- •Оглавление
- •2.5.1. Общие положения 138
- •4. Устойчивость функционирования объектов экономики в
- •Введение
- •1. Чрезвычайные ситуации природного и техногенного характера
- •1.1. Основные понятия и определения
- •1.2. Классификация чрезвычайных ситуаций
- •Классификация чркзвычайных ситуаций по масштабам распространения и тяжести последствий
- •1.3. Обстановка в российской федерации и северо-западном регионе
- •1.4. Чрезвычайные ситуации природного характера
- •1.4.1. Землетрясения
- •Шкала msk-64 интенсивности землетрясений
- •1.4.2. Наводнения
- •Размеры зон затопления в зависимости от уровня подъема воды для равнинных рек
- •Параметры волны прорыва
- •1.5. Чрезвычайные ситуации техногенного характера
- •1.5.1. Пожары
- •Характеристики пожарной опасности некоторых материалов
- •Категории взрывопожароопасности помещений
- •Предельные значения офп
- •1.5.2. Техногенные взрывы
- •Характеристики конденсированных взрывчатых веществ
- •Характеристики горючих газов и их смесей с воздухом
- •Классификация окружающего пространства по видам в соответствии со степенью его загроможденности
- •Классификация горючих веществ по степени чувствительности к детонации
- •Экспертная таблица для определения режима взрывного превращения
- •Теплота взрыва горючих пылей
- •1.5.3. Аварии на радиационно опасных объектах
- •Стадии воздействия ии на живые организмы
- •Последствия облучения людей
- •Средние мощности поглощенной и эквивалентной дозы космического излучения
- •Основные пределы доз
- •Международная шкала событий на аэс
- •Характеристики некоторых наиболее опасных нуклидов выброса
- •1.5.4. Аварии на химически опасных объектах
- •Классификация объектов по химической опасности
- •Физические и токсические характеристики ахов
- •Классификация ахов по токсическому действию
- •Классификация ахов по степени опасности
- •Вопросы и задания
- •2. Прогнозирование обстановки при чрезвычайных ситуациях
- •2.1. Общие положения
- •2.2. Прогнозирование последствий пожаров
- •Действие теплового излучения на человека
- •Минимальные интенсивности теплового излучения и время, при котором происходит возгорание горючих материалов, кВт/м2
- •Значения пробит-функции
- •2.3. Прогнозирование последствий техногенных взрывов
- •2.4. Прогнозирование радиационной обстановки при авариях на аэс
- •2.4.1. Общие положения
- •Критерии для принятия неотложных решений в начальном периоде радиационной аварии
- •Характеристики зон радиоактивного загрязнения местности при авариях на аэс
- •2.4.2. Последовательность прогнозирования радиационной обстановки
- •4. По табл. П. 5.13 находим коэффициент для расчета дозы облучения по значению мощности дозы на 1 час после аварии (начало облучения ч, продолжительность облучения ч):
- •2.5. Прогнозирование химической обстановки при авариях на химически опасных объектах
- •2.5.1. Общие положения
- •2.5.2. Последовательность прогнозирования химической обстановки
- •Вопросы и задания
- •3. Защита населения в чрезвычайных ситуациях
- •3.1. Нормативная правовая база обеспечения защиты населения
- •3.2. Единая государственная система предупреждения и ликвидации чрезвычайных ситуаций
- •3.2.1. Задачи единой государственной системы предупреждения и ликвидации чрезвычайных ситуаций
- •3.2.2. Организационная структура единой государственной системы предупреждения и ликвидации чрезвычайных ситуаций
- •3.2.3. Система управления единой государственной системой предупреждения и ликвидации чрезвычайных ситуаций
- •3.2.4. Силы и средства единой государственной системы предупреждения и ликвидации чрезвычайных ситуаций
- •3.3. Гражданская оборона
- •3.3.1. Задачи гражданской обороны
- •3.3.2. Организация гражданской обороны Российской Федерации
- •3.4. Мероприятия защиты в чрезвычайных ситуациях
- •3.4.1. Оповещение
- •3.4.2. Эвакуация
- •3.4.3. Радиационная и химическая защита
- •Защитные свойства по ахов гражданских противогазов гп-5(гп-5м),
- •Промышленные противогазы, применяемые для защиты персонала предприятий от ахов
- •Вопросы и задания
- •4.2. Основы оценки устойчивости функционирования объектов экономики в чрезвычайных ситуациях
