CC BY
1
Karolina Szulca)*, Marcin Cisekb), Matgorzata Krola)
a) Department of Heating, Ventilation and Dust Removal Technology, Faculty of Energy And Environmental Engineering, Silesian University of Technology / Katedra Ogrzewnictwa, Wentylacji i Techniki Odpylania, Wydzial Inzynierii Srodowiska i Energetyki, Politechnika Slqska b> PROTECT T. Cisek i Wsp. Sp. J.
* Corresponding author / Autor korespondencyjny: karolina.szulc@polsl.pl
Evaluation of the Evacuation of People with Disabilities, Using an Evacuation Chair. Research Report
Badanie ewakuacji osob z niepetnosprawnosciami, z uzyciem krzesta ewakuacyjnego. Raport z badan
ABSTRACT
Aim: The article presents the results of research on the evacuation process of people from the building of the Faculty of Environmental and Power Engineering of the Silesian University of Technology, including the evacuation of people with a temporary limitation of independent movement, who are evacuated using an evacuation chair. The travel times and the time needed to prepare an evacuation chair were examined. Based on the research, the average speeds of movement of the studied populations were determined.
Project and methods: Twelve evacuation experiments were carried out in three different user populations of the building. The experiments included the analysis of the times of movement of people without disabilities; people with temporary disabilities who move Independently on crutches and a population in which there was one person with temporary reduced mobility, who was evacuated using an evacuation chair. Six of the experiments concerned the evacuation from the fourth floor of the building, three of which were proceeded through the main staircase and the remaining three through the side staircase. The next six experiments were carried out from the second floor, also split into two different staircases. Each experiment ended when all people reached the meeting point near the building.
Results: The lowest values of the average total travel time were recorded for the population without disabilities. The shortest average travel time was 83 seconds and concerned the evacuation of the population without disabilities from the second floor, evacuating through a side staircase (K1). In all the experiments, the person on crutches was the slowest to move, for whom the evacuation times were the longest. The maximum average time for a person on crutches was 342 seconds to evacuate from the fourth floor via the main staircase. Evacuation with an emergency chair improved the process by 10.47% for the evacuation from the second floor using K1 staircase, and for the evacuation with this staircase from the 4th floor by 28.71%. For the main staircase (K2), the experiments conducted from the second floor using an evacuation chair took 40.02% less time than an independent evacuation of a person with crutches and 47.07% less time when evacuating from the fourth floor.
Conclusions: Interpreting the results obtained in the experiments, it can be stated that the evacuation using an evacuation chair improved the evacuation
process compared to the experiments in which a person temporarily disabled was walking independently on crutches. People without disabilities evacuate
the fastest. The analysis of the time of travel made it possible to determine the average speed of movement of the analyzed populations, which can be
used as a model value to perform an evacuation simulation.
Keywords: evacuation, evacuation time, people with disabilities, evacuation chair
Type of article: short scientific report
Received: 29.09.2022; Reviewed: 10.10.2022; Accepted: 19.10.2022;
Authors" ORCID IDs: K. Szulc - 0000-0002-2160-4431; M. Cisek - 0000-0003-3828-2691; M. Krol - 0000-0003-0645-4815;
Percentage contributon: K. Szulc - 75%; M. Cisek - 15%; M. Krol - 10%;
Please cite as: SFT Vol. 60 Issue 2, 2022, pp. 42-59, https://doi.Org/10.12845/sft.60.2.2022.2;
This is an open access article under the CC BY-SA 4.0 license (https://creativecommons.org/licenses/by-sa/4.0/).
ABSTRAKT
Cel: W artykule przedstawiono wyniki badan czasöw ewakuacji osöb z budynku Wydzialu Inzynierii Srodowiska i Energetyki Politechniki Sl^skiej z uwzglçdnieniem ewakuacji osoby o czasowym ograniczeniu zdolnosci samodzielnego poruszania siç, ewakuowanej za pomocq krzesla ewakuacyjnego. Zbadano czasy przemieszczania siç oraz czas potrzebny na przygotowanie krzesla ewakuacyjnego. Na podstawie badan wyznaczono srednie prçdkosci przemieszczania siç badanych populacji.
Projekt i metody: Przeprowadzono dwanascie eksperymentow ewakuacyjnych na trzech roznych populacjach uzytkownikow budynku. Eksperymenty obejmowaly analizç czasow przemieszczania siç osob pelnosprawnych, osoby z czasowg niepelnosprawnoscig poruszajgcej siç samodzielnie o kulach oraz populacji, w ktorej znajdowala siç jedna osoba z czasowym ograniczeniem zdolnosci poruszania siç, ktorg ewakuowano za pomocg krzesla ewaku-acyjnego. Szesc eksperymentow dotyczylo ewakuacji z IV piçtra budynku, z czego trzy przebiegaly glowng klatkg schodowg, a pozostale trzy - boczng klatkg schodowg. Kolejne szesc eksperymentow prowadzono z II piçtra, rowniez z podzialem na dwie rozne klatki schodowe. Kazdy eksperyment konczyl siç w momencie dotarcia wszystkich osob na miejsce zbiorki zlokalizowanej w poblizu budynku.
Wyniki: Najnizsze wartosci sredniego calkowitego czasu przemieszczania siç odnotowano dla populacji osob pelnosprawnych. Najkrotszy sredni czas przemieszczania siç wyniosl 83 sekundy i dotyczyl ewakuacji populacji osob pelnosprawnych z II piçtra, ewakuujgcych siç boczng klatkg schodowg (K1). We wszystkich eksperymentach najwolniej poruszala siç osoba o kulach, dla ktorej czasy ewakuacji byly najdluzsze. Maksymalny sredni czas osoby poruszajg -cej siç o kulach wyniosl 342 sekundy dla ewakuacji z IV piçtra glowng klatkg schodowg. Ewakuacja za pomocg krzesla ewakuacyjnego usprawnila proces o 10,47% dla ewakuacji z II piçtra klatkg K1, a dla ewakuacji tg klatkg z IV piçtra - o 28,71%. Dla glownej klatki schodowej (K2) eksperymenty prowadzone z II piçtra z uzyciem krzesla ewakuacyjnego przebiegaly w czasie o 40,02% krotszym niz samodzielna ewakuacja osoby o kulach oraz w czasie o 47,07% krotszym przy ewakuacji z IV piçtra.
Wnioski: Interpretujgc otrzymane wyniki, mozna stwierdzic, ze ewakuacja z uzyciem krzesla ewakuacyjnego usprawnila proces ewakuacji w stosunku do eksperymentow, w ktorych osoba o czasowej niezdolnosci poruszala siç samodzielnie o kulach. Najszybciej ewakuujg siç oczywiscie osoby pelno-sprawne. Analiza czasu przemieszczania siç umozliwila wyznaczenie sredniej prçdkosci poruszania siç analizowanych populacji, ktora moze posluzyc jako wartosc modelowa do wykonania symulacji ewakuacji.
Stowa kluczowe: ewakuacja, czas ewakuacji, osoby z niepelnosprawnosciami, krzeslo ewakuacyjne Typ artykutu: wstçpny raport z badan
Przyjçty: 29.09.2022; Zrecenzowany: 10.10.2022; Zaakceptowany: 19.10.2022;
Identyfikatory ORCID autorow: K. Szulc - 0000-0002-2160-4431; M. Cisek - 0000-0003-3828-2691; M. Krol - 0000-0003-0645-4815;
Procentowy wklad merytoryczny: K. Szulc - 75%; M. Cisek - 15%; M. Krol - 10%;
Proszç cytowac: SFT Vol. 60 Issue 2, 2022, pp. 42-59, https://doi.org/10.12845/sft.60.2.2022.2;
Artykul udostçpniany na licencji CC BY-SA 4.0 (https://creativecommons.org/licenses/by-sa/4.0/).
Introduction
In Poland and many other countries, there is a legal requirement for employers, building owners, and managers to ensure safe evacuation from a building in the event of a fire. This obligation results, among others, from the Polish Building Law [1], which defines the requirements for the design and construction of buildings that provide appropriate conditions for people with disabilities and the elderly; the Act on fire protection [2], the Act on ensuring accessibility to people with special needs [3], as well as in regulations [4-5].
One of the major challenges faced by the property owners and emergency services is the evacuation of people with reduced mobility, especially when it is necessary to climb stairs. Many public buildings do not have adequate solutions to provide people with special needs - people with disabilities, the elderly, injured, and pregnant women - with convenient evacuation conditions. One of the solutions to this problem is to equip the building with evacuation chairs.
