شبیه سازی تخلیه اضطراری
در زمانی وقوع حریق لازم است تا تمامی افراد غیرمتخصص سریعا فضا را ترک کنند، به همین دلیل لازم است تا سیستم‌های آتش نشانی به طور خودکار فعال شوند و بر اساس سناریوی از پیش تعیین شده عمل کنند. سیستم مدیریت دود (Smoke Management System) نیز باید بر اساس سناریوی از پیش تعیین شده عمل کند. حال چند سوال مطرح میشود. آیا سناریوی طراحی شده توانایی ایجاد محیط امن برای فرار متصرفین را دارا می‌باشد؟ چه مدت زمان لازم است تا تمامی افراد از ساختمان خارج شوند؟ سیستم مدیریت دود تا چه مدت زمانی باید فضا را عاری از دود نگاه دارد؟ آیا مدت زمان فرار فردی که در طبقه یازدهم قرار دارد با مدت زمان فرار فردی که در طبقه اول است با هم برابرند؟ اگر فضا بیمارستانی باشد و افراد به تنهایی نتوانند فضا را ترک کنند چه کار باید کرد؟ و ….
پاسخ تمامی سوالات مطرح شده در بالا و بسیاری سوالات دیگر در طراحی سیستم مدیریت دود اهمیت فراوانی دارد. در اکثر موارد وظیفه سیستم مدیریت دود، کنترل گسترش دود و رقیق‌سازی آن می‌باشد و توانایی تخلیه کامل دود و آلاینده از فضا را دارا نمی‌باشد. در صورت وقوع حریق گسترده، سیستم مدیریت دود می‌‌تواند تا مدت کوتاهی مسیر فرار را عاری از دود نگاه دارد تا متصرفین به طور کامل تخلیه شوند و با گسترش شدید حریق، این سیستم توانایی خود را از دست می‌دهد. بنابراین در طراحی سیستم مدیریت دود باید مدت زمانی که طول می‌کشد تا افراد تخلیه شوند را در نظر گرفت. ولی این مدت زمان چه مقدار می‌باشد؟ 10 دقیقه کافی است؟ مدت زمان تخلیه برای ساختمان مسکونی 4 طبقه با ساختمان تجاری 15 طبقه برابر است؟ برای پاسخ به این پرسش‌ها نیاز است تا با دو مفهوم مدت زمان مجاز تخلیه (Available Safe Egress Time (ASET)) و مدت زمان مورد نیاز تخلیه (Required Safe Egress Time (RSET)) آشنا شویم.
مدت زمان مجاز تخلیه (ASET)، مدت زمانی است که سیستم مدیریت دود فضای فرار را عاری از دود نگاه می‌دارد. به عبارت دیگر ASET مدت زمانی است که افراد موجود در ساختمان فرصت دارند تا فضا را تخلیه کنند. با استفاده از شبیه سازی (Simulation) سیستم مدیریت دود در شرایط حریق و بررسی سناریوی حریق و همچنین بررسی حد مجاز آلاینده‌ها و دود برای انسان، می‌توان این زمان را مشخص کرد.
مدت زمان مورد نیاز تخلیه (RSET)، مدت زمانی است که افراد حاضر در ساختمان نیاز دارند تا بتوانند فضا را تخلیه کنند. با توجه به موارد بیان شده می‌توان متوجه شد که ASET باید همواره از RSET بیشتر باشد، در غیر این صورت افراد نمی‌توانند به طور ایمن فضا را تخلیه کنند و احتمال محبوس شدن آن‌ها وجود دارد.
