Техносферная безопасность / Problemi tekhnosfernoy bezopasnosti 2013

рия, в свою очередь, определяет перечень пожарно-профилактических мероприятий, требуемых для обеспечения пожарной безопасности: организацию эвакуационных путей и выходов, организацию систем оповещения и управления эвакуацией людей при пожаре, требования по ограничению распространения пожара и т.д.

Так, например, для помещений категории А и Б двери на путях эвакуации должны открываться по направлению выхода эвакуации, а в помещениях других категорий (с одновременным пребыванием не более 15 чел) этот параметр уже нормироваться не будет (согласно п. 4.2.6 СП 1.13130.2009 «Системы противопожарной защиты. Эвакуационные пути и выходы»). Или, например, для производственных зданий категории А и Б площадь одного этажа в пределах пожарного отсека двухэтажного здания не должна превышать 5200 м2, а для зданий категории В это значение в некоторых случаях может составлять 25000 м2 (согласно п. 6.1.1 СП 2.13130.2009 «Системы противопожарной защиты. Обеспечение огнестойкости объектов защиты»).

Очевидно, что при проектировании здания под определенный производственный процесс можно учесть все требования нормативных документов и обеспечить необходимые категории помещений и зданий по взрывопожарной и пожарной опасности. Но чаще возникает задача расположения уже имеющегося оборудования и материалов на территории определенного объекта, при решении которой оптимальное расположение пожарной нагрузки может значительно снизить категории помещений и зданий по взрывопожарной и пожарной опасности.

Таким образом, разработка методики, позволяющей достичь требуемой (оптимальной) категории по взрывопожарной и пожарной опасности с учетом имеющихся ограничений (объемно-планировочных особенностей зданий, особенностей технологического процесса и т.п.) является актуальной задачей, решение которой позволит снизить уровень пожарной опасности рассматриваемого объекта защиты в целом. Особое внимание в методике следует уделить разработке математической модели, предназначенной для формирования системы ограничений и целевой функции задачи оптимизации.

Литература

1.Корольченко А.Я. Категорирование помещений и зданий по взрывопожарной и пожарной опасности / А.Я. Корольченко, Д.О. Загорский. – М.: Изд-во «Пожнаука», 2010. – 118 с.

2.СП 12.13130.2009. Определение категорий помещений, зданий и наружных установок по взрывопожарной и пожарной опасности: утв. МЧС

60

России 25 марта 2009 г.: ввод в действие 1 мая 2009 г. – М.: Изд-во «Пож-

наука», 2009.

ПРИМЕНЕНИЕ ТЕОРИИ РИСКОВ ПРИ ПРОЕКТИРОВАНИИ СИСТЕМЫ ПОЖАРНОЙ БЕЗОПАСНОСТИ

Оспанова С.М. (Казахстан)

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

Сегодня становится ясным, что осознавая высокую опасность пожаров, общество пришло к пониманию того, что требуется пересмотреть подходы к концепции пожарной безопасности, опирающейся на принцип «реагировать и выправлять». Необходимо прилагать усилия к снижению ущерба от опасных и вредных факторов пожаров путем ликвидации источника опасности, внедрения соответствующих мер и средств защиты и способов их ликвидации.

Решению поставленной задачи может содействовать «концепция приемлемого риска», в основе которой лежит принцип «предвидеть и предупреждать». Она основывается на знании природы объективно существующих опасностей, закономерностях появления и снижения обусловленного ими ущерба. Система безопасности должна быть ориентирована на объекты, подвергающиеся воздействию, т.е. на человека и окружающую среду, а не на источник и требует системного подхода, учета не только инженерных и экономических, но и социальных, экологических, природных факторов.

Для объективного решения проблемы уменьшения тяжести последствии аварий и пожаров (снижения вероятности реализации поражающего потенциала современных промышленных объектов и рациональной подготовки к действиям в чрезвычайных ситуациях) необходимо заранее определить характер опасности (качественная оценка), оценить опасность количественно. При этом очевидно, что методы количественной оценки потенциальной опасности промышленных объектов должны быть, по возможности, чувствительны к организационным и инженерно-техническим мероприятиям по снижению опасности. Нельзя не учитывать при оценке потенциальной опасности и социально-бытовую сферу жизнедеятельности человека, так же природно-климатические и иные факторы, влияющие на риск возникновения пожаров.

