Белов С.В. (ред.) Безопасность жизнедеятельности

Подождите немного. Документ загружается.

Г = £%Ut,

где и — нормальная скорость пламени; s — степень расширения га-

зов при сгорании; х — коэффициент искривления фронта пламени;

t — текущее значение времени, отсчитываемое от момента зажига-

ния.

В произвольной точке Мна расстоянии х от точки воспламенения

скорость газа

v* = v

(r/x

) = %u(z - l)(s%ut/x)\

где v

— скорость движения фронта пламени при свободном сгора-

нии; v

= (е -

1 )%и.

Если в точке Мрасположен какой-либо объект, но на него воздей-

ствует скоростной напор

АР= pv

/2 = (p/2)[

*/(s - 1)(е - 1 )(€xut/xf]

где р — плотность газов при нормальных условиях.

Скоростной напор достигает максимума, когда фронт пламени

подходит непосредственно к данному объекту. Для пламени предель-

ных углеводородов скоростной напор в открытом пространстве мо-

жет достигать 26 кПа.

По избыточному давлению взрыва можно ориентировочно оце-

нить степень разрушения различных видов объектов [1].

12.3. УСТОЙЧИВОСТЬ ФУНКЦИОНИРОВАНИЯ

ОБЪЕКТОВ ЭКОНОМИКИ В ЧС

В настоящее время существуют два основных направления мини-

мизации вероятности возникновения ЧС и их последствий.

Первое направление заключается в разработке технических и ор-

ганизационных мероприятий, уменьшающих вероятность реализа-

ции опасного поражающего потенциала современных технических

систем. В рамках этого направления осуществляется тщательный

контроль эксплуатационных показателей всех технологических про-

цессов объекта, позволяющий заранее выявить возможный аварий-

ный участок, технические системы снабжают защитными устройст-

вами — средствами взрыво- и пожарозащиты технологического обо-

рудования, электро- и молниезащиты, локализации и тушения пожа-

ров и т. д. Объектом анализа в рамках первого направления

деятельности является первая типовая фаза развития ЧС. Эффектив-

ность решения задач первого направления оценивают повышением

устойчивости промышленного объекта.

461

Второе направление базируется на анализе возможного развития

аварии во второй, третьей и четвертой фазах и заключается в подго-

товке объекта, обслуживающего персонала, служб гражданской обо-

роны и населения к действиям в условиях ЧС. Основой второго на-

правления является формирование планов действий в ЧС, для создания

которых нужны детальные разработки сценариев возможных аварий

и катастроф на конкретных объектах, а также необходимо распола-

гать экспериментальными и статистическими данным о физических

и химических явлениях, составляющих возможную аварию , прогно-

зировать размеры и степень поражения объекта при воздействии на

него поражающих факторов различных видов.

Устойчивость объекта в ЧС может оцениваться в общей и частных

постановках задачи. В общей постановке оценивается функциониро-

вание объекта в целом в соответствии с его целевым предназначени-

ем. В частных постановках может оцениваться устойчивость конст-

руктивных элементов, участков, цехов или даже отдельных функций

объекта относительно отдельных или всех в совокупности поражаю-

щих факторов ЧС.

В общей постановке под устойчивостью работы промышленного

объекта понимают способность объекта выпускать установленные

виды продукции в объемах и номенклатуре, предусмотренных соот-

ветствующими планами в условиях ЧС, а также приспособленность

этого объекта к восстановлению в случае повреждения. Для объектов,

не связанных с производством материальных ценностей (транспорта,

связи, линий электропередач и т. п.), устойчивость определяется его

способностью выполнять свои функции. Под устойчивостью техни-

ческой системы понимается возможность сохранения ею работоспо-

собности при ЧС.

Повышение устойчивости технических систем и объектов дости-

гается главным образом организационно-техническими мероприя-

тиями, которым всегда предшествует исследование устойчивости

конкретного объекта.

На первом этапе исследования анализируют устойчивость и уяз-

вимость его элементов в условиях ЧС, а также оценивают опасность

выхода из строя или разрушения элементов или всего объекта в це-

лом. На этом этапе анализируют:

— надежность установок и технологических комплексов;

— последствия аварий отдельных систем производства;

— распространение ударной волны по территории предприятия

при взрывах сосудов, коммуникаций, ядерных зарядов и т. п.;

— распространение огня при пожарах различных видов;

— рассеивание веществ, высвобождающихся при ЧС;

462

Рис. 12.3. Примерная схема оценки опасности промышленного объекта

— возможность вторичного образования токсичных, пожаро- и

взрывоопасных смесей и т. п.

