Прогнозирование опасных факторов пожара / Brushlinskiy - Chelovechestvo i pozhary 2007

начиная с XIX в. учитывать значение α (τ ) сначала желательно, а потом (в

XXв.) - необходимо.

Втаком случае, опираясь на различные литературные источники [2,3,36,37], исходные данные для реконструкции обстановки с пожарами в мире и ее результаты можно представить в виде табл.21.

Эта таблица требует комментариев. Прежде всего, первая строка носит чисто гипотетический характер, т.к. никаких ориентиров по числу пожаров в это далекое от нас время мы не имеем. Вместе с тем, по нашему мнению, очевидно, что много пожаров в то время быть не могло, плотность населения была очень маленькой, а опасность возникновения пожаров люди, безусловно, хорошо понимали.

Что же касается второй строки таблицы, то выше мы провели достаточно подробное исследование обстановки с пожарами в Древнем мире и здесь уже полученные результаты, на наш взгляд, вполне правдоподобны. Заметим, что мы могли бы всюду использовать интервальные оценки, но ради удобства восприятия данных ограничились округленными точечными оценками.

Втретьей строке мы сохранили те же значения пожарных рисков, что и в Древнем мире, потому что в развитии цивилизации мало что менялось на протяжении первого тысячелетия нашей эры.

Таблица 21

Реконструкция обстановки с пожарами на Земле в ее исторической ретроспективе

	Годы	Население,	Доля		R1			R2		Число	Число
										пожаров,	жертв,
		млн. чел.	городского	пожар			жертва
			населения							тыс.	чел.
					чел.			пожар
	- 5000	30	0,00		1 · 10-4			5 · 10-3		3	15
	0 (р.х)	230	0,01		3 · 10-4			2 · 10-2		75	1500
	1000	305	0,01		3 ·10-4			2 · 10-2		100	2000
	1500	440	0,01		4 · 10-4			2 · 10-2		180	4000
	1800	950	0,03		4 · 10-4			1,5 ·10-2		380	6000
	1900	1650	0,14		7 · 10-4			1,5 ·10-2		1200	17000
	1960	3019	0,30	12 · 10-4				1,2 · 10-2		3600	43000
	2000	6055	0,47	12 · 10-4				1,0 · 10-2		7300	73000

88

В средние века пожарная опасность несколько увеличилась за счет многочисленных военных столкновений, увеличения плотности народонаселения, развития хозяйственной деятельности. Исторические документы сохранили свидетельства о катастрофических пожарах, при которых выгорали целые города (с десятками тысяч человек) и нередко погибало много людей (иногда даже несколько тысяч человек). Но все эти данные, на наш взгляд, вполне соответствуют результатам, приведенным в четвертой строке табл.21, из которой следует, что в XIV – XVI в. в. н. э. на Земле ежегодно возникало примерно двести тысяч пожаров, при которых погибало за год в среднем 4 тыс. чел. (возможно, число пожаров завышено).

Обстановка с пожарами на планете начала ухудшаться в конце XVIII - начале XIX столетия, когда произошла промышленная революция, начался бурный рост народонаселения, в экономическую практику стали вовлекать все больше разнообразных энергетических ресурсов (рис.3), но особенно сложной она стала в XX в., за который народонаселение планеты увеличилось почти в 4 раза и появилось огромное число пожароопасных веществ, материалов, технологий и производств.

Вэто время уже началось формирование национальных пожарных статистик, что облегчает проверку выполненной нами реконструкции обстановки с пожарами в мире.

Например, в 1867 г. в Российской империи насчитывалось 80 млн. чел. и возникло 20 тыс. пожаров (т.е. R1=2,5 10-4).

К началу XX столетия в Российской империи проживало уже 126 млн. чел. и ежегодно регистрировалось примерно 65 – 70 тыс. пожаров, при которых погибало около 3 тыс. чел.[3].

ВСША в начале XX в. проживало 80 млн. чел., регистрировалось около 0,5 млн. пожаров, при которых погибало примерно 5 тыс. чел.[3,6].

Итак, на рубеже XIX и XX столетий в Российской империи и США вместе насчитывалось примерно 200 млн. чел., на которых приходилось 0,6 млн. пожаров и 8 тыс. чел., погибших при пожарах.

Вдвух крупнейших странах мира (по численности населения) – Китае и Индии - в то время проживало около 450 млн. чел., но пожаров, по нашим

89

оценкам, было сравнительно немного – не более 70 -90 тыс., при которых могли погибнуть 2 – 3 тыс. чел.

