Теоретическое обоснование. Передвижение людей представляет собой функциональный процесс, характерный для зданий любого назначения

Передвижение людей представляет собой функциональный процесс, характерный для зданий любого назначения. Двигаясь в одном направлении люди образуют людской поток. Размеры людского потока зависят от числа людей N и их габаритов. Последние колеблются в достаточно широких пределах, так как зависят от одежды и возраста (табл.14).

Таблица 14 – Габариты людей

Число людей в потоке может быть выражено числом человек или суммой их горизонтальных проекций на поверхность пола:

, (31)

где N – число людей в потоке, м²;

f – площадь горизонтальной проекции одного человека, м².

Плотностью людского потока D называется отношение числа людей к площади пути, занимаемой потоком:

, (32)

где – длина людского потока, м;

– ширина людского потока, м.

Скорость движения людского потока зависит от плотности и вида пути. Эти зависимости получены в результате большого количества натуральных наблюдений (более 10 тыс. замеров) и их последующей обработки методами математической статистики. На графиках Приложения 1 представлены средние значения скоростей движения людских потоков как функции плотности в нормальных условиях.

Величиной, связывающей плотность потока D, скорость и ширину пути , является пропускная способность Q, т. е. число людей проходящих в единицу времени через «сечение» пути шириной :

, м/мин. (33)

Произведение плотности потока и скорости его движения называется интенсивностью (или количеством) движения:

, м/мин. (34)

По скорости и длине L участка движения людского потока определяется время, необходимое для прохождения этого участка:

, мин. (35)

Общий путь, который преодолевает людской поток, обычно делится на участки, отличающиеся по виду пути (горизонтальные, наклонные, проемы) или по ширине границей сменных участков называется такое сечение пути, где меняются ширина пути , вид пути или то и другое одновременно. Для беспрепятственного перехода через границу сменных участков пропускная способность их должна быть одинаковой:

, м²/мин. (36)

Отсюда следует, что интенсивность движения на смежных участках пути обратно пропорциональна ширине этих участков:

, м/мин. (37)

Слияние людских потоков происходит в тех местах здания, где сходятся различные по виду пути движения:

, м²/мин, (38)

откуда:

, м/мин. (39)

На границе смежных участков пути и в месте слияния нескольких потоков могут образоваться скопления людей и задержка движения, если нарушается равенство пропускных способностей, т. е. когда , м²/мин или

, м/мин. (40)

При слиянии ряда людских потоков образуется поток, как бы состоящий из нескольких частей, имеющих разные плотности и скорости движения. При дальнейшем движении плотности и скорости этих частей выравниваются и образуется поток с едиными параметрами. Этот процесс называется переформированием людского потока. Скорость переформирования ^/ определяется, когда скорость движения впереди идущей части потока ₁ меньше скорости следующей за ней ₂, т.е. ₁ < ₂ по формуле:

, м/мин. (41)

В противном случае, когда ₁ > ₂ по формуле:

, м/мин. (42)

Частным случаем переформирования людских потоков являются образование и рассасывание скопления людей перед границами смежных участков пути. Интенсивность движения в проеме будет:

. (43)

Образование скопления людей аналогично процессу переформирования при ₁ < ₂, и скорость скопления будет определяться по формуле:

, м/мин. (44)

Скорость рассасывания будет определяться при условии, что q_n = 0; D_n = 0:

, м/мин. (45)

Время задержки движения людского потока при прохождении через границы смежных участков из-за скопления людей перед проемами определяется по формуле:

, мин. (46)

Расчет движения людских потоков осуществляется по расчетным предельным состояниям.

Первым расчетным предельным состоянием называется такое состояние путей движения, при котором они перестают удовлетворять предъявляемый к ним эксплуатационным требованиям по времени движении, т. е. когда пути движения не могут пропустить в заданное время t_пр установленное количество людей. Условие первого расчетного предельного состояния:

. (47)

Расчет по первому предельному состоянию ведется при вынужденной эвакуации людей.

Вторым расчетным предельным состоянием называется такое состояние путей движения, при котором они перестают удовлетворять предъявляемым эксплуатационным требованиям по удобствам движения, т. е. когда на путях движения создаются такие плотности потока D, которые превышают установленные предельные плотности D_пр для данного здания по требованиям удобств. Условие второго расчетного предельного состояния:

D D_пр. (48)

Расчет по второму предельному состоянию ведется для таких зданий и помещений, в которых необходимо предупредить возможность образования высоких плотностей людских потоков, например, лечебных учреждений, учебных и т. п.