Analiza wpływu gęstości rozmieszczenia wyjść ewakuacyjnych na bezpieczeństwo ludzi podczas pożaru w tunelach drogowych z systemem wentylacji wzdłużnej

• Autorzy: Schmidt-Polończyk N.

Identyfikatory

DOI

10.12845/bitp.44.4.2016.14

Warianty tytułu

EN

An Analysis of the Location of Emergency Exits as a Factor Impacting on Human Safety under Fire Conditions in Road Tunnels with the Longitudinal Ventilation System

• Języki publikacji: PL EN

Abstrakty

PL

Cel: Celem artykułu jest przedstawienie rezultatów studium wybranych aktów prawnych na świecie w zakresie odległości pomiędzy wyjściami ewakuacyjnymi w tunelach drogowych oraz wyników weryfikacji wybranych obostrzeń na drodze badań modelowania numerycznego dla przyjętego scenariusza pożarowego. Wprowadzenie: W artykule poruszono tematykę gęstości rozmieszczenia wyjść ewakuacyjnych, która znacząco wpływa na czas prowadzonych podczas pożaru w tunelu drogowym działań samoratowniczych, a co za tym idzie na bezpieczeństwo podczas ewakuacji. Rozmieszczenie wyjść ewakuacyjnych reguluje w Polsce Rozporządzenie Ministra Transportu i Gospodarki Morskiej z dnia 30 maja 2000 r. w sprawie warunków technicznych, jakim powinny odpowiadać drogowe obiekty inżynierskie i ich usytuowanie (Dz.U. Nr 63, poz. 735 z późn. zm.). Według przedmiotowego rozporządzenia odległość ta nie powinna przekraczać 500 m, co w świetle wybranych aktów legislacyjnych na świecie jest jednym z najmniej rygorystycznych wymagań. Odległość pomiędzy wyjściami ewakuacyjnymi zależy od wielu czynników, z których najważniejsze to: rodzaj pojazdów korzystających z tunelu, natężenie ruchu, wentylacja, moc pożaru, system wykrywania pożaru oraz parametry geometryczne tunelu. Rozbieżności w aktach prawnych stanowią podstawę do rozwijania podjętej tematyki badawczej. Metodologia: W artykule przeprowadzono analizę wybranych aktów prawnych na świecie oraz badania modelowania numerycznego w celu sprawdzenia bezpieczeństwa podczas ewakuacji dla przyjętych wariantów wyjść ewakuacyjnych. Wyznaczono czas osiągnięcia krytycznego stanu środowiska w tunelu oraz sprawdzono, czy po jego upływie w tunelu znajdują się ludzie. W tym celu wykorzystano dwa narzędzia: program Fire Dynamic Symulator do oszacowania czasu osiągnięcia krytycznego stanu środowiska oraz program Pathfinder do wyznaczenia czasu ewakuacji. Wnioski: Wyniki przeprowadzonej analizy numerycznej dowodzą, że nie jest możliwe zapewnienie bezpieczeństwa podczas działań samoratowniczych w tunelu drogowym o długości ≥ 1500 m, gdy nie ma w nim wyjść ewakuacyjnych lub gdy są rozmieszczone co 500 m. Dla rozważanego scenariusza pożarowego oraz przy założeniu, że czas detekcji i alarmu jest równy 120 s, odległość między wyjściami, przy której możliwe jest przeprowadzenie bezpiecznej ewakuacji z tunelu w przypadku pożaru wynosi 250 m. Ponadto określenie odległości między wyjściami ewakuacyjnymi w danym tunelu drogowym każdorazowo powinno być poprzedzone analizą ryzyka na etapie projektowym.