ВРоссийской Империи (СССР, СНГ), США, Китае и Индии на протяжении всего XX столетия проживала примерно половина народонаселения Земли. Вот и в начале XX в. в этих четырех странах, в которых насчитывалось почти 50% всего населения планеты, произошло около 700 тыс. пожаров, жертвами которых стали 10 – 11 тыс. чел. На все остальные страны мира с населением 1 млрд. чел. приходилось, по нашим оценкам, примерно 0,5 млн. пожаров и 6 – 7 тыс. погибших при этих пожарах. Возможно, в будущем удастся еще уточнить эти данные.

В1960 году мы имеем для проверки наших оценок уже значительно больше достоверных статистических данных (табл.22).

На все остальные страны мира (включая Индию, Бразилию, Пакистан, Бангладеш, Мексику, ЮАР и др.) приходится примерно 1 млн. пожаров и около 20 тыс. их жертв.

Вдостаточной степени точности этих оценок, на наш взгляд, сомневаться не приходится.

Последняя строка табл.21 вполне хорошо согласуется с итоговой строкой табл.20.

Таким образом, мы надеемся, что располагаем удовлетворительными по точности ретроспективными данными об обстановке с пожарами на нашей планете в древности, средневековье, новой и новейшей истории. Этот же подход позволяет нам заглянуть в будущее, сделать прогнозы по динамике обстановки с пожарами на планете. К этому мы приступим в конце настоящей работы.

90

Таблица 22

Обстановка с пожарами в некоторых странах в 1960 г.

	№	Страна	Число пожаров	Число жертв, чел.
	п/п
	1.	Китай	98625	9800
	2.	США	2132300	7600
	3.	СССР	74600	2000
	4.	Великобритания	133500	520
	5.	Франция	100000	400
	6.	ФРГ	123755	445
	7.	Япония	40000	1000
	8.	Австрия	10000	50
		Всего	2712780	21824

3.4.Прогнозы специалистов о будущей борьбе с пожарами.

В1980-х -1990-х годах, когда серьезность и важность проблемы пожаров

вмире стала очевидной для всех, был опубликован ряд работ, авторы которых пытались заглянуть в будущее борьбы с пожарами. Мы кратко рассмотрим четыре из них: 1). Х. Эммонс “Дальнейшая история науки о пожаре” [47]; 2). Д. Робинс «Всемирная пожарная охрана. Будут ли работать международные стандарты?» 3). А. Кот «Уцелеют ли стандарты пожарной безопасности в XXI веке?» [48]; 4). Д.Холл «Противопожарная защита и будущее» [49].

Из перечисленных публикаций наиболее ранней по времени (начало 1980-х г.г.), весьма оригинальной по форме и фундаментальной по содержанию является, на наш взгляд, статья профессора Гарвардского университета (США) Ховарда Эммонса (1912 -1998), авторитетнейшего в мире специалиста XX в. в области проблем пожарной безопасности.

Х. Эммонс построил свою статью так, как будто она написана в конце XXIII в. и, следовательно, все достижения науки о пожаре в предыдущие столетия уже известны. Приведем краткое изложение этой замечательной работы, а в следующем разделе попробуем дать некоторые комментарии к ней (и к другим рассматриваемым здесь работам).

91

Сначала дадим цитату: «Я начинаю эту «Историю науки о пожаре» три столетия тому назад, в середине XX в. Я выбрал эту начальную дату потому, что к этому времени общественность уже хорошо осознавала серьезность проблемы пожаров и важность противопожарных норм и правил, методов испытаний, стандартов. Все они были почти полностью эмпирическими, но росло осознание важности разработки фундаментальных аспектов пожаров на основе развития научных методов и возможности создания количественной теории пожара с помощью компьютеров, тогда находившихся в детском возрасте” [47, с.230].

Подводя итоги XX в., Эммонс писал: “Мы можем рассматривать годы с 1950 по 2000 как период, в котором были развиты основные идеи науки о пожаре, когда были идентифицированы все существенные компоненты пожара и выяснен их фундаментальный характер. Была осознана необходимость основывать пожарную безопасность общества на базе создания расчетных противопожарных норм, учитывающих законы развития пожара, и были предприняты первые шаги по реализации этой задачи. Были разработаны методы решения трехмерных пожарных проблем, но они использовались только для исследования отдельных проектов, т.к. компьютеры были слишком медленными и слишком ограниченными в своих возможностях для решения таких проблем” [47, с. 234].

Успехи науки о пожарах в XXI в. Эммонс видел, во-первых, в создании и широком использовании негорючих материалов на минеральной основе (к 2025г.); во-вторых, в создании к 2030 г. принципиально нового поколения оптических компьютеров, что должно позволить в период с 2030 по 2080 г. полностью пересмотреть все теоретические концепции науки о пожаре.

В начале XXII в., по мнению Эммонса, новые идеи, новые математические методы и высокопроизводительные компьютеры окончательно откроют путь к полному пониманию проблемы турбулентности, что позволит решить все проблемы динамики пожара.

