WCBE a DCBE. Obliczanie Wymaganego i Dostępnego Czasu Bezpiecznej Ewakuacji według standardu BS oraz wytycznych CFPA-E

Transkrypt

1 Obliczanie Wymaganego i Dostępnego Czasu Bezpiecznej Ewakuacji według standardu BS oraz wytycznych CFPA-E mł. bryg. dr inż. Mariusz Pecio mariusz.pecio@gmail.com Tel: () WCBE a DCBE Wymagany Czas Bezpiecznej Ewakuacji WCBE (ang. RSET - Required Safety Egress Time) - czas od momentu powstania pożaru do momentu zakończenia ewakuacji. Dostępny Czas Bezpiecznej Ewakuacji DCBE (ang. ASET - Available Safety Egress Time) - czas od momentu powstania pożaru do momentu przekroczenia parametrów krytycznych. Obliczenia WCBE Obliczenia WCBE 1

2 Obliczenia WCBE W celu wykonania obliczeń należy przeanalizować dwa przypadki: 1. Przypadek, gdzie w analizowanym obszarze występuje zagęszczenie osób na poziomie 1/3 założonej projektowo liczby osób.. Przypadek, w którym w analizowanym obszarze występuje maksymalna projektowa liczba osób. 1. Czas detekcji Czas detekcji zależy od: Charakterystyki budynku Przyjętego scenariusza rozwoju pożaru Zastosowanego systemu detekcji Występujących w danej strefie czujek pożarowych Jeśli budynek posiada system sygnalizacji pożarowej SSP z prawidłowo dobranymi czujkami pożarowymi bezpiecznie jest przyjmować czas detekcji na poziomie 90 sekund.. Czas alarmowania 3. Czas reakcji Czas alarmowania zależy od (PD , dotyczy BS) poziomu alarmowania: Poziom A1 (alarmowanie jednostopniowe), t al = 0 Poziom A (alarmowanie dwustopniowe), t al = s Poziom A3 (alarmowanie manualne), t al = 0 W warunkach krajowych można przyjmować wartości wynikające z wariantu alarmowania w systemie SSP. Wariant alarmowania jednostopniowy: t al = 0, wariant alarmowania dwustopniowy: t al = t 1 + t (najczęściej 30 s + min. 180 s). Czas reakcji zależy od (PD , dotyczy BS) : Kategorii zachowań (A, B1, B, C i, C ii, C iii, D, E) Poziomu alarmowania (A1, A, A3) Poziomu złożoności obiektu (B1, B, B3) Poziomu zarządzania (M1, M, M3)

3 3.1. Czas reakcji. Kategorie zachowań 3.. Czas reakcji. Poziom alarmowania Kategoria Czujność Zaznajomienie Gęstość Pomieszczenia Przykłady A Czuwający Zaznajomieni Mała Jedno lub wiele Biuro, przemysłowe B1 Czuwający Niezaznajomieni Duża Jedno lub kilka Sklep, restauracja, B Czuwający Niezaznajomieni Duża Jedno z punktem centralnym kino, teatr Ci Śpiący Zaznajomieni Mała Kilka Mieszkalne, Cii Zarządzani Zaznajomieni Mała Kilka hotelowe, apartamentowce Ciii Śpiący Niezaznajomieni Mała Wiele Hotel, hostel D Opieka Niezaznajomieni Mała Wiele Medyczne E Transport Niezaznajomieni Duża Wiele Dworzec, lotnisko Poziom A1 (alarmowanie jednostopniowe), t al = 0 Poziom A (alarmowanie dwustopniowe), t al = s Poziom A3 (alarmowanie manualne), t al = 0 W warunkach krajowych można przyjmować wartości wynikające z wariantu alarmowania w systemie SSP. Wariant alarmowania jednostopniowy: t al = 0, wariant alarmowania dwustopniowy: t al = t 1 + t (najczęściej 30 s + min. 180 s) Czas reakcji. Poziom złożoności obiektu 3.4. Czas reakcji. Poziom zarządzania obiektem B1 - nieskomplikowany budynek, prosty regularny kształt, jednokondygnacyjny, z jednym lub kilkoma pomieszczeniami - np. supermarket B - nieskomplikowany, wielokondygnacyjny budynek, prosty budynek, wiele pomieszczeń, z jasnym układem komunikacji np. biurowiec B3 - duży, skomplikowany budynek, kompleks połączonych budynków - np. starsze hotele lub centra handlowe M1 - użytkownicy i obsługa dobrze przeszkolona, regularne ćwiczenia przeciwpożarowe i ewakuacyjne, wysoki stopień zabezpieczeń przeciwpożarowych, system sygnalizacji pożaru i dźwiękowy system ostrzegania M - nieco niższy poziom niż M1, możliwa nieobecność zewnętrznych audytów, brak obsługi na każdym piętrze, system sygnalizacji pożaru M3 - standardowe wyposażenie i przeszkolenie (minimalny, akceptowalny poziom), możliwy system alarmowy manualny 3

