(3)

где Nгот - количество мест в убежищах с требуемыми защитными свойствами и системами жизнеобеспечения, время готовности которых не превышает установленного, шт;

N - общее число людей, подлежащих укрытию, чел;

если вместимость защитных сооружений, имеющихся на объекте, не обеспечивает укрытие необходимого количества персонала, то изучается возможность строительства БВУ, а также выявляются все подвальные и другие заглубленные помещения и сооружения, оцениваются их защитные свойства и возможность приспособления под защитные сооружения;

в загородной зоне, закрепленной за объектом, также изучаются все помещения и сооружения (жилые здания, подвалы, погреба, овощехранилища), которые могут быть приспособлены под ПРУ. Оценивается их вместимость, защитные свойства, определяются объем работ, необходимые материалы, количество рабочей силы по переоборудованию этих помещений в ПРУ;

выявляются места и условия хранения запасов АХОВ, которые могут стать источниками образования вторичного очага химического поражения. Оцениваются возможные размеры, определяются силы и средства его ликвидации;

оценивается обеспеченность персонала и личного состава формирований ГО ЧС СИЗ: количество, состояние, условия хранения, возможность ремонта, время на их выдачу;

проверяется наличие и оценивается реальность плана рассредоточения рабочих и служащих и эвакуации членов их семей.

В заключение тщательно анализируются полученные данные и делается вывод о надежности системы защиты рабочих и служащих объекта. В выводах указываются:

надежность системы защиты рабочих и служащих;

необходимость повышения устойчивости имеющихся на объекте защитных сооружений и мероприятия, которые целесообразны для повышения надежности защиты до требуемого предела;

помещения, которые целесообразно приспособить под защитные сооружения, и какие работы для этого необходимо выполнить;

количество и тип быстровозводимых защитных сооружений, которые должны быть построены на объекте дополнительно;

мероприятия по надежной защите дежурного персонала, строительству недостающих сооружений для него;

мероприятия по полному обеспечению производственного персонала и личного состава формирований ГО необходимыми средствами индивидуальной защиты, по сокращению времени на их выдачу;

меры по улучшению условий хранения, профилактике и ремонту средств защиты;

меры по обеспечению работы объекта в условиях радиоактивного и химического загрязнения.

На основании этих выводов делается оценка состояния объекта и разрабатываются мероприятия, которые включаются в план-график наращивания мероприятий по повышению устойчивости его функционирования в условиях ЧС.

1.6 Мероприятия и способы повышения устойчивости работы объектов экономики и жизнеобеспечения населения

Главными направлениями в системе мер по сохранению и повышению устойчивости функционирования объектов в чрезвычайных ситуациях являются:

- перевод потенциально опасных предприятий на современные, более безопасные, технологии и вывод их из населенных пунктов;

- внедрение автоматизированных систем контроля и управления за опасными технологическими процессами;

- разработка системы безаварийной остановки технологически сложных производств;

- внедрение систем оповещения и информирования о ЧС;

- защита людей от поражающих факторов в ЧС;

- снижение количества опасных веществ и материалов на производстве;

- наличие и готовность сил и средств для ликвидации ЧС;

- улучшение технологической дисциплины и охраны объектов.

Для реализации каждого из этих направлений проводятся организационные, инженерно-технические и специальные мероприятия.

Организационными мероприятиями обеспечиваются заблаговременная разработка и планирование действий органов управления, сил, средств, всего персонала объектов при угрозе возникновения и возникновении ЧС.

Такие мероприятия включают:

прогнозирование последствий возможных ЧС и разработку планов действий, учитывая весь комплекс работ в интересах повышения устойчивости функционирования объекта;

создание и оснащение центра аварийного управления объекта и локальной системы оповещения;

подготовку руководящего состава к работе в ЧС;

создание специальной комиссии по устойчивости и организации ее работы;

разработку инструкций по снижению опасности возникновения аварийных ситуаций, безаварийной остановке производства, локализации аварий и ликвидации последствий, а также по организации восстановления нарушенного производства;

обучение персонала соблюдению мер безопасности, порядку действий при возникновении чрезвычайных ситуаций, локализации аварий и тушению пожаров, ликвидации последствий и восстановлению нарушенного производства;

подготовку сил и средств локализации аварийных ситуаций и восстановления производства;

подготовку эвакуации населения из опасных зон;

определение размеров опасных зон вокруг потенциально опасных объектов;

проверку готовности систем оповещения и управления в ЧС;

организацию медицинского наблюдения и контроля за состоянием здоровья лиц, получивших дозы облучения.

Инженерно-технические мероприятиями осуществляется повышение физической устойчивости зданий, сооружений, технологического оборудования и производства в целом, а также создание условий для его быстрейшего восстановления, повышения степени защищенности людей от поражающих факторов ЧС.

К ним относятся:

- создание на всех опасных объектах системы автоматизированного контроля за ходом технологических процессов, уровней загрязнения помещений и воздушной среды цехов опасными веществами и пылевыми частицами;

- создание локальной системы оповещения о возникновении ЧС персонала объекта, населения, проживающего в опасных зонах (радиационного, химического и биологического заражения, катастрофического затопления и т.п.);

- накопление фонда защитных сооружений и повышение защитных свойств убежищ и ПРУ в зонах возможных разрушений и заражения;

- противопожарные мероприятия;

- сокращение запасов и сроков хранения взрыво-, газо- и пожароопасных веществ, обвалование емкостей для хранения, устройство заглубленных емкостей для слива особо опасных веществ из технологических установок;

- безаварийная остановка технологически сложных производств;

- локализация аварийной ситуации, тушение пожаров, ликвидация последствий аварии и восстановление нарушенного производства;

- дублирование источников энергоснабжения;

- защита водоисточников и контроль качества воды;

- герметизация складов и холодильников в опасных зонах;

- защита наиболее ценного уникального оборудования.