Примерная схема оценки опасности промышленного объекта

представлена на рис. 12.3. Оценка может проводиться с применением

различных методов анализа повреждений и дефектов, в том числе и с

построением дерева отказов и дерева событий.

На втором этапе исследования разрабатывают мероприятия по

повышению устойчивости и подготовке объекта к восстановлению

после ЧС. Эти мероприятия составляют основу плана-графика повы-

шения устойчивости объекта. В плане указывают объем и стоимость

планируемых работ, источники финансирования, основные мате-

риалы и их количество, машины и механизмы, рабочую силу, ответст-

венных исполнителей, сроки выполнения и т. д.

Исследование устойчивости функционирования объекта начина-

ется задолго до ввода его в эксплуатацию. На стадии проектирования

это в той или иной степени делает проектант. Такое же исследование

объекта проводится соответствующими службами на стадии техни-

ческих, экономических, экологических и иных видов экспертиз. Ка-

ждая реконструкция или расширение объекта также требует нового

исследования устойчивости. Таким образом, исследование устойчи-

вости — это не одноразовое действие, а длительный, динамичный

процесс, требующий постоянного внимания со стороны руководства,

технического персонала, служб гражданской обороны.

Любой промышленный объект включает наземные здания и со-

оружения основного и вспомогательного производства, складские

помещения и здания административно-бытового назначения. В зда-

463

ниях и сооружениях основного и вспомогательного производства

размещается типовое технологическое оборудование, сети газо-, теп-

ло-, электроснабжения. Между собой здания и сооружения соедине-

ны сетью внутреннего транспорта, сетью энергоносителей и система-

ми связи и управления. На территории промышленного объекта мо-

гут быть расположены сооружения автономных систем электро- и во-

доснабжения, а также отдельно стоящие технологические установки

и т. д. Здания и сооружения возводятся по типовым проектам из уни-

фицированных материалов. Проекты производств выполняются по

единым нормам технологического проектирования, что приводит к

среднему уровню плотности застройки (обычно 30—60 %). Все это

дает основание считать, что для всех промышленных объектов, неза-

висимо от профиля производства и назначения, характерны общие

факторы, влияющие на устойчивость объекта и подготовку его к ра-

боте в условиях ЧС.

На работоспособность промышленного объекта оказывают нега-

тивное влияние специфические условия и прежде всего район его

расположения. Он определяет уровень и вероятность воздействия

опасных факторов природного происхождения (сейсмическое воз-

действие, сели, оползни, тайфуны, цунами, число гроз, ливневых до-

ждей и т. д.). Поэтому большое внимание уделяется исследованию и

анализу района расположения объекта. При этом выясняются метео-

рологические условия района (количество осадков, направление гос-

подствующих ветров, максимальная и минимальная температура са-

мого жаркого и самого холодного месяца); изучаются рельеф местно-

сти, характер грунта, глубина залегания подпочвенных вод, их хими-

ческий состав. На устойчивость объекта влияют: характер застройки

территории (структура, тип, плотность застройки), окружающие объ-

ект смежные производства, транспортные магистрали, естественные

условия прилегающей местности (лесные массивы — источники по-

жаров, водные объекты — возможные транспортные коммуникации,

огнепреградительные зоны и в то же время источники наводнений и

т. п.).

Район расположения может оказаться решающим фактором в

обеспечении защиты и работоспособности объекта в случае выхода из

строя штатных путей подачи исходного сырья или энергоносителей.

Например, наличие реки вблизи объекта позволит при разрушении

железнодорожных или трубопроводных магистралей осуществить

подачу материалов, сырья и комплектующих водным транспортом.

При изучении устойчивости объекта дают характеристику здани-

ям основного и вспомогательного производства, а также зданиям, ко-

торые не будут участвовать в производстве основной продукции в

464

случае ЧС. Устанавливают основные особенности их конструкции,

указывают технические данные, этажность, длину и высоту, вид кар-

каса, стеновые заполнения, световые проемы, кровлю, перекрытия,

степень износа, огнестойкость здания, число рабочих и служащих,

одновременно находящихся в здании (наибольшая рабочая смена),

наличие встроенных в здание и вблизи расположенных убежищ, на-

личие в здании средств эвакуации и их пропускная способность.