4 3.. Czas reakcji. Tabela 3.. Czas reakcji. Tabela Kategorie scenariuszy i modyfikacje A: czuwający i zaznajomieni Pierwsi użytkownicy Ostatni użytkownicy Kategorie scenariuszy i modyfikacje C i : śpiący i zaznajomieni Pierwsi użytkownicy Ostatni użytkownicy M1 B1-B A1-A 0, 1 M B1 A1 M B1-B A1-A 1 M3 B1 A3 M3 B1-B A1-A3 B: czuwający i niezaznajomieni M1 B1 A1-A M B1 A1-A M3 B1 A1-A3 0, 1 3 C ii : śpiący i zaznajomieni z zarządzaniem M1 B A1-A M B A1-A M3 B A1-A Czas reakcji. Tabela 3.. Czas reakcji. Tabela Kategorie scenariuszy i modyfikacje C iii : śpiący i niezaznajomieni M1 B A1-A M B A1-A M3 B A1-A3 D: opieka medyczna, czuwający i niezaznajomieni M1 B1 A1-A M B1 A1-A M3 B1 A1-A3 Pierwsi użytkownicy 1 0 0, 1 Ostatni użytkownicy Kategorie scenariuszy i modyfikacje D: opieka medyczna, śpiący i niezaznajomieni M1 B A1-A M B A1-A M3 B A1-A3 E: transport, czuwający i niezaznajomieni M1 B3 A1-A M B3 A1-A M3 B3 A1-A3 Pierwsi użytkownicy > 1, Ostatni użytkownicy 0 4 4

5 3.. Czas reakcji. Tabela 4. Czas przemieszczania (I) Kategorie scenariuszy i modyfikacje D: opieka medyczna, śpiący i niezaznajomieni M1 B A1-A M B A1-A M3 B A1-A3 E: transport, czuwający i niezaznajomieni M1 B3 A1-A M B3 A1-A M3 B3 A1-A3 Pierwsi użytkownicy > 1, Ostatni użytkownicy 0 4 W pierwszym przypadku na czas ewakuacji wpływ będzie miał czas reakcji ostatniej grupy użytkowników budynku, czyli czas po jakim ostatni użytkownicy zdecydują się na rozpoczęcie przemieszczania się do drogi ewakuacyjnej i na zewnątrz budynku. = ś - czas detekcji - czas alarmowania ("#$ ) - czas reakcji ostatnich użytkowników &'ś - czas przejścia po drodze ewakuacyjnej 4. Czas przemieszczania (II) Przykład obliczeniowy - charakterystyka budynku W drugim przypadku kluczową rolę będzie odgrywał czas reakcji pierwszych użytkowników, którzy zdecydują się na rozpoczęcie ewakuacji oraz czas przejścia przez fragmenty drogi ewakuacyjnej, w których może występować efekt tworzenia się kolejek (zatorów). = + + ( ( + ś + ł*(+ ) - czas detekcji - czas alarmowania (&,# ) - czas reakcji pierwszych użytkowników &'ś - czas przejścia po drodze ewakuacyjnej &'&ł-,. - czas przepływu przez przeszkody, gdzie może występować kolejkowanie Budynek jest typowym dwukondygnacyjnym motelem, przybudowanym do istniejącego budynku usługowego (rzuty kondygnacji pokazano na kolejnych slajdach). Z uwagi na niespełnione wymagania w zakresie dopuszczalnej długości dojścia ewakuacyjnego, został wyposażony w system sygnalizacji pożarowej SSP z sygnalizatorami akustycznymi. Zadaniem studium przypadku jest obliczenie Wymaganego Czasu Bezpiecznej Ewakuacji (WCBE) według standardu BS.