Специальными мероприятиями достигается создание благоприятных условий для проведения успешных работ по защите и спасению людей, попавших в опасные зоны, и быстрейшей ликвидации ЧС и их последствий. Такими мероприятиями являются:

- накопление средств индивидуальной защиты органов дыхания;

- создания на химически опасных объектах запасов материалов для нейтрализации разлившихся АХОВ и дегазации местности, зараженных строений, средств транспорта, одежды и обуви;

- разработка и внедрение автоматизированных систем нейтрализации выбросов АХОВ;

- обеспечение герметизации помещений в жилых и общественных зданиях, расположенных в опасных зонах;

- разработка и внедрение в производство защитной тары для обеспечения сохранности продуктов и пищевого сырья при перевозке, хранении и раздаче продовольствия;

- регулярное проведение учений и тренировок по действиям в ЧС с органами управления, формированиями, персоналом организаций;

- разработка и внедрение новых высокопроизводительных средств дезактивации и дегазации зданий, сооружений, транспорта и специальной техники;

- накопление средств медицинской защиты и профилактики радиоактивных поражений людей животных в районах АЭС.

В план-график наращивания мероприятий по повышению устойчивости функционирования при угрозе возникновения ЧС включаются работы, не требующие больших капитальных вложений, трудоемкости и длительного времени, которые заблаговременно осуществлять нецелесообразно.

Среди них основными могут быть:

строительство простейших укрытий;

обвалование емкостей с легковоспламеняющимися жидкостями и химически опасными веществами;

закрепление оттяжками высоких малоустойчивых сооружений (труб, вышек, колонн и т.п.);

обсыпка грунтом полузаглубленных помещений;

изготовление и установка защитных конструкций (кожухов, шатров, колпаков, зонтов) для предохранения оборудования от повреждения при обрушении элементов зданий;

укрытие запасов дефицитных запчастей и узлов;

установка на коммунально-энергетических сетях дополнительной запорной арматуры;

снижение давления в газовых сетях;

приведение в готовность автономных электростанций;

заполнение резервных емкостей водой;

заглубление или обвалование коммунально-энергетических сетей;

проведение противопожарных мероприятий.

Для регламентации деятельности комиссии по повышению устойчивости функционирования на объекте отрабатываются:

- приказ руководителя о создании комиссии;

- положение о комиссии и план ее работы на текущий год;

- материалы исследований устойчивости (проводят один раз в пять лет);

- перечень руководящих документов (рекомендации, указания министерств, ведомств и других вышестоящих организаций по ПУФ);

- протоколы заседаний комиссии.

Планируя и осуществляя мероприятия по повышению устойчивости, необходимо помнить, что для предприятий, организаций, учреждений установлены две оценки: «удовлетворительно» и «неудовлетворительно».

Для получения оценки «удовлетворительно» необходимо:

не реже одного раза в 5 лет проводить исследования по устойчивости. На основе проведенного исследования должны быть разработаны соответствующие мероприятия, определены сроки выполнения, исполнители, источники финансирования;

в перспективных и текущих планах экономического и социального развития должно быть реализовано не менее 75% запланированных мероприятий:

- разработка и внедрение системы оповещения персонала на всей территории объекта;

- спланирована и осуществлена защита людей;

- выполняется работа по защите оборудования, аппаратуры, приборов;

- наличие не менее 2-х вводов электроэнергии и газопроводов, источников водоснабжения;

- осуществлена подготовка производства к безаварийной остановке по сигналу «Внимание всем»;

- предусмотрены: централизованное отключение внутризаводских потребителей электроэнергии и наличие автономных источников электроснабжения;

- кольцевание и заглубление внутриобъектовых энергокоммуникаций;

- подготовка котельных к работе на резервных видах топлива;

- наличие системы оборотного водоснабжения;

- оборудование помещений автоматическими системами предупреждения и тушения пожаров;

- возможность снижения запасов АХОВ и ЛВЖ;

- наличие запасного ПУ;

- создание страхового фонда технической и технологической документации.

1.7 Декларирование безопасности объекта

В соответствии с постановлением Правительства РФ от 1 июля 1995 года № 675 «О декларации безопасности промышленного объекта РФ» МЧС России совместно с Федеральным горным и промышленным надзором России издан приказ № 222/59 от 4 апреля 1996 года, которым определен «Порядок разработки декларации безопасности промышленного объекта РФ».

Декларация необходима для организации контроля за соблюдением мер безопасности, оценки достаточности и эффективности мероприятий по предупреждению и ликвидации ЧС на промышленном объекте. Она является документом, в котором отражаются характер и масштабы опасностей на промышленном объекте и мероприятия по обеспечению промышленной безопасности и готовности к действиям в техногенных ЧС.

Обязательному декларированию безопасности подлежат проектируемые и действующие промышленные объекты, имеющие в составе особо опасные производства, а также гидротехнические сооружения, хвостохранилища и шламонакопители I, II, III классов, на которых возможны гидродинамические аварии.