Главная цель анализа риска состоит в снижении его до приемлемого уровня. Важно принимать во внимание следующие положения, учиты-

61

вающие жесткость регулирования:

1.Любой риск, который можно устранить, не создавая при этом дополнительных или новых рисков, является неприемлемым и должен быть предотвращен или сведен к минимуму риска возникновения чрезвычайной ситуации, а также ее последствий.

2.Если риск устранить нельзя - то его надо оценить и разработать эффективные способы его снижения и контроля. Следовательно, важнейшим элементом анализа риска оказывается идентификация опасности, где создается концептуальная модель (без четко сформулированной опасности или в ее отсутствие риска нет).

Применительно к пожарам в качестве цели управления рисками выступает обеспечение управления развития общества при условии его полной безопасности для здоровья и жизни людей. Так как всегда определенная степень риска всегда присутствует, то необходимо решение ряда задач организационно-экономического, методического и иного характера обеспечивающих приемлемый уровень пожарной безопасности в обществе, исходя из конкретных экологических, культурно-исторических и социальноэкономических условий. Таким образом, система пожарной безопасности в стране должна быть построена так чтобы минимизировать пожарные риски.

На территории Казахстана имеется большое количество населенных пунктов различного типа (города, поселки, аулы), с разной численностью населения, социально-экономической, транспортной, производственной структурой и соответственно с собственной обстановкой с пожарами. Следовательно, каждый случай при оценке пожарных рисков требует особого изучения и анализа. Так как пожарная обстановка в сельской местности несколько хуже, чем в городской, поэтому, изучая пожарную обстановку в регионах Казахстана, необходимо анализировать пожарные риски отдельно: в городах и сельской местности. Также при изучении и анализе пожарной обстановке необходимо учитывать природно-климатические условия, географическое расположение того или иного населенного пункта, время года и время суток возникновения пожара и другие природные риски (землетрясения, сели, паводки и др.).

Пожарные риски, во-первых, характеризуют возможность реализации пожарной опасности в виде пожара и, во-вторых, содержат оценки его возможных последствий (а также обстоятельств, способствующих развитию пожара). Следовательно, при определении значения риска от конкретной опасности необходимо знать частотные характеристики возникновения пожара на том или ином объекте, а также предполагаемые размеры его социальных, экономических и экологических последствий, обусловленных теми или иными обстоятельствами. Таким образом, при оценке пожарных

62

рисков необходимо использовать данные, полученные при анализе статистических данных за различные промежутки времени: смена, сутки, неделя, квартал, год, определение вероятности возникновения чрезвычайных ситуаций применительно к объектам исследования и др., а также на основе статистических или теоретических исследований.

Следовательно, во многих случаях пожарные риски можно оценивать статистическими или вероятностными методами, но в ряде случаев могут потребоваться и иные методы, например, методы математического моделирования и оптимального управления с использованием современных информационных технологий.

Управление пожарными рисками означает разработку и реализацию комплекса мероприятий инженерно-технического, экономического, социального и иного характера, позволяющих уменьшить значения данных рисков до допустимых (приемлемых) уровней. В частности пожарные риски можно применить при обосновании потребности населенных пунктов в пожарных депо, численности личного состава государственной и негосударственной противопожарных служб и их оснащенности техникой, средствами защиты и связи.

Литература

1.Джумагалиев Р.М. К вопросу о концепции обеспечения пожарной безопасности в Республике Казахстан // Технологии безопасности. - 2010,

№6.

2.Пожарные риски. Динамика, управление, прогнозирование // Под ред. Брушлинского Н.Н., Шебеко Ю.Н. М.: ВНИИПО МЧС России, 2007 г.

ОЦЕНКА НАДЕЖНОСТИ СИСТЕМ ПОЖАРНОЙ АВТОМАТИКИ

Халилова Р.А.

Уфимский государственный нефтяной технический университет

Эффективность систем пожарной автоматики должна отвечать соотношением таких основных свойств, как время обнаружения и тушения пожара, надежность и стоимость системы. На сегодняшний день основным критерием выбора оборудования для систем пожарной автоматики является степень влияния технической надежности элементов системы пожарной автоматики на значения пожарного риска на объектах защиты [1, 2].

