Modelowanie ewakuacji z budynków wysokościowych oparte na modelu kontroli natężenia

Modelowanie ewakuacji z budynków wysokościowych oparte na modelu kontroli natężenia (Modeling the emergency evacuation of the high rise building based on the control volume model), Guan-Yuan Wu, Hao-Chang Huang, Safety Science 73 (2015), s. 62-72

Tematykę modelowania ewakuacji podjęto również w Tajwanie. Tamtejsi naukowcy zajęli się nią w kontekście budynków wysokich i wysokościowych. Do symulacji wykorzystali model kontroli natężenia. Traktuje on każdą osobę ewakuującą się jako niezależną cząsteczkę w ruchu. W symulacjach pozwala uwzględnić indywidualne zachowania ludzi, którzy na przykład tłoczą się w pobliżu wyjść ewakuacyjnych oraz innych przewężeń. Wstępne rezultaty zastosowania tego modelu dowodzą znacznej spójności z metodami sugerowanymi przez NFPA (ang. National Fire Protection Assiciation) w USA.

W badaniach wykonano symulację komputerową ewakuacji dziewięciopiętrowego obiektu biurowego, którego projekt został wykonany zgodnie z przepisami NFPA. Na każdej kondygnacji znajdowało się 10 pomieszczeń biurowych. Cztery z nich miały po 97,2 m2, dwa po 136,08 m2, a pozostałe po 183,6 m2. Zostały rozmieszczone symetrycznie wzdłuż korytarza o szerokości 2,134 m, zakończonego po obu stronach wyjściami ewakuacyjnymi (o szerokości efektywnej 0,61 m i przepływie właściwym 1,30 os./(s x m)) prowadzącymi na wydzielone zewnętrzne klatki schodowe. Założono, że na każdej kondygnacji znajduje się 300 osób.

Scenariusz symulacji składał się z pięciu następujących bezpośrednio po sobie etapów: 1 - opuszczanie pomieszczeń i przemieszczanie się do wyjść ewakuacyjnych, 2 - schodzenie klatką schodową na niższą kondygnację, 3 - mieszanie się osób schodzących z kondygnacji wyższej z osobami znajdującymi się aktualnie na kondygnacji niższej, 4 - tworzenie się tłumu o maksymalnej dopuszczalnej pojemności na klatce schodowej (wysokość pięter 3,66 m, szerokość efektywna 0,813 m, przepływ właściwy 1,01 os./(s x m)), 5 - przemieszczanie się ludzi w tłumie aż do całkowitego opróżnienia budynku. Podczas symulacji uwzględniono różne parametry ruchu ewakuujących się.

W artykule można znaleźć opis założeń teoretycznych symulacji, wzory pozwalające obliczać parametry dla poszczególnych etapów symulacji, rysunki schematu blokowego modelu kontroli natężenia. Wyniki badań zostały przedstawione w formie tabel zbiorczych i wykresów czasów ewakuacji jako funkcji liczby osób oczekujących na poszczególnych kondygnacjach.

Bryg. dr inż. Waldemar Jaskółowski, mł. kpt. dr inż. Paweł Gromek i mł. kpt. Szymon Ptak są pracownikami Szkoły Głównej Służby Pożarniczej.