Декларация безопасности самостоятельно разрабатывается организацией, подлежащей декларированию, или на основании договора с организацией, имеющей лицензию на производстве экспертизы безопасности промышленных производств.

Разработанная декларация действующего промышленного объекта утверждается его руководителем, а проектируемого - заказчиком.

Первый экземпляр утвержденной декларации хранится в организации, утвердившей декларацию. Другие экземпляры представляются в соответствующие органы управления по делам ГО и ЧС, региональный орган Ростехнадзора, МЧС России, Ростехнадзор России и орган местного самоуправления, на территории которого расположен декларируемый промышленный объект.

Декларация является одним из важнейших документов, содержащих сведения, необходимые для разработки и реализации мероприятий по повышению устойчивости работы объекта.

1.8 Основные требования норм проектирования инженерно-технических мероприятий к промышленным объектам

1.8.1 Требования к проектированию и строительству объектов экономики, производственных зданий и сооружений

Здесь рассмотрены рекомендации по размещению, типам и видам возводимых зданий и сооружений на объекте, а также по размещению и защите оборудования. Основные из них следующие:

1) здания и сооружения на объекте необходимо размещать рассредоточенно. Расстояние между зданиями должно обеспечивать противопожарный разрыв. При наличии таких разрывов исключается возможность переноса огня с одного здания на другое, даже если тушение пожара не производится;

2) при строительстве производственных зданий и сооружений рекомендуется применять ограниченное число типовых проектов и сооружений, широко используя унифицированные строительные элементы. Хорошей устойчивостью к воздействию ударной волны обладают железобетонные здания с металлическими каркасами. Для повышения устойчивости к световому (тепловому) излучению и зданиях и сооружениях объекта стены, перекрытия, перегородки должны выполняться из огнестойких материалов;

склады топлива, хранилища АХОВ и взрывоопасных жидкостей и газов проектируются в заглубленных или подземных сооружениях и должны размещаться на внешних границах промышленных объектов или за их пределами;

некоторые уникальные виды технологического оборудования целесообразно размещать в наиболее прочных сооружениях или в зданиях из легких несгораемых конструкций павильонного типа, под навесами или открыто. Это допустимо в случаях, когда оборудование может выдержать большие избыточные давления ударной волны или землетрясения в баллах, чем здания, в которых оно находится, так как падение конструкций при разрушении зданий будет выводить из строя установленное в них оборудование;

душевые помещения должны быть приспособлены для проведения санитарной обработки людей, а места для мойки машин - для обеззараживания автотранспорта;

дороги на территории объекта должны быть с твердым покрытием и обеспечивать удобное сообщение между производственными зданиями, сооружениями и складами. Въезд на территорию объекта должен быть возможен не менее чем с двух различных направлений;

системы бытовой и производственной канализации должны иметь не менее 2-х выпусков в городские канализационные сети и устройства для аварийных сбросов в котлованы, овраги и т.п.

1.8.2 Требования к системам снабжения объектов экономики электроэнергией, водой и газом

Электроснабжение является основой всякого производства. Нарушение нормальной подачи электроэнергии на объект или отдельные его участки может привести к полному прекращению работы объекта.

Для обеспечения надежного электроснабжения в условиях ЧС при его проектировании и строительстве должны быть учтены следующие основные требования, вытекающие из задач ГО.

Электроснабжение должно осуществляться от энергосистем, в состав которых входят электростанции, работающие на различных видах топлива. Крупные электростанции следует размещать друг от друга и от больших городов на значительных расстояниях.

Районные понижающие станции, диспетчерские пункты энергосистем и линии электропередач необходимо размещать рассредоточенно, и они должны быть надежно защищены.

Снабжение электроэнергией крупных городов и объектов экономики следует предусматривать от двух независимых источников. При электроснабжении объекта от одного источника должны быть не менее двух вводов с разных направлений

Трансформаторные подстанции необходимо надежно защищать, их устойчивость должна быть не ниже устойчивости самого объекта экономики.

Электроэнергию к участкам производства следует подавать по независимым электрокабелям, проложенным в земле.

Кроме того, необходимо создавать автономные резервные источники электроснабжения. Для этого можно использовать передвижные электростанции на железнодорожных платформах и судах, маломощные электростанции, не включенные в энергосистемы, и т.п.

При проектировании систем электроснабжения следует сохранять в качестве резервных мелкие стационарные электростанции объектов экономики.

В городах, расположенных на берегах морей и рек, необходимо создавать береговые устройства для приема электроэнергии от судовых энергоустановок.

Система энергоснабжения должна иметь защиту от воздействия электромагнитного импульса ядерного взрыва и гроз.

1.8.3 Требования к системам водоснабжения

Нормальная работа многих предприятий зависит от бесперебойного снабжения технической и питьевой водой. Потребность промышленных предприятий в воде высокая. Так, расход воды на производство 1 т химических волокон составляет около 2000 м3.

Для повышения устойчивости снабжения объектов водой необходимо, чтобы система водоснабжения базировалась не менее чем на двух независимых источниках, один из которых целесообразно устраивать подземным.

