Уточнение подхода к определению вероятности эвакуации людей из зданий при расчете индивидуального пожарного риска

Каков физический смысл нормативного значения индивидуального пожарного риска в зданиях – 10-6 в год? Ответ можно сформулировать так: это предельно допустимое количество погибших на рассматриваемом объекте от пожаров в течение года. Предположим, функционирует 1 млн. однотипных зданий. В течение года во всех этих объектах в результате пожаров допускается гибель не более 1 человека. То есть на 1 здание должно приходиться не более 10-6 смертей в год. Или такая интерпретация. В рассматриваемом здании в результате пожаров допускается не более 1 гибели в течение 1 млн. лет. Значит, в течение года в здании должно произойти не более 10-6 смертей.

Как видно, в обоих случаях речь идет о предельно допустимом количестве погибших на объекте. То есть определение количества погибших в результате пожара является первостепенной задачей. Это следует и из самого понятия индивидуального пожарного риска. Ведь слово «индивидуальный» предполагает опасность, которая угрожает отдельно взятому индивиду. Особенно ярко это подчеркивается в

Методике [3], где индивидуальный пожарный риск определяется для каждой единицы штатной должности предприятия. И это справедливо, ведь разные должности характеризуются разным уровнем опасности. В Методике [2] таких разграничений не делается, потому что в общественных зданиях все посетители находятся в равных условиях. Но, тем не менее, вопрос ориентирования на индивида и здесь не должен терять приоритета. Иначе пожарный риск не будет индивидуальным.

Однако алгоритмы оценки индивидуального пожарного риска в зданиях (общественных или производственных), описанные в Методиках [2] и [3], не всегда учитывают количество погибших людей. Оба указанных алгоритма в качестве промежуточной стадии имеют расчет вероятности эвакуации Р э . И на этой стадии согласно Методикам [2] и [3] является неважным, сколько именно людей не смогло эвакуироваться, то есть погибло в результате пожара. Считается, что, если все люди успели вовремя самостоятельно покинуть опасную зону, то вероятность эвакуации Р _э = 0,999. Но если один или несколько человек не успели эвакуироваться, то вероятность эвакуации принимается равной Р _э = 0 [2] или Р _э = 0,001 [3]. То есть не делается различий между гибелью одного человека и гибелью нескольких человек.

Таким образом, в методиках расчета индивидуального пожарного риска в зданиях, как выясняется, нет ориентации на отдельного человека, на индивида. Получается, что, определяя индивидуальный пожарный риск по Методикам [2] и [3], мы определяем нечто иное. Что?

Фактически мы определяем годовую частоту пожаров с гибелью людей. Выходит, что если расчетное значение индивидуального пожарного риска в здании по Методикам [2] или [3] получилось равным, например, 10 " ⁷ в год, то это еще не означает, что в здании возможна гибель одного человека в течение 10 млн. лет, или что в 10 млн. подобных зданий в течение года возможна одна гибель. Нет. Ведь нет гарантии, что значение 10 " ⁷ в год получено в расчете на одну гибель. То есть даже при возникновении 100 летальных исходов индивидуальный пожарный риск по Методикам [2] и [3], все равно, получится равным 10 " ⁷ в год. Но если бы индивидуальный пожарный риск был определен корректно, то он получился бы в 100 раз больше, то есть составил не 10 " ⁷, а 10 " ⁵ в год.

Для исправления ситуации необходимо скорректировать формулу для расчета вероятности эвакуации Р э . Она должна определять вероятность эвакуации каждого человека, находящегося в здании. Но тогда необходимо, чтобы математические модели, описывающие движение людей, позволяли определять время эвакуации каждого отдельного человека. И здесь выясняется, что две из трех математических моделей, которые сегодня наиболее широко применяются для описания процесса движения людей, - упрошенная аналитическая модель движения людского потока и имитационно-стохастическая модель движения людских потоков

- в принципе не могут учитывать движение отдельного человека: они описывают только движение усредненных людских потоков.

