Cơ sở tính toán và trình tự giải quyết một bài toán thoát người

Cơ sở tính toán
Để kiểm tra xem một giải pháp kiến trúc có thỏa mãn các yêu cầu về tính toán thoát người hay không, trước tiên người ta cần phải biết được khi thoát có sự cô” thì dòng người thoát sẽ thoát với vận tốc như thế nào và trong khả năng thời gian bao lâu. Việc thoát người nhanh hay chậm, an toàn hay không.
đặc biệt là ở điều kiện thoát khẩn cấp là một quá trình diễn biến rất phức tạp phụ thuộc vào rất nhiều yếu tố mà nổi bật là bôn yếu tố sau:
• Trước tiên đó là yếu tố về mật độ của dòng người thoát (do chật chội chen lấn nhau người nọ cản trỏ, thậm chí X1ÍU kéo người kia nên vận tốc di chuyến bị chậm đi rất nhiều so với vận tốc lúc thoát Vnh thường, tự do). Tiếp đến yếu tố tinh thần cũng không kém quan trọng, có ảnh hưởng rất lốn đến tốc độ đám đông. Nhìn chung vận tốc di chuyển của người thoát khi có sự cố nguy hiểm là một hàm số tỷ lệ nghịch vối mật độ dòng người thoát (h.II.6.2).
• Thời gian thoát không chế cho phép quy định mức độ an toàn đối với từng loại công trình sẽ không giông nhau (cũng như không thông nhất cùng một trị số trong từng giai đoạn thoát) nên sẽ không cần một tiêu chuẩn an toàn chung làm cơ sở để tính toán mà bài toán kiểm tra thoát người cần phải được căn cứ vào những không chê’ cụ thể (độ xa tôi đa, và thời gian thoát khỏi phòng, khỏi nhà bảo đảm khống nguy hiểm).
• Khả năng thoát của các bề rộng lối thoát, các hành lang, thân thang cũng như các lỗ cửa nằm trên các lôi thoát đó sẽ quyết định thòi gian thoát thực tê khỏi công trình. Thời gian thoát nhanh xihất, cũng là tôi thiểu sẽ là khi dòng người thoát không lệ thuộc vào khả năng thoát tức độ rộng cửa mà chỉ còn phụ thuộc vào quãng đường đi, nghĩa là khi bề rộng các lối thoát, cửa thoát giả thiết hoàn toàn thỏa mãn. Trên thực tế thì thường bộ phận đằng sau (bề rộng cửa hay lối thoát cũng tức là khả năng thoát) có khả năng thoát nhỏ hơn bộ phận phía trưốc, tạo nên hiện tượng chờ đợi ùn tắc, chen nhau thoát qua cửa và hành lang làm cho thòi gian thoát thực tê sẽ lâu hơn. Để có thể kiểm tra được, thời gian thoát thực tê này, phải quy định thống nhất về khả năng thoát tính toán của dòng người qua các bề rộng lôi thoát hoặc qua lối đi.
• Để kiểm tra độ an toàn thoát người, nghĩa là chấp nhận hiện tương ùn người trong quá trình thoát, cần phải bảo đảm việc ùn người ách tắc này không làm cản trỏ để mọi người có thể nhanh chóng thoát ra khỏi phòng, khỏi nơi nguy hiểm nhất. Muốn vậy thì ở giai đoạn thoát 2 và 3 trên các hành lang, phòng chờ thì bộ phận này phải đủ rộng để chứa được hết khán giả thoát ra khỏi phòng hoặc khán đài đúng tại thời điểm cho phép chấp nhận an toàn (thòi gian thoát khoải phòng dưối giới hạn hay không chê).
Chúng ta sẽ lần lượt nghiên cứu bôn yếu tố cơ sỏ trên.
1. Vận tốc dòng người thoát
Bình thường: V = 60 – 65m/phút (tức 3,5 -r 4km/h – tốc độ bộ hành)
Bất trắc: V = 16m/phút (Tiêu chuẩn Liên Xô cũ)
Thực ra vận tốc V này phụ thuộc râ’t nhiều vào mật độ dòng ngưòi thoát, ìà một hàm số của mật độ: V – f (mật độ dòng ngưòi) như so’ đồ trên hình II.6.2.