В городах и на объектах сети водоснабжения во всех случаях должны быть закольцованы. Водопроводное кольцо объекта должно питаться от двух различных городских магистралей. Кроме того, в городах и непосредственно на объектах экономики следует сооружать артезианские скважины. Вновь сооружаемые системы водоснабжения следует запитывать, если это возможно, от подземных источников. Снабжение объектов водой из открытых водоемов (рек, озер) должно осуществляться системой головных водоочистных станций, размещенных на безопасном удалении.

Артезианские скважины, резервуары чистой воды и шахтные колодцы должны быть приспособлены для раздачи воды в передвижную тару. Резервуары чистой воды следует оборудовать герметическими люками и вентиляцией с очисткой воздуха оп пыли

При наличии в городе нескольких самостоятельных водопроводов необходимо предусматривать соединение их перемычками с соблюдением санитарных правил. При строительстве новых водопроводов существующие должны сохраняться как резервные.

Устойчивость сетей водоснабжения повышается при заглублении в грунт всех линий водопровода и размещении пожарных гидрантов и отключающих устройств на территории, которая не может быть завалена при разрушении зданий, а также при устройстве перемычек, позволяющих отключать поврежденные линии и сооружения.

На предприятиях следует предусматривать оборотное использование воды для технических целей, что уменьшает общую потребность в воде и, следовательно, повышает устойчивость водоснабжения.

1.8.4 Требования к системам газоснабжения

На многих объекта экономики газ используется в качестве топлива, а на химических предприятиях - и как исходное сырье.

При разрушении газовых сетей газ может явиться причиной взрыва, пожара. Для более надежного снабжения газ должен подаваться в город и на объект экономики по двум независимым газопроводам.

Газораспределительные станции необходимо располагать за пределами города с разных сторон. Газовые сети закольцовываются и прокладываются под землей. На газовой сети в определенных местах должны быть установлены автоматические отключающие устройства, срабатывающие от избыточного давления ударной волны или землетрясения в баллах или смерча (урагана) в баллах (м/с или км/ч).

Кроме того, на газопроводах следует устанавливать запорную арматуру с дистанционным управлением и краны, автоматически перекрывающие подачу газа при разрыве труб, что позволяет отключать газовые сети определенных участков и районов города [1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 16].

Контрольные вопросы

1 Дайте определение устойчивости функционирования объекта экономики при чрезвычайной ситуации.

2 Каковы факторы, влияющие на устойчивое функционирование объекта экономики в чрезвычайной ситуации?

3 Каковы основные направления по повышению устойчивости функционирования объекта экономики в чрезвычайной ситуации?

4 В чем состоит подготовка объекта экономики к устойчивому функционированию в чрезвычайной ситуации?

5 С какой целью проводят оценку устойчивости функционирования объекта экономики в чрезвычайной ситуации?

6 Какие этапы предусматривает оценка устойчивости функционирования объекта экономики в чрезвычайной ситуации?

7 Какое влияние на устойчивость функционирования объекта экономики в чрезвычайной ситуации имеет рациональное размещение их с точки зрения безопасности?

8 Перечислите основные организационно-экономические меры повышения устойчивости функционирования объекта экономики в чрезвычайной ситуации.

9 Перечислите основные инженерно-технические меры повышения устойчивости функционирования объекта экономики в чрезвычайной ситуации.

10 Для каких целей необходима декларация безопасности промышленного объекта?

11 Что необходимо отразить в декларации безопасности?

12 Каков порядок и этапы разработки декларации безопасности?

2 Практическая часть

2. Практическая часть

2.1 Оценка устойчивости объекта экономики к воздействию механических поражающих факторов (воздушной ударной волны)

Задача 1

Оценить устойчивость машиностроительного завода к воздействию ударной волны и определить избыточное давление, степени разрушений зданий и сооружений завода. Нанести на карту (схему) размещения объекта границы зон очага взрыва газовоздушной смеси и условными обозначениями отметить степени разрушений зданий и сооружений завода.

Потенциально взрывоопасным источником является заводской склад топлива, в котором находится емкость со 100 тоннами сжиженного пропана.

Характеристика элементов объекта:

административный корпус - здание с железобетонным каркасом в три этажа;

складские помещения - одноэтажные здания с металлическим каркасом, с крышей и стеновым заполнением из волокнистой стали;

вспомогательные сооружения - здания, выполненные из кирпича;

здание цеха - одноэтажное кирпичное здание без каркаса.
Решение:

В очаге взрыва газовоздушной смеси принято выделить три круговые зоны: I - зона детонационной волны; II - зона действий продуктов взрыва; III - зона воздушной ударной волны.

1. Зона детонации волны (зона I) находится в пределах облака взрыва. Радиус этой зоны rI определяется по формуле

(4)

где Q - количество сжиженного углеводородного газа, т.

В пределах зоны I действует избыточное давление ?РI = 1700 кПа.

2. Зона действия продуктов взрыва (зона II) охватывающая всю площадь разлета продуктов газовоздушной смеси в результате ее детонации. Радиус этой зоны определяется по формуле

(5)

Избыточное давление в пределах зоны II, ?Р2, изменяется от 1350 кПа до 300 кПа и может быть определено по формуле

(6)

3. В зоне действия воздушной ударной волны (зоны III) формируется фронт ударной волны, распространяющийся по поверхности земли. Избыточное давление в зоне III, ?РIII, рассчитывается в зависимости от ш - относительной величины, определяемой по формуле

(7)

где rIII - радиус зоны III или расстояние от центра взрыва до точки, в которой требуется определить избыточное давление воздушной ударной волны (если rIII>rII), м.

