Phương pháp đánh giá điều kiện thoát nạn an toàn trong công trình

Trong những năm vừa qua, cùng với sự phát triển kinh tế – xã hội, tình hình sự cố cháy, nổ trong nước vẫn đang diễn biến hết sức phức tạp, chỉ trong một thời gian ngắn, hàng loạt vụ cháy xảy ra gây những thiệt hại lớn về người, khiến người dân mang tâm lý lo ngại, bất an về công tác an toàn PCCC. Bên cạnh đó, số lượng công trình cao tầng, công trình ngầm, công trình có quy mô lớn tập trung đông người đang xuất hiện nhiều hơn, tiềm ẩn nhiều nguy cơ cháy nổ, Trong bối cảnh đó, việc đảm bảo an toàn tính mạng cho người trong công trình khi xảy ra sự cố cháy nổ luôn là mối quan tâm hàng đầu được đặt ra khi thiết kế các giải pháp bảo đảm an toàn PCCC của công trình.

 

  1. Điều kiện về thời gian thoát nạn an toàn

Hiện nay các quy định về PCCC nói chung và yêu cầu về các giải pháp thoát nạn nói riêng cho người trong nhà, công trình đã được đưa ra trong các tiêu chuẩn, quy chuẩn hiện hành, tuy nhiên về cơ bản các quy định này chưa rõ tính khoa học và cũng chưa có một công trình nghiên cứu khoa học nào khảo nghiệm về sự phù hợp của các giải pháp thoát nạn này đối với người Việt Nam trong các công trình khi xảy ra sự cố. Trên thế giới, để đánh giá một công trình có thực sự bảo đảm an toàn đối với người trong công trình, bên cạnh việc đối chiếu các yêu cầu tối thiểu của quy chuẩn, các đơn vị thiết kế cần tính toán, đánh giá điều kiện thoát nạn an toàn dựa trên các dữ liệu thực của công trình, điều kiện đó được thể hiện qua công thức sau:

Tthoát nạn cần thiết < Tthoát nạn cho phép

Tthoát nạn cho phép (thời gian thoát nạn cho phép) – là khoảng thời gian cho phép người trong công trình thoát nạn an toàn tính từ khi bắt đầu cháy đến khi các yếu tố nguy hiểm cháy đạt ngưỡng nguy hiểm đối với con người (khói, khí độc, nhiệt độ, nồng độ oxy, tầm nhìn).

Tthoát nạn cần thiết (thời gian thoát nạn cần thiết) – là khoảng thời gian cần thiết để người trong công trình thoát nạn ra khu vực an toàn.

Điều kiện về thời gian thoát nạn an toàn của người trong công trình được thể hiện qua biểu đồ sau:

Trong đó

Tthoát nạn cần thiết = Tban đầu + Tthực tế

Tban đầu = Tphát hiện cháy + Tchuản bị thoát nạn

Tban đầu – thời gian thoát nạn ban đầu;

Tthực tế – thời gian thoát nạn thực tế;

Tphát hiện cháy – (Thời gian phát hiện cháy) – là khoảng thời gian từ khi bắt đầu xảy ra cháy tới khi hệ thống báo cháy phát tín hiệu báo cháy hoặc con người tự phát hiện sự cháy;

Tchuản bị thoát nạn – (Thời gian chuẩn bị thoát nạn) – là khoảng thời gian từ khi phát hiện sự cố cháy tới khi người trong công trình bắt đầu di chuyển thoát nạn.

Từ những phân tích cơ bản nêu trên, có thể nhận thấy rằng việc con người trong công trình có thể an toàn thoát nạn ra khỏi công trình trong tình huống có sự cố cháy sẽ phụ thuộc vào rất nhiều yếu tố:

– Khoảng thời gian phát hiện cháy, nếu như không được con người trực tiếp phát hiện thì sẽ phụ thuộc vào thiết kế giải pháp phát hiện và cảnh báo cháy (hệ thống báo cháy tự động), do đó hệ thống báo cháy tự động phải được tính toán thiết kế phù hợp với kiến trúc thực của công trình để đảm bảo hiệu quả hoạt động nhanh nhất;

– Khoảng thời gian chuẩn bị thoát nạn của con người trong công trình sẽ phụ thuộc vào nhận thức và kiến thức thoát nạn của họ. Nếu không được trang bị đầy đủ kiến thưc, kỹ năng thoát nạn cần thiết, con người sẽ càng mất nhiều thời gian cho quá trình chuẩn bị thoát nạn, ví dụ như việc họ tiêu tốn thời gian để nhận định tình huống, quan sát xung quanh và thời gian cho việc định hình hướng di chuyển thoát nạn…;

– Quá trình di chuyển thoát nạn của dòng người bị ảnh hưởng bởi các yếu tố như mật độ người di chuyển, dạng đường thoát nạn, lứa tuổi, giới tính, kiến thức, không gian chiếm dụng… Do vậy, bên cạnh việc tuân thủ các quy định tối thiểu trong quy chuẩn, đòi hỏi phải có các tính toán, thiết kế giải pháp thoát nạn dựa trên dữ liệu thực của công trình để đảm bảo quá trình di chuyển thoát nạn được thực hiện nhanh chóng, an toàn.