6 Przykład obliczeniowy - charakterystyka budynku Przykład obliczeniowy - rzuty budynku (piętro) przeznaczenie budynku ZL V wysokość 8,66 m liczba klatek schodowych 1 liczba użytkowników na piętrze 4 szerokość korytarza 1,8 m długość korytarza do wyjścia na klatkę schodową 3,38 m szerokość drzwi na klatkę schodową 1,34 m szerokość spocznika 1, m szerokość biegu 1,3 m długość drogi na klatce schodowej (część pozioma),1 m długość drogi na klatce schodowej (schody) 8,4 m szerokość wyjścia na zewnątrz budynku 1,64 m Przykład obliczeniowy - rzuty budynku (parter) Przypadek 1 Przykład obliczeniowy - obliczenia = + + ( + ś ) &'ś = / 0 = = 1,4 1 # 0 &"' "1 = =? = A? = 0,66 CD E:EF? A = 0, E:EF? C D 0 &"' "1 = 1,1 C : = = 1,16 1 # 0 #;"- = =? = A? = 0,66 CD E:EF? A = 0, E:EF? C D 0 #;"- = 1,01 C : 3,38 +,1 &'ś (&"' "1) = = 7,67: 1,1 &'ś (#;"-) = 8,4 1,01 = 8,16: 6

7 Przykład obliczeniowy - obliczenia Przykład obliczeniowy - obliczenia Przypadek = + + ( ( + ś + ł*(+ ) &'&ł-,. = H I J H = 4 E:EFK WYNIKI Przypadek 1 ś = PQ,RP = ST + T + (UVTT + PQ,RP) I = 1,3 "#"L # 1 J (M) = 1,34 0,1 = 1,19C J (',$ą') = 1,64 0,1 = 1,49C 4 &'&ł-,. = 1,3 1, ,3 1,49 = 7,48: = UQUQ,RP VU,XY Przypadek ł*(+ = UZ,VR = ST + T + (XUTT + PQ,RP + UZ, VR) = XU[P,PX UX, TQY Jaki będzie czas reakcji pierwszych/ostatnich użytkowników? Czy po 0/40 min? (obiekt Ciii) Czy po rozpoczęciu działań przez jednostki PSP? (przykładowy czas dojazdu 9 min) 3. Czas reakcji - inne podejście 4. Czas przemieszczania - teoria a rzeczywistość Scenariusz Badania rzeczywiste Czas przemieszczania się [s] Obliczenia analityczne Program Pathfinder Scenariusz nr ,43 91,1 Scenariusz nr 79, 6,71 90,3 Scenariusz nr 3 73, 9,9 9,7 Scenariusz nr ,03 47,3 Scenariusz nr 81, 7,11 99,8 Scenariusz nr ,84 10,3 7

