na věku dle [6]...................................................... 26 Obrázek 7-3 Schéma tvorby oblouku před otvorem dle [11].......................................................... 32 Obrázek 8-1 Příklad 3D výstupu programu buildingExodus.......................................................... 38 Obrázek 8-2 Znázornění okna aplikace SIMULEX ....................................................................... 39
- 51 -
13.3 Seznam grafů Graf 3-1 Počet událostí s evakuací a záchranou osob za období 1999 - 2003 .................................. 5 Graf 3-2 Počet evakuovaných a zachráněných osob za období 1999 - 2003................................... 5 Graf 3-3 Počet evakuovaných osob v období 1999 - 2003 v závislosti na třídě objektu.................. 6 Graf 3-4 Počet událostí s evakuací osob v období 1999 – 2003 v závislosti na třídě objektu .......... 6 Graf 3-5 Počet evakuovaných osob za období 1999 – 2003 v budovách občanské výstavby .......... 8 Graf 3-6 Počet událostí s evakuací osob za období 1999 – 2003 v budovách občanské výstavby ... 8 Graf 3-7 Počet evakuovaných osob v období 1999 - 2003 v budovách pro bydlení........................ 9 Graf 3-8 Počet událostí s evakuací osob za období 1999 – 2003 v budovách pro bydlení............... 9 Graf 3-9 Počet evakuovaných osob v období 1999 - 2003 v závislosti na kategorii události ........ 10 Graf 3-10 Počet událostí s evakuací osob v období 1999 – 2003 v závislosti na kategorii události10 Graf 7-1 Závislost rychlosti na hustotě proudu osob za normálních podmínek.............................. 25 Graf 7-2 Závislost rychlosti na hustotě proudu osob za podmínek nebezpečí................................ 25 Graf 7-3 Závislost intenzity pohybu na hustotě proudu za normálních podmínek ......................... 30 Graf 7-4 Závislost intenzity pohybu na hustotě proudu za podmínek nebezpečí ........................... 30 Graf 7-5 Závislost jednotkové kapacity na hustotě proudu [10] .................................................... 31
- 52 -
13.4 Seznam příloh Příloha A : Statistické údaje .......................................................................................................... 54 Příloha B : Zpracování statistických údajů .................................................................................... 57 Příloha C : Příklad požárního evakuačního plánu .......................................................................... 60 Příloha D : Obsah vyhlášky města Vídně ...................................................................................... 61 Příloha E : Půdorysné schéma základní školy................................................................................ 62 Příloha F : Půdorysné schéma 3.NP budovy A1 a 2.NP budovy B................................................. 63 Příloha G : Půdorysné schéma 2.NP budovy A1 a 1.NP budovy B ................................................ 64 Příloha H : Půdorysné schéma 1.NP budovy A1........................................................................... 65 Příloha I : Grafické schéma evakuačního modelu .......................................................................... 66 Příloha J : Sestavený model pro aplikaci EVACNET .................................................................... 67 Příloha K : Příklad výstupu aplikace EVACNET .......................................................................... 69
- 53 -
Příloha A : Statistické údaje Tabulka A-1 Počet evakuovaných a zachráněných osob v období 1999 – 2003
Rok
Osoby do 15 let
1999 2000 2001 2002 2003
1546 1812 550 6350 3823
Evakuace Osoby nad Osoby 15 let celkem
3319 2949 2844 39746 10833
4857 4761 3394 46096 14656
