CC BY
20УДК 614.847.79 DOI 10.25257/FE.2020.1.60-65
ДРОЗДОВ Дмитрий Александрович Академия ГПС МЧС России, Москва, Россия E-mail: d.a.drozdov97@mail.ru
ЯГОДКА Евгений Алексеевич Кандидат технических наук, доцент Академия ГПС МЧС России, Москва, Россия E-mail: e.a.yagodka@yandex.ru
СПЕЦИАЛЬНОЕ ТЕХНИЧЕСКОЕ УСТРОЙСТВО ДЛЯ ЭВАКУАЦИИ ДЕТЕЙ ИЗ ВЕРЁВОЧНЫХ ПАРКОВ
В работе рассмотрена проблема обеспечения эвакуации (спасения) детей из верёвочных парков. На основе результатов моделирования пожара и натурных наблюдений за эксплуатацией данных объектов выявлена неэффективность существующих мер по своевременной эвакуации (спасения) детей при их нахождении на маршруте верёвочного парка. Предложено новое специальное техническое устройство для спуска детей с высоты маршрута верёвочного парка.
Ключевые слова: пожар, дети, эвакуация, опасные факторы пожара, верёвочный парк, спусковое устройство.
В соответствии со ст. 5 Федерального закона от 22.07.2008 № 123-Ф3 «Технический регламент о требованиях пожарной безопасности» (далее Ф3-123) безопасность людей на объекте обеспечена, если расчётное (фактическое) время эвакуации людей не превышает необходимого времени (ч. 3 ст. 53 Ф3-123), то есть если люди покинули здание до блокирования эвакуационных выходов критическими значениями опасных факторов пожара (ОФП). Для обеспечения безопасности людей применяется комплекс организационно-технических мероприятий (ч. 3 ст. 5 ФЗ-123). При этом в систему обеспечения пожарной безопасности должны включаться только те мероприятия, которые влияют на предотвращение воздействия на людей ОФП (ч. 4 ст. 5, ч. 3 ст. 7 ФЗ-123).
В соответствии со ст. 6 ФЗ-123 вышеприведённые мероприятия по обеспечению пожарной безопасности определяются по нормативным документам, содержащим типовые мероприятия (п. 2 ч. 1 ст. 6 ФЗ-123), либо расчётным путём (п. 1 ч. 1 ст. 6 ФЗ-123).
Анализ нормативной базы, реализующей указанные выше способы, показал, что не все встречающиеся конфигурации объектов учтены в типовых решениях или могут быть оценены расчётным путём. В таких ситуациях требуется разработка специальных технических условий (ч. 2 ст. 78 ФЗ-123).
Одна из таких ситуаций рассмотрена в работе [1], посвящённой определению расчётного времени эвакуации детей при их нахождении на детских горках, и обусловленной отсутствием соответствующей математической модели в действующих методиках оценки пожарных рисков. В качестве решения проблемы авторами предложен способ, основанный на использовании знаний о физике процесса спуска материального объекта по наклонной плоскости. Такой подход позволил разработать простейшую фор-
мулу для определения расчётного времени эвакуации детей при спуске с горки.
Вместе с тем, на практике встречаются иные проблемы, связанные с обеспечением безопасности людей в развлекательных зонах торговых зданий. Настоящая работа посвящена проблеме эвакуации (спасения) детей из верёвочного парка.
Верёвочный парк представляет собой комплекс препятствий над землёй (уровнем пола) на высоте от 1 до 15 м, созданных с помощью опор, верёвок, деревянных площадок и прочих элементов. Логически связанные между собой препятствия формируют маршрут или трассу, которые обычно бывают нескольких уровней сложности и предназначены для людей с разным уровнем подготовки. На маршруте в зависимости от сложности, размеров и «прочности» трассы одновременно может находиться различное количество человек, в среднем, по наблюдениям авторов, от 3 до 7. В целях обеспечения безопасности прохождения маршрута (предотвращения падения с высоты) дети прикреплены одним (чаще двумя) карабинами к страховочному тросу, расположенному над головой (рис. 1).