Расчет надежности – это процедура определения значений показателей надежности объекта с использованием методов, основан-

63

ных на их вычислении по справочным данным о надежности элементов объекта, по данным о надежности объектов-аналогов, данным о свойствах материалов и другой информации, имеющейся к моменту расчета.

Автоматизированное моделирование и расчет надежности пожарной автоматики будет состоять из следующих этапов:

1)Постановка задачи и построение схемы функциональной целостности проектируемой пожарной автоматики. На данном этапе выполняется первичное описание структуры с помощью структурно-функциональной схемы, приводится перечень всех элементов пожарной автоматики и задаются параметры их надежности.

2)Оценка надежности и безопасности:

а) моделирование и расчет показателей надежности; б) моделирование и расчет вероятностей аварийных ситуаций;

в) моделирование и анализ отказоустойчивости. Кроме вероятностной оценки возможности возникновения аварийных ситуаций для обеспечения и управления безаварийностью часто требуется определение наиболее опасных сочетаний (комбинаций и/или последовательностей) отказов или поражений элементов, которые непосредственно приводят к возникновению аварийной ситуации;

3) Использование результатов автоматизированного моделирования для повышения надежности и безопасности. Путем сравнения результатов расчета выбирается наиболее оптимальный метод повышения надежности.

Также на основе полученных результатов может быть построена диаграмма вкладов показателей надежности отдельных элементов в безопасность [3].

Решение вопросов надежности и безопасности современных струк- турно-сложных технических систем и объектов осуществляется на всех стадиях жизненного цикла, от проектирования и создания, производства, до эксплуатации, использования и утилизации. Но наиболее ответственной являются стадия разработки технического задания и проектирования, поскольку именно здесь закладывается определенный уровень надежности отдельных средств и установки в целом. Важнейшим условием поддержания запроектированного уровня надежности пожарной автоматики является квалификация персонала, осуществляющего эксплуатацию установок, а также выполнение требуемого технического обслуживания систем.

Литература 1. Бабуров В.П. Производственная и пожарная автоматика Ч. 2.

Автоматические установки пожаротушения: Учебник / В.П. Бабуров, В.В. Бабурин, В.И. Фомин, В.И. Смирнов. – М.: Академия ГПС МЧС России,

2007. – 298 с.

64

2.Ярыгин А.С., Каткин Д. Надежность как критерий выбора оборудования для систем пожарной сигнализации // Алгоритм безопасности. – 2010. - №1. Режим доступа к статье: http://www.algoritm.org/arch/10_1/10_1_6.pdf

3.Можаев А.С. Автоматизированные системы управления. Надежность и безопасность. Автоматизированное структурно-логическое моделирование и расчет надежности и безопасности автоматизированных систем управления технологическими процессами и оборудованием на стадии проектирования: Методические рекомендации. Под ред. А.А. Нозика. – С-Пб.: ОАО «Специализированная инжиниринговая компания «Севзапмонтажавтоматика». – 2003. - 37 с. Режим доступа к статье: http://www.szma.com/mrasm.pdf

ПОВЫШЕНИЕ НАДЕЖНОСТИ ЭКСПЛУАТАЦИИ ПРОТИВОПОЖАРНЫХ ВОДОВОДОВ

В РАЙОНАХ КРАЙНЕГО СЕВЕРА

Попелышко А.В.1, Парфилко Б.Г.2, Елин Н.Н.2, Бубнов В.Б.2

1Норильский индустриальный институт

2Ивановский институт ГПС МЧС России

Трубопроводный транспорт воды для противопожарного водоснабжения в районах Крайнего Севера имеет свои отличительные особенности, которые должны быть учтены при их проектировании, строительстве и эксплуатации. Например, в районе Норильска практически все водоводы имеют надземную прокладку, что обусловлено большим слоем вечной мерзлоты. При чрезвычайно низких температурах окружающего воздуха, характерных для Норильска (температура самой холодной пятидневки обеспеченностью 0,92 составляет -47 оС) возможно частичное промерзание наружного слоя теплоизоляции и, как следствие, уменьшение её термического сопротивления. Другой важной проблемой, особенно при эксплуатации водоводов, являются их аварийные отключения, так как в течение времени ликвидации аварии необходимо не допустить замерзания воды. При отсутствии расхода воды в аварийно отключенном участке происходит быстрое остывание, как самого теплоносителя, так и слоя теплоизоляции, сопровождающееся ее частичным промерзанием. Иногда, при длительном перерыве в эксплуатации, возможно частичное замерзание воды.