Záchrana Osoby Osoby Osoby Události do 15 let nad 15 let celkem
595 685 555 821 475
671 775 792 2189 1120
4095 4727 4373 6903 6279
4766 5502 5165 9092 7399
Celkem
Události Osoby 3110 3521 3247 3847 4816
Události
9623 10263 8559 55188 22055
3527 3719 3625 4448 5117
Tabulka A-2 Počet evakuovaných osob v období 1999 – 2003 v závislosti na třídě objektu
Třída objektu 1 2 3 4 5 6 9
1999
2000
2001
2002
2003
Osoby Události Osoby Události Osoby Události Osoby Události Osoby Události 2282 85 1785 70 1157 75 7716 115 9876 86 958 240 1449 265 945 205 13634 341 1455 208 665 37 410 56 576 56 524 32 2034 17 0 0 0 0 0 0 0 0 2 1 904 183 635 179 468 152 625 126 1218 121 11 8 142 13 99 11 2705 69 23 10 45 43 340 102 149 56 20892 138 48 32
- 54 -
Tabulka A-3 Počet evakuovaných osob v období 1999 – 2003 v budovách občanské výstavby Skupina 1999 2000 2001 2002 2003 objektu Osoby Události Osoby Události Osoby Události Osoby Události Osoby Události 110 20 18 23 23 23 23 14 14 0 0 111 62 4 1 1 1 1 21 2 1 1 112 0 0 0 0 0 0 0 0 11 2 113 1 1 0 0 0 0 16 1 0 0 114 0 0 0 0 50 1 0 0 0 0 119 0 0 0 0 0 0 0 0 1 1 121 0 0 0 0 1 1 0 0 3 1 130 0 0 0 0 28 2 86 1 88 1 131 457 5 1253 5 19 2 1630 4 3227 16 132 900 3 4 1 415 3 488 2 2814 9 133 0 0 31 3 0 0 0 0 0 0 135 0 0 76 4 0 0 0 0 0 0 139 0 0 0 0 0 0 602 8 0 0 141 0 0 0 0 0 0 0 0 125 1 142 1 1 0 0 0 0 0 0 520 2 143 15 1 0 0 0 0 0 0 5 1 145 41 2 0 0 87 2 952 3 1240 2 149 1 1 109 1 0 0 25 3 0 0 150 15 2 6 2 31 6 1250 4 131 4 151 107 2 6 3 9 5 1 1 2 2 152 2 2 0 0 1 1 0 0 0 0 159 61 6 8 2 65 3 0 0 125 5 160 25 4 112 4 25 3 666 11 92 4 161 54 4 33 5 37 3 115 6 98 5 162 2 1 0 0 0 0 0 0 0 0 163 13 5 0 0 3 1 277 16 6 3 164 0 0 0 0 1 1 25 2 0 0 165 0 0 0 0 10 1 256 8 0 0 169 80 1 27 2 89 1 556 12 0 0 170 3 2 48 5 0 0 412 4 1049 7 171 13 4 0 0 0 0 178 3 228 6 172 148 8 27 5 44 7 4 2 30 5 180 139 5 30 2 203 4 97 3 9 3 189 124 4 16 4 14 3 13 3 64 3 190 0 0 6 1 0 0 28 1 5 2 191 0 0 0 0 0 0 4 1 0 0 199 0 0 0 0 1 1 0 0 3 1
- 55 -
Tabulka A-4 Počet evakuovaných osob v období 1999 – 2003 v budovách pro bydlení Skupina 1999 2000 2001 2002 2003 objektu Osoby Události Osoby Události Osoby Události Osoby Události Osoby Události 210 568 169 738 174 527 121 8275 132 1019 122 211 260 34 268 32 322 41 3284 83 237 44 212 76 4 2 2 3 2 54 3 23 4 213 9 4 6 3 7 3 70 12 89 9 220 42 27 380 45 78 33 1935 107 67 25 221 0 0 14 4 4 2 7 1 18 3 230 3 2 4 3 3 2 7 2 2 1 232 0 0 4 1 1 1 0 0 0 0 239 0 0 33 1 0 0 2 1 0 0
Tabulka A-5 Počet evakuovaných osob v období 1999 - 2003 v závislosti na druhu mimořádné události Mimořádná 1999 2000 2001 2002 2003 událost Osoby Události Osoby Události Osoby Události Osoby Události Osoby Události 90 189 128 164 123 166 118 192 131 1876 166 91 108 154 83 174 35 133 43 85 15 96 92 1 9 59 8 68 14 23 22 21 16 93 46 213 6 260 2 166 73 505 14 152 94 221 75 1323 104 12 115 412 67 195 38 95 0 1 0 1 0 2 0 4 0 1
- 56 -
Příloha B : Zpracování statistických údajů V roce 2003 došlo při zpracování statistiky ke změně kategorizace událostí. Před tímto rokem byly události roztříděny do 10 tříd (viz. tabulka B-1). Tyto třídy byly v novém členění rozděleny nebo sloučeny do nových skupin (viz.tabulka B-2), kterých je 23. Z tohoto důvodu jsem musel kategorie při zpracování sjednotit. Postupoval jsem následovně: a) Kategorie, které jsou zadávanými údaji i názvem stejné jsem sjednotil. b) Vyhodnotil jsem údaje zadané do kategorií, které nejsou v obou statistikách shodné a údaje sjednotil do nové nebo přiřadil do existující kategorie. c) Z poskytnutých údajů jsem vybral události, které jsou v popisu definovány jako cvičení a přiřadil je do nové kategorie. Přehled o způsobu zařazení stanovených kategorií do nových ukazuje tabulka B-3.