Порядок обеспечения безопасности верёвочных парков регламентируется ГОСТ Р 56986-2016 «Безопасность верёвочных парков. Требования безопасности при проектировании, монтаже и эксплуатации». В соответствии с данным документом защитные системы верёвочных парков должны предусматриваться, «если ноги участника находятся на высоте более 1 м над землёй» (п. 4.3.5.2), и могут включать различные коллективные и индивидуальные средства с участием ассистента и без (пп. 3.1.7, 4.3.1, 4.3.5.1, 4.3.5.3). Для обеспечения предотвращения травмирования участников при падении с высоты применяются активные
60
© Дроздов Д. А., Ягодка Е. А., 2020
Рисунок 1. Помещение верёвочного парка в одном из торгово-развлекательных центров г. Москвы
и пассивные тормозные системы (пп. 3.1.21, 3.1.22). Пассивные системы работают автоматически без управления участником или другим лицом (пружинный амортизатор, сила тяжести, сеть, вода (п. 3.1.22 ГОСТ Р 56986-2016)).
Также для каждого верёвочного парка должны разрабатываться правила пользования, содержащие порядок эвакуации участников в случае возникновения нештатных ситуаций (Раздел 15, Приложение В, ГОСТ Р 56986-2016). Следовательно, защитные системы парка должны обеспечивать своевременную аварийную эвакуацию участников при пожаре.
Вместе с тем, анализ нормативной базы, наблюдения авторов за эксплуатацией верёвочных парков и опрос сотрудников развлекательных зон показали, что каких-либо мер по обеспечению своевременной эвакуации (спасения) детей при их нахождении на маршруте не предусмотрено.
Так в одном из верёвочных парков г. Москвы был проведён ряд мероприятий, а именно: осмотр верёвочного парка, наблюдение за детьми и инструкторами во время прохождения трассы, опрос инструкторов о мероприятиях по спуску с высоты и спасению детей при возникновении пожара или другой чрезвычайной ситуации.
На основании проведённых мероприятий сделано следующее заключение: для спуска одного ребёнка с высоты 4-5 м инструктору потребуется от 3 до 5 мин, включая время движения инструктора до места размещения спасательного устройства и обратно (располагается за пределами развлекательной зоны), время подготовки и приведения в рабочий режим спасательного устройства, время крепления спасательного устройства к страховочной системе ребёнка, время спуска ребёнка, время отсоединения спасательного устройства от страховочной системы ребёнка. Учитывая, что в рассмотренном случае на маршруте одновременно находилось от 5 до 15 детей, на их эвакуацию (спасение) при пожаре двум-трём инструкторам потребовалось бы минимум от 15 до 30 мин, а возможно и больше одного часа.
Для оценки возможности своевременной эвакуации (спасения) детей с высоты в течение вышеуказанного промежутка времени проведено моделирование пожара по полевой математической модели и определено время достижения критических значений ОФП на уровнях маршрута и пола развлекательной зоны.
Для этого с применением программного продукта «Фогард-ПМ» построена 3Э-модель развлекательной зоны (рис. 2) с размещением регистра -торов критических значений ОФП на различных высотах. В качестве горючей нагрузки учитываются «ПВХ+полиэтилен», «Промтовары; текстильные изделия», «Упаковка: бумага + картон + поли(этилен + стирол) (0,4 + 0,3 + 0,15 + 0,15)», «Отделка ковро-лин». Показатели пожарной опасности горючих нагрузок приняты по [2]. Время моделирования пожара - 1 500 с (25 минут). Результаты моделирования представлены в таблице 1.
Результаты моделирования возможного пожара показали, что количества времени, равного 15-45 мин, на своевременную эвакуацию (спасение) детей с высоты у персонала нет. Таким образом, в рассмотренном случае принятые организационно-технические меры по обеспечению безопасности людей (детей) при пожаре не могут быть признаны эффективными, достаточными и обоснованными.
Одним из способов решения проблемы является сокращение времени эвакуации (спуска) детей с высоты маршрута верёвочного парка.