مدت زمان مورد نیاز تخلیه (RSET)، به عوامل گوناگونی وابسته است. ابتدا افراد باید از وقوع حریق اطلاع یابند تا شروع به تخلیه فضا بکنند. سیستم اعلام حریق (Fire Alarm System) وظیفه هشدار به ساکنین در زمان حریق را دارد. بنابراین ابتدا مدتی طول می‌کشد تا سیستم اعلام حریق، وقوع آتش‌سوزی را متوجه بشود (Detection Time). سپس مدت زمانی طول می‌کشد تا با بررسی سیگنال‌های موجود، فرمان هشدار را صادر کند (Alarm Time). پس از به صدا درآمدن سیستم هشدار، مدتی طول می‌کشد افراد متوجه صدای هشدار شوند (Recognition Time). سپس مدت زمانی طول می‌کشد تا افراد خطر را درک کرده و شروع به فرار کنند (Response Time). تا این مرحله مدت زمان برای اکثر پروژه‌ها (به جز پروژه‌های خاص، مانند فضاهایی که افراد برای فرار نیاز به کمک دارند، فضاهایی که افراد باید برای اطفا حریق اقدام کنند و..) یکسان می‌باشد. پس از شروع به حرکت، مدت زمانی طول می‌کشد تا افراد ساختمان را تخلیه کنند و به فضای امن برسند (Movement Time). مجموع این موارد RSET را مشخص می‌کنند.
عوامل زیادی بر مدت زمان حرکت افراد (Movement Time) تاثیر دارد. سرعت حرکت افراد موثرترین عامل بر مدت زمان تخلیه افراد می‌باشد. تعیین سرعت حرکت به عوامل بسیاری از جمله سن، سلامت جسمی، ازدحام و .. وابسته است. عامل موثر دیگر بر زمان تخلیه، مسیر تخلیه افراد می‌باشد، برخی افراد از طریق آسانسور (آسانسور در تمامی حریق‌ها از مدار خارج نمی‌شود) و برخی دیگر از طریق پلکان فضا را تخلیه می‌کنند. تعداد افراد حاضر در فضا نیز اثر بسزایی بر زمان تخلیه دارد. بهترین و دقیق‌ترین روش برای تعیین زمان تخلیه افراد، شبیه سازی مسیر حرکت افراد می‌باشد.
با استفاده از شبیه سازی تخلیه اضطراری علاوه بار تعیین مدت زمان تخلیه ساکنین، مدت زمان تخلیه برای هر فضا به طور جداگانه نیز قابل محاسبه می‌باشد. همچنین شبیه سازی سیستم تخلیه اضطراری این قابلیت را طراح می‌دهد تا بتواند سناریو عملکردی سیستم مدیریت دود را به صورت کاملا بهینه طراحی کند. در فیلم زیر تخلیه اضطراری یک ساختمان 6 طبقه اداری را نشان می‌دهد. تمامی افراد حاضر در ساختمان قابلیت حرکت بدون کمک را دارا می‌باشند و دارای سلامت کامل جسمی هستند. در این فیلم فرض شده است تا افراد موجود در طبقات بالاتر بیشتر از آسانسور استفاده کنند و افراد حاضر در طبقات پایین تر کمتر از آسانسور استفاده کنند.
با استفاده از نتایج به دست آمده، بهینه سازی هایی بر روی رفتار ساکنین انجام شده است و به نحوی که افراد طبقات پایین تر از آسانسور استفاده نکنند و درصد کمی از افراد حاضر در طبقات بالاتر نیز از آسانسور استفاده کنند. نتیجه شبیه سازی سیستم تخلیه اضطراری بهینه شده در ویدئو زیر نمایش داده شده است.
مشاهده میشود که تنها با تغییر رفتار ساکنین و بدون انجام تغییرات ساختاری و عمرانی، مدت زمان تخلیه اضطراری تا 10 درصد کاهش پیدا کرده است.
شرکت مهندسین مشاور هوامهر با استفاده از کادر مجرب توانایی ارائه خدمات مرتبط با محاسبات تخلیه اضطراری و انجام شبیه سازی های مربوطه را دارا می‌باشد.
با طراحی بهینه، هزینه تجهیزات و بهره‌برداری کاهش پیدا می‌کند.