При оценке внутренней планировки территории объекта опреде-

ляется влияние плотности и типа застройки на возможность возник-

новения и распространения пожаров, образования завалов входов в

убежища и проходов между зданиями. Особое внимание обращается

на участки, где могут возникнуть вторичные факторы поражения. Та-

кими источниками являются: емкости с ЛВЖ и АХОВ, склады ВВ и

взрывоопасные технологические установки; технологические ком-

муникации, разрушение которых может вызвать пожары, взрывы и

загазованность, склады легковоспламеняющихся материалов, амми-

ачные установки и др. При этом прогнозируются последствия сле-

дующих процессов:

— утечки тяжелых и легких газов или токсичных дымов;

— рассеивания продуктов сгорания во внутренних помещениях;

— пожары цистерн, колодцев, фонтанов;

— нагрева и испарения жидкостей в бассейнах и емкостях;

— воздействия на человека продуктов горения и иных химиче-

ских веществ;

— радиационного теплообмена при пожарах;

— взрывов паров ЛВЖ;

— образования ударной волны в результате взрывов паров ЛВЖ,

сосудов, находящихся под давлением, взрывов в закрытых и откры-

тых помещениях;

— распространения пламени в зданиях и сооружениях объекта и

т. п.

Технологический процесс изучается с учетом специфики произ-

водства на время ЧС (изменение технологии, частичное прекращение

производства, переключение на производство новой продукции и

т. п.). Оцениваются минимум и возможность замены энергоносите-

лей; возможность автономной работы отдельных станков, установок

и цехов объекта, запасы и места расположения АХОВ, ЛВЖ и горю-

чих веществ; способы безаварийной остановки производства в усло-

виях ЧС. Особое внимание уделяется изучению систем газоснабже-

ния, поскольку разрушение этих систем может привести к появлению

вторичных поражающих факторов.

465

При исследовании систем управления производством на объекте

изучают расстановку сил и состояние пунктов управления и надежно-

сти узлов связи; определяют источники пополнения рабочей силы,

анализируют возможности взаимозаменяемости руководящего со-

става объекта.

В частной постановке устойчивость объекта в ЧС может быть оце-

нена относительно действия какого-либо одного поражающего фак-

тора, например, относительно температурного воздействия на зда-

ния, сооружения и оборудование объекта.

Пожарная защита. Температурное воздействие является статисти-

чески преобладающим поражающим фактором, проявляющимся при

различных ЧС техногенного происхождения в качестве первичного, а

в ряде случаев и вторичного фактора. Оно возникает при воздействии

потоков нагретого воздуха, открытого пламени, температурном воз-

действии при взрывах или воздействии лучистой энергии и приводит

к возникновению и распространению пожаров.

Устойчивость функционирования промышленного объекта при

возникновении пожара зависит от огнестойкости элементов обору-

дования и зданий, от их конструктивной и функциональной пожар-

ной опасности, от наличия на объекте средств локализации и туше-

ния пожаров и возможностей их своевременного применения.

Под огнестойкостью понимают способность строительной конст-

рукции сопротивляться воздействию высокой температуры в услови-

ях пожара и выполнять при этом свои обычные эксплуатационные

функции.

Потеря несущей способности определяется обрушением конст-

рукции или возникновением предельных деформаций и обозначает-

ся индексом R. Потеря ограждающих функций определяется потерей

целостности или теплоизолирующей способности. Потеря целостно-

сти обусловлена проникновением продуктов сгорания за изолирую-

щую преграду и обозначается индексом Е. Потеря теплоизолирую-

щей способности определяется повышением температуры на необог-

реваемой поверхности конструкции в среднем более чем на 140°С или

в любой точке этой поверхности более чем на 180°С и обозначается

индексом J.

Основные положения методов испытаний конструкций на огне-

стойкость изложены в ГОСТ 30247.0—94 «Конструкции строитель-

ные. Методы испытаний на огнестойкость. Общие требования» и

ГОСТ 30247.1—94 «Конструкции строительные. Методы испытаний

на огнестойкость. Несущие и ограждающие конструкции».

Степень огнестойкости здания определяется огнестойкостью его

конструкций в соответствии с табл. 12.3 (СНиП 21-1—97)*.

