Weryfikacja możliwości bezpiecznej ewakuacji z tunelu drogowego w warunkach pożaru

• Autorzy: Nowak Ł. , Schmidt-Polończyk N.

Identyfikatory

DOI

10.12845/bitp.47.3.2017.8

Warianty tytułu

EN

Verification of Possible Safe Evacuation From Road Tunnels in the Event of Fire

• Języki publikacji: PL EN

Abstrakty

PL

Cel: Celem artykułu jest przedstawienie rezultatów badań numerycznych ewakuacji z tunelu drogowego w warunkach pożaru dla trzech różnych scenariuszy pożarowych, których bazę stanowiła katastrofa w tunelu drogowym Mont Blanc z 1999 roku. W oparciu o nią wykonano trzy modele tunelu: − model odpowiadający rzeczywistym warunkom panującym w tunelu w czasie pożaru w 1999 roku, − model odnoszący się do warunków po wprowadzeniu zmian związanych z przebudową tunelu i jego ponownym otwarciem w 2002 roku oraz, − model odnoszący się do obowiązujących w UE wymogów Dyrektywy 2004/54/WE Parlamentu Europejskiego i Rady. Wprowadzenie: Artykuł poświęcono w głównej mierze wpływowi rozmieszczenia schronów oraz wyjść ewakuacyjnych w tunelu drogowym na rezultaty działań samoratowniczych w chwili wystąpienia zagrożenia pożarowego. Tunel drogowy jest przestrzenią ograniczoną, w której pożar prowadzi do szybkiej zmiany parametrów otoczenia i powstania warunków krytycznych mogących stanowić zagrożenie dla jego użytkowników. W związku z powyższym gęstość rozmieszczenia dróg ewakuacyjnych w tego typu przestrzeniach ma bardzo istotny wpływ na czas działań samoratowniczych. Metodologia: W artykule przeprowadzono badania modelowania numerycznego, które pozwoliły wyznaczyć wymagany czas bezpiecznej ewakuacji T_REST. Dostępny czas ewakuacji T_ASET został wyznaczony w oparciu o analizę pożaru w tunelu Mont Blanc z 1999 roku. Ewakuację uznano za bezpieczną, gdy spełnione zostało tzw. kryterium bezpiecznej ewakuacji, czyli zależność T_ASET ≥ T_REST. Wnioski: Wyniki obliczeń numerycznych potwierdziły, że wprowadzone po pożarze zmiany w tunelu Mont Blanc mogłyby zapewnić bezpieczeństwo użytkownikom tunelu w razie wystąpienia w nim pożaru podobnego do tego z 1999 roku. Ponadto w przypadku dwóch pozostałych scenariuszy pożarowych – czyli dla rozmieszczenia schronów co 300 metrów oraz wyjść ewakuacyjnych do równoległego tunelu ewakuacyjnego usytuowanych co 500 metrów – wykazano brak możliwości przeprowadzenia skutecznych działań samoratowniczych. Czas ewakuacji w dużej mierze zależy od czasu przejścia drogą ewakuacyjną, dlatego gęstość wyjść ewakuacyjnych oraz schronów powinna być ustalana na etapie projektowym z uwzględnieniem najbardziej krytycznego scenariusza. Dzięki temu w chwili wystąpienia niebezpiecznej sytuacji w przestrzeni tunelu każdy jego użytkownik będzie miał warunki do bezpiecznej ewakuacji.

EN

Aim: The main purpose of this article is to present the results of numerical calculations of evacuation from the road tunnel in the case of fire in three different scenarios. The research is based on the Mont Blanc tunnel catastrophe in 1999. Three tunnel models were generated on this basis: − a model corresponding to the actual conditions in the tunnel during the 1999 fire, − a model reflecting conditions after modifications associated with the tunnel’s redevelopment and its reopening in 2002, − a model referring to the the requirements of Directive 2004/54/EC of the European Parliament and of the Council binding in the EU. Introduction: In the article, the authors focused on the influence of the distance between shelters or evacuation exits in a road tunnel on the results of self-rescue actions in the event of fire. Tunnels have limited space, so a fire leads to rapid changes in the environment’s parameters and the occurrence of critical conditions, which can be dangerous for human life. Therefore, the distribution of evacuation exits influences the duration of self-rescue actions. Methodology: Numerical calculations were conducted for the purpose of defining the Required Safe Escape Time T_REST. The Available Safe Escape Time T_ASET was determined on the basis of the analysis of the fire in the Mont Blanc tunnel in 1999. The evacuation process is considered safe when the so-called safe escape time criterion is met, i.e. when dependency T_ASET ≥ T_REST is met. Conclusions: The results of the numerical calculation confirmed that the modifications after the Mont Blanc fire could ensure safe evacuation in the event of a fire similar to that of 1999. Moreover, in the case of the two remaining fire scenarios (the distance between shelters is 300 m and the distance between evacuation exits to the parallel evacuation tunnel is 500 m), there is no possibility to conduct safe self-rescue actions. Evacuation time largely depends on the movement speed of evacuees, thus the distribution of evacuation exits or shelters should be determined during the design phase taking into consideration the most dangerous scenario, so that each tunnel user would have proper conditions for safe evacuation.

