Comparative Safety Assessment of Prescriptive Means-of-Egress Configurations Using Fault Tree Analysis

يتحرك ملايين الأشخاص يومياً عبر ممرات وسلالم المباني السكنية، واضعين ثقتهم في أن القواعد التي تحكم هذه المساحات ستحافظ على سلامتهم إذا ما اندلع حريق. وفي ألمانيا، وفي أماكن كثيرة حول العالم، تعمل قوانين البناء بمثابة كتاب القواعد لهذا الأمان. هذه اللوائح هي قواعد وصفية، مما يعني أنها تسرد تصاميم محددة يجب على البنائين اتباعها، مثل اشتراط وجود مسارين منفصلين للهروب أو ضمان حماية السلالم من الدخان. والافتراض الضمني الذي ساد طويلاً هو أنه إذا اتبع المبنى هذه القواعد، فإنه سيكون آمناً، وأن التصاميم المختلفة التي يسمح بها القانون توفر تقريباً نفس المستوى من الحماية. ومع ذلك، نادراً ما تم اختبار هذا الافتراض من خلال مقارنة دقيقة جنباً إلى جنب. وبينما نعلم أن سلامة الحرائق تعتمد على مزيج معقد من تخطيط المبنى، والسلوك البشري، وموثوقية المعدات، إلا أن اللوائح لا تقيس صراحةً ما إذا كان أحد التصاميم المعتمدة أكثر أماناً من غيره. ويترك هذا الفجوة سؤالاً دون إجابة: هل توفر جميع الطرق المسموح بها قانوناً للهروب من حريق نفس الهامش من الأمان حقاً، أم أن بعض التكوينات تخفي مخاطر أكبر بكما تبدو؟

وللإجابة على ذلك، لجأ باحثون في جامعة ميونيخ التقنية إلى طريقة طُورت في الأصل لهندسة الطيران والفضاء والهندسة النووية تسمى "تحليل شجرة الأعطال". تخيل خريطة لكل طريقة ممكنة لفشل النظام، تبدأ من نتيجة واحدة هي الأسوأ في الأعلى وتعمل إلى الوراء وصولاً إلى الإخفاقات الفردية الصغيرة التي قد تسببها. في هذه الدراسة، طبق الباحثون هذا المنطق على سلامة الحرائق في المباني السكنية. لقد حددوا حدثاً معيناً وحرجاً: اللحظة التي يصبح فيها الحريق خطيراً لدرجة تستوجب تدخل فرق الإطفاء لإنقاذ الناس من خارج شققهم قبل إخماد الحريق. يركز هذا السيناريو على مسارات الهروب المشتركة – الممرات والسلالم – التي تخدم الجميع في المبنى، بدلاً من التركيز فقط على الشقة التي بدأ فيها الحريق. ومن خلال بناء نموذج مفصل لكيفية انتشار الحريق، وكيف يمكن للدخان أن يملأ ممرًا، وكيف قد تفشل الأبواب، وكيف قد يتفاعل الناس، أنشأ الفريق نظاماً شفافاً لمقارنة تصميمات المباني المختلفة.

لم يعتمد الباحثون على بيانات الحوادث التاريخية، والتي غالباً ما تكون شحيحة جداً لمقارنة كل مخطط ممكن للمبنى. بدلاً من ذلك، استخدموا التقدير الخبير لمهندس خبير في سلامة الحرائق لتحديد احتمالات كل خطوة في سلسلة الفشل. لقد حددوا 93 عاملاً متميزاً، تتراوح من احتمالية فشل الباب في الإغلاق إلى احتمال إصابة شخص بالذعر وسد مخرج. لم تُعامل هذه القيم كحقائق مطلقة، بل كمدخلات متسقة لمعرفة كيفية أداء أشكال المباني المختلفة تحت نفس مجموعة من الافتراضات. ثم قاموا بنمذجة 21 تكويناً سكنياً مختلفاً مستمداً من قانون بناء النماذج الألماني. وشمل ذلك التصميمات القياسية ذات السلالم الداخلية، والمعارض المفتوحة للهواء، والسلالم الخارجية، وسلالم السلامة المتخصصة المصممة للمباني الشاهقة.