The aspect of safe evacuation of people with disabilities is extremely important. People with reduced mobility tend to move more slowly. In literature, we can find the results of research devoted to the analysis of the speed of movement of people with various disabilities. In 1999, Boyce et al. [6] considered the issue of speed of movement of people with disabilities along horizontal sections and stairs. The research included people with motor
Wprowadzenie
W Polsce oraz w wielu innych krajach istnieje prawny wymog dla pracodawcow, wtascicieli i zarzqdcow budynkow, aby zapewnic bezpiecznq ewakuacja z budynku w przypadku wystqpienia pozaru. Obowiqzek ten wynika m.in. z ustawy o prawie budowlanym [1] (okreslajqcej wymagania w zakresie projektowania oraz budowy obiektow budowlanych, ktore b?dq zapewniac odpowiednie warunki dla osob z niepetnosprawnosciami oraz osob starszych), ustawy o ochronie przeciwpozarowej [2], ustawie o zapewnianiu dost?p-nosci osobom ze szczegolnymi potrzebami [3], a takze rozporzq-dzen Ministra Rozwoju oraz Ministra Spraw Wewn?trznych i Admi-nistracji [4-5].
Jednym z powazniejszych wyzwan, przed ktorym stajq wta-sciciele obiektow oraz stuzby ratownicze, jest ewakuacja osob o ograniczonej zdolnosci poruszania si?, zwtaszcza w przypadku poruszania si? po schodach. Wiele budynkow uzyteczno-sci publicznej nie posiada odpowiednich warunkow zapewniajq-cych osobom z potrzebami - osobom z niepetnosprawnosciami, osobom starszym, rannym oraz kobietom w ciqzy - dogodnych warunkow ewakuacji. Jednym z rozwiqzan tego problemu jest wyposazenie budynku w krzesta ewakuacyjne.
Aspekt bezpiecznej ewakuacji osob z niepetnosprawno-sciami jest niezwykle wazny. W literaturze mozemy znalezc wyniki badan poswi?conych analizie pr?dkosci poruszania si? tej grupy osob. W 1999 roku Boyce i in. [6] rozwazyli kwesti?
disabilities who move independently and with the use of orthopedic crutches, walking sticks, or walkers, as well as people in wheelchairs.
The authors Christensen et al. in 2006 [7] published a literature review on the research on the speed of movement of people with disabilities. In the work of the authors Shi et al. from 2009 [8], there is also a comparison of the speed of movement of people with disabilities depending on various factors. In turn, the authors of Jiang et al. in 2012 [9] conducted research on the evacuation from a metro station in Beijing in which people with disabilities, assisted or on crutches, participated. In the work of Kuligowski et al. from 2013 and 2015 [10-11] we can find a summary of the results of research on the speed of evacuation of people with disabilities and the elderly. A summary of the speed of movement of people with disabilities who evacuate on their own or with help can be found in the Hashemi publication from 2018 [12].
In 2015, Hunt et al. [13] carried out studies on the evacuation of people with reduced mobility from a hospital. The results of the speed of movement of the evacuees using such transport devices as stretchers, evacuation chairs, rescue sheets and a transport chair were obtained.
Lavender et al. in 2014 [14] in their work checked, inter alia, the speed of descending stairs during the evacuation of persons with reduced mobility using transport devices. Manual transport of a disabled person and transport using a fabric chair and two different transport chairs were considered. Speed differences have been observed for different types of transport equipment.
This article presents the results of research on evacuation with the use of an evacuation chair to transport a person with a temporary limitation of the ability to move independently. The aim of the research was to check the evacuation time of a group of students from a university building in the event of an evacuation involving a person with temporary limited mobility, who is evacuated using an evacuation chair. The research analyzed the time of moving around and the time needed to prepare an evacuation chair for use.
The evacuation chair used in the research was the FALCON model by EnSafe (see Figure 1). It is a chair designed to transport people in a seated position up the stairs and on level ground. The chair has an aluminum and steel structure, which allows transport with a maximum load of up to 200 kg. Four wheels allow transport on flat surfaces, and stair tracks with a braking system allow transport on stairs. Additional handles allow to transport the chair and its load up the stairs.
prçdkosci poruszania siç osob z ograniczonq mobilnosciq po odcinkach poziomych oraz po schodach. W badaniach uwzglçd-niono osoby z niepetnosprawnosciq ruchowq, ktore poruszajq siç samodzielnie, oraz z wykorzystaniem kul ortopedycznych, lasek lub chodzikow, a takze osoby przemieszczajqce siç na wozkach inwalidzkich.
Autorzy Christensen i in. w 2006 roku [7] opublikowali przeglqd literatury dotyczqcy badan prçdkosci poruszania siç osob z niepetnosprawnosciami. W pracy autorow Shi i in. z 2009 roku [8] row-niez znajdziemy zestawienie prçdkosci poruszania siç tej grupy osob w zaleznosci od roznych czynnikow. Z kolei autorzy Jiang i in. w 2012 roku [9] przeprowadzili badania dotyczqce ewakuacji ze stacji metra w Pekinie, w ktorej braty udziat osoby poru-szajqce siç z pomocq asysty lub o kulach. W pracach Kuligowski i in. z lat 2013 oraz 2015 [10-11] znajdziemy zestawienie wyni-kow z badan, dotyczqcych szybkosci ewakuacji osob z niepetnosprawnosciami oraz osob starszych. Podobne zestawienie, dotyczqce poruszania siç osob z niepetnosprawnosciami ewa-kuujqcych siç samodzielnie lub z pomocq, znajdziemy takze w publikacji Hashemi z 2018 roku [12].
W 2015 roku Hunt i in. [13] przeprowadzili badania dotyczqce ewakuacji ze szpitala osob z ograniczonq mobilnosciq. Otrzy-mano wyniki prçdkosci poruszania siç osob ewakuowanych za pomocq takich urzqdzen transportowych, jak nosze, krzesto ewa-kuacyjne, ptachty ratownicze czy krzesto transportowe.
Lavender i in. w 2014 roku [14] w swojej pracy sprawdzili m.in. prçdkosc zejscia po schodach podczas ewakuacji osob z ograniczonq mobilnosciq z uzyciem urzqdzen transportowych. Rozwa-zono transport rçczny osoby z niepetnosprawnosciq oraz transport z uzyciem krzesta materiatowego, a takze dwoch roznych krzeset transportowych. Odnotowano roznice w prçdkosci dla roznych typow urzqdzen transportowych.
W niniejszym artykule przedstawiono wyniki badan dotyczqcych ewakuacji z wykorzystaniem krzesta ewakuacyjnego do transportu osoby o czasowym ograniczeniu zdolnosci samo-dzielnego poruszania siç. Celem badan byto sprawdzenie, jaki jest czas ewakuacji z budynku uczelni wyzszej grupy studentow w przypadku ewakuacji, w ktorej udziat bierze osoba o czasowym ograniczeniu zdolnosci poruszania, ktora jest ewakuowana za pomocq krzesta ewakuacyjnego. W badaniach analizowano czas przemieszczania siç oraz czas potrzebny na przygotowanie krzesta ewakuacyjnego do uzycia.
Krzesto ewakuacyjne wykorzystane w badaniach to model FALCON firmy EnSafe (zob. ryc. 1). Jest to krzesto zaprojekto-wane w sposob umozliwiajqcy transport osob w pozycji siedzq-cej po schodach i na poziomym podtozu. Sprzçt posiada alumi-niowo-stalowq konstrukcjç, umozliwia transport o maksymalnym obciqzeniu do 200 kg. Cztery kota utatwiajq transport po ptaskich powierzchniach, a prowadnice z systemem hamowania - transport po schodach. Dodatkowe uchwyty pozwalajq transportowac krzesto wraz z obciqzeniem w gorç schodow.
Figure 1. Evacuation chair used in the research
Rycina 1. Krzesto ewakuacyjne zastosowane w badaniach
Source / Zrodto: Ensafe Sp. z o. o.
Characteristics of the building
The research was carried out in the building of the Faculty of Environmental and Power Engineering of the Silesian University of Technology. This building is located in Gliwice at ul. Konarskiego 18. It is a six-story, free-standing building with a basement. The building was made of reinforced concrete frame technology, in a column-slab-beam system. The building is classified as medium-high, its height is 23.93 m. Usable floors include a basement, ground floor, and floors I-V. There is an unused attic in the building. The main entrance to the building is located on the south-west side.