Для технологического обслуживания аттракциона опорные столбы оборудуются вертикальными лестницами. Однако их использование для обеспечения своевременного спуска затруднительно и не представляется возможным по ряду причин:
- прохождение маршрута даже в «спокойных» условиях представляет определённую психологическую сложность для ребёнка, а преодоление маршрута в условиях возникшего пожара может оказаться невыполнимой задачей;
- ребёнок жёстко закреплён карабином за страховочный трос, поэтому перед тем, как воспользоваться стационарной лестницей, ему необходимо будет самостоятельно отсоединиться от страховочного троса,
Рисунок 1. 3D-модель развлекательной зоны
Таблица 1
Время наступления критических значений опасных факторов пожара
Опасные факторы пожара Время наступления критических значений ОФП, мин, на различных высотах Фактическое Обеспечение безопасной эвакуации
Уровень пола 5,7 м 9,7 м 10,7 м время эвакуации, tф
«ПВХ+полиэтилен»
Снижение видимости в дыму 12,05 8,07 5,41 5,12 -
Повышенная температура окружающей среды 16,76 12,13 9,67 9,41 -
«Промтовары; текстильные изделия» -
Снижение видимости в дыму 8,55 5,63 4,57 4,55 -
Повышенная температура окружающей среды 8,61 5,37 3,83 3,65 15-45 мин -
«Упаковка: бумага + картон + поли(этилен + стирол) (0,4 + 0,3 + 0,15 + 0,15)» -
Снижение видимости в дыму 10,12 6,6 5,2 4,97 -
Повышенная температура окружающей среды 11,85 8,2 6,29 6,08 -
«Отделка ковролин» -
Снижение видимости в дыму 6,71 3,21 2,2 2,05 -
Повышенная температура окружающей среды 9,56 5,08 3,09 2,86 -
что в ряде случаев не представляется возможным ввиду недостаточного роста;
- для обеспечения безопасного спуска по лестнице потребуется устройство страховки, в противном случае возникает риск причинения вреда здоровью при срыве рук и последующем падениия;
- если у ребёнка возникнет паника или, по иным обстоятельствам, он не сможет самостоятельно спуститься по лестнице, то инструктору парка потребуется спускаться вместе с ним. Для этого нужно будет либо крепить ребёнка к своей страховочной системе, что весьма проблематично, учитывая малые размеры промежуточных платформ, либо осуществлять постепенный одновременный спуск, предварительно подавив чувство паники у ребёнка. Выполнение этих мероприятий потребует значительного количества времени, а возможно, и существенных изменений в конструктивных решениях аттракциона.
Проведённый анализ спусковых устройств, применяемых в верёвочных парках, показал, что они не подходят для обеспечения своевременного спуска. Анализ рынка иных спасательных и спусковых устройств [3-6] показал, что существующие отечественные и зарубежные образцы также не подходят для решения этой задачи по различным причинам: большая масса устройства, маленькая высота спуска, назначение, принцип действия.
Сравнительный анализ характеристик существующих спасательно-спусковых устройств [7-10] и условий перемещения детей по маршрутам верёвочных парков позволил разработать новое специальное
техническое устройство для спасения детей с высоты и их дальнейшей безопасной эвакуации. Схема и тактико-технические характеристики устройства представлены на рисунке 3 и в таблице 2.
В основу работы нового устройства лёг принцип использования страховочного устройства для скалодромов, заключающийся в действии электромагнитной индукции, способствующей замедлению выхода стропы при срыве либо спуске ребёнка. Однако громоздкость, большая масса и стационарное крепление страховочного устройства для скалодромов не позволяют использовать его в условиях верёвочных парков: постоянное перемещение в горизонтальной плоскости, движение друг за другом, необходимость перезакрепления между страховочными тросами. Устройство должно позволять ребёнку свободно
Таблица 2 Тактико-технические характеристики спускового устройства
Наименование параметра Значение
Размер устройства 0,15x0,15x0,1 м
Масса устройства Не более 5 кг
Скорость спуска 1 м/с
Высота спуска До 10 м
Масса спускаемого До 50 кг
Рисунок 3. Схема спускового устройства:
1 - пыльники; 2 - корпус; 3 - спиралевидная пружина; 4 - барабан для спирали; 5 - нейлоновая стропа; - металлический каркас для уменьшения резкости падения при срыве; 7 - кольцо для закрепления устройства; 8 - вал; 9 - сверхмощные магниты; 10 - магнитное кольцо; 11 - ротор в сборе; 12 - подшипник на валу; 13 - валик для обеспечения плавности выхода стропы; 14 - карабин
перемещаться по маршруту, не снижая уровня его защищённости от падений.
