Техносферная безопасность / Problemi tekhnosfernoy bezopasnosti 2013

2. Пожары и пожарная безопасность в 2011 году: Статистический сборник. Под общей редакцией В.И. Климкина. - М.: ВНИИПО, 2012, - 137 с.

ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНОЕ И ТЕОРЕТИЧЕСКОЕ ИССЛЕДОВАНИЕ РАСПРОСТРАНЕНИЯ ТОКСИЧНЫХ ПРОДУКТОВ ГОРЕНИЯ ПРИ ПОЖАРАХ В ПРОИЗВОДСТВЕННЫХ ЗДАНИЯХ ГИДРОЭЛЕКТРОСТАНЦИЙ

Р.Г. Акперов, С.В. Пузач

Академия Государственной противопожарной службы МЧС России

Проведен анализ литературных источников по прогнозированию пожарной опасности зданий и сооружений объектов энергетики, а также анализ термогазодинамических условий экспериментов по определению токсичности продуктов горения при пожаре. Представлены результаты экспериментальных исследований полей температур и концентраций монооксида углерода и кислорода в мелкомасштабной герметичной экспериментальной установке при горении жидкой горючей нагрузки (трансформаторного масла). Проведено сопоставление расчетных значений оксида углерода с экспериментальными данными. Предложены способы повышения достоверности определения показателя токсичности веществ и материалов.

Наибольшую пожарную опасность на ГЭС представляет большое количество трансформаторного масла, заливаемое в трансформаторы и выключатели, а также турбинного масла, используемого в системе регулирования в качестве энергоносителя, в подпятниках и подшипниках предназначенное для смазки и охлаждения.

Из анализа аварий на ГЭС были выявлены основные причины возникновения и дальнейшего распространения пожара:

–повреждения масляного выключателя;

–разрушение бандажного кольца ротора генератора со стороны контактных колец, с разрушением маслоочистительного цилиндра и частей обмотки статора, ведущее к внутреннему короткому замыканию в турбогенераторе;

–короткое замыкание в трансформаторе, ведущее к разрушению его корпуса;

–повреждение изолятора трансформатора;

–повреждение трубопровода жидкого топлива и попадания его на горячую поверхность.

130

При аварии маслосистем ситуация, как правило, осложняется выбросом и растеканием масла через проемы и неплотности, в расположенные ниже помещения, кабельные туннели и полуэтажи. При горении дуги в масле образуются продукты глубокого разложения углеводородов. В первую очередь это газы при смешении с воздухом образующие взрывоопасные смеси.

Таким образом, наибольший риск возникновения пожара возникает при эксплуатации трансформаторов и масляного хозяйства с последующим выбросом масла и его воспламенением.

В работе представлены результаты теоретического и экспериментального исследования концентраций СО и температуры внутри мелкомасштабной экспериментальной установки с целью рассмотрения возможности распространения полученных данных на реальное полномасштабное помещение.

Рассмотрена характерная схема физической картины пожара в условиях мелкомасштабного эксперимента в герметичном объеме [1]. Приведены замкнутые системы дифференциальных уравнений законов сохранения.

Получено, что характерная плотность токсичного газа может быть описана следующей зависимостью:

						(1)
			г	р
				н
где ρг – характерная плотность токсичного газа, кг/м3;
K – коэффициент пропорциональности между характерной плот-
ностью оксида углерода и отношением L/ Qр , Дж/м3.
					н
ρ CO, кг/м3
0,0025
0,002				1
				3
0,0015
0,001				2
0,0005

0

60 65 70 75 80 t, °С

Рис. 1 Зависимости среднеобъемной плотности оксида углерода от среднеобъемной температуры при горении промышленного масла: 1 – экспериментальные значения; 2, 3

– расчет при = 0,6 и = 0,9.

131

Получены экспериментальные и теоретические зависимости концентраций СО, СО2, О2 от среднеобъемной температуры.

Для иллюстрации полученных результатов на рис.1 представлены зависимости СО от среднеобъемной температуры при горении трансформаторного масла.

Результаты экспериментов показали, что термогазодинамический процесс внутри экспериментального объема является существенно нестационарным и неоднородным, а так же существует значительная неоднородность температурного поля по объему газовой смеси даже при ее перемешивании с помощью вентилятора. Поэтому найденные значения плотности монооксида углерода, взятого в одной точке отбора, не могут достоверно характеризовать токсичные свойства продуктов горения. И, следовательно, необходимо совершенствование стандартного метода испытаний.