The facility has an educational and partly administrative function. There are technical and storage rooms, as well as auxiliary and workshop rooms in the basement. On the ground floor and floors I-V there are offices, laboratories, lecture halls where up to 50 people can stay.
Fire hazardous materials are not expected to be present in the building. The building contains materials that are typical equipment for classrooms and administrative rooms. The fire load density for the technical backup facilities and the basement was determined to be up to 500 MJ/m2.
Evacuation from all fire zones where people stay on individual floors of the building is carried out through evacuation corridors and staircases treated as separate fire zones. During the research, evacuation was carried out from the lecture room marked in Figure 2 as START, heading towards the staircases, and then outside the building. Depending on the chosen evacuation scenario, the evacuation took place through a side staircase (K1), or the main staircase (K2) located in the central part of the building. Evacuation scenarios are described in section 4 (see Table 1). The floor diagram with the escape routes is shown in Figure 2. The exact characteristics of staircases with dimensions are given later in the report.
Charakterystyka obiektu
Badania wykonano w budynku Wydziatu Inzynierii Sro-dowiska i Energetyki Politechniki Slqskiej, zlokalizowanym w Gliwicach przy ul. Konarskiego 18. Jest to obiekt wolnostojqcy, szesciokondygnacyjny, podpiwniczony, wykonany w technologii szkieletowej, zelbetowej, w uktadzie stupowo-ptytowo-belkowym. Budynek zaklasyfikowano do obiektow sredniowysokich, jego wysokosc wynosi 23,93 m. Kondygnacje uzytkowe obejmujq piw-nic?, parter oraz pi?tra I-V. W budynku znajduje si? poddasze nieuzytkowe. Wejscie gtowne do budynku znajduje si? od strony potudniowo-zachodniej.
Obiekt petni funkcj? dydaktycznq oraz cz?sciowo administra-cyjnq. W piwnicy znajdujq si? pomieszczenia techniczno-magazy-nowe oraz pomocniczo-warsztatowe. Na parterze oraz pi?trach I-V zlokalizowano pomieszczenia biurowe, laboratoryjne, sale wyktadowe cwiczeniowe z mozliwosciq pobytu w wi?kszosci pomieszczen do 50 osob.
W budynku nie przewiduje si? wyst?powania materiatow poza-rowo niebezpiecznych. Znajdujq si? tam materiaty stanowiqce typowe wyposazenie sal dydaktycznych oraz pomieszczen admi-nistracyjnych. W cz?sci dydaktyczno-administracyjnej budynek zakwalifikowano do kategorii zagrozenia ludzi ZL III, piwnica i poddasze - do kategorii Przemystowo-Magazynowej (PM). G?stosc obciqzenia ogniowego pomieszczen zaplecza technicznego oraz piwnicy zostata okreslona do 500 MJ/m2.
Ewakuacja ze wszystkich stref pozarowych, gdzie przeby-wajq ludzie na poszczegolnych kondygnacjach budynku, pro-wadzona jest poprzez korytarze ewakuacyjne oraz klatki scho-dowe traktowane jako odr?bne strefy pozarowe. Podczas badan ewakuacj? prowadzono z sali wyktadowej oznaczonej na ryci-nie 2 jako START, kierujqc si? ku klatkom schodowym, a nast?p-nie na zewnqtrz budynku. W zaleznosci od obranego scenariu-sza ewakuacji, przebiegata ona bocznq klatkq schodowq (K1)
lub gtownq klatkq schodowq (K2) znajdujqcq si? w centralnej cz?sci budynku. Scenariusze ewakuacji opisano w punkcie 4 (zob. tabela 1). Schemat pi?tra wraz z drogami ewakuacyjnymi przedstawiono na rycinie 2. Doktadnq charakterystyk? klatek schodowych wraz z wymiarami podano w dalszej cz?sci raportu.
9> K1 n START Z> E K2
a
VJ n ^-p 1 1 L V VJ VI VI , Pi n r\ n r\ n n VI V V V V VI V i rx r\ r^-"-^ 7 1
VI 1
Figure 2. Diagram of the floor with escape routes Rycina 2. Schemat pi?tra z drogami ewakuacyjnymi
Source: Own elaboration. Zrodto: Opracowanie wtasne.
Staircases K1 and K2 constitute separate fire zones separated by fire separation walls with a fire resistance of 120 minutes (REI 120) with a door with a fire resistance of 60 minutes (EIS 60). According to the regulations, fire-fighting devices have been designed in a building to detect and fight fires and limit its effects, as well as for evacuation. K2 staircase is equipped with a smoke prevention system and overpressure smoke protection devices, while K1 staircase is equipped with a smoke extraction system with a smoke damper and a compensation air supply opening, located in the basement. The emergency exit from staircase K1 is located in the basement, and from staircase K2 -on the ground floor. The emergency doors on K1 staircase have a passage size of 1.5 m, and they are double-leaf doors. There is the possibility of evacuation from K2 staircase through two double-leaf doors with a passage size of 1.8 m.
The endpoints of the evacuation were the assembly points next to the building, located on the lawn behind and next to the parking lot. The evacuation through K2 staircase led to the point shown in Figure 3, while the end of the evacuation through K1 staircase took place at the point presented in Figure 4.
Klatki schodowe K1 i K2 stanowiq odr?bne strefy pozarowe wydzielone scianami oddzielenia pozarowego o odpornosci ogniowej 120 minut (REI 120) z drzwiami o odpornosci ognio-wej 60 minut (EIS 60). W budynku zaprojektowano - zgodnie z przepisami - urzqdzenia przeciwpozarowe stuzqce do wykrywa-nia i zwalczania pozaru oraz ograniczania jego skutkow, a takze stuzqce do ewakuacji. Klatka schodowa K2 wyposazona jest w system zapobiegania zadymieniu, urzqdzenia nadcisnienio-wej ochrony przed zadymieniem, natomiast klatka schodowa K1 wyposazona jest w system usuwania dymu z klapq dymowq oraz otworem nawiewu powietrza kompensacyjnego, zlokalizo-wanym w piwnicy. Wyjscie ewakuacyjne z klatki K1 znajduje si? w piwnicy, a z klatki schodowej K2 - na poziomie parteru. Drzwi ewakuacyjne w klatce K1 posiadajq wymiar w przejsciu 1,5 m, sq to drzwi dwuskrzydtowe. Z klatki schodowej K2 istnieje moz-liwosc ewakuacji przez dwoje drzwi dwuskrzydtowych o wymia-rze w przejsciu 1,8 m.
Punktami koncowymi ewakuacji byty miejsca zbiorki obok budynku, zlokalizowane na trawniku za i obok parkingu. Ewaku-acja klatkq schodowq K2 prowadzita do punktu przedstawionego na rycinie 3, natomiast koniec ewakuacji klatkq schodowq K1 znajdowat si? w punkcie przedstawionym na rycinie 4.
Figure 3. Assembly point in front of the Faculty building Rycina 3. Miejsce zbiorki przed budynkiem Wydziatu
Source: Own elaboration. Zrodto: Opracowanie wtasne.
Figure 4. Assembly point behind the Faculty Building Rycina 4. Miejsce zbiorki za budynkiem Wydziatu
Source: Own elaboration. Zrodto: Opracowanie wtasne.
Characteristics of staircases
Both K1 and K2 staircase constitute separate fire zones. Both staircases are made of the same materials. They differ in construction. K1 staircase (see Figure 5) is characterized by a long landing on the first floor and two small landings, which allow the staircase to change direction. The dimensions of the individual elements are shown in Figure 6.
Charakterystyka klatek schodowych
Zarowno klatka K1, jak i K2 stanowiq odrçbne strefy pozarowe. Obie klatki schodowe zostaty wykonane z takich samych materia-tow, rozniq siç jednak budowq. Klatka schodowa K1 (zob. ryc. 5) charakteryzuje siç dtugim spocznikiem znajdujqcym siç na piçtrze oraz dwoma matymi spocznikami, pozwalajqcymi na zmianç kie-runku biegu schodow. Wymiary poszczegolnych elementow przed-stawiono na rycinie 6.
Figure 5. Staircase K1 Rycina 5. Klatka schodowa K1
Source: Own elaboration. Zrodto: Opracowanie wtasne.
Figure 6. Staircase diagram K1, 2nd floor Rycina 6. Schemat klatki schodowej K1, II pi^tro
Source: Own elaboration. Zrodto: Opracowanie wtasne.
On the ground floor, the layout of the staircase is slightly different, as shown in Figure 7 and Figure 8.