Наконец, в XXIII в. автор данной работы предсказывал заключительный (четвертый) переворот в науке о пожаре благодаря замечательным открытиям

92

и упрощениям в области квантовой химии, что должно позволить получить адекватные физико-химические модели пожара.

Вконце XXIII в., когда «динамика и химия пожара стали уже настолько хорошо изучены, что не будут скоро существовать в качестве областей исследования», “вопрос о токсичности продуктов горения нашел свое практическое решение, хотя некоторые физиологические проблемы еще ждут своего окончательного решения в XXIV веке”, “мы владеем огромным инженерно-техническим наследием, которое гарантирует нам жизнь, почти свободную от пожаров” [47, с. 238]. На этом мы закончим изложение статьи

Х.Эммонса.

В1988 г. на Международной конференции в Австралии английский специалист Денис Робинс представил обстоятельный доклад о возможности создания единых стандартов для организации Всемирной пожарной охраны.

Всвоем докладе он коснулся организации прообраза пожарной охраны в Древнем Китае; первых международных стандартов организации пожарной охраны, действовавших на всей территории Римской империи; заинтересованности средневековых страховых компаний в рациональной организации пожарной охраны с целью уменьшения потерь от пожаров. Далее он коротко рассмотрел историю создания и организацию пожарной охраны в Лондоне, Париже, Нью-Йорке; действующие стандарты и попытки их совершенствования в США, Канаде, Великобритании, Германии, Испании, Новой Зеландии, Австралии, Сингапуре, Гонконге, Китае и Токио.

Д. Робинс рассуждал о зонах риска, времени прибытия пожарных подразделений к месту пожара, о применении вертолетов, о создании небольших пожарных автомобилей быстрого реагирования, о численности личного состава пожарных отделений, о внедрении в зданиях (в том числе, жилых домах) дымовых датчиков и спринклерных систем, о стандартах оказания первой медицинской помощи.

Вконце же своего, безусловно, добросовестного и интересного доклада,

Д. Робинс сделал следующий вывод: существующие политические, экономические, климатические и иные различия между странами мира настолько велики, что «международные стандарты организации пожарной

93

охраны являются если не легендой, то по крайней мере, мифом, и если они возможны, то видимо непрактичны».

Кратко рассмотрим еще две публикации того же направления. 3 апреля 1991 г. в Вустерском Политехническом Институте (США) состоялась «Конференция по проектированию пожарной безопасности в XXI веке». На ней с докладом выступил помощник вице-президента и главный инженер NFPA США Артур Кот (он же секретарь Совета стандартов). В журнале NFPA были опубликованы выдержки из этого доклада [48].

Вдокладе А. Кот подробно описывает систему законов и стандартов, существующих в США в сфере пожарной безопасности, процесс их развития

иэффективность. В этой стране существует около 89000 стандартов, из которых 50000 поддерживаются и используются правительством (остальные носят добровольный характер). Приведен перечень шести организаций, занимающихся их разработкой и совершенствованием, важнейшее место среди которых занимает NFPA. Далее подробно анализируются тренды ущербов от пожаров (с 1880 по 1987 гг.) и их жертв (с 1913 по 1988 гг), приведены перечни десяти пожаров с наибольшими числом жертв (с 1865 г.)

инаибольшим материальным ущербом (с 1835 года). Целью этих иллюстраций является, по мнению автора, демонстрация эффективности совершенствуемых норм.

Взаключительной части доклада делается прогноз, утверждающий, что стандарты пожарной безопасности, безусловно, уцелеют в XXI веке , “Они (нормы) могут быть значительно отличающимися от тех, которые мы имеем сейчас” [48, c.44]. Но должны быть более точными и совершенными. Достичь этого можно, по мнению автора, только на основе компьютерных моделей пожара [48].

Этот же прогноз, но с некоторыми уточнениями, подтверждается в статье вице-президента дивизиона анализа и исследования пожаров NFPA д- ра Джона Холла (младшего) [49]. При этом, он заметил: “улучшение моделирования, методов тестирования и других исходных данных приведет, вероятно, скорее к снижению стоимости систем пожарной безопасности, чем к повышению уровня самой пожарной безопасности”.

94

На этом мы закончим изложение прогнозов специалистов, а в следующем разделе дадим наши комментарии к ним.

3.5. Комментарии к прогнозам

Начинать краткие комментарии к вышерассмотренным прогнозам о перспективах борьбы с пожарами удобнее с работ А. Кота [48] и Д. Холла [49].