Для этого страховочное устройство для скало-дромов предлагается модернизировать:
- заменить спусковой трос на плоскую ленту (стропу);
- заменить материал корпуса на более лёгкий АВС-пластик;
- уменьшить размеры ниодимовых магнитов и иных деталей;
- исключить барабан, обеспечивающий спуск детей весом более 50 кг;
- заменить карабин на более подходящий для
детей.
Вышеперечисленные меры теоретически позволят значительно уменьшить размеры и массу спускового устройства и обеспечить его мобильность.
Для обоснования эффективности разработанного устройства произведена оценка возможности своевременной эвакуации детей с высоты с учётом его использования.
Проведённая оценка позволяет сделать вывод, что применение устройства позволит сократить время спуска детей с высоты с 15-45 мин (для рассматриваемого случая) до 4-10 с и обеспечить своевременную эвакуацию участников парка (детей) до блокирования эвакуационных путей и выходов критическими значениями ОФП.
Вместе с тем использование такого устройства предполагает самостоятельный спуск ребенка с высоты маршрута, что требует осознанного «прыжка» вниз. Данное обстоятельство может послужить психологическим барьером для эффективного использования предлагаемого авторами устройства. Однако данное затруднение присутствует и при использовании существующих спусковых устройств.
Для исключения влияния вышеуказанного фактора перед началом прохождения маршрута с детьми должен проводиться специальный инструктаж по технике безопасности и небольшое практическое занятие по правилам использования специального спускового устройства, желательно с демонстрацией спуска (п. 10.2 ГОСТ Р 56986-2016).
Теоретически вышеперечисленные мероприятия в совокупности позволят обеспечить своевременную эвакуацию детей при их нахождении на маршруте верёвочного парка в случае пожара.
Однако нельзя забывать о возникающей при пожаре панике, в состоянии которой человек не способен на какие-либо осознанные действия. В этом случае предлагаемое авторами устройство также может сократить время спуска с высоты, поскольку инструктору на маршруте потребуется всего лишь дойти до человека и принудить его к прыжку.
Проведённое исследование позволило авторам разработать устройство, позволяющее обеспечить
самостоятельный спуск детей с высоты маршрута верёвочного парка, в целях многократного сокращения времени эвакуации всех детей при их нахождении на верёвочных парках в случае возникновения пожара. Вместе с тем результаты исследования носят предположительный теоретический характер и требуют дальнейшей практической проверки.
Необходимо отметить, что поиск эффективного решения по эвакуации (спасению) детей обеспечен анализом существующих разработок, что подтверждает довод, представленный в работе [1], о целесообразности формирования функционально-организованной базы ранее проведённых исследований для решений уникальных задач.
ЛИТЕРАТУРА
1. Декина М. А, Ягодка Е. А. Разработка специальных технических условий на основе результатов исследований // Материалы VII Международной научно-практической конференции молодых учёных и специалистов «Проблемы техносферной безопасности -2018». - М.: Академия ГПС МЧС России, 2018. - С. 26-32.
2. Кошмаров Ю. А. Прогнозирование опасных факторов пожара в помещении. Учебное пособие. М.: Академия ГПС МВД России, 2000. 118 с.
3. Одинцов Л. Г., Курсаков А. В., Кизиков А. Н., Туркевич М. М, Степин С. Н, Жданенко И. В. Высотные аварийно-спасательные работы на гражданских и промышленных объектах. Монография. М.: Всероссийский научно-исследовательский институт по проблемам гражданской обороны и чрезвычайных ситуаций МЧС России, 2002. 141 с.
4. Мурзинов В. Л., Сушкова О. В. Пневматическое средство эвакуации людей из горящего здания // Вестник воронежского института ГПС МЧС России. 2014. № 2 (11). С. 13-17.
5. Мурзинов В. Л. Прыжковые спасательные средства пневматического типа // Материалы XIV Международной научно-практической конференции «Комплексные проблемы техносферной безопасности. Актуальные вопросы безопасности при формировании культуры безопасной жизни». Воронеж: Воронежский государственный технический университет, 2018. С. 223-226.