Figure 7. Staircase K1, ground floor Rycina 7. Klatka schodowa K1, parter Source: Own elaboration. Zrodto: Opracowanie wtasne.
Na parterze, uktad klatki schodowej jest nieco inny, co poka-zujq ryciny 7 i 8.
E L i H-1 1 1 i a CO CM
x5 \/
E L h-
E <j ec cc CM
1 1 x6
Figure 8. Scheme of the staircase K1, ground floor Rycina 8. Schemat klatki schodowej K1, parter Source: Own elaboration. Zrodto: Opracowanie wtasne.
Compared to K1 staircase, K2 staircase (see Figure 9) is wider and has two long landings. One is on the floor level and the other between the floors, allowing the stairs to change direction. The staircase diagram with dimensions is shown in Figure 10.
W porownaniu do klatki schodowej K1, klatka K2 (zob. ryc. 9) jest szersza i posiada dwa dtugie spoczniki. Jeden na poziomie pi?tra oraz drugi pomi^dzy pi^trami, umozliwiajqcy zmian? kie-runku biegu schodow. Schemat klatki wraz z wymiarami przed-stawiono na rycinie 10.
Figure 9. Staircase K2 Rycina 9. Klatka schodowa K2
Source: Own elaboration. Zrodto: Opracowanie wtasne.
Similarly, in this case, K2 staircase at the ground floor level changes its layout, as shown in Figure 11 and Figure 12.
H5? m
L.....AJ £
x11 / N
\ / x11
£
Figure 10. Scheme of the K2 staircase, second floor Rycina 10. Schemat klatki schodowej K2, II pi^tro
Source: Own elaboration. Zrodto: Opracowanie wtasne.
Podobnie w tym wypadku, klatka schodowa K2 na poziomie parteru zmienia swoj uktad, co pokazujq ryciny 11 i 12.
Figure 11. Staircase K2, ground floor Rycina 11. Klatka schodowa K2, parter Source: Own elaboration. Zrodto: Opracowanie wtasne.
Figure 12. K2 staircase diagram, ground floor Rycina 12. Schemat klatki schodowej K2, parter Source: Own elaboration. Zrodto: Opracowanie wtasne.
Research assumptions
The aim of the research was to check the evacuation speed of various populations in the event of an evacuation involving a person with temporary limited mobility, who is evacuated using an evacuation chair. The research analyzed the time of movement (tmov), which is one of the components of the evacuation time (see Figure 13). In case of scenarios that included evacuation with an evacuation chair, i.e. S3, S4, S9, S10 (see Table 1), the time needed to prepare the chair, the time to get a person with a disability on the evacuation chair and fastening the seat belts were also measured.
Zatozenia do badan
Celem badan byto sprawdzenie, ile wyniesie czas ewakuacji z budynku w przypadku ewakuacji z udziatem osoby o czasowym ograniczeniu zdolnosci poruszania, ktora jest ewakuowana za pomocq krzesta ewakuacyjnego. W badaniach analizowano czas przemieszczania siç (tprzej), ktory stanowi jednq ze sktado-wych czasu ewakuacji (zob. ryc. 13). W przypadku scenariuszy uwzglçdniajqcych ewakuacjç z krzestem ewakuacyjnym, tj. S3, S4, S9, S10 (zob. tabela 1), zmierzono rowniez czas potrzebny na przygotowanie krzesta, czas wsiadania osoby z niepetnospraw-nosciq na krzesto ewakuacyjne oraz zapinania pasow.
ASET
RSET
tevac/ te
trec/ tro
tres/ tre
tmov/
tprzej
MARGIN OF SAFETY I MARGINES BEZPIECZEÑSTWA
ASET - available safe egress time / dostçpny czas bezpiecznej ewakuacji
RSET - required safe egress time / wymagany czas bezpiecznej ewakuacji
td - detection time / czas detekcji pozaru przez system lub przez uzytkownikow
ta - alarm time / czas ogtoszenia alarmu o pozarze
tevac - evacuation time - the sum of time before evacuation (the sum of recognition time trec and reaction time tres,) and movement time tmov
tewak - czas ewakuacji - suma czasu przed ewakuacjq (czyli suma czasu rozpoznania troz oraz podjçcia reakcji tieak) oraz czasu przemieszczania siç t rze.
t
a
t
CRITICAL CONDITIONS / WARUNKI KRYTYCZNE
Figure 13. Components of evacuation time Rycina 13. Sktadowe czasu ewakuacji
IGNITION / DETECTION / ALARM END OF
POCZATEK DETEKCJA EVACUATION /
POZARU ZAKONCZENIE
EWAKUACJI
Evacuation scenarios were analyzed, considering the evacuation of the population (P) without disabilities, the evacuation of the population with a person with disabilities who was evacuated using an evacuation chair (KE) and the evacuation of a person with disability using crutches (K). Evacuation scenarios are presented in Table 1.
The population of people (P) without disabilities was represented by 7 people (4 women and 3 men) in the age range from
21 to 27 years and BMI from 19.03 to 32.1. Almost all (85.7% of affirmative responses) assessed their physical condition as "good". All participants in the study were volunteers. The KE population consisted of the same people as in the P population and it was assumed that the study involved one person with a disability with a temporary limitation in mobility. A person with a disability was represented by a woman aged 23 with a BMI of 21.05 who sits down on her own and gets off the evacuation chair. The evacuation chair in all trials (KE) was operated by two men aged
22 with a BMI of 20.8 and 32.1.
The K population was a person on crutches, represented by a woman aged 50, with a BMI of 20.6, which evaluated her physical condition as good.
In each scenario, the START evacuation began at the location marked in Figure 2. The evacuation through K1 staircase followed the evacuation direction, while K2 staircase - in the opposite direction. In each scenario, the fire doors that separate the individual fire zones were closed. In case of evacuation of KE and K populations, the door was opened by people who assisted in the evacuation (the person transported in the evacuation chair and moving on crutches did not open the door on their own).
The study was carried out for three days with rest periods between trials to minimize the impact of participant fatigue on the measurement results.
The beginning of the evacuation was the moment of starting conscious movement towards the emergency exits. The evacuation was finished when the safe place, the assembly point, was reached by all the evacuees. Time was measured with a sports stopwatch. Each evacuation scenario was supported by five evacuation attempts (for P and KE populations) to verify the repeatability of the results. The exceptions were the scenarios for population K, in this case three evacuation attempts were carried out.
The distance traveled and the lengths of individual road sections were also measured, due to which the average speeds of people's movement during evacuation were calculated. The measurement points were located at places where traffic changed from horizontal to vertical. The individual measurements were made at the following points:
- at the end of the corridor - the beginning of the staircase,
- at the end of the staircase,
- at the exit of the building,
- at the assembly point.
Przeanalizowano scenariusze ewakuacyjne uwzglçdniajqce ewakuacjç populacji osöb w petni sprawnych (P), ewakuacjç populacji, w ktörej znajdowata siç osoba z niepetnosprawnosciq, ewakuowana za pomocq krzesta ewakuacyjnego (KE) oraz ewa-kuacjç osoby z niepetnosprawnosciq poruszajqcej siç samodziel-nie o kulach (K). Scenariusze ewakuacji przedstawiono w tabeli 1.
Populacja osöb sprawnych (P) reprezentowana byta przez 7 osöb (4 kobiety i 3 mçzczyzn) w przedziale wiekowym od 21 do 27 lat oraz BMI od 19,03 do 32,1. Niemal wszyscy (85,7% twierdzqcych odpowiedzi) ocenili swojq kondycjç fizycznq jako „dobrq". Wszystkie osoby biorqce udziat w badaniu byty ochotni-kami. W sktad populacji KE wchodzity te same osoby co w populacji P oraz zatozono, ze w badaniu bierze udziat jedna osoba z niepetnosprawnosciq o czasowym ograniczeniu zdolnosci poru-szania siç. Osoba z niepetnosprawnosciq reprezentowana byta przez kobietç w wieku 23 lat o BMI 21,05, ktöra samodzielnie siada oraz zsiada z krzesta ewakuacyjnego. Krzesto ewakuacyjne we wszystkich pröbach (KE) byto obstugiwane przez dwöch mçz-czyzn w wieku 22 lat o BMI 20,8 i 32,1.
Populacjç K stanowita osoba poruszajqca siç o kulach, reprezentowana przez kobietç w wieku 50 lat, o BMI 20,6, oceniajqcq swojq kondycjç fizycznq jako dobrq.
