Consideraciones en torno a los modelos para el estudio de la evacuación de edificios.
Authors:   , Casadesús Pursals Salvador 
Published: October 2023

El problema que se aborda en esta tesis es el de la evacuación de edificios de una forma generalizada. El problema radica en que la Totalidad de los ocupantes de un edificio en cualquier instante deben tener la posibilidad de desplazarse hasta un lugar seguro en el tiempo adecuado con las suficientes garantías de seguridad. En principio, las normas de construcción y de seguridad propias de cada ámbito resuelven el problema estableciendo diseños técnicamente correctos. <br/>En esta tesis se estudia el problema desde dos perspectivas distintas: En la primera se establecen los elementos necesarios para pronosticar el posible desarrollo de la evacuación y en la segunda se pretende gestionar directamente la actuación de los ocupantes en situaciones críticas.<br/>El problema de la evacuación de edificios a menudo se asocia a situaciones de emergencia, pero realmente se trata de un problema general, aplicable a gran número de edificios en los que se pueden presentar situaciones de emergencia derivadas de incendios, explosiones, amenazas de bombas, actos antisociales, actuaciones colectivas incontroladas u otras situaciones peligrosas que pueden presentarse en multitud de escenarios. Desde un punto de vista analítico, el problema resulta especialmente relevante cuando se estudian edificios de gran altura, centros comerciales, culturales y recreativos, centros de enseñanza, edificios de geometría compleja, etc... Edificios con circunstancias especiales en su estructura y personales de sus ocupantes, como centros hospitalarios, residencias geriátricas, centros psiquiátricos, o de reclusión no son directamente objeto de los planteamientos generales de este trabajo de investigación.<br/>En esta tesis, en primer lugar se efectúa una exhaustiva recopilación de información, lectura, análisis, clasificación y estudio de los documentos que constituyen el "estado del arte" del problema.<br/>En segundo lugar se determinan los factores que se cree tienen una incidencia significativa en el proceso de la evacuación de un edificio. Se define el sistema de evacuación y se formula una modelización del mismo. Se divide en dos: El problema de la evacuación de un recinto y el de la evacuación de edificios, se estructuran elementos de estudio del mismo y se definen los formatos más adecuados para el análisis y la interpretación de los resultados.<br/>En una etapa posterior, se estudia el problema de la evacuación de un recinto en diferentes condiciones de los factores del propio modelo, la posible ubicación de los ocupantes y el comportamiento en el momento de producirse la señal de alarma. En este estudio se utilizan diferentes modelos de locomoción, modelos de flujo constante y modelos en los cuales las magnitudes de locomoción son función de la ocupación.<br/>En la solución del problema de la evacuación de edificios, además del estudio de idénticas situaciones que en el problema del recinto, se contempla el estudio dinámico de las vías de evacuación, confluencias y ramificaciones, obteniendo soluciones pseudo-óptimas mediante procedimientos heurísticos.<br/>Se desarrolla un proceso de validación del modelo, desarrollando procedimientos robustos que aportan una garantía a las posibles conclusiones. A dichos procedimientos se les ha denominado, análisis de la función de evacuación y análisis de flujos.<br/>Finalmente, se formulan propuestas para mejorar la gestión de la evacuación de los edificios. Se trata de una incursión fuera de las técnicas cuantitativas, presentándose algunos conceptos simples de carácter práctico con los que se puede mejorar notablemente la seguridad de las personas en los edificios.<br/>Se utilizan los modelos y procedimientos propuestos para el estudio de la evacuación de diferentes recintos y edificios, tratando de mostrar el potencial y el cumplimento de los objetivos de la presente tesis. Se documentan el estudio de la evacuación de un edificio destinado a actos sociales y congresos, uno dedicado a actividad industrial y un edificio de uso escolar.
