Моделирование пожара в Эрмитаже сделает музей безопаснее для посетителей

Оценку распространения задымления, которое может возникнуть в случае пожара в Зимнем дворце Государственного Эрмитажа, и оптимальные сценарии эвакуации людей из здания при пожаре выполнил с помощью компьютерного моделирования коллектив ученых из Красноярска, Санкт-Петербурга и Москвы, под руководством исследователей ФИЦ «Красноярский научный центр (КНЦ) СО РАН», 20 октября сообщает пресс-служба КНЦ СО РАН.

Результаты расчетов стали основой инструкций персоналу по управлению эвакуацией в случае пожара, поскольку в этом случае именно их действия являются определяющими в обеспечении безопасности посетителей.

Инструкции предусматривают действия для различных сценариев пожара, так как расчеты на модели показали, что ближайший выход не всегда будет самым безопасным для объектов с массовым пребыванием людей.

Результаты исследования ученые представили в статье «Пожарная безопасность в музеях: моделирование пожарных сценариев для разработки контрольных схем эвакуации из Зимнего дворца Эрмитажа», опубликованной в журнале Buildings.

В статье они отмечают, что музеи как места массового скопления людей относятся к объектам повышенной опасности. Для крупных музеев наибольшая опасность заключается в большом количестве посетителей, которые не ориентируются в здании, и недостаточной подготовленности персонала к чрезвычайным ситуациям.

Всё это делает актуальным необходимость разработки маршрутов безопасной эвакуации при пожаре в музеях, которые учитывают пространственные и иные особенности помещений этих зданий.

Коллектив ученых смоделировал несколько сценариев возгорания Зимнего дворца Государственного Эрмитажа в Санкт-Петербурге. Для этого ими была создана трехмерная BIM-модель (информационная модель зданий и сооружений) Эрмитажа и на ней были проиграны несколько ситуаций с возгораниями, распространением пожара и эвакуацией людей.

Модель Эрмитажа, одного из крупнейших музейных комплексов мира, учитывала, что основную часть этого исторического здания составляют фойе, галереи, выставочные залы и коридоры.

Последние, в свою очередь, являясь путями эвакуации, часто используются как выставочные площади, на которых также скапливаются посетители, что может вызывать затруднения при выводе людей из здания.

Специалисты составили пять сценариев пожара для разных наиболее пожароопасных мест и для каждого из них была разработана схема эвакуации, обеспечивающая безопасность людей.

Опасными местами были определены: деревянная лестница, буфет галереи Растрелли, Комендантская гардеробная, фойе Салтыковского подъезда и школьная гардеробная.

Для каждого из сценариев определялось наиболее часто встречающееся распределение людей по музею с учетом популярных и интересных экспозиций. Обязательно учитывалось наличие маломобильных посетителей с инвалидностью — именно скорость их перемещения определяет время конца эвакуации.

В результате выполненного анализа данных, полученных при моделировании, были выявлены уязвимые места музея. Так, была установлена необходимость ограничить максимальное единовременное число посетителей до четырех тысяч человек при присутствии 3% посетителей с ограниченной подвижностью.

Также было определено, что наиболее удаленные от очага пожара участки здания остаются безопасными в течение 20 минут и более, поэтому при эвакуации людей можно временно размещать там.

Инструкции по действиям персонала при пожаре и управлению эвакуацией, разработанные учеными по данным анализа, включают в том числе распределение зон ответственности между персоналом, направление более подготовленных работников на более сложные и загруженные точки эвакуации, а также обучение работников действиям по правильному выведению посетителей из опасной зоны.

Кроме того, там указывается важность закрывания дверей по мере освобождения залов от людей, необходимого для сдерживания распространения пожара и формирования однозначного направления движения эвакуируемых.

При разработке маршрутов с учетом произвольного места возгорания учитывался принцип максимального единообразия и необходимость предотвращения встречных и пересекающихся потоков эвакуируемых.

Старший научный сотрудник Института вычислительного моделирования ФИЦ КНЦ СО РАН кандидат физико-математических наук Екатерина Кирик отметила:

«Полностью предотвратить пожары невозможно, но меры предварительного планирования могут значительно помочь смягчить и эффективно уменьшить их последствия. Безопасность людей является первостепенной задачей, приоритетной перед обеспечением сохранности музейных предметов и ценностей».

В этой работе учеными впервые для Зимнего дворца был проведен анализ особенностей объемно-планировочного решения, по результатам которого выполнена модель здания и смоделирована эвакуация при пожаре для различных мест возгорания.

«Что касается обеспечения сохранности музейных ценностей, это также является важным условием экстренной эвакуации из здания, — продолжила Екатерина Кирик. — Оно осуществляется возможностью проведения процедур досмотра посетителей по окончании эвакуации».

Исследователи отмечают, что такие расчеты могут быть выполнены для любого музея. В настоящее время они планируют проверку разработанного подхода в реальных условиях Эрмитажа.

Работа, выполненная коллективом ученых, является частью многолетних исследований по разработке математической модели пешеходного движения, которая может быть использована для оценки времени эвакуации при возникновении чрезвычайных ситуаций.

Ученые Красноярска много лет разрабатывают пакеты программ, которые уже нашли практическое применение. Так, их результаты были использованы при подготовке к Чемпионату мира по футболу 2018 года и Универсиаде 2019 года.

До Эрмитажа красноярские ученые создали подобные программы, обеспечивающие пожарную безопасность в образовательных учреждениях Красноярского края и на крупных спортивных объектах.