6. Сторожева Н. В., Мочкаев Ю. В. Разработка спасательных устройств для эвакуации детей-младенцев из задымлённой зоны //
Сборник научных трудов по итогам Международной научно-практической конференции «Новшества в области технических наук». Тюмень: Федеральный центр науки и образования «Эвенсис», 2016. С. 57-62.
7. Макаревич С. Д., Макаревич Д. М. Параметры расчёта прочностных характеристик аварийно-спасательного подъёмного устройства для эвакуации людей и грузов // Вестник командно-инженерного института МЧС Республики Беларусь. 2013. № 2(18). С. 25-34.
8. Шавалеев М. Р. Секционное устройство эвакуации для малоэтажных зданий // Материалы IV Всероссийской научно-практической конференции «Актуальные вопросы совершенствования инженерных систем обеспечения пожарной безопасности объектов». Иваново: Ивановская пожарно-спасательная академия ГПС МЧС России, 2017. С. 254-257.
9. Шавалеев М. Р., Капустин А. А. Устройство для эвакуации пострадавших // Сборник статей по материалам Всероссийской научно-практической конференции с международным участием «Современные технологии обеспечения гражданской обороны и ликвидации последствий чрезвычайных ситуаций». Воронеж: Воронежский институт ГПС МЧС России, 2018. С. 430-432.
10. Мурзинов В. Л., Ермаков А. С., Попов С. В., Тестов Д. Г., Лукьянчиков И. П. Устройство спасения падающих с высоты людей в условиях пожарной опасности // Научный журнал. «Инженерные системы и сооружения». 2016. № 3-4 (24-25). С. 23-30.
Материал поступил в редакцию 15 января 2020 года.
Dmitry DROZDOV
State Fire Academy of EMERCOM of Russia, Moscow, Russia E-mail: d.a.drozdov97@mail.ru
Evgeni YAGODKA
PhD in Engineering, Associate Professor
State Fire Academy of EMERCOM of Russia, Moscow, Russia
E-mail: e.a.yagodka@yandex.ru
SPECIAL TECHNICAL DEVICE FOR EVACUATING CHILDREN FROM ROPE PARKS
ABSTRACT
Purpose. Purpose. The paper considers the problem of ensuring timely evacuation of children from rope parks. Based on the results of fire modeling and field studies on the operation of rope parks, the inefficiency of existing measures for the timely evacuation of children when they are on the route of the rope park is revealed. A new special technical device for lowering children from the height of the rope park route is proposed.
Methods. The following approaches, methods and research technologies were used in the work: system analysis, comparative analysis, mathematical modeling.
Findings. In the course of the work it was found that there are no effective means and methods of evacuating children from rope parks, and a 3D model of a descending device for evacuating children from rope parks was developed.
Research application field. The proposed device can be used to ensure the safe evacuation of children from rope parks.
Conclusions. The results of the study have led the authors to developing a device that allows independent descent of children from the height of the rope park route. Using this device will significantly reduce the evacuation time of all children when they are in the rope parks areas in case of fire. At the same time, the results of the study are hypothetically theoretical in nature and require further practical verification.
Key words: fire, children, evacuation, dangerous factors of a fire, rope park, descending device.
REFERENCES
1. Dekina MA., Yagodka EA Razrabotka spetsialnykh tekhnicheskikh uslovii na osnove rezultatov issledovanii. Materialy VII Mezhdunarodnoi nauchno-prakticheskoi konferentsii molodykh uchenykh i spetsialistov "Problemy tekhnosfernoi bezopasnosti - 2018' [Development of special technical conditions based on research results. Proceedings of the VII International scientific and practical conference of young scientists and specialists "Problems of Technosphere Safety - 2018"]. Moscow, State Fire Academy of EMERCOM of Russia Publ., 2018, pp. 26-32 (in Russ.).
2. Koshmarov Yu.A. Prognozirovanie opasnykh faktorov pozhara vpomeshchenii [Forecasting of dangerous factors of fire in the premises]. Moscow, State Fire Academy of Ministry of internal Affairs of Russia Publ., 2000. 118 p.