EN

Objective: This study examines the results of studies of selected worldwide legal acts stipulating the distances between escape routes in road tunnels, as well as the results of the verification of selected legal restrictions resulting from numerical model simulations of hypothesised fire scenarios. Introduction: The issues of the distances between escape routes’ significantly affecting the timing of self-rescue activities during fires in road tunnels, and related safety matters during evacuation activities, are described in the present study. These distances are controlled in Poland by the Regulation of the Ministry of Transport, Construction and Maritime Economy of 30 May 2000 on the technical conditions of road engineering objects and their locations (Journal of Laws No. 63, item 735, as amended). According to the Regulation in question, the distance between escape routes should not exceed 500 m, which, in the light of worldwide legislative acts, is one of the least rigorous requirements. The distance between escape routes depends on numerous factors and the most important are: type of vehicles passing the tunnel, traffic congestion, ventilation, heat release rate, fire-detection system and geometrical parameters. The differences between the legal acts are the basis of the described research topic. Methodology: Analyses of selected worldwide legal acts and numerical modelling in order to check the safety conditions during evacuation were carried out for the adopted escape route variants. The time of the critical state reach in tunnels was determined and it was checked whether people were still present in tunnel after this time. Two types of tools were used: the Fire Dynamic Simulator program for assessing the time of reaching the critical environmental state, and the Pathfinder program for evacuation time calculation. Conclusions: The results of the completed analyses proved that assuring safety during self-rescue activities road tunnels ≥ 1500 long without escape roads or with escape routes distanced every 500 m was not possible. For the considered fire scenario in question and assuming a detection time and alarm equal to 120 s, 250 m between escape routes is sufficient to guarantee safe evacuation from tunnels on fire. Furthermore, the calculation of the distance between escape routes for a given tunnel should be preceded by a risk analysis during the design stage.

Słowa kluczowe

PL

ewakuacja; wyjścia ewakuacyjne; bezpieczeństwo pożarowe; tunele drogowe

EN

evacuation; escape routes; fire safety; road tunnels

• Wydawca: Centrum Naukowo-Badawcze Ochrony Przeciwpożarowej im. Józefa Tuliszkowskiego - Państwowy Instytut Badawczy
• Czasopismo: Bezpieczeństwo i Technika Pożarnicza
• Rocznik: 2016
• Tom: Vol. 44, nr 4
• Strony: 165--175
• Opis fizyczny: Bibliogr. 33 poz., rys., tab.

Twórcy

autor

Schmidt-Polończyk N.