W kazdym scenariuszu ewakuacja rozpoczynata siç w miej-scu oznaczonym na rycinie 2 jako START. Ewakuacja klatkq K1 przebiegata zgodnie z kierunkiem ewakuacji, natomiast klatkq schodowq K2 - w przeciwnym. W kazdym scenariuszu drzwi przeciwpozarowe oddzielajqce poszczegölne strefy pozarowe byty zamkniçte. W przypadku ewakuacji populacji KE oraz K, drzwi byty otwierane przez osoby pomagajqce w ewakuacji (osoba transportowana na krzesle ewakuacyjnym oraz porusza-jqca o kulach nie otwieraty drzwi samodzielnie).
Badania prowadzono przez trzy dni, uwzglçdniajqc przerwy na odpoczynek miçdzy pröbami, aby zminimalizowac wptyw zmç-czenia uczestniköw badania na wyniki pomiaröw.
Za punkt poczqtkowy ewakuacji przyjçto moment rozpoczç-cia swiadomego ruchu w kierunku wyjsc ewakuacyjnych. Koniec ewakuacji nastçpowat w momencie dotarcia do punktu bezpiecz-nego - miejsca zbiörki. Pomiar czasu wykonano sekundomie-rzami sportowymi. Kazdy scenariusz ewakuacji poparto piçcioma pröbami ewakuacyjnymi (dla populacji P oraz KE), aby sprawdzic powtarzalnosc wyniköw. Wyjqtek stanowity scenariusze doty-czqce populacji K - w tym wypadku przeprowadzono trzy pröby ewakuacyjne.
Zmierzono röwniez pokonany dystans oraz dtugosci poszcze-gölnych odcinköw drogi, dziçki czemu obliczono srednie prçd-kosci poruszania siç osöb podczas ewakuacji. Punkty pomia-rowe zlokalizowano w miejscach, w ktörych nastçpowata zmiana ruchu z poziomego na pionowy. Poszczegölne pomiary wykony-wane byty w nastçpujqcych punktach:
- na koncu korytarza - poczqtku klatki schodowej,
- na koncu klatki schodowej,
- przy wyjsciu z budynku,
- na miejscu zbiörki.
Table 1. Evacuation scenarios Tabela 1. Scenariusze ewakuacji
Results
Wyniki
The results of the travel time measurements for S1 scenario Wyniki pomiarow czasu przemieszczania si? dla scenariusza S1
are presented in Table 2. przedstawiono w tabeli 2.
Table 2. Travel-time measurement results for S1 scenario
Tabela 2. Wyniki pomiarow czasu przemieszczania si? dla scenariusza S1
Measurement point / Punkt pomiaru
Time, mm:ss.00 / Czas, mm:ss.00
Trial 1 / Prôba 1 Trial 2 / Prôba 2 Trial 3 / Prôba 3 Trial 4 / Proba 4 Trial 5 / Proba 5
End of the corridor / Koniec korytarza
1st person / 1. osoba
Last person / Ostatnia osoba
00:13.06
00:14.30
00:15.60
00:24.57
00:27.57
00:26.57
00:18.59
00:29.61
00:15.17
00:26.34
End of stairs / Koniec schodow
1st person / 1. osoba
Last person / Ostatnia osoba
00:55.20
00:53.24
00:53.24
01:05.54
01:14.61
01:09.93
00:55.61
01:10.96
00:49.99
01:08.87
Exit from the building / Wyjscie z budynku
1st person / 1. osoba
Last person / Ostatnia osoba
01:06.24
00:57.03
00:57.77
01:16.68
01:26.02
01:12.11
00:58.36
01:13.41
00:52.31
01:12.17
Assembly point / Miejsce zbiorki
1st person / 1. osoba
Last person / Ostatnia osoba
01:16.26
01:05.15
01:12.15
01:13.39
01:12.27
Source: Own elaboration based on the conducted experiment.
Zrodto: Opracowanie wtasne na podstawie przeprowadzonego eksperymentu.
From the above data, the total evacuation time does not Z powyzszych danych mozna wywnioskowac, ze catkowity
reach 2 minutes. For comparison, Table 3 presents the results czas ewakuacji nie osiqga 2 minut. Dla porownania w tabeli 3 for S3 scenario. These results relate to the travel time. przedstawiono wyniki dla scenariusza S3. Odnoszq si? one do
czasu przemieszczania si?.
Table 3. Travel time measurement results for S3 scenario
Tabela 3. Wyniki pomiarow czasu przemieszczania si? dla scenariusza S3
Measurement point / Punkt pomiaru
Time, mm:ss.00 / Czas, mm:ss.00
Trial 1 / Proba 1 Trial 2 / Proba 2 Trial 3 / Proba 3 Trial 4 / Proba 4 Trial 5 / Proba 5
End of the corridor / Koniec korytarza
1st person / 1. osoba
00:18.05
00:16.69
00:16.63
Evacuation chair / Krzesto ewakuacyjne
00:12.15
00:14.21
00:13.89
00:15.60
00:15.14
00:18.09
00:14.70
End of stairs / Koniec schodow
1st person / 1. osoba
Evacuation chair / Krzesto ewakuacyjne
00:49.42
00:48.42
00:51.12
02:15.22
01:46.96
02:08.35
00:46.74
02:05.01
00:53.07
01:37.31
Exit from the building / Wyjscie z budynku
1st person / 1. osoba
Evacuation chair / Krzesto ewakuacyjne
00:53.16
00:53.15
00:54.72
02:41.99
01:53.00
02:14.29
00:49.18
02:05.01
00:55.49
01:42.31
Assembly point / Miejsce zbiorki
1st person / 1. osoba
Evacuation chair / Krzesto ewakuacyjne
01:23.51
01:25.77
01:23.64
02:50.54
02:14.94
02:41.57
01:13.27
02:05.01
01:16.59
02:01.23
The chart presented in Figure 14 shows a decreasing tendency both in case of the evacuation of people without disabilities and the use of an emergency chair, which means that over the course of the trials, the population participating in the study became more experienced, which made subsequent evacuation attempts shorter. Thus the evacuation was more efficient. Such observation allows to conclude that systematic evacuation attempts will have a positive effect on people's behavior and efficient evacuation.
Z wykresu przedstawionego na rycinie 14 mozna zauwazyc male-jqcy trend zaröwno w przypadku ewakuacji osöb sprawnych, jak i uzy-cia krzesta ewakuacyjnego. Oznacza to, ze z biegiem przeprowadzo-nych pröb populacja biorqca udziat w badaniu nabierata wprawy, przez co kolejne pröby ewakuacyjne trwaty kröcej - ewakuacja prze-biegata sprawniej. Taka obserwacja pozwala wysunqc wniosek, ze systematyczne prowadzenie pröb ewakuacyjnych bçdzie wptywac pozytywnie na zachowanie ludzi i sprawnq ewakuaj
11 st person /1. osoba Evacuation chair / Krzesto ewakuacyjne
■■ Liniowa (1 st person /1. osoba) Liniowa (evacuation chair / Krzesto ewakuacyjne )
Trial 3/ Proba 3
Trial 4/ Proba 4
Trials/ Proba 5
Figure 14. Time of reaching the assembly point for scenario S3
Rycina 14. Czas dotarcia na miejsce zbiorki dla scenariusza S3
Source: Own elaboration based on the conducted experiment.
Zrodto: Opracowanie wtasne na podstawie przeprowadzonego eksperymentu.
Table 4 summarizes the results of the average time taken to reach the measurement point for each scenario analyzed.
W tabeli 4 zestawiono wyniki sredniego czasu dotarcia do punktu pomiarowego dla kazdego analizowanego scenariusza.