Для повышения надежности таких объектов в последнее время стали широко применяться системы путевого электрообогрева [1]

65

Существующие методы расчета данного нестационарного теплового процесса основаны на рассмотрении его как квазистационарного [2]. При этом не учитывается изменение теплофизических параметров слоя теплоизоляции в рассматриваемый период, обусловленные изменением ее температуры, а главное – при ее частичном промерзании.

Предлагаемая математическая модель процесса основана на решении уравнения теплопроводности в кольцевой области с краевыми условиями 3-го рода и фазовыми переходами внутри кольца с помощью ячеечных моделей [3].

В качестве примера рассмотрим водовод «Норильск – Алыкель» протяженностью 8050 м, диаметром 219х8 мм со слоем тепловой изоляции из пенополиуретана теплопроводностью 0,029 Вт/(моС) толщиной 70 мм и влагосодержанием 0,1 кг/кг, по которому подается 30,5 т/час воды. На рис.1 вверху показаны графики остывания жидкости при различных температурах окружающей среды. При -20 оС и выше это условие выполняется автоматически и в корректировке не нуждается. При более низких температурах требуется обогрев трубопровода. На нижнем графике показаны распределения удельной тепловой мощности на отрезке между «критической точкой» и концом трубы. Здесь же показана полная тепловая мощность, обеспечивающая требуемую температуру на выходе.

tw, oC

-20oC -30oC -40oC tout2=-50oC

ΔQe, Вт/м

Qe=475кВт
Qe=324кВт	Qe=163кВт

x, м

Рис.1. Охлаждение воды по длине трубы (вверху) при рационально распределенной тепловой мощности обогрева (внизу), обеспечивающего заданную температуру на выходе при различных температурах

окружающей среды

66

Таким образом, в обогреваемом трубопроводе с тепловой точки зрения наиболее выгодным является распределение теплоподвода между «критической точкой» (местом достижения данной температуры) и концом трубопровода. Поскольку положение «критической точки» зависит от окружающей температуры, обогрев трубопровода рационально вести с помощью независимых продольных секций с независимым же регулированием тепловой мощности. Разработанная модель позволяет рассчитывать программы регулирования такого подогрева.

Литература

1.Дегтярева Е.О. Правила расчета мощности обогрева трубопроводов (по рекомендациям стандартов МЭК 62086 и 62395) / Промышленный электрообогрев и электроотопление, 2011, № 1 - С. 12-15.

2.Тепловая изоляция: Справочник / Под ред. Г.Ф. Кузнецова. – 3-е изд., – М.: Стройиздат, 1976. – 440 с.

3.Berthiaux H., Mizonov V., Zhukov V. Application of the theory of Markov chains to model different processes in particle technology // Powder Technology, 157 (2005) 128-137.

ТЕРМОПРОЧНОСТЬ МНОГОСЛОЙНЫХ ЖЕЛЕЗОБЕТОННЫХ СТРОИТЕЛЬНЫХ КОНСТРУКЦИЙ

Субота А.В., Доминик А.М. (Украина)

Львовский государственный университет безопасности жизнедеятельности МЧС Украины

Прямые материальные потери на пожарах в основном предопределены разрушением конструкций, жилых домов, гражданских и производственных зданий и сооружений, которые в основном изготовляются из бетона и железобетона. Во время пожара эти здания и сооружения часто нагреваются до температуры 800 °С и больше. При нагревании конструкции деформируются. Появление температурных деформаций при ограничении перемещения конструкции обусловливает появление температурных напряжений. Температурные деформации составляются из двух составляющих: свободной температурной деформации, которая пропорциональна изменению температуры и упругой деформации, которая возникает в результате действия температурных напряжений [1-3].

Температурные напряжения часто являются причиной разрушения конструкций во время пожара. Особенно опасными с точки зрения термо-

67

прочности являются конструкции, что состоят из нескольких разных материалов – железобетонные конструкции.