• AGH Akademia Górniczo-Hutnicza

Bibliografia

• [1] Suárez J., A Standarized Modular Solution For Tunnel Cross Passages, [in:] Budownictwo Podziemne i Bezpieczeństwo w Komunikacji Drogowej i Infrastrukturze Miejskiej, AGH, Kraków 2014, 124-134.
• [2] Oficjalna strona internetowa Generalnej Dyrekcji Dróg Krajowych i Autostrad www.gddkia.gov.pl [dostęp: 1.10.2015].
• [3] Ronchi E., Testing the predictive capabilities of evacuation models for road tunnel safety analysis, “Safety Science” 2013, 59, 141-153.
• [4] Ronchi E., Kinsey M., Evacuation models of the future: insights from an online survey of user’s experiences and needs, Advanced Research Workshop – Evacuation and Human Behaviour in Emergency Situations, Spain 2011.
• [5] Ronchi E., Colonna P., Capote J., Alvear D., Berloco N., Cuesta A., The evaluation of different evacuation models for assessing road tunnel safety analyses, “Tunnelling and Underground Space Technology” 2012, 30, 74-84.
• [6] Ronchi E., Gwynne S., Purser D. A., Colonna P., Representation of the impact of smoke on agent walking speeds in evacuation models, “Fire Technology” 2013, 49(2), 411-431.
• [7] Ronchi E., Nilsson D., Gwynne S., Modelling the impact of emergency exit signs in tunnels, “Fire Technology” 2012, 48(4), 861-988.
• [8] Nilsson D., Johansson M., Frantzich H., Evacuation experiment in a road tunnel: A study of human behaviour and technical installations, “Fire Safety Journal” 2009, 44 (4), 458-468.
• [9] Valasek L., Glasa J., Simulation of the course of evacuation in tunnel fire conditions by FDS+Evac, [in:] Proceedings of the 2013 International Conference on Applied Mathematics and Computational Methods in Engineering, Rhodes Island 2013, 288-295.
• [10] Glasa J., Valasek L., Halada L., Weisenpacher P., Modelling of impact of fire on safe people evacuation in tunnel, “Journal of Physics Conference Series” 2014, 490(012067), 1-4.
• [11] Smith J., Agent-Based Simulation of Human Movements During Emergency Evacuations of Facilities, [in:] Structures Congress 2008: Crossing Borders, D. Anderson, C. Ventura, D. Harvey, M. Hoit (eds.), American Society of Civil Engineers, Canada 2008, 1-10.
• [12] Wąs J., Lubaś R., Adapting Social Distances Model for Mass Evacuation, “Simulation Journal of Cellular Automata” 2013, 8, 395-405.
• [13] Wąs J., Rakoczy J., Rus M., Porzycki J., Lubaś R., Mycek M., Problematyka modelowania i symulacji ewakuacji ludzi z tuneli, [w:] Budownictwo Podziemne i Bezpieczeństwo w Komunikacji Drogowej i Infrastrukturze Miejskiej, AGH, Kraków 2014, 171–177.
• [14] Dyrektywa 2004/54/WE Parlamentu Europejskiego i Rady z dnia 29 kwietnia 2004 r. w sprawie minimalnych wymagań bezpieczeństwa dla tuneli w transeuropejskiej sieci drogowej.
• [15] Rozporządzenie Ministra Transportu i Gospodarki Morskiej z dnia 30 maja 2000 r. w sprawie warunków technicznych, jakim powinny odpowiadać drogowe obiekty inżynierskie i ich usytuowanie (Dz. U. Nr 63, poz. 735 z późn. zm.).
• [16] RABT: Forschungsgesellschaft fur Strassen-and Verkehrswesen, Richtlinien fuer Ausstattung und Betrieb von Strassentunneln, 2006.
• [17] Road Tunnels Manual. Structural Facilities Related To Operation And Safety, PIARC, 2011.
• [18] Bundesgesetz über die Sicherheit von Straßentunneln (Straßentunnel-Sicherheitsgesetz – STSG), BGBl. I Nr. 54/2006 in der Fassung BGBl. I Nr. 111/2010.
• [19] Linee Guida per la progettazione della sicurezza nelle Gallerie Stradali, Strade & Autostrade No. 61, Milan 2009.
• [20] Inter-Ministry Circular No. 2000-63-Safety in the Tunnels of the National Highways Network, Ministry of the Establishment, Transport and Housing, France 2000.
• [21] BD 78/99: Design Manual for Roads and Bridges. Part 9: Design of Road Tunnels, United Kingdom 1999.
• [22] Staten Vegvesen. Government guideline. Norwegian Public Roads Administration Directorate of Public Roads, Norway 2004.
• [23] Netherlands/NL-Safe, Recommendations Ventilation of Road Tunnels, (RWS Bouwdienst, Steunpunt Tunnelveiligheid), 2005.
• [24] FEDRO/ASTRA: Directive Road tunnel doors and gates, ASTRA 13 001. FEDRO, Switzeland 2009.
• [25] NFPA 502: National Fire Protection Association: Standard for Road Tunnels, Bridges, and Other Limited Access Highways, USA 2014.
• [26] Fire Safety Guidelines for Road Tunnels; Road tunnel design guideline, Fire Safety Design, Part 1 – 3, Australia 2001.
• [27] Strona internetowa firmy ADAC, http://www.adac.de/ [dostęp: 1.11.2013].
• [28] British Standard PD 7974-6:2004: The application of fire safety engineering principles to fire safety design of buildings. Part 6: Human factors: Life safety strategies-Occupant evacuation, behaviour and condition (Sub-system 6).
• [29] SITP: Działanie instalacji przeciwpożarowej wynikającej z założeń scenariusz pożarowego. Podręcznik projektanta systemów sygnalizacji pożaru, Część I i II, Izba Rzeczoznawców SITP, Instytut Techniki Budowlanej, Warszawa 2010.
• [30] Nawrat S., Schmidt-Polończyk N., Napieraj S., Ocena bezpieczeństwa użytkowników tunelu drogowego z wentylacją wzdłużną w warunkach pożaru przy wykorzystaniu narzędzi modelowania numerycznego, BiTP Vol. 43 Issue 3, 2016, pp. 253-263.
• [31] CETU: Dossier Pilote des Tunnels Équipements, section 4.1 Ventilation, Centre d’études des Tunnels, France 2003.
• [32] Ingenieurbüro Vössing Vepro GmbH, Ingenieurbüro Dipl. Ing. H. Vössing GmbH, Projekt wykonawczy: Budowa drogi ekspresowej S-7 Kraków-Rabka Zdrój na odcinku Lubień – Rabka Zdrój Km 713+580,21 – Km 729+410,00 oraz budowa nowego odcinka drogi nr 47 klasy Gp na odcinku Rabka Zdrój – Chabówka Km 0+000,00 - Km 0+877,22, 7. Wyposażenie Tunelu Obiekt nr 17; 7.4.A. Projekt Wentylacji. Część 1. Charakterystyka Wentylacji, Kraków 2011.
• [33] Koronacki J., Mielniczuk J., Statystyka dla studentów kierunków technicznych i przyrodniczych, Wydawnictwo Naukowo-Techniczne, Warszawa 2001.

Uwagi

PL

Opracowanie ze środków MNiSW w ramach umowy 812/P-DUN/2016 na działalność upowszechniającą naukę.