Table 4. Summary of the results of the average time to reach a specific measurement point in each evacuation scenario Tabela 4. Zestawienie wynikow sredniego czasu dotarcia do okreslonego punktu pomiarowego w kazdym scenariuszu ewakuacji
Scenario / Scenariusz
Average time at the measuring point, mm:ss.00 / Sredni czas w punkcie pomiarowym, mm:ss.00
Floor / Piltro Staircase I Klatka schodowa Population / Populacja Measurement point / Punkt pomiarowy P KE K
End of the corridor / Koniec korytarza 00:26.93 00:l4.02 00:22.8l
Kl End of the stairs / Koniec schodow 01:09.98 0l:58.57 02:06.25
End of stairs / Wyjscie z budynku 01:16.08 02:07.32 02:10.13
II Assembly point / Miejsce zbiorki 0l:23.l0 02:22.66 02:39.34
End of the corridor / Koniec korytarza 00:39.54 00:4l.73 0l:06.42
K2 End of the stairs / Koniec schodow 0l:07.58 01:32.13 02:44.74
End of stairs / Wyjscie z budynku 0l:27.66 0l:43.89 02:59.49
Assembly point / Miejsce zbiorki 0l:54.l5 02:24.27 04:00.5l
dalsza czçsc tabeli na kolejnej stronie
Scenario I Scenariusz
Average time at the measuring point, mm:ss.00 / Sredni czas w punkcie pomiarowym, mm:ss.00
Floor / Piltro Staircase / Klatka schodowa Population / Populacja Measurement point / Punkt pomiarowy P KE K
End of the corridor / Koniec korytarza 00:25.32 00:l4.77 00:24.30
Kl End of the stairs / Koniec schodow 01:27.58 02:35.38
End of stairs / Wyjscie z budynku 01:29.87 02:54.45 03:50.l8
IV Assembly point / Miejsce zbiorki 0^40^8 03:04.9l 04:l9.39
End of the corridor / Koniec korytarza 00:35.33 00:35.77 01:11.68
K2 End of the stairs / Koniec schodow 0l:24.80 02:ll.l3 04:25.70
End of stairs / Wyjscie z budynku 0l:4l.92 02:22.33 04:4l.20
Assembly point / Miejsce zbiorki 02:l0.7l 03:0l.l2 05:42.22
Source: Own elaboration based on the conducted experiment.
Zrodto: Opracowanie wtasne na podstawie przeprowadzonego eksperymentu.
Analyzing the average total travel time of the studied populations, it can be concluded that the lowest values were recorded for P population in each evacuation scenario. On the other hand, the person on crutches was the slowest. It can also be concluded that the evacuation chair improved the evacuation process compared to the case where a person moves independently on crutches, which is clearly visible in Figure 15.
Analizujqc sredni catkowity czas przemieszczania si? bada-nych populacji, mozna stwierdzic, ze najnizsze wartosci w kaz-dym scenariuszu ewakuacji odnotowano dla populacji P nato-miast najwolniej poruszata si? osoba o kulach. Mozna rowniez stwierdzic, ze krzesto ewakuacyjne usprawnito proces ewakuacji w stosunku do przypadku, gdy osoba porusza si? samodzielnie o kulach, co widac jednoznacznie na rycinie 15.
E Ё
£ Í5
e, czz
■I S
05:45,60 05:02,40 04:19,20 03:36,00 02:52,80 02:09,60 01:26,40 00:43,20 00:00,00
05:42,22
KE К
01:23/0
I floor, K1 / I piltro, Kl
04:19,39
04:00,51
02:39,34 02:22,66
03:01,12
02:10, rl
IV floor, К1/ IV piltro, Kl
IV floor, К2/ IV piçtro, K2
Figure 15. Average total travel time for each evacuation scenario for populations P, KE and K
Rycina 15. Sredni catkowity czas przemieszczania si? dla kazdego scenariusza ewakuacyjnego dla populacji P, KE oraz K
For the evacuation from the second floor of K1 staircase, the travel time is 10.47% shorter for KE than for K. In case of the evacuation through K1 staircase from the fourth floor, the evacuation chair moves in 28.71% less time than a person on crutches. In case of evacuation through K2 staircase, these differences are much greater. For the second floor, this difference is 40.02% in favor of an emergency chair, and for the tests from the fourth floor, it can reach 47.07%.
It should also be remembered that if an evacuation chair is used, it must first be prepared for use - unfolded and possibly delivered to the place where the person with a disability is, the person on the evacuation chair must be seated (he/she can get on it independently) and fasten the seat belts. These actions will influence the evacuation time. The duration of these activities was measured, the results are shown in Figure 16. The time needed to bring the chair back, e.g. to evacuate another person, was also checked, the results are presented in Table 5.
Dla ewakuacji z II piçtra klatkq K1 czas przemieszczania siç jest o 10,47% krötszy dla KE niz dla K. W przypadku ewakuacji klatkq K1 z piçtra IV krzesto ewakuacyjne porusza siç w czasie o 28,71% krötszym niz osoba o kulach. W przypadku ewakuacji klatkq schodowq K2 röznice te sq znacznie wiçksze. Dla pröb z II piçtra röznica ta wynosi 40,02% na korzysc krzesta ewaku-acyjnego, a z piçtra IV- az 47,07%.
Nalezy miec na uwadze röwniez fakt, ze w przypadku zasto-sowania krzesta ewakuacyjnego nalezy je najpierw przygotowac do uzycia - roztozyc i ewentualnie dostarczyc do miejsca, w ktö-rym przebywa osoba z niepetnosprawnosciq, a takze trzeba takq osobç na krzesle ewakuacyjnym posadzic (moze ona wsiadac samodzielnie) oraz zapiqc pasami bezpieczenstwa. Czynnosci te bçdq wptywac na czas ewakuacji. Zmierzono czas ich trwa-nia, a wyniki przedstawiono na rycinie 16. Sprawdzono röwniez, ile czasu zajmie wniesienie krzesta z powrotem, np. w celu ewakuacji kolejnej osoby - wyniki przedstawiono w tabeli 5.
Folding out the evacuation chair / 02:1... Roztozenie krzesta ewakuacyjnego
o
g ! 02:0...
co ^ Getting on the chair and fastening the
E 01:4... seat belts, without adjusting to the
I ¡3 ' "' 01:34,61
figure (the length of the straps adju-
01:2... sted in the starting position) /
Wsiadanie na krzesto i zapinanie pasow,
01:0... bez dostosowywania do sylwetki
- s (dtugoSc pas6w dostosowana w pozycji
H § 00:5... wyjsciowej)
^ to e a
S? tj 00:3...
00:18 33 Getting on the chair and fastening the
00:1... 00:11,85 seat belts to fit your figure/
■ Wsiadanie na krzesto i zapinanie ___________pas6w z dostosowaniem do sylwetki
Figure 16. Time required to prepare an emergency evacuation chair for use Rycina 16. Czas potrzebny na przygotowanie krzesta ewakuacyjnego do uzycia
Source: Own elaboration based on the conducted experiment.
Zrodto: Opracowanie wtasne na podstawie przeprowadzonego eksperymentu.
Table 5. Time and speed of bringing an emergency chair back to a given floor
Tabela 5. Czas oraz prçdkosc wnoszenia krzesta ewakuacyjnego z powrotem na dane piçtro
Average duration of activity,
.. „ ,, Staircase / Floor / mm:ss.00 / Distance, m / Average speed, m/s /
" " Klatka schodowa Pi^tro Sredni czas trwan.a czynnosci, Dystans, m Sredn.a pr^dkosc, m/s
mm:ss.00
Bringing the chair back / IV 01:51.47 81.14 0.73 Wniesienie krzesta
z powrotem II 01:34.56 85.22 0.90 K2
II
K1
IV
By analyzing the travel times and the distance traveled, the average speed of the population was calculated in each evacuation scenario. The calculations were made separately for the horizontal sections - corridors and for vertical sections - staircases. The results of the average walking speed are shown in Figure 17. Maximum and minimum values are represented by error bars.
Analizujqc czasy przemieszczania si? oraz pokonany dystans, obliczono sredniq pr?dkosc poruszania si? populacji w kazdym scenariuszu ewakuacji. Obliczenia zostaty wykonane osobno dla odcinkow poziomych - korytarzy oraz dla odcinkow pionowych - klatek schodowych. Wyniki sredniej pr?dkosci poruszania si? przedstawiono na rycinie 17. Maksymalne oraz mini-malne wartosci zaprezentowano za pomocq stupkow bt?du.
2,2
BP BKE K
2,0
-i 1,8
^ E
CO - m r
> 1/6
E co
-d . 2 i A
2 3 1,2
I I «
II °-8
i i <" r.
' K1 K2
Corridor / Korytarz Staircase / Schody
Figure 17. Average speed of movement of the population P, KE and K
Rycina 17. Srednia pr?dkosc poruszania si? populacji P, KE oraz K
Source: Own elaboration based on the conducted experiment.
Zrodto: Opracowanie wtasne na podstawie przeprowadzonego eksperymentu.