8 Szacowanie DCBE Szacowanie DCBE - utrata odporności ogniowej W praktyce oceniając DCBE bierze się w szczególności pod uwagę następujące parametry zagrożenia: zadymienie, wzrost temperatury, utrata parametrów odporności ogniowej przez elementy budowlane. Dla budynków o prostej konstrukcji i niewielkiej powierzchni strefy pożarowej istnieje możliwość zastosowania kryterium utraty odporności ogniowej przez elementy budynku. Przy założeniu odporności ogniowej, np.: Głównej konstrukcji nośnej REI 10 Ścian wewnętrznych EI 30 Przewodów elektrycznych w urządzeniach ppoż. PH 90 Obudowy klatki schodowej REI 60 Drzwi do pomieszczeń i na klatkę schodową EI 30 Można, po potwierdzeniu przez szczegółową analizę zagrożeń, założyć Dostępny Czas Bezpiecznej Ewakuacji na poziomie 30 minut (konieczny odpowiedni margines bezpieczeństwa). Szacowanie DCBE Jako kryterium krytyczne określające DCBE przyjmuje się parametr zagrożenia, którego wystąpienie następuje w najkrótszym czasie. Istotną kwestię stanowi przyjęcie granicznych wartości temperatury oraz parametrów związanych z zadymieniem. W literaturze przedmiotu jako graniczne parametry bezpiecznej ewakuacji przyjmuje się wystąpienie na wysokości mniejszej lub równej 1,8 m: temperatury powyżej 60 o C, zadymienia ograniczającego widzialność krawędzi elementów budowlanych i drzwi poniżej m. Szacowanie DCBE W celu określenia DCBE można stosować następujące narzędzia: dane empiryczne, uzyskane np. na podstawie przeprowadzonych testów w skali rzeczywistej lub badań laboratoryjnych, dane normatywne określone w przepisach przeciwpożarowych i standardach technicznych (np. Polskich Normach, NFPA, itd.), modele obliczeniowe w zakresie przyrostu temperatury w pomieszczeniu i wzrostu zadymienia, komputerowe programy symulacyjne. 8

9 Szacowanie DCBE - symulacje komputerowe Komputerowe programy symulacyjne pozwalają na precyzyjne odzwierciedlenie w czasie opisywanych wcześniej zjawisk towarzyszących pożarom: zadymienia i temperatury. Liczba przeanalizowanych przypadków ogranicza się z reguły do kilku wybranych scenariuszy. Scenariusze te są efektem zastosowania metody intuicyjnej bazującej na doświadczeniu eksperckim zespołu projektowego. Czy w obliczu bardzo dużej różnorodności i niepewności związanej ze zjawiskiem pożaru jest to podejście właściwe? Intuicja podpowiada, że nie zawsze. Szacowanie DCBE - oczekiwane wyniki Należy założyć, że prawidłowo przeprowadzona analiza bezpieczeństwa powinna uwzględniać rozkłady prawdopodobieństwa wartości parametrów, a nie zawężać się do wybranych arbitralnie, nawet przez doświadczonych ekspertów, wartości. Wynikiem natomiast takiej analizy nie powinien być jeden wynik a rozkład wartości jego prawdopodobieństwa. Przykładowo czas dostępny na ewakuacje nie powinien przyjmować wartości 3 min, a rozkład prawdopodobieństwa mówiący, ze w 90% będzie on dłuższy niż 3 min. Szacowanie DCBE - metoda Krasuskiego i Kubicy Szacowanie DCBE - metoda Krasuskiego i Kubicy Obliczenie rozkładu parametrów wyjściowych przy znajomości rozkładów parametrów wejściowych jest analitycznie trudne do wykonania. Jednakże możliwe jest dość dobre przybliżenie tych prawdopodobieństw przy wykorzystaniu metod numerycznych. Jednym z takich podejść jest metoda Monte Carlo, która została wykorzystana do opracowania metodologii szacowania ryzyka pożarowego, w tym do porównywania rozkładów czasów WCBE i DCBE. 9

10 Szacowanie DCBE - metoda Krasuskiego i Kubicy Szacowanie DCBE - metoda Krasuskiego i Kubicy Przykład: Przeprowadzono modelowanie w układzie pomieszczeń zaprezentowanym na rysunku. Przyjęto najbardziej niekorzystny układ aranżacyjny, w którym pomieszczenia przylegają do korytarza o długości 40 m, nieobudowanego i nieoddymianego. Podsumowanie DZIĘKUJĘ ZA UWAGĘ I PROSZĘ O ZADAWANIE PYTAŃ.