Литература

1.ГОСТ 12.1.044-89 Пожаровзравоопасность веществ и материалов. Номенклатура показателей и методы их определения.

2.Иличкин В. С. Токсичность продуктов горения полимерных материалов. Принципы и методы определения. – М.: Химия, 1993. – 136 с.

3.Пузач С. В. Методы расчета тепломассообмена при пожаре в помещении и их применение при решении практических задач пожаровзры-

вобезопасности. М.: Академия ГПС МЧС России, 2005. – 336 с.

4.Пузач С. В., Смагин А. В., Лебедченко О. С., Абакумов Е. С. Новые представления о расчете необходимого времени эвакуации людей и об эффективности использования портативных фильтрующих самоспасателей при эвакуации на пожарах. – М.: Академия ГПС МЧС России, 2007. – 222 с.

5.Кошмаров Ю. А. Прогнозирование опасных факторов пожара в

помещении. М.: Академия ГПС МВД России, 2000. – 118 с.

ПРОВЕДЕНИЕ ИССЛЕДОВАНИЙ И РАЗРАБОТКА СИСТЕМЫ НАУЧНО-ТЕХНИЧЕСКОГО ПРОЕКТИРОВАНИЯ ПОЖАРНОЙ БЕЗОПАСНОСТИ РЕСПУБЛИКИ КАЗАХСТАН

Джумагалиев Т.Р. (Казахстан)

Научно-исследовательский институт пожарной безопасности и гражданской обороны МЧС Республики Казахстан

Низкая плотность расположения пожарных подразделений в сельской местности и значительная отдаленность районных пожарных частей

132

от населенных пунктов практически исключает возможность оперативно реагировать на пожары и другие чрезвычайные ситуации районного масштаба.

Такое состояние дел заставляет искать новые направления, пути, формы и методы совершенствования деятельности государства в этой сфере социально-экономических отношений. Решение такой многопараметрической задачи как обеспечение пожарной безопасности предполагает использование системного подхода.

Основной принцип научно-технического и организационного проектирования пожарной безопасности страны заключается в следующем: она должна быть организована таким образом, чтобы в любой момент времени на любую возникшую ситуацию немедленно отреагировать набором сил и средств, соответствующим характеру данной ситуации. При этом должны выполняться два основных ограничения:

1)прибытие сил и средств пожарной службы к месту вызова должно быть своевременным (т. е. укладываться в допустимые временные интервалы, определяемые физико-химическими закономерностями развития пожара);

2)общее количество сил и средств пожарной службы в городе не должно быть избыточным (иными словами, должно быть экономи-

чески оправданным).

Чтобы удовлетворить всем этим требованиям, необходимо уметь оценивать общий объем работы пожарной службы, тенденции его изменения во времени, а также знать основные параметры и закономерности процесса функционирования пожарной службы. Вообще весь процесс функционирования пожарной службы страны является довольно сложным случайным процессом, для детального описания которого можно построить оригинальные математические модели.

Основанием для разработки математической модели должна стать обработка результатов статистического исследования пожаров в стране и анализа деятельности противопожарных служб, а также анализ пожарной опасности объектов.

Сказанное выше обуславливает актуальность дальнейшего исследования с целью создания высоко функциональной системы пожарной безопасности и гражданской защиты, способной обеспечить максимальную защиту населения, объекты экономики, природные ресурсы и культурные ценности Казахстана от пожаров.

Основная цель Программы – разработка практических мероприятий и целевых индикаторов, направленных на повышение уровня пожарной безопасности в стране, построение математической модели для изучения наиболее значимых элементов системы пожарной безопасности,

133

выработка критериев для создания государственных и негосударственных противопожарных служб в населенных пунктах Республики Казахстан, их оснащенности на основе анализа пожарной обстановки и исследования влияния на нее социально-экономических показателей развития страны, прогнозирования обстановки с пожарами на территории Республики Казахстан.

