Расчет пожарных рисков / Ocenka i raschet pozharnogo riska (NIIPPB) 2012

Методы, используемые для оценки величины риска, обычно являются количественными, несмотря на то, что степень детализации при подготовке исходной информации зависит от конкретного применения. Однако полный количественный анализ не всегда возможен из-за недостатка информации о системе или деятельности, подвергающейся анализу, отсутствия или недос-

татка данных об отказе (аварии), влиянии человеческого фактора и т. п. При таких обстоятельствах может оказаться эффективным сравнительное количе-

ственное или качественное ранжирование риска специалистами, хорошо ин-

формированными в данной области. В тех случаях, когда проводится качест-

венное ранжирование, необходимо иметь четкое разъяснение всех исполь-

зуемых терминов и должно быть зафиксировано обоснование всех классифи-

каций частот и последствий. В том случае, когда проводится полная количе-

ственная оценка величины риска, необходимо учитывать, что расчетные зна-

чения риска представляют собой оценки и следует позаботиться о том, чтобы их точность соответствовала точности используемых данных и аналитиче-

ских методов.

Элементы процесса оценки величины риска являются общими для всех видов опасности. Прежде всего, анализируются возможные причины опасно-

сти с целью определения частоты ее возникновения, продолжительности, а

также характера (количественные характеристики, характеристики химиче-

ского состава, характеристики выделения/использования и т. д.). В том слу-

чае, если анализу подвергается промышленное оборудование, в первую оче-

редь проводится анализ частот, во вторую очередь анализу подвергаются по-

следствия реализации опасности. В процессе анализа может возникнуть не-

обходимость определения оценки вероятности опасности, вызывающей по-

следствия, и проведения анализов последовательности обуславливающих со-

бытий.

Анализ частот

Целью анализа частот является определение частоты каждого из неже-

лательных событий или сценариев аварий, идентифицированных на стадии идентификации опасности. Обычно используются три основных подхода:

а) использование соответствующих данных эксплуатации с целью оп-

ределения частоты, с которой данные события происходили в прошлом, и,

исходя из этого, определение оценок частоты, с которой они произойдут в будущем. Используемые данные должны соответствовать типу системы,

оборудования или деятельности, подлежащих рассмотрению;

б) прогнозирование частот событий с использованием таких техниче-

ских приемов, как анализ диаграммы всех возможных последствий несраба-

тывания или аварии системы («дерева неисправностей») и анализ диаграммы возможных последствий данного события («дерева событий»). В том случае,

когда статистические данные недоступны или не соответствуют требовани-

ям, необходимо получить частоты событий посредством анализа системы и ее аварийных состояний. Числовые данные для соответствующих событий, в

том числе данные о неисправности оборудования и ошибке человека, взятые из опыта эксплуатации или опубликованных данных, используются для оп-

ределения оценки частоты нежелательных событий. При использовании ме-

тодов прогнозирования важно обеспечить уверенность в том, что при анализе была учтена возможность нарушений режима работы системы, а также ее частей или компонентов, которые должны функционировать в случае воз-

никновения отказов системы. При проведении анализа частот могут исполь-

зоваться методы имитационного моделирования отказов оборудования и раз-

рушений конструкции вследствие старения, а также других деградационных процессов;

в) использование мнения экспертов. Существует ряд методов для со-

ставления экспертного мнения, которые исключают двусмысленность оце-

нок, помогают в постановке соответствующих вопросов. Экспертные оценки должны учитывать всю имеющуюся информацию, в том числе статистиче-

скую, экспериментальную, конструктивную и т. д. Имеющиеся в наличии ме-

204

тоды предусматривают метод Делфи, парных сопоставлений, классификации групп риска и др.

Все эти технические приемы могут применяться по отдельности или совместно. Первые два подхода являются взаимодополняющими; каждый имеет сильные стороны там, где другой имеет слабые. Повсюду, где это воз-

можно, должны применяться оба подхода. Таким образом, они могут исполь-

зоваться для взаимных проверок. Это может служить повышению степени достоверности результатов. В тех случаях, когда данные подходы не могут использоваться либо являются недостаточными, рекомендуется привлекать мнения экспертов.

Анализ последствий

Анализ последствий используется для оценки вероятного воздействия,

которое вызывается нежелательным событием.

Анализ последствий должен:

а) основываться на выбранных нежелательных событиях;

б) описывать любые последствия, являющиеся результатом нежела-

тельных событий;

в) учитывать существующие меры, направленные на смягчение послед-

ствий, наряду со всеми соответствующими условиями, оказывающими влия-

ние на последствия;

г) устанавливать критерии, используемые для полной идентификации последствий;

д) рассматривать и учитывать как немедленные последствия, так и те,

которые могут проявиться по прошествии определенного периода времени,

если это не противоречит сфере распространения исследований;

е) рассматривать и учитывать вторичные последствия, распространяю-

щиеся на смежное оборудование и системы.