Mật độ dòng người tính bằng số người trên lm2 dòng thoát, cũng tương đương vói m/người (chiều dày tương ứng một người trên lm dài lối thoát). Khi thoát bất trắc mật độ tối đa là 8 – 10 ngưòi/m2 hay 3-4 người/lm dài của dòng người xếp hàng một.
Người ta quy định để đơn giản tính toán (phương pháp tính gần đúng) dòng người thoát được chia thành những dòng đơn (xếp hàng một người) và di chuyển cùng tốic độ. Qua khảo sát và đo đạc một quá trĩnh thoát thực tê cho thây các trị số sau (bảng dưới) và đã chứng minh được các giả thiết lý thuyết cơ sở đề ra bên trên cũng phù hợp gần vói thực tế.

Cơ sở tính toán và trình tự giải quyết một bài toán thoát người 1

Nghĩa là khi có sự cố nguy hiểm, dòng người thoát đông đúc chen lấn, mọi ngưòi di chuyển với tốc độ không đổi V – 16m/phút trên đường ngang.
Khi xuống các cầu thang, tốc độ còn chậm hơn V – lOm/phút, lên thang V = 8m/phút, Đó là cơ sở thứ nhất.
2. Khả năng thoát
Mọi nưốc đều thống nhất là sẽ quy ra số luồng đơn có thể chấp nhận được qua các bề rộng hành lang, thân thang hoặc các lỗ cửa để tính ra khả năng thoát.
Mỗi luồng đơn (dòng đơn) này được quy định một bề rộng khoảng 50 – 60cm tùy từng nước. Bình quân 55cm/một bề rộng luồng đơn.
Tiêu chuẩn các nưốc có hơi khác nhau về khả năng thoát của một luồng đơn.
• Liên Xô cũ: một luồng đơn bằng 25 người/ phút.
• Mỹ: một luồng đơn bằng 60 người/phút.
• Nhật: một luồng đơn bằng 54 người/phút.
• Trung Quốc: một luồng đơn bằng 25L50 ngưòi/phút (bình quân 42 người).
Như vậy khi tính toán khả năng thoát của hành lang, thân thang, lỗ cửa ta phải tính xem bề rộng đó có thể cho thoát được đồng thời bao nhiêu luồng đơn (rộng 60cm). Ví dụ: cửa l,8m có ba luồng đơn. cửa l,2m có hai luồng đơn. Một luồng đơn thoát 25 người, nên cửa l,2m thoát 50 người/phút, cửa l,8m thoát 75người/phút. Có thể xem đây là cơ sở thít hai theo tiêu chuẩn đề xuất của các học giả Liên Xô cũ.
3. Thòi gian thoát khống chế
Đế bảo đảm an toàn tối đa khi thoát có sự cố, người ta đã quy định chung là thoát ra khỏi phòng, chỗ ngồi khán đài không chíỢc quá 1,5-2 phút (từ khi bắt đầu đến lúc ra khỏi cửa phòng đó).
Thời gian thoát tổng cộng ra khỏi nhà kể từ khi bắt đầu thoát đến khi người cuối cùng ra khỏi cửa ngôi nhà phụ thuộc vào bậc chịu lửa của công trình. Bậc chịu lửa kém có thòi gian quy định là 2 – 3 phút, bậc chịu lửa khá dài 4-6 phút.
Vậy thời gian thoát khống chê (bảo đảm điểu kiện an toàn) thông nhất như sau:
• Khỏi phòng: Tomax = 1,5 -r 2 phút.
• Khỏi nhà: Tmtx = (2 T 3) T (4 T 6) phút tùy theo bậc chịu lửa và sức chứa:

Riêng vói khán đài sân vận động:
N = 5000 – 10000 chỗ: Tmax = 8 phút.
N = 10001 – 50000 chỗ: Tm„= 10 phút. N= 50000 – 100000 chỗ: T,„ax = 12 phút.
4. Chỉ tiêu dành cho diện tích ùn chở
Tiêu chuẩn an toàn còn quy định phải được kiểm tra ở thời điểm người cuối cùng trong phòng hoặc ỏ khán đài ra khỏi phòng đó và xem tại thời điểm đó, trong phòng chò còn lại bao nhiêu người và có bảo đảm cho mỗi người ùn chờ một diện tích 0,25 – 0,30nr hay không?