- •4.3. Основные мероприятия по повышению устойчивости функционирования объектов экономики в чрезвычайных ситуациях
- •4.4. Методика выбора мероприятий по повышению устойчивости функционирования объектов
- •4.5. Организация работы по исследованию и повышению устойчивости функционирования объектов экономики
- •Вопросы и задания
- •5. Ликвидация чрезвычайных ситуаций
- •5.1. Основы организации аварийно-спасательных и других неотложных работ
- •5.2. Организация всестороннего обеспечения аварийно-спасательных и других неотложных работ
- •5.3. Особенности организации аварийно-спасательных и других неотложных работ в зонах стихийных бедствий, радиоактивного и химического заражения
- •5.4. Меры безопасности при проведении аварийно-спасательных и других неотложных работ
- •Вопросы и задания
- •Библиографический список
- •Приложения
- •Поражающее действие землетрясений
- •Характеристика степеней разрушения зданий
- •Значения избыточных давлений во фронте воздушной ударной волны, приводящих к разрушениям зданий и сооружений, транспорта, оборудования
- •Структура возможных поражений людей в зонах разрушений зданий и сооружений городской застройки
- •Прогнозирование радиационной обстановки
- •Категории устойчивости атмосферы
- •Средняя скорость ветра () в слое от поверхности земли до высоты перемещения центра облака, м/с
- •Размеры возможных зон радиоактивного загрязнения местности на следе облака при аварии на аэс с реактором типа рбмк-1000 (длина зоны или начало зоны/конец зоны и ширина зоны, км)
- •Размеры возможных зон радиоактивного загрязнения местности на следе облака при аварии на аэс с реактором типа ввэр-1000 (длина зоны или начало зоны/конец зоны и ширина зоны, км)
- •Мощность дозы излучения на оси следа, рад/час (реактор рбмк-1000, выход радиоактивных продуктов 10%, время – 1 час после остановки реактора)
- •Мощность дозы излучения на оси следа, рад/час (реактор ввэр-1000, выход радиоактивных продуктов 10%, время – 1 час после остановки реактора)
- •Коэффициент для определения мощности дозы излучения в стороне от оси следа (сильно неустойчивая атмосфера – категория а)
- •Коэффициент для определения мощности дозы излучения в стороне от оси следа (нейтральная атмосфера – категория д)
- •Коэффициент для определения мощности дозы излучения в стороне от оси следа (очень устойчивая атмосфера – категория f)
- •Время начала формирования следа загрязнения (начала загрязнения в данной точке) после аварии, час
- •Коэффициент для пересчета мощности дозы на различное время после аварии (реактор типа рбмк, кампания 3 года, - время, на которое измерена мощность дозы)
- •Коэффициент для пересчета мощности дозы на различное время после аварии (реактор типа ввэр, кампания 3 года, - время, на которое измерена мощность дозы)
- •Коэффициент для определения дозы излучения по значению мощности дозы на 1 час после аварии (реактор типа рбмк, кампания 3 года, – время начала облучения)
- •Коэффициент для определения дозы излучения по значению мощности дозы на 1 час после аварии (реактор типа ввэр, кампания 3 года, – время начала облучения)
- •Средние значения кратности ослабления излучения от зараженной местности
- •Степень вертикальной устойчивости воздуха
- •Глубина и площадь заражения при аварийном выбросе (выливе) хлора (свободный разлив)
- •Глубина и площадь заражения при аварийном выбросе (выливе) хлора (разлив в поддон)
- •Угловые размеры зоны возможного заражения ахов в зависимости от скорости ветра
- •Значения коэффициента для расчета площади химического заражения
- •Значения коэффициента .
- •Коэффициент защищенности производственного персонала (населения) от хлора (ахов) для различных условий
- •Средние значения коэффициентов защищенности городского и сельского населения с учетом его пребывания в жилых и производственных зданиях, транспорте и открыто на местности
- •Характеристика структуры пораженных, %
- •Сигналы оповещения гражданской обороны
2.2. Прогнозирование последствий пожаров
Основной – наиболее дальнодействующий поражающий фактор пожара – тепловое излучение. Прогнозирование результата его действия осуществляется детерминированным или вероятностным методами.
