Nepakeliamų sąlygų gaisro metu susidarymo laiko vertinimas stochastiškai modeliuojant

Abstract

Baigiamajame darbe narinėjama gaisrinės saugos problema, susijusi su galima gaisro poveikių žala žmonėms. Šios žalos šaltiniu laikomos nepakeliamos sąlygos, susidarančios gaisro ištiktame pastate. Analizuojama, kokiais kiekybiniais kriterijais šios sąlygos yra nusakomos, kokį poveikį gaisro apimtame pastate esantiems žmonėms jos gali turėti. Išgvildenti deterministiniai matematiniai modeliai, naudojami nepakeliamoms sąlygoms apibrėžti. Apžvelgta, kaip nepakeliamos sąlygos yra nusakomos tiek užsienio, tiek lietuvių literatūroje. Parodyta, kaip susieti nepakeliamų sąlygų susidarymą su pastato gaisro rizikos vertinimu. Konstatuojama, kad nepakeliamas sąlygas reikia nagrinėti lygiagrečiai evakuacijos laiko vertinimui. Teigiama, kad laikui iki nepakeliamų sąlygų susidarymo ir evakuacijos laikui būdingas didelis neapibrėžtumas ir tuos laikus reikia laikyti atsitiktiniais dydžiais. Gaisro rizikos rodikliu siūloma imti tikimybę, kad evakuacijos laikas bus ilgesnis už laiką iki nepakeliamų sąlygų susidarymo. Pagrindinė metodinė baigiamojo darbo idėja yra ta, kad minėtųjų laikų tikimybių skirstinius galima vertinti atliekant stochastinį gaisro ir evakuacijos procesų modeliavimą. Šį modeliavimą siūloma atlikti, įkeliant į jo kompiuterinį ciklą gaisro ir evakuacijos procesus imituojančias programas. Parodyta, kad atliekant stochastinį modeliavimą gaunamos statistinės laiko iki nepakeliamų sąlygų ir evakuacijos laiko imtys. Jas galima taikyti vertinant gaisro riziką žmonėms, kuriems gali tekti evakuotis kilus gaisrui. Analizuojamas rekonstruojamas ligoninės pastatas. Išnagrinėti ir palyginti trys architektūriniai šio pastato sprendiniai. Lyginant buvo atsižvelgta į gaisro riziką žmonėms.

Master's thesis considers the problem of fire safety related to a potential damage caused to people by effects of fire. Untenable conditions reached in the fire building are considered the source of this damage. It is analysed how to specify the untenable conditions by quantitative criteria and how to assess the damage to humans caused by these conditions. Deterministic mathematical models used to determine untenable conditions are analysed. A short review of international and Lithuanian literature on formal criteria of reaching the untenable conditions is provided. It is demonstrated how to relate the untenable conditions to building fire risk assessment. It is argued that untenable conditions must be assessed parallel to estimating an evacuation time. It is stated that time to untenable condition and evacuation time are uncertain quantities and they must be treated as random variables. Fire risk is expressed by a probability that the evacuation time will exceed the time to untenable conditions. The main methodological idea of the thesis to estimate the probability distributions of the aforementioned times by carrying out a stochastic simulation of fire and evacuation processes. The simulation can be accomplished by including fire and evacuation codes into a Monte Carlo loop. The thesis demonstrates that the stochastic simulation can yield statistical samples of evacuation time and time to untenable conditions. These samples can be used for assessing the fire risk to humans which will face the need to leave the building in fire. The findings of the theses are illustrated by an example, in which a hospital building under reconstruction is considered. Three architectural design of the building were analysed and compared with respect to fire safety.