وكشفت النتة عن واقع مذهل: التصميمات التي تعتبر متكافئة قانوناً يمكن أن تمتلك ملفات تعريف أمان متفاوتة للغاية. فعندما حسب الباحثون "الدرجة" لكل تكوين – وهو رقم يمثل احتمالية وقوع الحدث العلوي – وجدوا تفاوتاً كبيراً. فقد سجل التكوين الأكثر أماناً، والذي تميز بسلم سلامة داخلي محمي للغاية مع حواجز متعددة ضد الدخان والحريق، درجة قدرها 0.274. وفي المقابل، سجل تصميم قياسي يحتوي على ممر محمي وسلم داخلي واحد، يعتمد على إنقاذ خدمات الإطفاء كخيار احتياطي، درجة قدرها 0.809. وبينما كانت النسبة بين أفضل وأسوأ النماذج الـ 21 تقريباً ثلاثة إلى واحد، فإن المقارنة بين الـ 14 تكويناً من التصميمات القياسية التي تُعامل عادةً كبدائل تنظيمية أظهرت نسبة درجة مقارنة بلغت 1.70. وهذا يعني أنه تحت نفس الافتراضات الخبيرة، حتى ضمن مجموعة التصميمات القياسية التي يعتبرها المنظمون متبادلة، تحمل بعض التكوينات خطراً ضمنياً أعلى بكما هو عليه في غيرها بشكل ملحوظ.

كما حددت الدراسة بالضبط سبب وجود هذه الاختلافات. فالتكوينات التي وفرت اتجاهين متميزين للهروب، أو التي استخدمت معارض مفتوحة للهواء حيث يمكن للدخان أن يتشتت طبيعياً، سجلت درجات أقل باستمرار، مما يعني أنها أكثر أماناً. وعلى العكس من ذلك، فإن التصميمات التي اعتمدت على اتجاه واحد للتحرك أو التي استخدمت ممرات مغلقة حيث يمكن للدخان أن يتراكم، كانت أقل أماناً. وأظهر النموذج أن عدد الشقق المتصلة بمسار هروب واحد كان أمراً بالغ الأهمية؛ فكلما زاد عدد الأشخاص المعتمدين على مسار واحد، زادت المخاطر في حال انسداد ذلك المسار. علاوة على ذلك، لعب وجود أبواب الحريق ذاتية الإغلاق وحواجز الدخان دوراً حاسماً في قطع سلسلة الأحداث التي تؤدي إلى احتجاز السكان. ووجد الباحثون أن ترتيب هذه التصميمات ظل مستقراً حتى عندما قاموا بتعديل تقديرات الخبراء بالزيادة أو النقصان، مما يشير إلى أن الاختلافات هيكلية وليست مجرد نتيجة لتخمينات محددة حول السلوك البشري.

لا يدعي هذا العمل أن قوانين البناء الحالية غير آمنة أو أن أي مبنى ممتثل معرض للفشل. بل يوضح أن مفهوم "السلامة المتكافئة" في اللوائح الوصفية هو أمر أكثر تعقيداً مما يبدو. وتظهر الدراسة أن التكوينات المقبولة وصفياً يمكن أن تحتوي على هوامش أمان ضمنية مختلفة مادياً، مما يعني أن التصميمات المختلفة المسموح بها بموجب نفس القواعد لا توفر بالضرورة نفس المستوى من الحماية. ويؤكد الباحثون أن أرقامهم هي درجات مقارنة، وليست تنبؤات مطلقة لعدد مرات حدوث الحرائق. إنها أداة لفهم المخاطر النسبية، وتوضح أن المبنى الذي يحتوي على ممر بسيط وسلم واحد هو بطبيعته أكثر عرضة للخطر من المبنى الذي يحتوي على سلم سلامة مخصص ومحمي من الدخان. وتشير النتائج إلى أنه ينبغي للمنظمين والمصممين أن يكونوا على دراية بأن ليس كل الحلول المعتمدة متساوية. ومن خلال استخدام هذه الطريقة الشفافة، يصبح من الممكن فحص التغييرات المقترحة على قوانين البناء أو المخططات المعمارية المحددة مقابل معيار مشترك، مما يضمن فهم هوامش الأمان الضمنية لمبانينا وتحسينها عند الضرورة. وتخلص الدراسة إلى أنه بينما يعمل النظام الحالي، فإن نظرة أعمق تكشف أن بعض المسارات نحو السلامة هي أكثر أماناً بكثير من غيرها، وأن إدراك هذا الفرق هو الخطوة الأولى نحو هندسة سلامة حرائق أكثر وعياً وفعالية.