Анализ последствий предусматривает определение результатов воздей-

ствия на людей, имущество или окружающую среду в случае наступления

нежелательного события. Для расчетов рисков, касающихся безопасности

(работающих или неработающих людей), анализ последствий представляет собой приблизительное определение количества людей, которые могут быть убиты, ранены или иметь серьезные поражения в том случае, если произой-

дет нежелательное событие.

Нежелательные события обычно состоят из таких ситуаций, как выброс токсичных материалов, пожары, взрывы, излучение частиц из разрушающе-

гося оборудования и т. д. Модели последствий требуются для прогнозирова-

ния размера аварий, катастроф и других явлений. Знание механизма высво-

бождения энергии или материала и происходящих с ними последующих про-

цессов дает возможность прогнозировать соответствующие физические про-

цессы заранее.

Существует множество методов оценки такого рода явлений, диапазон которых простирается от упрощенных аналитических подходов до очень сложных компьютерных моделей. При использовании методов моделирова-

ния необходимо обеспечить соответствие той проблеме, которая подлежит рассмотрению.

Анализ пожарной опасности производственных объектов должен пре-

дусматривать:

1) анализ пожарной опасности технологической среды и параметров техноло-

гических процессов на производственном объекте;

2)определение перечня пожароопасных аварийных ситуаций и параметров для каждого технологического процесса;

3)определение перечня причин, возникновение которых позволяет характе-

ризовать ситуацию как пожароопасную, для каждого технологического про-

цесса; 4) построение сценариев возникновения и развития пожаров, повлекших за

собой гибель людей.

Анализ пожарной опасности производственных объектов представляет

собой:

206

1. Анализ пожарной опасности технологических процессов предусматривает сопоставление показателей пожарной опасности веществ и материалов, об-

ращающихся в технологическом процессе, с параметрами технологического процесса.

2. Перечень показателей пожарной опасности веществ и материалов в зави-

симости от их агрегатного состояния, необходимых и достаточных для ха-

рактеристики пожарной опасности технологической среды, приведен в таб-

лице 1 приложения к настоящему Федеральному закону. Перечень потенци-

альных источников зажигания пожароопасной технологической среды опре-

деляется посредством сопоставления параметров технологического процесса и иных источников зажигания с показателями пожарной опасности веществ и материалов.

3. Определение пожароопасных ситуаций на производственном объекте должно осуществляться на основе анализа пожарной опасности каждого из технологических процессов и предусматривать выбор ситуаций, при реали-

зации которых возникает опасность для людей, находящихся в зоне пораже-

ния опасными факторами пожара и вторичными последствиями воздействия опасных факторов пожара. К пожароопасным ситуациям не относятся ситуа-

ции, в результате которых не возникает опасность для жизни и здоровья лю-

дей. Эти ситуации не учитываются при расчете пожарного риска.

4. Для каждой пожароопасной ситуации на производственном объекте долж-

но быть приведено описание причин возникновения и развития пожароопас-

ных ситуаций, места их возникновения и факторов пожара, представляющих опасность для жизни и здоровья людей в местах их пребывания.

5. Для определения причин возникновения пожароопасных ситуаций должны быть определены события, реализация которых может привести к образова-

нию горючей среды и появлению источника зажигания.

6. Анализ пожарной опасности производственных объектов предусматривает определение комплекса превентивных мероприятий, изменяющих параметры

технологического процесса до уровня, обеспечивающего допустимый по-

жарный риск.

В соответствие Федеральному закону № 123-ФЗ от 22 июля 2008 г. «Технический регламент о требованиях пожарной безопасности" оценка по-

жарного риска на производственном объекте осуществляется в строго опре-

деленном порядке:

1. Для определения частоты реализации пожароопасных ситуаций на произ-

водственном объекте используется информация:

1)об отказе оборудования, используемого на производственном объекте;

2)о параметрах надежности используемого на производственном объекте оборудования;

3)об ошибочных действиях персонала производственного объекта;

4)о гидрометеорологической обстановке в районе размещения производст-

венного объекта; 5) о географических особенностях местности в районе размещения производ-

ственного объекта.

2. Оценка опасных факторов пожара, взрыва для различных сценариев их развития осуществляется на основе сопоставления информации о моделиро-

вании динамики опасных факторов пожара на территории производственного объекта и прилегающей к нему территории и информации о критических для жизни и здоровья людей значениях опасных факторов анализируемых пожа-

ра, взрыва.

3. Оценка последствий воздействия опасных факторов пожара, взрыва на лю-

дей для различных сценариев развития пожароопасных ситуаций предусмат-

ривает определение числа людей, попавших в зону поражения опасными факторами пожара, взрыва.