Для достижения указанной цели необходимо решение следующих основных научно-прикладных задач:

1.Проведение сбора и анализа организационно-правовой, нормативной, научно-технической и методической литературы по теме исследований, анализа эмпирической информации по пожарам, а также анализа статистической информации в данной сфере;

2.Сбор и анализ эмпирической информации по оперативной обстановке и деятельности противопожарных служб, статистической информации о пожарах по регионам Казахстана, по особенностям пожароопасных производств и технологических процессов и показателям социально-экономического развития страны;

3.Построение модели системы обеспечения пожарной безопасности Казахстана;

4.Исследования закономерностей влияния различных параметров

социально-экономического развития	на обстановку с пожарами в
Республике Казахстан;

5.Выработка критериев для создания государственных и негосударственных противопожарных служб в Республике Казахстан на основе анализа и обработки полученной информации;

6.Построение математической модели для изучения наиболее значимых элементов системы пожарной безопасности;

7.Разработка математической модели по прогнозированию обстановки с пожарами и ее реализация с помощью средств вычислительной техники с современных информационных технологий;

8.Разработка базы данных по пожарам и состоянию пожарной защиты в РК;

9.Разработка и создание республиканской карты рисков возникновения и оценки возможных последствий пожаров.

10.Разработка нормативных правовых актов регламентирующих на научной основе создание системы научно-технического проектирования пожарной безопасности Республики Казахстан.

Литература 1. Брушлинский Н.Н., Соколов С.В., Вагнер П. Человечество и пожа-

ры. М.: ООО «ИПЦ Маска». 2007.142.

134

2.Брушлинский Н.Н., Ю.И. Коломиец, С.В. Соколов, П.М. Вагнер Безопасность городов. Имитационное моделирование городских процессов

исистем: учеб. пособие – ФАЗИС, 2004. - 172с.

3.Республика Казахстан Технический регламент РК. «Общие требования к пожарной безопасности»: утв. Постановлением правительства Республики Казахстан от 16 января 2009 года, № 14.

4.Соколов С.В. Методологические основы разработки и использования компьютерных имитационных систем для исследования деятельности

ипроектирования аварийно-спасательных служб в городах: дис. докт. тех. наук: 05.13.10 / Алехин Евгений Михайлович. – М., 1998. – 103 с.

135

СЕКЦИЯ 2

ПРОБЛЕМЫ ПРОГНОЗИРОВАНИЯ И ЛИКВИДАЦИИ ЧРЕЗВЫЧАЙНЫХ СИТУАЦИЙ, БЕЗОПАСНОСТЬ ЖИЗНЕДЕЯТЕЛЬНОСТИ, ЭКОЛОГИЧЕСКАЯ БЕЗОПАСНОСТЬ И ОХРАНА ТРУДА

136

РАЗРАБОТКА СИСТЕМЫ УПРАВЛЕНИЯ ЭВАКУАЦИОННЫМИ ПУТЯМИ ИЗ ВЫСОТНЫХ ЗДАНИЙ ПРИ ЧС

Номерчук А.Я., Житков В.С.

Южный федеральный университет

В России количество пожаров в высотных зданиях невелико, но доля погибших на один пожар в зданиях высотой более 25 этажей в 3–4 раза превышает этот показатель в зданиях до 16 этажей. В других странах, например в США, ситуация с пожарами также неблагоприятная. Ежегодно (с 2003 по 2006 гг.) фиксировалось около 13400 пожаров в высотных зданиях и зданиях повышенной этажности [1].

В настоящее время эвакуация обеспечивается, согласно ГОСТ Р 12.3.047-98 «Пожарная безопасность. Общие требования», посредством устройства необходимого количества эвакуационных путей и соблюдения их требуемых параметров, а также организацией своевременного оповещения людей и управления их движением [2]. Технологические требования к организации путей эвакуации из зданий также представлены в СНиП 31- 06-2009 «Общественные здания и сооружения» [3]. Однако данные документы не обеспечивают предотвращения воздействий на людей опасных факторов на требуемом уровне, т.к. они не предусматривает их стихийность и непредсказуемость.

Для эффективности управления динамическим распределением путей эвакуации из высотных зданий при возникновении ЧС необходимо разрабатывать специальную системы управления. Данная система должна позволить оперативно реагировать на внезапное возникновение опасных факторов, таких как открытый огонь, обвал, высокая плотность людского потока, задымленность и прочие, а также переопределять путь эвакуации людей по более безопасному маршруту. Данный подход также позволяет сократить время эвакуации людей из здания.

Процесс эвакуации здания, как правило, определяет движение людских потоков по вертикальным путям эвакуации. Длина пути эвакуации по лестнице между этажами в среднем составляет 12 м. В 20-ти этажном здании, длина пути эвакуации будет около 240 м. Одновременная эвакуация людей из высотного здания ведет образованию давки в лестничной клетке (до 9 чел/м2) и низкой скорости движения (до 7 м/мин).