When analyzing the average speed results, it can be seen that all populations moved fastest on flat sections. The speeds of P and KE populations are similar. The speed of KE depends on the speed of the movement of the person operating the evacuation chair. As expected, the speeds of moving up the stairs of both the crutch emergency chair and the person are lower compared to population P. The lowest walking speed in all scenarios is shown by a person walking on crutches. On both K1 and K2 staircase, a person on crutches moves more than 3 times slower than the P population. The evacuation chair also moves slower than the P population, but the differences are smaller. For K1 staircase, the difference is 61%, and for K2 staircase, it is about 45%. Analyzing average speeds, evacuation using a chair to evacuate a person with disability improved by less than 17% on K1 staircase and by almost 50% on K2 staircase. The differences in the results for the staircases K1 and K2 may result from the different construction of these staircases. Also, when moving in the corridor, the average speed of KE is higher than K by more than 35%, therefore in this case the use of an evacuation chair is justified.
The speed of movement of individual populations determined by the tests can be used as model values to simulate evacuation. The speed of movement on flat sections of roads for the population without disabilities is proposed as 1.20 m/s; evacuation
Analizujqc wyniki sredniej pr?dkosci, mozna zauwazyc, ze wszystkie populacje najszybciej poruszajq si? po ptaskich odcin-kach. Pr?dkosc populacji P oraz KE sq zblizone. Pr?dkosc KE zalezy od pr?dkosci poruszania si? osoby obstugujqcej krzesto ewakuacyjne. Zgodnie z przypuszczeniami, pr?dkosci poruszania si? po schodach - zarowno krzesta ewakuacyjnego, jak i osoby o kulach - sq nizsze w porownaniu do populacji P. Najnizszq pr?dkosc poruszania si? we wszystkich scenariuszach wykazuje osoba poruszajqca si? o kulach. Zarowno na klatce schodowej K1 jak i K2, osoba o kulach porusza si? ponad trzykrotnie wolniej od populacji P. Krzesto ewakuacyjne rowniez porusza si? wolniej od populacji P natomiast roznice te sq mniejsze. Dla klatki schodowej K1 roznica wynosi 61%, natomiast dla klatki schodowej K2 - ok. 45%. Analizujqc srednie pr?dkosci, ewakuacja poprzez zastosowanie krzesta do ewakuacji osoby z niepetnosprawno-sciq zostata usprawniona o niecate 17% na K1 oraz o prawie 50% na klatce K2. Roznice w wynikach dla klatki K1 i K2 mogq wynikac z roznej budowy tych klatek schodowych. Rowniez w przypadku poruszania si? po korytarzu, srednia pr?dkosc KE jest wyzsza niz K o ponad 35%, dlatego w tym wypadku zastosowanie krzesta ewakuacyjnego jest zasadne.
Wartosci pr?dkosci poruszania si? poszczegolnych populacji okreslone za pomocq badan, mogq zostac wykorzystane jako
chair moving speed 1.09 m/s; and the speed of a person moving on crutches is 0.70 m/s. For vertical sections - stairs, the speed of the population without disabilities is 1.08 m/s for evacuation through K1 staircase and 0.98 m/s for K2 staircase; evacuation chair moving speed 0.42 m/s for K1 staircase and 0.54 m/s for K2; while the speed of a person moving with crutches is 0.35 m/s on K1 staircase and 0.27 m/s on K2 staircase.
wartosci modelowe do wykonania symulacji ewakuacji. Prçdkosc poruszania siç po ptaskich odcinkach drög osöb petnosprawnych proponuje siç przyjqc jako 1,20 m/s; prçdkosc poruszania siç krzesta ewakuacyjnego - jako 1,09 m/s; a prçdkosc osoby poruszajqcej siç o kulach - jako 0,70 m/s. Dla odcinköw pionowych (schodöw) prçdkosc populacji petnosprawnej to 1,08 m/s dla ewakuacji klatkq schodowq K1 oraz 0,98 m/s dla klatki schodowej K2. Prçdkosc poruszania siç krzesta ewakuacyjnego wynosi 0,42 m/s dla klatki schodowej K1 oraz 0,54 m/s dla K2, natomiast prçdkosc osoby poruszajqcej siç o kulach - 0,35 m/s na klatce K1 oraz 0,27 m/s na klatce K2.
Conclusions
In line with the assumptions, research has shown that evacuation of the population with a person with disabilities is slower, even with the help of an evacuation chair. The speed of evacuation on the evacuation chair depends on the speed of the people who operate it. Undoubtedly, an evacuation chair is a useful solution for the evacuation of people with limited mobility. Comparing both the evacuation times and the speed of movement, it can be observed that a person moving independently on crutches moves the slowest and the evacuation time is the longest. The speed of movement of individual populations determined in the research can serve as a model value for the simulation of evacuation.
Technical and construction regulations still lack specific solutions for the evacuation of people with disabilities. It is necessary to develop appropriate regulations that consider this aspect of evacuation. According to practice, the only alternative to evacuate people with reduced mobility is manual transport by other evacuees or transport by cranes for the fire brigade, according to the standard [16], but this solution also has limitations. Manual transport is often problematic and difficult to perform. In this case, people who have problems with independent movement are forced to wait for emergency services. The evacuation chair gives the opportunity to help these people and provide evacuation at the same time as the rest of the building users, without having to wait for help from qualified rescuers.
Acknowledgments
Many thanks to EnSafe Sp. z o.o. for technical support by providing an evacuation chair for research.
Wnioski
Zgodnie z zatozeniami badania wykazaty, ze ewakuacja populacji, w ktörej znajduje siç osoba z niepetnosprawnosciq, jest wol-niejsza nawet przy zastosowaniu pomocy w postaci krzesta ewakuacyjnego. Prçdkosc poruszania siç krzesta ewakuacyjnego zalezy od prçdkosci poruszania siç osöb, ktöre je obstugujq. Nie-wqtpliwie krzesto ewakuacyjne jest przydatnym rozwiqzaniem w przypadku ewakuacji osöb o ograniczonej zdolnosci porusza-nia siç lub catkowitym jej braku. Poröwnujqc zaröwno czasy ewakuacji, jak i prçdkosci poruszania siç, mozemy zauwazyc, ze osoba poruszajqca siç samodzielnie o kulach przemieszcza siç najwol-niej, a czas ewakuacji jest najdtuzszy. Wyznaczona na podstawie badan prçdkosc poruszania siç poszczegölnych populacji postuzy jako wartosc modelowa do wykonania symulacji ewakuacji.
W przepisach techniczno-budowlanych wciqz widoczny jest brak okreslonych rozwiqzan dotyczqcych ewakuacji osöb z nie-petnosprawnosciami. Konieczne jest sporzqdzenie odpowiednich rozporzqdzen, ktöre bçdq uwzglçdniaty ten aspekt ewakuacji. W praktyce jedynq alternatywq ewakuacji osöb o ograniczonej zdolnosci poruszania jest transport rçczny przez inne osoby ewa-kuujqce siç lub transport dzwigami dla strazy pozarnej, zgodnie z normq PREN 81-76 [16], to rozwiqzanie posiada jednak pewne ograniczenia. Transport rçczny czçsto jest problematyczny, a nie-jednokrotnie niemozliwy do wykonania. W takim wypadku osoby majqce problem z samodzielnym poruszaniem siç zmuszone sq do oczekiwania na stuzby ratownicze. Krzesto ewakuacyjne umozliwia pomoc tym osobom oraz ewakuacjç w tym samym czasie co reszta uzytkowniköw budynku, bez koniecznosci cze-kania na pomoc wykwalifikowanych ratowniköw.
Podziçkowania
Serdeczne podziçkowania dla firmy EnSafe Sp. z o.o. za udo-stçpnienie krzesta ewakuacyjnego do badan oraz przeprowadze-nie szkolenia.
Literature I Literatura
[1] Ustawa z dnia 7 lipca 1994 r. Prawo budowlane (Dz.U. 1994 Nr 89, poz. 414).
[2] Ustawa z dnia 24 sierpnia 1991 r. o ochronie przeciwpoza-rowej (Dz.U. 1991 Nr 81, poz. 351).
[3] Ustawa z dnia 19 lipca 2019 r. o zapewnianiu dost?pno-sci osobom ze szczegolnymi potrzebami (Dz.U. 2019 poz. 169).
[4] Rozporzqdzenie Ministra Rozwoju z dnia 11 wrzesnia 2020 r. w sprawie szczegotowego zakresu i formy projektu budowlanego (Dz.U. 2020 poz. 1609).
[5] Rozporzqdzenie Ministra Spraw Wewn?trznych i Admini-stracji z dnia 17 wrzesnia 2021 r. w sprawie uzgadniania projektu zagospodarowania dziatki lub terenu, projektu architektoniczno-budowlanego, projektu technicznego oraz projektu urzqdzenia przeciwpozarowego pod wzgl?-dem zgodnosci z wymaganiami ochrony przeciwpozarowej (Dz.U. 2021 poz. 1722).