Детерминированный метод. Он предусматривает расчет критического параметра воздействия – интенсивности теплового излучения. Сравнение действующей интенсивности излучения с ее пороговым значением , вызывающим ожог у человека или возгорание материала, позволяет оценить последствия по типу «поражен – не поражен»: при – объект поражен, при – не поражен.
У человека болезненные ощущения возникают при повышении температуры поверхностного слоя кожного покрова до 45 ºС. Интенсивности теплового излучения и время воздействия, вызывающие различную реакцию при облучении незащищенных кожных покровов человека, приведены в табл. 2.1. Пороговым значением в аварийной ситуации считают = 4,2 кВт/м2, поскольку при этом болевая реакция наступает относительно медленно и есть возможность принять меры защиты – удалиться от источника облучения или использовать экран – неровности поверхности земли, строения, инженерные сооружения.
Воздействие теплового излучения на материалы может привести к их возгоранию. Интенсивности теплового излучения и время, при которых происходит возгорание материалов, приведено в таблице 2.2.
Т а б л и ц а 2.1
Действие теплового излучения на человека
Наблюдаемый эффект |
Интенсивность излучения, кВт/м2 |
Переносится длительное время |
1,26* |
Болевые ощущения через 10…20 с |
4,2 |
Болевые ощущения через 8 с |
6,4 |
Болевые ощущения через 3 с |
10,4 |
Появление ожогов (волдырей) через 10…20 с |
10,4 |
Появление ожогов (волдырей) через 5 с |
16 |
Примечание. * Интенсивность полного теплового излучения Солнца в зените на поверхности Земли с учетом поглощения составляет 1,05 кВт/м2.
Использование в детерминированном методе прогнозирования пороговых интенсивностей для различных длительностей воздействия позволяет приближенно учесть совместное влияние этих параметров на получаемый результат.
Для пожара огневой загрузки и в некоторых случаях – для пожара разлития данные табл. 2.1, 2.2 позволяют рассчитать расстояния безопасного удаления человека и горючих материалов от горящего объекта.
Т а б л и ц а 2.2
Минимальные интенсивности теплового излучения и время, при котором происходит возгорание горючих материалов, кВт/м2
Материал |
Продолжительность действия, мин. |
||
3 |
5 |
15 |
|
Древесина (сосна влажность 12 %) |
18,8 |
16,9 |
13,9 |
Древесно-стружечная плита |
13,9 |
11,9 |
8,3 |
Торф брикетный |
31,5 |
24,4 |
13,2 |
Торф кусковой |
16,6 |
14,4 |
9,8 |
Хлопок – волокно |
11,0 |
9,7 |
7,5 |
Слоистый пластик |
21,0 |
19,1 |
15,4 |
Стеклопластик |
19,4 |
18,6 |
17,4 |
Пергамин |
22,0 |
19,8 |
17,4 |
Резина |
22,6 |
19,2 |
14,8 |
Уголь |
- |
35,0 |
35,0 |
Результаты, достаточно хорошо согласующиеся с опытными данными, можно получить, используя теорию теплового излучения. Если – площадь излучающей поверхности, то интенсивность облучения площадки (рис. 2.3) может быть определена на основании закона Стефана-Больцмана для теплового излучения абсолютно черного тела , где – энергетическая светимость (интегральная излучательная способность) пламени, Вт/м2; Вт/(м2∙К4) – постоянная Стефана-Больцмана; – термодинамическая температура, К.
Экспериментально получены значения энергетической светимости , учитывающие температуру горения и отличие излучателя от абсолютно черного тела (среднеповерхностная плотность теплового излучения пламени), которые рекомендуется использовать при расчетах: =40 кВт/м2 – для твердых материалов и нефтепродуктов, =120 кВт/м2 – для сжиженных углеводородных газов, = 450 кВт/м2 – для пожара огненный шар.
При оценочных расчетах полагаем, что геометрия задачи соответствует точечному тепловому источнику с температурой , излучающему в полуплоскость, а также: , и . Тогда интенсивность теплового потока на облучаемом объекте определяется выражением:
, |
(2.1) |
где – площадь поверхности излучателя (пламени), обращенной к объекту, м2; – расстояние от источника теплового излучения до объекта, м.