При ш?2 (8)

При ш>2 (9)

Сравнивая расстояние от центра взрыва до ближайшего сооружения (склад № 1 r1= 120 м) с найденными радиусами зоны I (38 м) и зоны II (65 м), делаем заключение, что здания и сооружения завода находятся за пределами этих зон и, следовательно, могут оказаться в зоне воздушной ударной волны (зоны III).

Определяем расстояние от центра взрыва до склада № 1 r1 =120 м. Находим избыточное давление на расстоянии 120 м, используя расчетные формулы для зоны III:

(10)

так как ш<2, то избыточное давление рассчитывается по формуле (8)

Склад № 1 окажется под действием воздушной ударной волны с избыточным давлением порядка 84 кПа. По данным таблицы А.1 приложения А степень разрушения здания склада № 1 (одноэтажное с металлическим каркасом, с крышей и стеновым заполнением из волокнистой стали) получит полное разрушение.

Склад № 2 от центра взрыва расположен на расстоянии r2 =156 м, используя формулу (7), получим

 (11)

При ш ? 2 избыточное давление рассчитывается по формуле (8)

Склад № 2 окажется под действием воздушной ударной волны с избыточным давлением 53 кПа и по данным таблицы А.1 приложения А степень разрушения здания склада № 2 (одноэтажное с металлическим каркасом, с крышей и стеновым заполнением из волокнистой стали) получит полное разрушение.

Водонапорная башня от центра взрыва расположена на расстоянии r3 = 180 м. Используя формулу (7), получим

(12)

При ш ? 2 избыточное давление рассчитывается по формуле (8)

Под действием избыточного давления ударной волны 41 кПа водонапорная башня получит сильное разрушение в соответствии с данными таблицы А.1 приложения А.

Административный корпус расположен на расстоянии от центра взрыва r4 = 244 м. Используя формулу (7), получим

 (13)

При ш ? 2 избыточное давление рассчитывается по формуле (8)

Под действием избыточного давления ударной волны 26 кПа административный корпус получит слабое разрушение по данным таблицы А.1 приложения А (здание с железобетонным каркасом в три этажа).

Расстояние от центра взрыва до цеха № 2 r5 = 200 м. Используя формулу (7), получим

(14)

При ш ? 2 избыточное давление рассчитывается по формуле (8)

Под действием избыточного давления ударной волны 33 кПа цех № 2 по данным таблицы А.1 приложения А (одноэтажное кирпичное здание без каркаса) получит сильное разрушение.

Цех № 1 расположен от центра взрыва на расстоянии r6 = 268 м, используя формулу (7), получим

(15)



При ш ? 2 избыточное давление рассчитывается по формуле (8)

Под действием избыточного давления ударной волны 21 кПа цех № 1 по данным таблицы А.1 приложения А (одноэтажное кирпичное здание без каркаса) получит среднее разрушение.

Склад ГСМ расположен на расстоянии r7 = 324 м от центра взрыва, используя формулу (7), получим

(16)

При ш ? 2 избыточное давление рассчитывается по формуле (8)

По данным таблицы А.1 приложения А склад ГСМ под действием избыточного давления ударной волны 16 кПа получит слабое разрушение.

Склад готовых изделий расположен на расстоянии r8 = 410 м от центра взрыва, используя формулу (7), получим

(17)

При ш>2 избыточное давление рассчитывается по формуле (9)

Под действием избыточного давления ударной волны 11 кПа склад готовых изделий по данным таблицы А.1 приложения А получит слабое разрушение.

Трансформаторная подстанция находится на расстоянии r9 = 392 м от центра взрыва, используя формулы (7), получим

(18)

При ш>2 избыточное давление рассчитывается по формуле (9)

Трансформаторная подстанция под действием избыточного давления ударной волны 12 кПа по данным таблицы А.1 приложения А получит слабое разрушение.

Здание котельной расположено на расстоянии r10 = 314 м от центра взрыва, используя формулу (7), получим

(19)

При ш ? 2 избыточное давление рассчитывается по формуле (8)

Здание котельной под действием избыточного давления ударной волны 16 кПа по данным таблицы А.1 приложения А (здания выполненные из кирпича) получит среднее разрушение.

Компрессорная станция от центра взрыва расположена на расстоянии r11 = 324 м, используя формулу (7), получим

(20)

При ш ? 2 избыточное давление рассчитывается по формуле (8)

Здание компрессорной станции под действием избыточного давления ударной волны 16 кПа по данным таблицы А.1 приложения А получит слабое разрушение.

В таблице А.2 приложении А приведена характеристика разрушений элементов объекта (завода) ударной волной.

4. Определяем предел устойчивости каждого элемента завода, используя данные таблицы А.1 приложения А, к действию воздушной ударной волны - избыточное давление вызывающие слабые разрушения, при котором элемент еще сохраняется или возобновляет работу в короткие сроки. При чем, если элемент может получить данную степень разрушения в определенном диапазоне избыточных давлений, то за предел устойчивости берется нижняя граница диапазона.

Предел устойчивости к действию воздушной ударной волны имеют: здание склада № 1, склада № 2 и склада готовой продукции - 5 кПа; водонапорная башня - 10 кПа; здание административного корпуса - 20 кПа; здание цеха № 1 и № 2 - 10 кПа; склад ГСМ - 15 кПа; трансформаторная подстанция - 30 кПа; здание котельной - 7 кПа; здание компрессорной станции - 10 кПа.