466

Таблица 12.3. Огнестойкость строительных конструкций

Степень

огнестой-

кости зда-

ния

Максимальные пределы огнестойкости строительных конструкций

Степень

огнестой-

кости зда-

ния

несущие

элементы

здания

наружные

стены

перекрытия

междуэтаж-

ные, чер-

дачные и

над подва-

лом

покрытия

бесчердач-

ные

лестничные клетки

Степень

огнестой-

кости зда-

ния

несущие

элементы

здания

наружные

стены

перекрытия

междуэтаж-

ные, чер-

дачные и

над подва-

лом

покрытия

бесчердач-

ные

внутренние

площадки

стены

марши ле-

стниц

R120

RE30 REJ60

RE30 REJ120

R60

II R45

RE15

REJ45

RE15

REJ90

R45

III R15

RE15

REJ15

RE15

REJ45

R30

IV Не нормируется

СНиП 21-01—97* регламентирует классификацию зданий по сте-

пени огнестойкости, конструктивной и функциональной пожарной

опасности.

Класс конструктивной пожарной опасности здания определяется

степенью участия строительных конструкций в развитии пожара и

образования его опасных факторов.

По пожарной опасности строительные конструкции подразделя-

ются на классы: КО, Kl, К2, КЗ (ГОСТ 30403—95 «Конструкции

строительные. Метод определения пожарной опасности»). Класс по-

жарной опасности конструкции определяется по табл. 12.4 (по наи-

менее благоприятному фактору).

Таблица 12.4. Классы пожарной опасности конструкции

Класс

пожарной

опасно-

сти кон-

струкции

Допустимый размер по-

вреждения конструкции,

см

Наличие

Допускаемые характеристики

пожарной опасности повре-

жденного материала

Класс

пожарной

опасно-

сти кон-

струкции

вертикаль-

ные

горизон-

тальные

теплового

эффекта

горения

Группа

Класс

пожарной

опасно-

сти кон-

струкции

вертикаль-

ные

горизон-

тальные

теплового

эффекта

горения

горю-

чести

воспла-

меняе-

мости

дымооб-

разующей

способ-

ности

КО

Н.Д.

— — —

К1

До 40

До 25

Н.Д.

Н.Р. Н.Р. Н.Р.

» »

Н.Р. Н.Р. Г2 B2

Д2

К2

Более 40, Более 25,

Н.Д.

Н.Р. Н.Р. Н.Р.

но до 80 но до 50

КЗ

» »

Н.Р.

Н.Д.

ГЗ

вз

Д2

Н.Р.

Примечание. Н.Д.— не допускается; Н.Р.— не регламентируется; обозначения группы

горючести поврежденного материала приняты по ГОСТ 30244, воспламеняемости по ГОСТ 30402.

Дымообразующая способность Д2 соответствует материалам с умеренной дымообразующей спо-

собностью по ГОСТ 12.1.044.

467

Здания и пожарные отсеки по конструктивной пожарной опасно-

сти подразделяются на классы согласно табл. 12.5.

Таблица 12.5. Классы конструктивной пожарной опасности здания

Класс конст- Допускаемые классы пожарной опасности строительных конструкций

руктивной

пожарной

опасности

здания

несущие

стержневые

элементы

(колонны,

ригели, фер-

мы и др.)

стены наруж-

ные с внеш-

ней стороны

стены, пере-

городки и

перекрытия и

бесчердачные

покрытия

стены лест-

ничных кле-

ток и проти-

вопожарные

преграды

марши и

площадки ле-

стниц

СО КО K1 КО КО КО

С1

K2 К2

К1 КО КО

С2

КЗ КЗ

К2

К1 К1

СЗ Не нормируется

Согласно ГОСТ 30244—94 «Материалы строительные. Методы

испытаний на горючесть», строительные материалы в зависимости от

значения параметров горючести подразделяются на горючие (Г) и не-

горючие (НГ) (табл. 12.6).

Таблица 12.6. Характеристики групп горючести строительных материалов

Группа горюче- Параметры горючести

сти материалов

температура ды-

мовых газов t,

°С

степень повреж-

дения по длине

степень повреж-

дения по массе

, %

продолжитель-

ность самостоя-

тельного горе-

ния /

ст

, °С

< 135 <65 < 20 0

Г2

< 235 < 85 < 50 < 30

ГЗ <450

>85 < 50 < 300

Г4 >450

> 85 > 50 > 300

НГ

Прирост температуры в печи за счет горения образца не превысил

50°С, потеря массы образца была не более 50 %, а продолжитель-

ность устойчивого пламенного горения не более 10°С

Определение горючести строительных материалов проводят экс-

периментально.