[6] Boyce K.E., Shields T.J., Silcock G.W.H., Toward the characterization of building occupancies for fire safety engineering: capabilities of disabled people moving horizontally and on an incline, "Fire Technology" 1999, 35(1), 51-67, https:// doi.org/10.1023/A:1015339216366.
[7] Christensen K.M., Collins S.D., Holt J.M, Phillips C.N., The relationship between the design of the built environment and the ability to egress of individuals with disabilities, "Review of Disability Studies: An International Journal", 2006, vol. 2 No.3.
[8] Shi L., Xie Q., Cheng X., Chen L., Zhou Y., Zhang R., Developing a database for emergency evacuation model, "Building and Environment" 2009, 44, 8, 1724-1729, https:// doi.org/10.1016/j.buildenv.2008.11.008.
[9] Jiang C.S., Zheng S.Z., Yuan F., Jia H.J., Zhan Z.N., Wang J.J., Experimental assessment on the moving capabilities of
mobility-impaired disabled, "Safety Science" 2012, 50, issue 4, 974-985, https://doi.org/10.1016/j.ssci.2011.12.023.
[10] Kuligowski E., Peacock R., Wiess E., Hoskins B., Staireva-cuation of older adults and people with mobility impairments, "Fire Safety Journal" 2013, 62, 230-237, https:// doi.org/10.1016/j.firesaf.2013.09.027.
[11 ] Kuligowski E., Peacock R., Wiess E., Hoskins B., Stair evacuation of people with mobility impairments.: Stair evacuation of people with mobility impairments, "Fire Mater" 2015, 39, 4, 371-384, https://doi.org/10.1002/fam.2247.
[12] Hashemi M., Emergency evacuation of people with disabilities: A survey of drills, simulations, and accessibility, "Cogent Engineering" 2018, 5, 1, 1506304, https://doi.org/ 10.1080/23311916.2018.1506304.
[13] Hunt A., Galea E.R., Lawrence P.J., An analysis and numerical simulation of the performance of trained hospital staff using movement assist devices to evacuate people with reduced mobility. Movement assist devices to evacuate prm, "Fire Mater"2015, 39, 4, 407-429, https://doi.org/10.1002/ fam.2215.
[14] Lavender S.A., Hedman G.E., Mehta J.P., Reichelt P.A., Conrad K.M., Park S., Evaluating the physical demands on firefighters using hand-carried stair descent devices to evacuate mobility-limited occupants from high-rise buildings, "Applied Ergonomics" 2014, 45, 3, 389-397, https://doi. org/10.1016/j.apergo.2013.05.005.
[1 5] CFPA-E Guideline No 19:2009 F, Fire safety engineering concerning evacuation from buildings. CFPA-Europe, 2009.
[16] PREN 81-76 Safety rules for the construction and installation of lifts - Particular applications for passengers and goods passenger lifts - Part 76: Evacuation of persons with disabilities using lifts.
KAROLINA SZULC, M.SC. ENG. - a graduate of Safety Engineering at the Faculty of Environmental and Energy Engineering of the Sile-sian University of Technology, currently a doctoral student in the Department of Heating, Ventilation and Dust Removal Technology, Faculty of Energy And Environmental Engineering, Silesian University of Technology. As part of her doctoral dissertation, she is conducting research related to the analysis of the conditions of fire escape routes during the development of a fire during the evacuation of people with disabilities. She uses the method of numerical fluid mechanics to analyse the conditions of evacuation routes. An important part of the research is to analyse the feasibility of including peo -ple with disabilities in evacuation models. She performs evacuation simulations with a simulator using artificial intelligence algorithms. The research work is carried out under the guidance of a supervisor Matgorzata Krol, D.Sc. Eng.
MGR INZ. KAROLINA SZULC - absolwentka kierunku Inzynieria Bezpieczenstwa na Wydziale Inzynierii Srodowiska i Energetyki Politechniki Slgskiej, obecnie doktorantka w Katedrze Ogrzewnictwa, Wentylacji i Techniki Odpylania Politechniki Slgskiej. W ramach pracy doktorskiej prowadzi dziatalnosc badawczg zwigzang z analizg warunkow panujgcych na drogach ewakuacyjnych w czasie rozwoju pozaru podczas ewakuacji osob z niepetnosprawnosciami. Do analizy warunkow panujgcych na drogach ewakuacyjnych wykorzystuje metody numerycznej mechaniki ptynow. Waznym elementem badan jest analiza mozliwosci uwzglçdniania w modelach ewakuacji osob z niepetnosprawnosciami. Wykonuje symulacje ewakuacji z uzyciem symulatora wykorzystujgcego algorytmy sztucznej inteligencji. Prace badawcze prowadzone sg pod kierownictwem promotor dr hab. inz. Matgorzaty Krol.
MARCIN CISEK, D.SC. ENG. - partner at Protect Tadeusz Cisek i Wspolnicy Spotka Jawna, fire protection expert of the Chief Commander of the State Fire Service. A graduate of the Main School of Fire Service and the Faculty of Cybernetics of the Military University of Technology in Warsaw. He holds a doctoral degree in civil engineering and transport from the Institute of Building Technology in Warsaw. He conducts scientific, popularization and educational activities as a lecturer at, among others, the Scientific and Research Centre for Fire Protection in Jozefow and at postgraduate studies at the Warsaw University of Technology and the Main School of Fire Service in Warsaw. He has more than 20 years of experience in fire safety engineering, risk analysis and computer simulation of fire and evacuation.
DR HAB. INZ. MAtGORZATA KROL, PH.D. ENG., PROFESSOR OF PS
- she works as a professor in the Department of Heating, Ventilation and Dust Removal Technology, Faculty of Energy And Environmental Engineering, Silesian University of Technology (PS) in Gliwice. Her research involves issues related to fire ventilation of buildings and the influence of external parameters on the smoke ventilation process. She performed tests on the effectiveness of ventilation in the tunnels under Martwa Wista and in Laliki. In her work, in addition to in-situ studies, she also uses numerical analysis. She is the author of dozens of publications in peer-reviewed journals.
DR INZ. MARCIN CISEK - wspölnik w firmie Protect Tadeusz Cisek i Wspölnicy Spötka Jawna, rzeczoznawca ds. zabezpieczen przeciw-pozarowych Komendanta Gtöwnego Panstwowej Strazy Pozarnej. Absolwent Szkoty Gtöwnej Stuzby Pozarniczej oraz Wydziatu Cyber-netyki Wojskowej Akademii Technicznej w Warszawie. Posiada sto-pien naukowy doktora nauk inzynieryjno-technicznych w dyscyplinie inzynieria lqdowa i transport uzyskany w Instytucie Techniki Budow-lanej w Warszawie. Prowadzi dziatalnosc naukowq, popularyzatorskq oraz edukacyjnq jako wyktadowca miçdzy innymi w Centrum Naukowo Badawczym Ochrony Przeciwpozarowej w Jözefowie oraz na studiach podyplomowych Politechniki Warszawskiej i Szkoty Gtöwnej Stuzby Pozarniczej w Warszawie. Posiada ponad 20-letnie doswiadczenie w zakresie inzynierii bezpieczenstwa pozarowego, analizy ryzyka oraz komputerowych symulacji pozaru i ewakuacji.
DR HAB. INZ. MAtGORZATA KROL, PROF. PS - pracuje na stanowisku profesora w Katedrze Ogrzewnictwa, Wentylacji i Techniki Odpylania na Wydziale Inzynierii Srodowiska i Energetyki Politechniki Slqskiej w Gliwicach. W badaniach naukowych zajmuje siç zagadnieniami zwiqzanymi z wentylacjq pozarowq budynköw oraz wptywem para-metröw zewnçtrznych na proces oddymiania. Wykonywata badania efektywnosci dziatania wentylacji w tunelach Pod Martwq Wistq oraz w Lalikach. W swojej pracy, poza badaniami in-situ, wykorzystuje röwniez analizy numeryczne. Jest autorkq kilkudziesiçciu publikacji w re-cenzowanych czasopismach.
Ttumaczenie na jçzyk angielski artykutöw naukowych (takze ich streszczen), w tym artykutöw recenzyjnych, w pötroczniku „Safety & Fire Technology" - zadanie finansowane ze srodköw Ministerstwa Edukacji i Nauki w ramach programu „Rozwöj Czasopism Naukowych" (umowa nr RCN/SP/0560/2021/1).
§kM% Ministerstwo ъЩ&Р Edukacji i Nauki
-y _