Предел устойчивости завода в целом определяется по минимальному пределу устойчивости входящих в его состав всех элементов завода и составляет - 5 кПа.

5. Для полного представления обстановки на объекте необходимо нанести на план местности три круговые зоны: I - зона детонационной волны; II - зона действий продуктов взрыва; III - зона воздушной ударной волны и заполнить таблицу с результатами оценки - отметить степени разрушений зданий, сооружений и характер поражения людей. Пример заполнения таблицы дан в Приложении Е. Характер повреждения людей при избыточном давлении описан в таблице А.3 Приложения А. Условные обозначения очага поражения представлены в Приложении Д.

Вывод: при взрыве 100 т сжиженного пропана механический завод окажется в зоне III действия воздушной ударной волны с максимальным избыточным давлением 84 кПа. Машиностроительный завод к действию воздушной ударной волны неустойчив: полное разрушение получат здания: склад № 1, склад № 2; сильное разрушение здания: цех № 1, цех № 2, котельная; среднее разрушение здание: котельной. При избыточном давлении от 30 до 84 кПа работники окажутся под завалами, получат сильные контузии, тяжелые, средние поражения. В целях повышения устойчивости завода к воздействию воздушной ударной волны необходимо: построить подземные хранилища для склада топлива; вынести за пределы территории завода емкость с сжиженным пропаном; сократить запасы газа до минимальной необходимой потребности; повысить устойчивость зданий завода устройствами контрфорсов, подкосов, дополнительных рамных конструкций.

2.2 Оценка противопожарной устойчивости объекта экономики

2.2.1 Моделирование температурного режима пожара в помещениях зданий различного назначения при разработке автоматической противопожарной защиты помещений (АППЗ)

Моделирование развития пожара позволяет определить критическое время свободного развития пожара кр, которое связывают с предельно-допустимым временем развития пожара. При горении твердых сгораемых материалов кр определяется либо временем охвата пожаром всей площади помещения, либо, если это произойдет раньше, временем достижения среднеобъемной температуры в помещении значения температуры самовоспламенения находящихся в нем материалов, которая для данного случая равна 350°С.

Вид и тип АППЗ можно устанавливать, придерживаясь условного правила, если кр 10 минут, то для защиты объекта можно ограничиться внедрением АПС. Когда кр < 10 минут, то рекомендуется автоматическое тушение.

Моделирование развития пожара заключается в построении графика функции

t = (),

где t -- среднеобъемная температура, -- текущее время на отрезке не менее 600 секунд (10 минут).

Определение интегральных теплотехнических параметров объемного свободно развивающегося пожара в помещении

1 Определение вида возможного пожара в помещении

Вычисляется объем помещения V

Рассчитывают проемность помещений П, м0,5, объемом

V >10 м3

, (21)

для помещений с V > 10м3

. (22)

Из справочной литературы выбирают количество воздуха, необходимое для сгорания 1 кг материала i-й пожарной нагрузки V0i, нм3/кг.

Рассчитывают количество воздуха, необходимое для сгорания 1 кг материала пожарной нагрузки

. (23)

Определяют удельное критическое количество пожарной нагрузки qкр.к кг/м2, для кубического помещения объемом V, равным объему исследуемого помещения

. (24)

Вычисляют удельное значение пожарной нагрузки qк, кг/м2, для исследуемого помещения

(25)

где S-- площадь пола помещения, равная V0,667.

Сравнивают значения qк и qкр.к . Если qк < qкр.к , то в помещении будет пожар, регулируемый нагрузкой (ПРН); если qк > qкр.к , то в помещении будет пожар, регулируемый вентиляцией (ПРВ).

2 Расчет среднеобъемной температуры

Определяют максимальную среднеобъемную температуру Тmах для ПРН

Tmax - T0 = 224 ; (26)

для ПРВ в интервале 0,15 < tп < 1,22 ч с точностью до 8 % Тmax = 1000 0С и c точностью до 5 %

(27)

где tп -- характерная продолжительность объемного пожара, ч, рассчитываемая по формуле

, (28)

где ncр -- средняя скорость выгорания древесины, кг/(м2 · мин);

ni -- средняя скорость выгорания i -го компонента твердого горючего или трудногорючего материала, кг/(м2 · мин).

Вычисляют время достижения максимального значения среднеобъемной температуры tmax, мин для ПРН

; (29)

для ПРВ

tmax = tп,

где tп -- рассчитывают по формуле (28).

Определяют изменение среднеобъемной температуры при объемном свободно развивающемся пожаре

(30)

где Т0 -- начальная среднеобъемная температура, 0С;

t -- текущее время, мин.

3 Расчет средней температуры поверхности перекрытия

Определяют значение максимальной усредненной температуры поверхности перекрытия , 0С

для ПРН

; (31)

для ПРВ с точностью до 8,5 % = 980 0С, с точностью до 5 %

. (32)

Вычисляют время достижения максимального значения усредненной температуры поверхности перекрытия tmах, мин

для ПРН

; (33)

для ПРВ с точностью до 10 %

tmax = tп,

Определяют изменение средней температуры поверхности перекрытия

, (34)

где -- начальная средняя температура поверхности перекрытия.