Основным разрушительным фактором, который действует на конструкцию при условиях пожара, является величина температуры и ее градиент, вследствие которых возникают температурные перемещения и напряжения.

В работе исследовано огнестойкость строительных конструкций за двумя предельными состояниями (потери несущей способности (R) та потери целостности (Е)) [4]. На сегодняшнее время исследования по потере несущей способности и потере целостности являются актуальной задачей.

При оценке несущей способности конструкции в условиях пожара необходимо учитывать термонапряжённое состояние конструкции предопределенное изменением температуры, величиной температурного градиента и длительностью нагрева.

Исследовано нестационарные температурные поля в железобетонных конструкциях с учетом условий теплообмена (лучевой, конвективный и кондуктивный теплообмен), теплофизических и механических характеристик материалов, из которых изготовлены конструкции.

Температурные напряжения, которые возникают в конструкциях, исследованы независимо от механических напряжений, поскольку в результате линейности уравнений термоупругости полные величины напряжений получают путем суммирования температурных и механических напряжений.

При расчёте температурных напряжений и деформаций бетона была учтена величина свободных температурных деформаций.

Разработана методика определения и исследования температурных напряжений и деформаций в кусково-однородных конструкциях. Исследовано напряженно-деформированное состояние железобетонной цилиндрической коаксиальной колонны. Полученые аналитические зависимости напряжений и перемещений от размеров колонны, механических и теплофизических параметров металла и бетона. Это дает возможность разработать рекомендации для выбора такой пары металл-бетон, чтобы напряжения в конструкции были минимальными.

Результаты исследования представлены графически. Из анализа полученных результатов можно сформулировать выводы:

1.Наиболее опасными являются кольцевые и осевые температурные напряжения, величина которых значительно больше радиальных.

2.Если величины температурных коэффициентов линейного расширения слоев равны, то температурные напряжения не исчезают, а лишь уменьшаются по величине.

68

Литература

1.Александровский С.В. Расчёт бетонных и железобетонных конструкций на изменение температуры и влажности с учётом ползучести / Александровский С.В. – М.: Стройиздат, 1973. – 432 с.

2.Кирилов А.П. Железобетонные корпуса ядерных реакторов/ Кирилов А.П. – М.: Энергоатомиздат, 1988. – 248 с.

3.Термомеханика: Библиографический указатель отечественной и иностранной литературы за 1965-1976 гг. / Ю.М. Коляно, М.М. Семерак, О.Я. Яворская. – Львов: изд-во Львовская научная библиотека им. В. Стефаника АН УССР, 1979. – Ч. І, ІІ. – Кн. І. – 360 с. – Кн. ІІ. – 477 с.

4.ДБН В.1.1.7-2002. Пожарная безопасность обьєктов строительства.

ПОЖАРЫ НА АВТОТРАНСПОРТЕ

Казыханов Т.Т.

Уфимский государственный нефтяной технический университет

Пожары на транспорте чаще всего происходят от беспечного отношения к пожарной безопасности самих людей. Проблема гибели людей на транспорте при пожарах – это предмет особого беспокойства. Поэтому защита от пожаров, знание основ противопожарной безопасности на транспорте являются важнейшей обязанностью каждого члена общества. Решение данной проблемы требует реализации комплекса научных, технических и организационных задач.

По данным ГУ МЧС России по Республике Башкортостан за 2012 год зарегистрировано 537 пожаров на транспорте, что составляет 12,4 % от общего количества пожаров. Погибли 6 человек. Ожоги различной степени тяжести получили 15 человек. Наибольшее количество пожаров происходит на личном транспорте [1].

Пожар в автомобиле – одна из самых опасных ситуаций, которые могут возникнуть в дороге, и к ней нужно быть готовым. Ответственность за пожарную безопасность автомобиля лежит на его владельце.

Основными причинами пожара на транспорте являются: техническая неисправность, такие как негерметичность трубопровода, подающего бензин, короткое замыкание, течи масла или неисправность газобаллонного оборудования. Также частыми являются поджоги (около 15 % случаев). Пламя распространяется достаточно быстро и всего за несколько минут возможно полное сгорание автотранспортного средства.

69