– Bên cạnh đó, để đảm bảo điều kiện về thời gian thoát nạn an toàn nêu trên, tức là phải kéo dài thời gian đạt ngưỡng của các yếu tố nguy hiểm cháy, thì công trình phải được tính toán kỹ lưỡng các giải pháp thông gió hút khói, chống tụ khói căn cứ theo dữ liệu phát triển yếu tố nguy hiểm cháy của công trình.

 

  1. Mô hình mô phỏng (phần mềm mô phỏng)

Trong bối cảnh ngày cành xuất hiện nhiều hơn các công trình có quy mô lớn tập trung đông người, kiến trúc phức tạp, việc đánh giá điều kiện thoát nạn an toàn của người trong công trình càng gặp khó khăn, phức tạp. Để đảm bảo hiệu quả việc đánh giá các điều kiện thoát nạn, các nhà khoa học, các tổ chức tiên tiến trên thế giới đã nghiên cứu, phát triển nhiều phần mềm mô phỏng quá trình thoát nạn và quá trình phát triển đám cháy trong công trình thực. Với sự hỗ trợ của bộ công cụ này, các đơn vị thiết kế có thể quan sát một cách trực quan nhất quá trình phát triển đám cháy, quá trình di chuyển thoát nạn của người, qua đó đưa ra kết luận về điều kiện thoát nạn an toàn của người trong công trình.

Trong số các các phần mềm mô phỏng được phát triển, nhiều phần mềm đã được nhiều nước nước trên nghiên cứu, kiểm chứng hoặc tự phát triển các phần mềm phù hợp với thực tế của địa phương, sau đó đưa vào ứng dụng trong thực tiễn công tác PCCC, an toàn thoát nạn cho người trong công trình. Một số phần mềm mô phỏng phổ biến có thể kể đến như Exodus, Pathfinder, GAMA, Netlogo, FDS, CFAST, NRC, FIRST… Tại Việt Nam đến thời điểm này vẫn chưa có những nghiên cứu cụ thể đối với các phần mềm này, Bộ Công an hiện là đơn vị đầu tiên đăng ký nhiệm vụ khoa học cấp Nhà nước về phát triển phần mềm mô phỏng thoát nạn.

Bên cạnh ứng dụng kể trên, các phẩn mềm mô phỏng nêu trên cũng được khai thác như một công cụ phục vụ cho nghiên cứu cơ bản về hiệu ứng di chuyển thoát nạn, sự cháy và mô phỏng động lực đám cháy. Đối với việc ứng dụng cho các bài toán thực tế, có một số ứng dụng cụ thể như sau:

– Thiết kế các hệ thống kiểm soát khói và xem xét sự kích hoạt của các đầu báo (nhiệt, khói) và đầu phun Sprinkler;

– Xem xét sự phát triển và lan truyền của đám cháy trong các công trình khi điều tra sự cố;

– Thiết kế lối thoát nạn, đường thoát nạn hướng tới việc bảo đảm thời gian thoát nạn cần thiết và bảo đảm hiệu quả kinh tế;

– Tạo căn cứ khoa học cần thiết phục vụ quá trình nghiên cứu, xây dựng các tiêu chuẩn, quy chuẩn liên quan.

Như vậy, có thể thấy rằng việc ứng dụng các phần mềm mô phỏng thoát nạn, mô phỏng quá trình cháy nhằm hỗ trợ việc kiểm tra, đánh giá các điều kiện đảm bảo thoát nạn an toàn là rất cần thiết. Tuy để có thể ứng dụng các phần mềm mô phỏng vào thực tiễn công tác PCCC tại Việt Nam, nâng cao hiệu quả công tác bảo đảm an toàn cho người trong công trình, cần sớm triển khai các nội dung sau:

– Bộ Công an tiếp tục nghiên cứu, triển khai thực hiện nhiệm vụ khoa học phát triển các phần mềm mô phỏng thoát nạn, phần mềm mô phỏng cháy;

– Bộ Công an nghiên cứu, hoàn thiện hệ thống tiêu chuẩn, quy chuẩn và các văn bản quy phạm pháp luật có liên quan theo hướng tạo cơ chế rõ ràng trong việc ứng dụng các phần mềm mô phỏng vào thực tiễn công tác PCCC và CNCH;

– Đẩy mạnh các nghiên cứu khoa học về thoát nạn của người Việt Nam, các nghiên cứu về quá trình phát triển các yếu tố nguy hiểm cháy, qua đó từng bước nâng cao nhận thức, kiến thức của người dân về thoát nạn, đồng thời tiếp tục phát triển các giải pháp nâng cao hiệu quả công tác thoát nạn, giảm thiểu yếu tố nguy hiểm cho người trong công trình khi có cháy xảy ra.

– Đẩy mạnh xã hội hóa về PCCC và CNCH, thúc đẩy sự tham gia của các cá nhân, tổ chức xã hội đối với việc nghiên cứu, tìm kiếm những công nghệ mới, những giải pháp mới giúp hạn chế việc phát sinh các yếu tố nguy hiểm cháy trong công trình.

Theo Cục Cảnh sát PCCC&CNCH

 

Ứng dụng thành tựu của cách mạng công nghệ 4.0 vào công tác huấn luyện chữa cháy và CNCH thông qua công nghệ thực tế ảo
Một số giải pháp để bảo đảm công tác cấp nước PCCC
Công tác cứu nạn, cứu hộ trong thảm hoạ thiên tai và ứng phó với biến đổi khí hậu nhìn từ góc độ quản lý nhà nước