4 Расчет средней температуры поверхности стен

Определяют максимальную усредненную температуру поверхности стен

для ПРН

; (35)

для ПРВ при 0,15 < tп < 0,8 ч с точностью до 10 %

. (36)

При 0,8 < tп < 1,22ч максимальное усредненное значение температуры поверхности стены с точностью до 3,5 % составляет 850 0С.

Вычисляют время достижения максимального значения усредненной температуры поверхности стен tmах, мин

для ПРН

 (37)

для ПРВ

tmax = 1,1 tп,

Определяют изменение средней температуры стен

, (38)

где -- начальная средняя температура поверхности стен.

5 Расчет плотности эффективного теплового потока в конструкции стен и перекрытия (покрытия)

Определяют максимальную усредненную плотность эффективного теплового потока в строительные конструкции , кВт/м2:

а) при ПРН:

для конструкции стен

; (39)

для конструкций перекрытия

; (40)

б) при ПРВ:

для конструкций стен при 0,8 > tп > 0,15 ч

; (41)

при 1,22 > tп > 0,8 ч

=15 кВт/м2;

для конструкций перекрытий (покрытий) при 0,8 > tп > 0,15 ч

; (42)

при 1,22 > tп > 0,8 ч

=17,3 кВт/м2;

Вычисляют время достижения максимальной усредненной плотности теплового потока в конструкции для ПРН и ПРВ:

для конструкций стен

. (43)

для конструкций перекрытия (покрытия)

. (44)

Определяют изменение средней плотности теплового потока в соответствующие конструкции

. (45)

6 Расчет максимальных значений плотностей тепловых потоков, уходящих из очага пожара через проемы помещения, расположенные на одном уровне, при ПРВ

Максимальную плотность теплового потока с продуктами горения, уходящими через проемы, рассчитывают по формуле

. (46)

2.2.2 Расчет температурного режима в помещении с учетом начальной стадии пожара при горении твердых горючих и трудногорючих материалов

1 По данным пожарно-технического обследования или проектной документации определяют:

- объем помещения V;

- площадь проемов помещения Аi;

- высоту проемов hi;

- общее количество пожарной нагрузки каждого вида горючего твердого материала Рi;

- приведенную высоту проемов h;

- высоту помещения h;

- общее количество пожарной нагрузки, приведенное к древесине, Р.

2 По результатам экспериментальных исследований в соответствии с объемом помещения V и пожарной нагрузкой q определяют минимальную продолжительность начальной стадии пожара (НСП) tНСП. Времени окончания НСП соответствует температура Тв.

3 Рассчитывают температурный режим развитой стадии пожара.

4 По результатам расчета температурного режима строят зависимость среднеобъемной температуры в помещении в координатах температура -- время так, чтобы значению температуры Тв на восходящей ветви соответствовало значение tНСП.

5 Определяют изменение среднеобъемной температуры в начальной стадии пожара

( Т - Т0 ) / (ТНСП - Т0) = (t / tНСП )2, (47)

где ТНСП -- среднеобъемная температура в момент окончания НСП.

Среднее значение ТНСП горении пожарной нагрузки из твердых органических материалов принимается равным 250 0С.

Условные обозначения, применяемые в формулах:

V-- объем помещения, м3;

S-- площадь пола помещения, м2;

Аi -- площадь i-го проема помещения, м2;

hi -- высота i-го проема помещения, м;

--

суммарная площадь проемов помещения, м2;

--

приведенная высота проемов помещения, м;

П-- проемность помещения, рассчитывается по формуле (К.1) или (К.2), м0,5;

Рi -- общее количество пожарной нагрузки i-го компонента твердых горючих и трудногорючих материалов, кг;

q -- количество пожарной нагрузки, отнесенное к площади пола, кг/м;

qкр.к -- удельное критическое количество пожарной нагрузки, кг/м2;

qк -- количество пожарной нагрузки, отнесенное к площади тепловоспринимающих поверхностей помещения, кг/м2;

Пср -- средняя скорость выгорания древесины, кг/(м2 · мин);

Псрi -- средняя скорость выгорания i-го компонента твердого горючего или трудногорючего материала, кг/м2 · мин);

-- низшая теплота сгорания древесины, МДж/кг;

-- низшая теплота сгорания /-го компонента материала пожарной нагрузки, МДж/кг;

ф -- степень черноты факела;

Т0 -- температура окружающего воздуха, К;

Тw -- температура поверхности конструкции, К;

t -- текущее время развития пожара, мин;

tн.с.п -- минимальная продолжительность начальной стадии пожара, мин;

-- предельная продолжительность локального пожара при горении ЛВЖ и ГЖ, мин.

Задача 3

Определить температурный режим пожара в помещении промышленного здания с учетом начальной стадии. Площадь пола S = 2340 м2, объем помещения V= 14040 м3, площадь проемов А = 167 м2, высота проемов h = 2,89 м. Общее количество пожарной нагрузки, приведенное к древесине, составляет 4,68 · 104 кг, что соответствует пожарной нагрузке q = 20 кг/м2.

Расчет

По результатам экспериментальных исследований продолжительность начальной стадии пожара:

tНСП = 40 мин.

Температура общей вспышки в помещении:

Тв = 250 °С.

Изменение температуры в начальной стадии пожара:

( Т - Т0 ) / (ТНСП - Т0) = (t / tНСП )2 = [ 523 - 293 (t / 40)2 ];

Т - 293=0,14 t2.

Проемность помещения:

м0,5.