Типовой план поэтажной эвакуации не предусматривает непредвиденные ситуации, в которых невозможно полноценно воспользоваться од-

137

ним или несколькими эвакуационными путями в случае их частичного или полного повреждения, сильного задымления проходов, перегруженности людским потоком, идущим с других этажей [4].

Рассмотренные выше факты, позволяют выявить четыре основные проблемы пешеходной эвакуации людей из высотных зданий:

1.процесс движения в потоке высоткой плотности (7-8 чел/м2) является смертельно опасным;

2.низкая скорость движения приводит к высокой продолжительности времени эвакуации людей;

3.недостаточная информативность о проходимости путей эвакуации;

4.стандартное поведение людей при эвакуации в случае разрушения или иной причины, по которой невозможно воспользоваться одним или несколькими эвакуационными путями, приводит к увеличению времени эвакуации и увеличению воздействия опасных факторов [5].

Путями решения указанной проблемы является организация системы управления динамическим распределением маршрутов эвакуации. Данная система должна реализовывать следующий минимальный набор функций:

1.контроль количества людей на каждом этаже;

2.контроль количества человек в каждом отдельно взятом помеще-

нии;

3.контроль состояния дверных проемов;

4.контроль задымленности коридоров и холлов;

5.контроль состояния лестничных клеток (в т.ч. состояние и задымленность);

6.контроль плотности людского потока;

7.выработка указаний к действию людей, находящихся в здании;

8.генерация и вывод динамического плана эвакуации;

9.динамическое формирование указателей выхода;

10.отправка сигнала на пульт диспетчера единой службы спасения. Данная система позволит более гибко и точно организовывать эва-

куацию людей, рассчитывая для них оптимальный путь безопасного выхода, предотвращать появление давки на лестничных клетках, переопределяя людской поток по другому маршруту в случае превышения критической плотности.

Система будет интегрироваться с противопожарной системой и должна позволит более эффективно проводить эвакуацию людей из высотных зданий, оперативно реагировать на изменение обстановки, уменьшить вероятность воздействия опасных факторов.

138

Литература

1.Самошин Д. А., Кудрин И. С. К вопросу о безопасности эвакуации людей из высотных зданий // Пожарная безопасность в строительстве. М.: Академия ГПС МЧС России, 2010. - № 6. – С. 64-67.

2.ГОСТ Р 12.3.047-98 «Пожарная безопасность. Общие требования»

3.СНиП 31-06-2009 «Общественные здания и сооружения»

4.Холщевников В.В., Самошин Д.А. Эвакуация и поведение людей при пожарах. Учеб. пособие. – М.: Академия ГПС МЧС России, 2009. – 212 с.

5.Житков В.С. // Сборник трудов Всероссийской научной конференции молодых ученых «Проблемы автоматизации. Региональное управление. Связь и автоматика» – Геленджик: Изд-во ЮФУ, 2012 – С. 150-155.

АНАЛИЗ СОСТОЯНИЯ ТЕХНОСФЕРНОЙ БЕЗОПАСНОСТИ В КУЗБАССЕ

Туманова Т.А.1, Пашкевич Н.А.1, Стабровская Е.И.2

1Юргинский технологический институт – филиал Томского политехнического университета

2Кемеровский технологический институт пищевой промышленности

Пожары наносят громадный материальный ущерб и в ряде случаев сопровождаются гибелью людей. Ежегодно в России фиксируется большое множество пожаров природного, бытового и техногенного характера. Поэтому защита от пожаров является важнейшей обязанностью каждого члена общества и проводится в общегосударственном масштабе.

Кузбасс — один из наиболее значимых в экономическом отношении регионов России. Ведущая роль здесь принадлежит промышленному комплексу по добыче и переработке угля, железных руд и разнообразного нерудного сырья для металлургии и стройиндустрии. Наличие предприятий влечет за собой техногенные катастрофы, например, таких как пожары.

За 2012 год в Кузбассе произошло 3 768 пожара (на 156 меньше, чем за аналогичный период 2011 года). Как и в предыдущие годы, основная часть пожаров произошла в жилье (2747 случаев возгорания).

Чаще всего пожары возникали в результате неосторожного обращения с огнем. С января по конец ноябрь этого года произошло 1481 возгораний по этой причине (358 из них при курении). На пожарах, возникших вследствие неосторожного обращения с огнем, погибло – 190 человек (180 в 2011 году). Нередко возгорания возникают по причине нарушения пра-

139