Słowa kluczowe

PL

ewakuacja; wyjścia ewakuacyjne; bezpieczeństwo pożarowe; tunel Mont Blanc

EN

evacuation; evacuation exits; fire safety; Mont Blanc tunnel

• Wydawca: Centrum Naukowo-Badawcze Ochrony Przeciwpożarowej im. Józefa Tuliszkowskiego - Państwowy Instytut Badawczy
• Czasopismo: Bezpieczeństwo i Technika Pożarnicza
• Rocznik: 2017
• Tom: Vol. 47, iss. 3
• Strony: 96--110
• Opis fizyczny: Bibliogr. 22 poz., fot., rys., tab.

Twórcy

autor

Nowak Ł.

• AGH Akademia Górniczo-Hutnicza, Wydział Górnictwa i Geoinżynierii

autor

Schmidt-Polończyk N.

• AGH Akademia Górniczo-Hutnicza, Wydział Górnictwa i Geoinżynierii

Bibliografia

• [1] Nawrat S., Schmidt-Polończyk N., Napieraj S., Modelowanie komputerowe dla oceny zagrożenia pożarowego i bezpieczeństwa w tunelach komunikacyjnych, „Budownictwo Górnicze i Tunelowe” 2012, 2, 45–54.
• [2] Fera M., Macchiaroli R., Use of analytic hierarchy process and fire dynamics simulator to assess the fire protection systems in a tunnel on fire, “International Journal of Risk Assessment and Management” 2010, 14(6), 504–529.
• [3] Høj N.P., Discussion of the hazards for tunnels in operation – presented in context of risk analysis and in design for safety, Warsaw 2006.
• [4] 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, 253–263.
• [5] Schmidt-Polończyk N., Analiza wpływu gęstości rozmieszczenia wyjść ewakuacyjnych na bezpieczeństwo ludzi podczas pożaru w tunelach drogowych z systemem wentylacji wzdłużnej, BiTP Vol. 44 Issue 4, 2016, pp. 165–175.
• [6] Schmidt-Polończyk N., Computer modeling of a fire hazard and evacuation of transportation tunnels with longitudinal ventilation system, “AGH Journal of Mining and Geoengineering”, 2013, 37(1), 93–104.
• [7] Maciejasz Z., Kruk F., Pożary podziemne w kopalniach, część 1, Wydawnictwo „Śląsk”, Katowice 1977.
• [8] Fire Accidents in the World’s Road Tunnels [dok. elektr.], http://www.lotsberg.net/artiklar/brann/en_tab.htm, [dostęp: 5.03.2017].
• [9] Nawrat S., Napieraj S., Wentylacja i bezpieczeństwo w tunelach komunikacyjnych, Uczelniane Wydawnictwa Naukowo-Dydaktyczne AGH, Kraków 2005.
• [10] 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).
• [11] Działanie instalacji przeciwpożarowej wynikającej z założeń scenariusza pożarowego, [w:] Podręcznik projektanta systemów sygnalizacji pożaru, Część I i II, Izba Rzeczoznawców SITP, Instytut Techniki Budowlanej, Warszawa 2010.
• [12] Porowski R., Wnęk W., Kubica P., Rola i znaczenie scenariuszy rozwoju zdarzeń w ochronie przeciwpożarowej, Szkoła Główna Służby Pożarniczej, 2015 [dok. elektr.] www.psp.wlkp.pl/files/file/bonder/pub/2015/budma/Porowski.pdf, [dostęp: 5.03.2017].
• [13] Case Studies: Historical Fires: Mont Blanc Tunnel Fire, Italy/France [dok. elektr.], http://www.mace.manchester.ac.uk/project/research/structures/strucfire/CaseStudy/HistoricFires/InfrastructuralFires/mont.htm, [dostęp: 5.03.2017].
• [14] Voeltzel A., Dix A., A comparative analysis of the Mont Blanc, Tauern and St. Gotthard tunel fires [dok. elektr.], http://tunnels.piarc.org/sites/tunnels/files/public/wysiwyg/import/Chapters%20PIARC%20reports/2006%2005.16.B%20Chap%203.pdf, [dostęp: 5.03.2017].
• [15] The Mont Blanc Tunnel Fire [dok. elektr.], http://devastatingdisasters.com/the-mont-blanc-tunnel-fire-1954/, [dostęp: 5.03.2017].
• [16] Ronchi E., Kinsey M., Evacuation models of the future: insights from an online survey of user’s experiences and needs, [in:] Proceedings of the Advanced Research Workshop: “Evacuation and Human Behaviour in Emergency Situations, Capote J., Alvear D. (eds.), Universidad de Cantabria, Spain 2011.
• [17] Smith J., Agent-Based Simulation of Human Movements During Emergency Evacuations of Facilitie, American Society of Civil Engineers, Canada: American Society of Civil Engineers, 2008, 1–10.
• [18] Thunderhead Engineering, STIGO: O programie Pathfinder [dok. elektr.], http://www.pyrosim.pl/o-programie-pathfinder/, [dostęp: 5.03.2017].
• [19] Thunderhead Engineering: Pathfinder 2014.2 Verification and Validation, 2014.
• [20] 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 (Dz.U. L 167, 30.4.2004, s. 39–91).
• [21] The security features of the Mont Blanc Tunnel [dok. elektr.] http://www.dw.com/en/the-security-features-of-the-mont-blanc-tunnel/a-18591388, [dostęp: 5.03.2017].
• [22] 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 póź. zm.).