3. Odintsov L.G., Kursakov A.V., Kizikov A.N., Turkevich M.M., Stepin S.N., Zhdanenko I.V. Vysotnye avariino-spasatelnye raboty na grazhdanskikh i promyshlennykh obiektakh [High-altitude rescue operations at civil and industrial facilities]. Moscow, All-Russian research institute on problems of civil defense and emergency situations of EMERCOM of Russia Publ., 2002. 141 p.
4. Murzinov V.L., Sushkova O.V. Pneumatic tool evacuation of people from a burning building. Vestnik voronezhskogo instituta GPS MChS Rossii (Bulletin of the Voronezh Institute of the State Fire Service of EMERCOM of Russia). 2014, no. 2 (11), pp. 13-17 (in Russ.).
5. Murzinov V.L. Pryzhkovye spasatelnye sredstva pnevmaticheskogo tipa. Materialy XIV Mezhdunarodnoi nauchno-prakticheskoi konferentsii "Kompleksnye problemy tekhnosfernoi bezopasnosti. Aktual'nye voprosy bezopasnosti pri formirovanii kultury bezopasnoi zhizni" [Jump rescue means of pneumatic type. Proceedings of the XIV International scientific and practical conference "Complex problems of technosphere safety. Current issues of safety in the formation of a culture of safe life"]. Voronezh: Voronezh State Technical University, 2018, pp. 223-226 (in Russ.).
6. Storozheva N.V., Mochkaev Yu.V. Razrabotka spasatelnykh ustroistv dlia evakuatsii detei-mladentsev iz zadymlennoi zony. Sbornik nauchnykh trudov po itogam Mezhdunarodnoi nauchno-prakticheskoi konferentsii "Novshestva v oblasti tekhnicheskikh nauk'
[Development of rescue devices for evacuation of children-infants from the smoke-filled zone. Collection of scientific papers on the results of the International scientific and practical conference "Innovations in the field of technical Sciences"]. Tyumen, Federal center for science and education "Evensis", 2016, pp. 57-62 (in Russ.).
7. Makarevich S.D., Makarevich D.M. Parameters for calculating the strength characteristics of an emergency lifting device for evacuating people and cargo. Vestnik komandno-inzhenernogo instituta MChS Respubliki Belarus (Bulletin of the Institute for Command Engineers of the MES of the Republic of Belarus), 2013, no. 2 (18), pp. 25-34 (in Russ.).
8. Shavaleev M.R. Sektsionnoe ustroistvo evakuatsii dlia maloetazhnykh zdanii. Materialy IV Vserossiiskoi nauchno-prakticheskoi konferentsii "Aktualnye voprosysovershenstvovaniia inzhenernykh sistem obespecheniia pozharnoi bezopasnosti obiektov" [Sectional evacuation device for low-rise buildings. Materials of the IV All-Russian scientific and practical conference "Actual issues of improving engineering systems for fire safety of objects"]. Ivanovo, Ivanovo Fire and Rescue Academy of EMERCOM of Russia Publ., 2017, pp. 254-257 (in Russ.).
9. Shavaleev M.R., Kapustin A.A. Ustroistvo dlia evakuatsii postradavshikh. Sbornik statei po materialam Vserossiiskoi nauchno-prakticheskoi konferentsii s mezhdunarodnym uchastiem "Sovremennye tekhnologii obespecheniia grazhdanskoi oborony i likvidatsii posledstvii chrezvychainykh situatsii" [Device for evacuation of victims. Collection of articles based on the materials of the all-Russian scientific and practical conference with international participation "Modern technologies for civil defense and emergency response"]. Voronezh, Voronezh Institute of State Fire Service of EMERCOM of Russia, 2018, pp. 430-432 (in Russ.).
10. Murzinov V.L., Ermakov A.S., Popov S.V., Testov D.G., Lukianchikov I.P. Device for saving people falling from a height in a fire hazard. Nauchnyi zhurnal. Inzhenernye sistemy i sooruzheniia (Scientific journal. Engineering systems and structures), 2016, no. 3-4 (24-25), pp. 23-30 (in Russ.).
© Drozdov D., Yagodka E., 2020
65