П лощадь излучающей поверхности – факела пламени при безветрии приближенно может быть определена в соответствии с рис. 2.4 следующим образом.
При горении здания, штабеля леса и им подобных объектов (рис. 2.4–а, б) , где – длина здания или длина штабеля, – высота от поверхности земли до конька крыши; для штабеля – высота штабеля. При горении горючих жидкостей в открытом резервуаре (рис. 2.4–в) – площадь равнобедренного треугольника с основанием, равным диаметру резервуара и высотой . При горении жидкости, разлитой по поверхности земли, (рис. 2.4–г) факел пламени представляется цилиндром, излучающая поверхность – прямоугольник с основанием, равным диаметру пятна , м и высотой , м. Диаметр пятна оценивается, исходя из условия, что толщина слоя горючей жидкости на поверхности земли равна 5 см.
Детерминированный метод, обладая простотой и физической наглядностью, позволяет получить только ступенчатую оценку.
Пример 1. Определить радиус теплового поражения людей при горении деревянного дома длиной 10 м и высотой от земли до конька крыши 15 м.
Р е ш е н и е.
Радиус поражения находим из формулы (2.1):
,
где = 40 кВт/м2 – среднеповерхностная плотность теплового излучения пламени для твердых материалов; – площадь факела пламени м, м; – пороговая интенсивность теплового излучения, при которой человек через 10…20 с начинает испытывать болевые ощущения (4200 Вт/м2).
Подставляя численные значения величин в формулу, получим:
м.
Пример 2. При аварии на железной дороге из цистерны разлилось и загорелось 60 т мазута. Оценить радиус теплового поражения людей и возможность возгорания деревянных домов, расположенных в 40 м от места аварии.
Исходные данные: кг/м3 – плотность мазута; кДж/кг – теплота сгорания мазута; кг/(м2·с) – массовая скорость выгорания мазута; = 40 кВт/м2 – среднеповерхностная плотность теплового излучения пламени для нефтепродуктов; кВт/м2 – пороговая интенсивность излучения для человека; кВт/м2 – интенсивность излучения для возгорания древесины (время облучения соответственно 15…3 мин.). Полагаем, что толщина пятна мазута на поверхности земли составляет см, безветрие.
Р е ш е н и е.
1. Определяем диаметр пятна разлившегося мазута:
, м.
2. Рассчитываем продолжительность горения мазута:
, с=22,6 мин.
3. Определяем высоту пламени:
, м.
4. Находим радиусы теплового поражения людей и возгорания деревянных домов:
, м,
, м.
Вероятностный метод прогнозирования. Предполагается, что характеристики излучения и типового нагреваемого объекта – случайные величины, следовательно, и ожидаемый результат воздействия теплового излучения - также случайная величина. Метод позволяет рассчитать вероятность определенного вида поражения – в действующих нормативных документах – вероятность летальных последствий для человека. Если обратиться к рис.1.11, то это вероятность поражения при переходе через пороговую кривую – из области «не поражен» в область «поражен».
Вероятность летального поражения человека тепловым излучением определяют по значению пробит-функции, рассчитываемой с помощью формулы:
, |
(2.2) |
где – эффективное время экспозиции, с; – интенсивность теплового излучения, действующего на человека, кВт/м2.
Пробит – характеристика случайной величины – поражения, распределенная по нормальному закону, которая определяется для рассматриваемого воздействия при обработке результатов данных экспериментов и аварий на пожаровзрывоопасных объектах. Вероятность поражения может быть рассчитана по значению пробит-функции по формуле:
. |
(2.3) |
Расчет функции распределения нормально распределенной случайной величины обычно ведут, используя табулированную функцию интеграл Лапласа :
. |
(2.4) |
Тогда:
. |
(2.5) |
Для расчета интеграла Лапласа (2.4) можно воспользоваться аппроксимацией:
. |
(2.6) |
При вследствие свойства нечетности считаем .
Переход от пробит-функции к вероятности может быть осуществлен и с помощью таблицы 2.3.
Т а б л и ц а 2.3