9. Противопожарные барьеры

Если величина пожарного риска не соответствует, в этом случае необ-

ходимо рассмотреть дополнительные противопожарные мероприятия для

208

обеспечения безопасной эвакуации людей при пожаре из объекта защиты. К

противопожарными мероприятиями, обеспечивающим безопасную эвакуа-

цию людей при пожаре, относятся:

−подготовка персонала

−создание дополнительных путей эвакуации;

−установка систем пожаротушения;

−установка систем оповещения и управления эвакуацией людей при пожаре повышенного типа;

−применение дополнительных объемно-планировочных решений,

ограничивающих распространение пожара;

−применение систем коллективной защиты (в том числе противо-

дымной) от воздействия опасных факторов пожара;

−ограничение количества людей в объекте защиты до значений,

гарантирующих безопасность их эвакуации при пожаре.

Определение. Барьером называется комплекс, включающий в себя тех-

нические и организационные противопожарных мероприятий, призванных выполнить одно или несколько следующих действий:

А) сообщить о возникновении пожара;

Б) ограничить распространение очага возгорания;

В) способствовать тушению;

Г) оказать помощь в восстановлении пострадавших конструкций.

Определение. Функцией жизни барьера назовем непрерывную моно-

тонную функцию зависимости вероятности срабатывания конкретного барь-

ера от времени его запуска в эксплуатацию.

Очевидно, что такая функция представляет собой монотонно-

убывающую или кусочно-постоянную функцию, поскольку эффективность любого барьера падает тем больше, чем раньше он был запущен.

Определение. Барьер называется A-эффективным, если вероятность его срабатывания больше или равна A.

Таким образом, очевидно, что общее состояние пожарной безопасности любого объекта характеризуется набором состояний реализованных на нем барьеров.

Определение. Функцией значимости барьера назовем нормированную единицей меру, заданную на множестве всех барьеров конкретного объекта.

Так, большее значение меры влечет за собой большую критичность данного барьера для анализируемого объекта. Следовательно, более точно пожароопасное состояние объекта описывает не просто множество его барь-

еров, а совокупность пар - (функция жизни барьера, функция его значимо-

сти).

Предлагаемая нами методика оценка пожарного риска реализует:

1.Анализ существующих на объекте барьеров и построение их функций значимости (ранжирование).

2.С помощью методик различной точности (экспертный опрос,

случайно-вероятностное моделирование или точный расчет) получение

оценок функций жизни конкретного барьера.

3.Составление списка A-эффективных и неэффективных барьеров.

4.Построение совокупной функции жизни объекта в целом.

5.В случае необходимости – создание перечня дополнительно не-

обходимых барьеров с указанием оценочной стоимости их реализации.

6.Расчет оптимального распределения денежных средств, необхо-

димых для поддержания объекта в пожаробезопасном состоянии.

Для каждого уровня существует свой набор барьеров, которые также оказывают влияние на все подчиненные ему элементы иерархии. Таким обра-

зом, можно рассмотреть начальное множество всевозможных барьеров Y и

множество всех помещений конкретного этажа конкретного здания X. Для каждого элемента множества X зададим Yx- множество барьеров, которые могут реализовываться для конкретного помещения. Определим Fx,y(t) -

функция жизни конкретного барьера для конкретного помещения, которая,

по сути, является вероятностью его срабатывания в конкретный момент вре-

210

мени t. Значение функции жизни можно оценить одним из следующих мето-

дов:

Метод экспертных оценок. Эксперту предлагается заполнить специаль-

ную форму, согласно которой оценивается состояние того или иного барьера.

Статистический метод. Оценка производится согласно накопленным ранее данным о поведении аналогичных барьеров для аналогичных помеще-

ний.

Метод математического моделирования. Происходит расчет поведения барьера, путем моделирования конкретного помещения и соответствующих опасных факторов при помощи специальных программных комплексов (та-

ких, как Flex, SigmaFire, и т.п).

Введем в рассмотрение функцию значимости a(x,y) конкретного барье-

ра конкретного помещения. Для простоты будем считать

y Yxax,y=1,

что позволяет интерпретировать a(x,y) как относительную степень за-

щиты конкретного барьера.

Рассмотрим случайную величину

o= y Yxax,y*1y,

где 1y – функция-индикатор, которая принимает значение 1 в случае срабатывания соответствующего барьера. Эта величина характеризует об-

щую защищенность помещения в конкретный момент времени. Среднее зна-

чение с.в. o определяется как

Eo= y Yxax,y*Py, (1)

где P(y) - вероятность срабатывания барьера y. Поскольку предлагаемая нами методика позволяет оценить среднюю защищенность не только в определен-

ный момент времени, то (1) можно переписать как

Et(o)= y Yxax,y*Ft(x,y) - (2)

где Et(o) - средняя защищенность некоторого помещения в любой момент времени.

Очевидно, что как в пределах этажа, так и в пределах объекта в целом помещения имеют разную промышленную «ценность» для производства. По-

тому необходимо ввести некоторую весовую функцию, которая корректирует угрозу наступления опасного события согласно реализуемого на объекте тех-

нологического процесса. Рассмотрим b(x) - функция ценности конкретного помещения. Тогда для некоторого этажа здания средняя защищенность опре-

деляется

x Xb(x)y Yxax,y*Ft(x,y)

212