Tabulka B-1 Rozdělení událostí před rokem 2002 Číslo 1 3 4 5 6 7 8 9 10 11
Událost Požár Dopravní nehoda Práce na vodě Čerpání vody Olejová havárie Únik látek Technologická pomoc Technická pomoc Jiný TZ Planý poplach
- 57 -
Tabulka B-2 Rozdělení událostí po roce 2002 Číslo Událost 12 požár Dopravní nehoda 21 Dopravní nehoda - silniční 22 Dopravní nehoda - silniční hromadná Dopravní nehoda - železniční vč. 23 metra 24 Dopravní nehoda - letecká 25 Dopravní nehoda - ostatní Živelní pohroma 31 Povodeň, záplava, déšť 32 Sníh, námraza 33 Větrná smršť 34 Sesuvy půdy 35 Ostatní živelní pohromy Úniky látek 41 Únik plynu / aerosolu 42 Únik kapaliny 43 Únik ropného produktu 44 Únik pevné látky 45 Ostatní úniky Technické havárie 51 Technická havárie 52 Technická pomoc 53 Technologická pomoc 54 Ostatní pomoc 61 71 81
Radiační havárie Ostatní MU Planý poplach
- 58 -
Tabulka B-3 Rozdělení událostí do nových kategorií
1
Před rokem 2002 Požár
3
Dopravní nehoda
6
Olejová havárie
7
Únik látek
8
Technologická pomoc
9
Technická pomoc
4 5
Práce na vodě Čerpání vody
10
Jiný TZ
11
Planý poplach
12 21 22 23 24 25
Po roce 2002 Požár Dopravní nehoda - silniční Dopravní nehoda - silniční hromadná Dopravní nehoda - železniční vč. metra Dopravní nehoda - letecká Dopravní nehoda - ostatní
41 42 43 44 45 71 53 51 52 31 32
Únik plynu Únik kapalin Únik ropného produktu Únik pevné látky Ostatní úniky Ostatní zásahy Technologická pomoc Technická havárie Technická pomoc Povodeň, záplava, déšť Větrná smršť
54 71 81
Technický zásah - ostatní Ostatní zásahy Planý poplach Výběr dat
- 59 -
90
Má kategorie Požár
91
Dopravní nehoda
92
Únik látek
93
Technický zásah
94
Jiný zásah
95 96
Planý poplach Cvičení jednotek PO
Příloha C : Příklad požárního evakuačního plánu
- 60 -
Příloha D : Obsah vyhlášky města Vídně Všeobecná část → → → → →
Definice Co je to divadelní komise První pomoc Bezpečnost – policie Povinnosti majitele místa pořádání akce
Technická část → Únikové cesty – šířky únikových cest → Východy – počty východů → Schody a schodiště – požadavky na schodiště → Místa k sezení a ke stání – uspořádání míst, požadavky na jejich konstrukci → Uspořádání stolů – uspořádání stolů → Šatny pro diváky → Sociální zařízení → Šatny zaměstnanců → Vozičkáři → Osvětlení – nouzové osvětlení – provozní osvětlení → Zákaz kouření → Uskladnění hořlavých tekutin → Používání materiálu – zákaz používání hořlavých materiálů → Protipožární zařízení – PHP – jiné prostředky k hašení požáru – hydranty – EPS – přímo na hasiče – Požární hlídka → Mechanická zařízení → Zákaz zvířat → Zákaz vstupu pro návštěvníky → Organizační struktura → Uskladnění → Služební místa na scéně → Železná opona → Kouřové klapky – plocha klapek musí být rovna 1\20 plochy scény (1\40 plochy sálu) → Úkoly zaměstnanců → Scénické efekty → Zástupce magistrátu - 61 -
Příloha E : Půdorysné schéma základní školy
- 62 -
Příloha F : Půdorysné schéma 3.NP budovy A1 a 2.NP budovy B
- 63 -