Нужный подход заложен лишь в математической модели индивидуально-поточного движения людей (которую сегодня, по всей видимости, почти никто не использует). При использовании данной математической модели расчет вероятности эвакуации Р _э , k отдельного к -го человека мог бы осуществляться в автоматическом режиме с помощью ЭВМ как дополнительная ступень после расчета времени эвакуации к -го человека. Для этого должно быть заранее известно время блокирования эвакуационного выхода (участка пути) опасными факторами пожара. Тогда для к -го человека, проходящего через конкретный участок, вероятность эвакуации могла бы определяться по формуле:

0,999, если tpk + tнэ,к < 0,8tбл и С < 6 мин, ск Рэк 0-8tбл -1рк t , , если tPk < 0,8tбл < tPk +t нэ,к и  tск < 6 мин,             (1) нэ ,k 0,000, если t^ > 0,8t6jI или tск > 6 мин, где tр,к - расчетное время эвакуации к-го человека, мин;

t _нэ , _к - время начала эвакуации к -го человека, мин;

t _бл — время блокирования путей эвакуации опасными факторами пожара, мин;

t ск - время существования скоплений людей на участках пути, мин.

При использовании данного подхода можно было бы в автоматическом режиме определять количество Л _л летальных исходов, то есть количество людей, которые не смогли эвакуироваться, а значит, погибли. Величина N л должна непосредственно влиять на уровень индивидуального пожарного риска, и ее необходимо было бы включить в формулу для его расчета. То есть для рассматриваемого сценария пожара должно иметь место выражение:

Q b , k = Q n ( 1 - К „ ) Р р ( 1 - Р эк ) N л ( 1 - К _м ) ,

где Q _п - частота возникновения пожара в здании в течение года;

K _ап - коэффициент, учитывающий соответствие установок автоматического пожаротушения требованиям нормативных документов по пожарной безопасности;

Р пр - вероятность присутствия людей в здании;

N - количество летальных исходов при пожаре;

K п.з - коэффициент, учитывающий соответствие системы противопожарной защиты, направленной на обеспечение безопасной эвакуации людей при пожаре, требованиям нормативных документов по пожарной безопасности.

Корректировка выражения для расчета вероятности эвакуации и его применение в виде (1), а также введение величины N л в формулу для индивидуального пожарного риска и проведение расчетов по формуле (2), позволит избежать тех недооценок пожарной опасности объекта, о которых говорилось выше.

Исходя из вышеизложенного, считаем, что более правильным было бы исключить из Методик [2] и [3] математические модели, описывающие движение людских потоков. Ведь Методики [2] и [3] предназначены для расчета индивидуального пожарного риска и должны быть ориентированы на отдельных людей, а не на людские массы. Конечно, людские потоки рассматриваться должны, но только не как объект исследования, а как фактор, который влияет на движение отдельно взятого человека.

Тем не менее, в исключительных случаях, математические модели движения людских потоков применяться могут. Например, они могут использоваться в случае, когда поток состоит из одного человека, что характерно, в основном, для производственных объектов. Второй случай применения данных моделей - добиваться таких конструктивных и планировочных решений в здании, при которых время эвакуации t _р + t _нэ людей будет гарантированно меньше (с запасом) времени блокирования t _бл, чтобы речь о летальных исходах даже не заходила, то есть, чтобы обеспечивалась вероятность эвакуации, равная Р _э = 0,999 (хотя, конечно, значение 0,999 априори предполагает существование вероятности летального исхода, причем независимо от созданных в здании условий для эвакуации, но этот недостаток методики в данной статье не рассматривается). Кстати, именно второй вариант в настоящее время господствует в практике: органы государственной экспертизы, как правило, требуют, чтобы расчет индивидуального пожарного риска базировался на выполнении условия обеспечения эвакуации, то есть чтобы в здании были приняты такие решения, при которых вероятность эвакуации Р э = 0,999.

Таким образом, существует возможность достаточно просто повысить точность расчета величины индивидуального пожарного риска, прежде всего, в общественных зданиях. Для этого необходимо предусмотреть ориентацию Методики [2] на отдельного человека путем отказа от математических моделей движения людских потоков.