Нет никаких сомнений в том, что противопожарное нормирование в XXI в. будет носить совершенно иной характер, чем в XX в. Х. Эммонс [47] совершенно прав, указывая, что противопожарные нормы, зародившиеся в середине XX столетия, носили эмпирический характер и по существу не имели под собой сколько-нибудь серьезной научной основы.

Однако, жесткое противопожарное нормирование уже к концу XX в. стало приобретать более гибкий характер, приспосабливаясь к новым концепциям и принципам гражданского и промышленного строительства.

Так что, А. Кот и Д. Холл правы, утверждая, что противопожарные нормы в XXI веке будут существенно более индивидуализированными, гибкими и будут очень сильно зависеть от результатов моделирования пожаров в различных объектах.

Единственное, что при этом нужно иметь в виду, это что пока математическое моделирование пожаров крайне несовершенно (о чем мы достаточно подробно говорили в разделе 2.10), имеет слишком большие погрешности для серьезного практического использования и необходимый прогресс здесь наступит очень нескоро (не раньше середины XXI века, о чем вполне обоснованно предупреждал в своей статье Х. Эммонс [47]).

Проф. Х. Эммонс в своей детально проработанной статье [47], на наш взгляд, упустил два важных момента. Во-первых, Х. Эммонс практически не затрагивает вопроса о многомерном случайном характере процесса динамики пожара [4,38], учет которого в принципе должен существенно повысить степень адекватности модели пожара реальному процессу его развития.

Во-вторых, и это, по нашему мнению, самое главное, - Х. Эммонс полностью игнорировал причины возникновения пожаров, воспринимая их

95

как некую данность, опасность, с которой нужно бороться. Именно поэтому он надеялся и верил, что создание негорючих материалов, построение добротной теории пожара и, отсюда, получение «стандарта пожара высокой точности», сделают через три столетия жизнь человечества «практически свободной от пожаров».

В большинстве вышеизложенных разделов нашей работы мы постоянно получаем один и тот же результат, который не позволяет нам согласиться с заключительным тезисом Х. Эммонса: примерно 75 % всех пожаров на планете возникало, возникает и будет возникать (по крайней мере, в обозримом будущем) по вине человека, который поджигает леса, поля, жилища, автомобили, устраивает взрывы либо по злому умыслу, либо в состоянии алкогольного опьянения, при небрежном курении, либо при некачественном исполнении профессиональных обязанностей и т.д.

Поэтому все будущие научно-технические достижения человечества в борьбе с пожарами, о которых так ярко говорит Х. Эммонс, не могут существенно повлиять на частоту возникновения пожаров, но, конечно, смогут значительно уменьшать их последствия, ограничивать размеры их распространения. Для уменьшения же числа пожаров необходимо затратить колоссальные усилия на совершенствование морально-нравственной сущности человечества.

Этот вопрос частично затрагивает Д. Робинс в своем докладе в Австралии. Говоря о реальных трудностях дальнейшего уменьшения времени прибытия пожарных подразделений к месту вызова в современных городах, он замечает: «По моему мнению, значительно больший эффект будет достигнут при обращении к пожарной профилактике. В Токио были предприняты шаги в этом направлении. Снижение числа вызовов и пожаров является предметом гордости для токийских пожарных. Здесь проводится массированная противопожарная пропаганда с использованием радио, телевидения, автобусов, метро, газет и т.п. и хотя оперативные службы могут быть сокращены в связи со снижением числа вызовов, профилактический отдел растет в целях сокращения ущерба от пожара».

96

Что же касается основной темы доклада Д. Робинса, то мы хотим подтвердить, что создание всемирных стандартов организации пожарной охраны действительно невозможно в принципе. Но зато возможно другое: построение общей теории функционирования противопожарных служб, на основе которой возможно создание таких стандартов для каждой страны с учетом всех ее политических, экономических, географических и иных особенностей.

Такая теория построена авторами настоящей работы [5], достаточно хорошо известна и используется в Европе и Азии, получила ряд международных премий. Она основана на реальных вероятностностатических закономерностях, присущих процессу функционирования любой противопожарной службы мира, и использует разработанные авторами аналитические и имитационные модели, а также информационные технологии «СТРЭС» и «КОСМАС» [5]. Эти технологии уже работают более чем в 25 городах и территориях России, Германии, Хорватии, Эстонии, Турции.

Итак, случайный процесс функционирования любой противопожарной и любой аварийно-спасательной службы описывается одними и теми же математическими моделями, но значение параметров, содержащихся в этих моделях, для каждой службы, для каждой страны и для каждого города отличны друг от друга. Поэтому, определяя значения этих параметров с помощью статистических методов для каждой службы и любой территории, на основе единой теории можно создать стандарты организации любой службы в любом месте планеты [5].

На этом мы закончим краткие комментарии к прогнозам специалистов о будущей борьбе с пожарами на Земле.

97