Для отделочных материалов, кроме характеристики горючести,

вводится понятие величины критической поверхностной плотности

теплового потока (КППТП), при которой возникает устойчивое пла-

менное горение материала (ГОСТ 30402—96). В зависимости от зна-

чения КППТП все материалы подразделяются на три группы воспла-

меняемости:

— В1 — КППТП равна или больше 35 кВт/м

;

— В2 — больше 20, но меньше 35 кВт/м

;

— ВЗ — меньше 20 кВт/м

468

По функциональной пожарной опасности здания и помещения под-

разделяются на классы в зависимости от способа их использования и

от того, в какой мере безопасность людей в них, в случае возникнове-

ния пожара, находится под угрозой, с учетом их возраста, физическо-

го состояния, сна ил и бодрствования, вида основного функциональ-

ного контингента и его количества.

К классу Ф1 относятся здания и помещения, связанные постоян-

ным или временным проживанием людей, в который входят:

— Ф1.1 — детские дошкольные учреждения, дома престарелых и

инвалидов, больницы, спальные корпуса школ-интернатов и детских

учреждений;

— Ф 1.2 — гостиницы, общежития, спальные корпуса санатори-

ев и домов отдыха, кемпингов и мотелей, пансионатов;

— Ф1.3 — многоквартирные жилые дома;

— Ф1.4 — индивидуальные, в том числе блокированные, дома.

К классу Ф2 относятся зрелищные и культурно-просветительские

учреждения, в который входят:

— Ф2.1 — театры, кинотеатры, концертные залы, клубы, цирки,

спортивные сооружения и другие учреждения с местами для зрителей

в закрытых помещениях;

— Ф2.2 — музеи, выставки, танцевальные залы, публичные биб-

лиотеки и другие подобные учреждения в закрытых помещениях;

— Ф2.3 — то же, что Ф2.1, но расположенные на открытом воз-

духе.

К классу ФЗ относятся предприятия по обслуживанию населения:

— Ф3.1 — предприятия торговли и общественного питания;

— Ф3.2 — вокзалы;

— ФЗ.З — поликлиники и амбулатории;

— Ф3.4 — помещения для посетителей предприятий бытового и

коммунального обслуживания населения;

— Ф3.5 — физкультурно-оздоровительные и спортивно-трени-

ровочные учреждения без трибун для зрителей.

К классу Ф4 относятся учебные заведения, научные и проектные

организации:

— Ф4.1 — общеобразовательные школы, средние специальные

учебные заведения, профтехучилища, внешкольные учебные заведе-

ния;

— Ф4.2 — высшие учебные заведения, учреждения повышения

квалификации;

469

— Ф4.3 — учреждения органов управления, проектно-конструк-

торские организации, информационно-издательские организации,

научно-исследовательские организации, банки, офисы.

К классу Ф5 относятся производственные и складские помеще-

ния:

— Ф5.1 — производственные и лабораторные помещения;

— Ф5.2 — складские здания и помещения, стоянки автомобилей

без технического обслуживания, книгохранилища и архивы;

— Ф5.3 — сельскохозяйственные здания.

Производственные и складские помещения, а также лаборатории

и мастерские в зданиях классов Ф1, Ф2, ФЗ, Ф4 относятся к классу

Ф5.

По масштабам и интенсивности пожары можно подразделить на:

— отдельный пожар, возникающий в отдельном здании (соору-

жении) или в небольшой изолированной группе зданий;

— сплошной пожар, характеризующийся одновременным ин-

тенсивным горением преобладающего числа зданий и сооружений на

определенном участке застройки (более 50 %);

— огневой шторм, особая форма распространяющегося сплош-

ного пожара, образующаяся в условиях восходящего потока нагретых

продуктов сгорания и быстрого поступления в сторону центра огне-

вого шторма значительного количества свежего воздуха (ветер со ско-

ростью 50 км/ч);

— массовый пожар, образующийся при наличии в местности со-

вокупности отдельных и сплошных пожаров.

Распространение пожаров и превращение их в сплошные пожары

при прочих равных условиях определяется плотностью застройки

территории объекта. О влиянии плотности размещения зданий и со-

оружений на вероятность распространения пожара можно судить по

ориентировочным данным, приведенным ниже:

Расстояние между зданиями, м . . . . 0 5 10 15 20 30 40 50 70 90

Вероятность распространения пожара, % 100 87 66 47 27 23 9 3 2 0

Быстрое распространение пожара возможно при следующих со-

четаниях степени огнестойкости зданий и сооружений с плотностью

застройки: для зданий I и II степени огнестойкости плотность за-

стройки должна быть не более 30 %; для зданий III степени — 20 %;

для здания IV и V степени — не более 10 %.

Влияние трех факторов (плотности застройки, степени огнестой-

кости здания и скорости ветра) на скорость распространения огня

можно проследить на следующих цифрах:

470