El problema que es tracta en aquesta tesi és el de l'evacuació d'edificis d'una forma generalitzada. El problema consisteix en què la totalitat dels ocupants d'un edifici en qualsevol instant han de tenir la possibilitat de desplaçar-se fins a un lloc segur en el temps adequat amb les suficients garanties de seguretat. En principi, les normes de construcció i de seguretat pròpies de cada àmbit resolen el problema establint dissenys tècnicament correctes. <br/>En aquesta tesi s'estudia el problema des de dues perspectives distintes: En la primera s'estableixen els elements necessaris per pronosticar el possible desenvolupament de l'evacuació i en la segona es pretén gestionar directament l'actuació dels ocupants en situacions crítiques.<br/>El problema de l'evacuació d'edificis sovint s'associa a situacions d'emergència, però realment es tracta d'un problema general, aplicable a gran nombre d'edificis en què es poden presentar situacions d'emergència derivades d'incendis, explosions, amenaces de bombes, actes antisocials, actuacions col·lectives incontrolades o altres situacions perilloses que poden presentar-se en multitud d'escenaris. Des d'un punt de vista analític, el problema resulta especialment rellevant quan s'estudien edificis de gran altura, centres comercials, culturals i recreatius, centres d'ensenyament, edificis de geometria complexa, etc... Edificis amb circumstàncies especials en la seva estructura i personals dels seus ocupants, com a centres hospitalaris, residències geriàtriques, centres psiquiàtrics, o de reclusió no són directament objecte dels plantejaments generals d'aquest treball d'investigació.<br/>En aquesta tesi, en primer lloc s'efectua una exhaustiva recopilació d'informació, lectura, anàlisi, classificació i estudi dels documents que constitueixen el "estat de l'art" del problema.<br/>En segon lloc es determinen els factors que es creu tenen una incidència significativa en el procés de l'evacuació d'un edifici. Es defineix el sistema d'evacuació i es formula una modelització d'aquest. Es divideix en dos: El problema de l'evacuació d'un recinte i el de l'evacuació d'edificis, s'estructuren elements d'estudi d'aquest i es defineixen els formats més adequats per a l'anàlisi i la interpretació dels resultats.<br/>En una etapa posterior, s'estudia el problema de l'evacuació d'un recinte en diferents condicions dels factors del propi model, la possible ubicació dels ocupants i el comportament en el moment de produir-se el senyal d'alarma. En aquest estudi s'utilitzen diferents models de locomoció, models de flux constant i models en els quals les magnituds de locomoció són funció de l'ocupació.<br/>En la solució del problema de l'evacuació d'edificis, a més de l'estudi d'idèntiques situacions que en el problema del recinte, es contempla l'estudi dinàmic de les vies d'evacuació, confluències i ramificacions, obtenint solucions pseudoòptimes mitjançant procediments heurístics.<br/>Es desenvolupa un procés de validació del model, desenvolupant procediments robustos que aporten una garantia a les possibles conclusions, se'ls ha denominat, anàlisi de la funció d'evacuació i anàlisi de fluxos.<br/>Finalment, es formulen propostes per millorar la gestió de l'evacuació dels edificis. Es tracta d'una incursió fora de les tècniques quantitatives, presentant-se alguns conceptes simples de caràcter pràctic amb què es pot millorar notablement la seguretat de les persones als edificis.<br/>S'utilitzen els models i procediments proposats per a l'estudi de l'evacuació de diferents recintes i edificis, tractant de mostrar el potencial i el compliment dels objectius de la present tesi. Es documenten l'estudi de l'evacuació d'un edifici destinat a actes socials, un dedicat a activitat industrial i un edifici d'ús escolar.
The problem we are talking about in this doctoral thesis is the evacuation of buildings in a general way. The possibility of moving in a safe place with the right time and with safety guarantees has to be given to all the users of a building. Theoretically, construction and safety rules solve this problem giving technically correct designs.<br/>The problem is studied in two different ways. First, necessary elements are established in order to forecast the possible development of the evacuation. Secondly, is pretended to manage directly occupants' acts in a critic situation. <br/>Evacuation of buildings is usually associated with emergency situations, but this is a general problem which can be applied to many kinds of buildings, in which emergency or dangerous situations (fires, explosions, bomb threats, antisocial acts, etc.) can happen. The study of these problems becomes more important when we talk about tall buildings, commercial centres, cultural centres, schools, institutes, universities, buildings with complicated structures, etc. Other types of buildings, such as hospitals, geriatric residences, psychiatric centres or prisons, which have special circumstances in their structures or in their occupiers are not studied directly in this research project.<br/>In this doctoral thesis, first an exhaustive recompilation of information, reading, analysis, classification and study of documents (which constitute the estate of art) is done.<br/>Secondly, factors which are believed to have an important incidence in the process of the evacuation of a building are determined. The system of the evacuation is defined and its modelization is formulated. This is divided into two parts: the problem of the evacuation of an enclosure and the problem of the evacuation of buildings. <br/>In the next part, the problem of the evacuation of an enclosure in different conditions of the factors from the model is studied. The possible situation of the occupiers and their behaviour in the moment when the alarm gives a sign is studied too. In this study different models of locomotion are used.<br/>In the solution of the problem of the evacuation of a building, apart from studying equal situations in the problem of an enclosure, a validation process of the model is developed, developing too at the same time strong methods which guarantee the possible conclusions we have. These proceedings are called "analysis of the operation of evacuation and analysis of fluxes".<br/>Finally, proposals for improving the exertion of the evacuation of a building are formulated. In this part, in which quantitative methods are not used, are also shown simple and practical concepts in order to improve noticeably people's safety in buildings.<br/>In this doctoral thesis, models and proceedings proposed for studying the evacuation of different buildings and enclosures are used, showing the potential and the accomplishment of the objectives of this project. Studies of evacuation of three buildings are also documented: a building for social acts and conventions, a factory and a school.