Příloha G : Půdorysné schéma 2.NP budovy A1 a 1.NP budovy B
- 64 -
Příloha H : Půdorysné schéma 1.NP budovy A1
- 65 -
Příloha I : Grafické schéma evakuačního modelu
- 66 -
Příloha J : Sestavený model pro aplikaci EVACNET EN WP1.5,044,17 WP2.5,043,00 WP3.5,042,17 HA1.5,028,00 HA2.5,037,00 HA3.5,017,00 SW1.5,015,00 WP1.4,056,20 HA1.4,114,00 HA2.4,006,00 SW1.4,015,00 WP1.3,044,21 WP2.3,043,22 WP3.3,042,21 HA1.3,028,00 HA2.3,037,00 HA3.3,017,00 SW1.3,015,00 HA1.2,012,00 HA2.2,080,00 HA3.2,030,00 SW1.2,015,00 WP1.1,044,00 WP2.1,043,17 WP3.1,042,12 HA1.1,028,00 HA2.1,037,00 HA3.1,017,00 DS1.2 END EA WP1.5-HA1.5,06,3 WP2.5-HA2.5,06,3 WP3.5-HA3.5,06,2 HA1.5-HA2.5,19,3 HA2.5-HA3.5,19,3 HA3.5-SW1.5,07,2 SW1.5-HA2.4,07,2 WP1.4-HA1.4,07,6 HA1.4-HA2.4,19,5 HA2.4-SW1.4,07,2 SW1.4-HA3.3,07,2 WP1.3-HA1.3,06,3 WP2.3-HA2.3,06,3 WP3.3-HA3.3,06,2 HA1.3-HA2.3,19,3 - 67 -
HA2.3-HA3.3,19,3 HA3.3-SW1.3,07,2 SW1.3-HA1.2,07,2 HA1.2-HA2.2,14,6 HA2.2-HA3.2,10,5 HA3.2-DS1.2,10,1 WP1.1-HA1.1,06,3 WP2.1-HA2.1,06,3 WP3.1-HA3.1,06,2 HA1.1-HA2.1,19,3 HA2.1-HA3.1,19,3 HA3.1-SW1.2,06,2 SW1.2-HA2.2,06,2 END
- 68 -
Příloha K : Příklad výstupu aplikace EVACNET EVACNET+ SUMMARY OF RESULTS FOR MODEL ID 'ZS MICHALKOVICE, VERZE SKUTECNY STAV' 36 TIME PERIODS TO EVACUATE BUILDING ( 180 SECONDS) 33 TIME PERIODS FOR UNCONGESTED BUILDING EVACUATION ( 165 SECONDS) 1.1 CONGESTION FACTOR (RATIO OF BUILDING EVACUATION TIME TO UNCONGESTED BUILDING EVACUATION TIME) 24.8 AVERAGE # OF PERIODS FOR AN EVACUEE TO EVACUATE ( 124 SECONDS) 4.1 AVERAGE NUMBER OF EVACUEES PER TIME PERIOD 147 NUMBER OF SUCCESSFUL EVACUEES 90 MAXIMUM # OF TIME PERIODS ALLOWED FOR EVACUATION ( 450 SECONDS) 54 UNNECESSARY TIME PERIODS ( 270 SECONDS)
TOTAL ARC MOVEMENT: TOTAL MOVEMENT THROUGH AN ARC BY ARC FOR MODEL ID 'ZS MICHALKOVICE, VERZE - SKUTECNY STAV'
ARC
# OF PEOPLE % OF NUMBER MOVING THROUGH ARC OF EVACUEES
HA01.001-HA02.001 HA02.001-HA03.001 HA03.001-SW01.002 WP01.001-HA01.001 WP02.001-HA02.001 WP03.001-HA03.001 HA01.002-HA02.002 HA02.002-HA03.002 HA03.002-DS01.002 SW01.002-HA02.002 HA01.003-HA02.003 HA02.003-HA03.003 HA03.003-SW01.003 SW01.003-HA01.002 WP01.003-HA01.003 WP02.003-HA02.003 WP03.003-HA03.003 HA01.004-HA02.004 HA02.004-SW01.004 SW01.004-HA03.003
0 17 29 0 17 12 118 147 147 29 21 43 118 118 21 22 21 20 54 54
.00% 11.56% 19.73% .00% 11.56% 8.16% 80.27% 100.00% 100.00% 19.73% 14.29% 29.25% 80.27% 80.27% 14.29% 14.97% 14.29% 13.61% 36.73% 36.73% - 69 -
WP01.004-HA01.004 HA01.005-HA02.005 HA02.005-HA03.005 HA03.005-SW01.005 SW01.005-HA02.004 WP01.005-HA01.005 WP02.005-HA02.005 WP03.005-HA03.005
20 17 17 34 34 17 0 17
13.61% 11.56% 11.56% 23.13% 23.13% 11.56% .00% 11.56%
BOTTLENECKS: IDENTIFICATION OF BOTTLENECK ARCS FOR MODEL ID 'ZS MICHALKOVICE, VERZE - SKUTECNY STAV' ARC # OF TIME PERIODS TOTAL BOTTLENECK SPECIFICATION ARC IS A BOTTLENECK MAGNITUDE WP02.001-HA02.001 WP03.001-HA03.001 HA02.002-HA03.002 SW01.002-HA02.002 HA03.003-SW01.003 WP02.003-HA02.003
1 2 1 1 5 3
3 3 1 2 15 21
- 70 -