Количество воздуха, необходимое для сгорания 1 кг материала пожарной нагрузки:

м3/кг

Удельное критическое количество пожарной нагрузки:

qкп.к = кг/м2.

Удельное количество пожарной нагрузки:

кг/м2.

Из сравнения qк и qкп.к получается, что

qк = 14 > qкп.к = 5,16

Следовательно, в помещении будет пожар, регулируемый вентиляцией.

Максимальная среднеобъемная температура на стадии объемного пожара:

К.

Характерная продолжительность пожара:

ч.

Время достижения максимальной среднеобъемной температуры:

tmах = tп = 24 мин.

Изменение среднеобъемной температуры при объемном свободно развивающемся пожаре:

;

Изменение среднеобъемной температуры при пожаре с учетом начальной стадии пожара в помещении объемом V = 14040 м3, проемностью П= 0,12 м0,5, с пожарной нагрузкой, приведенной к древесине в количестве 20 кг/м2, представлен на рисунке 1:



Рисунок 1 Изменение среднеобъемной температуры по времени с учетом начальной стадии пожара

Задача 4

Выявить пожарную обстановку на территории машиностроительного завода, при взрыве емкости с сжиженным пропаном в 100 т, в зависимости от степени огнестойкости зданий, категорий пожарной опасности производства, плотности застройки территории и степени разрушений зданий и сооружений завода. А также представить на карте (схеме) ожидаемую пожарную обстановку.

Характеристика элементов объекта:

- административное корпус - здание с железобетонным каркасом в три этажа предел огнестойкости несущих стен 2,5 ч, междуэтажные и чердачные перекрытия из железобетонных плит с пределом огнестойкости 1 ч;

- складские помещения - одноэтажные здания с металлическим каркасом, с крышей и стеновым заполнением из волокнистой стали, с пределом огнестойкости несущих стен и заполнения между стенами и чердачного перекрытия - 3 ч;

- вспомогательные сооружения - здания, выполненные из кирпича, предел огнестойкости стен - 2 ч, чердачное перекрытие, трудносгораемое с пределом огнестойкости 45 мин;

- производственные цеха - кирпичные здания с пределом огнестойкости стен 2 ч, чердачные перекрытия деревянные оштукатуренные с пределом огнестойкости 0,75 ч; в цехе № 1 ведется холодный прокат металлов, обточка, фрезирование и штамповка деталей машин; в цехе № 2 производится термическая обработка металла: горячая прокатка с использованием литейного, плавильного и сварочного оборудования.

Решение:

1 .Определение степени огнестойкости зданий и сооружений завода:

По таблице Б.1 Приложения Б устанавливается степень огнестойкости здания (I, II, III, IV или V) в зависимости от типа строительных материалов, из которых выполнены основные конструкции здания, и предела огнестойкости каждой из конструкций здания.

По таблице Б.2 Приложения Б определяется категория производства по пожарной опасности (А, Б, В, Г или Д). Изучается характер технологического процесса в здании (сооружении) и виды используемых в производстве материалов и веществ, а также вид готовой продукции.

По указанным в исходных данных характеристик зданий склада № 1, склада № 2 и склада готовых изделий относится к I степени огнестойкости. В соответствии с классификацией производства по пожарной опасности данные здания завода относятся к категории Д.

Здание склада ГСМ относится к I степени огнестойкости, к категории производства А по пожарной опасности.

Здание административного корпуса относится к II степени огнестойкости, к категории производства Д по пожарной опасности.

Здание цеха № 1, цеха № 2, трансформаторной подстанции, котельной и компрессорной станции относится к III степени огнестойкости. Цех № 1 к категории Д, цех № 2 к категории Г, трансформаторной подстанции к категории В, котельной к категории Г и компрессорной станции к категории производства Д по пожарной опасности.

2. Определение плотности застройки на заводе.

Плотность застройки определяется по формуле

(48)

где Sт - площадь территории, м;

Sп - суммарная площадь, занимаемая всеми зданиями определяется по формуле

(49)

где Si - площадь, занимаемая i-м зданием или сооружением;

n - количество зданий и сооружений.

3. Определение пожарной обстановки на заводе

По данным таблицы Б.3 приложения Б в зависимости от степени огнестойкости зданий и сооружений, степени разрушений, категории производства по пожарной опасности и плотности застройки, определяем границы зон пожаров. При слабых и средних разрушениях возможно образование отдельных и сплошных пожаров, при сильных и полных разрушениях образование отдельных очагов тления и горения в завалах. Для наглядного отображения обстановки в районе завода на план местности условными обозначениями наносим на каждое здание и сооружение степень огнестойкости, категорию пожарной опасности производства и отмечаем участки пожаров в соответствии с данными Приложений Д, Е.

Вывод: Взрыв емкости с 10 т сжиженного пропана на территории завода вызовет сложную пожарную обстановку. Наиболее опасные в пожарном отношении элементы завода: цех № 1, цех № 2, административный корпус, склад ГСМ - образование сплошного пожара.

2.3 Оценка устойчивости к воздействию вторичных поражающих факторов

Техногенные аварии со взрывами и пожарами могут сопровождаться очень большим избыточным давлением и тепловым излучением. Эти факторы могут инициировать возникновение аварий гидродинамических, коммунальных, энергетических, психологическое поражение.

В связи с этим, очень важно при оценке устойчивости объекта учитывать наряду с действием основных одновременное или «каскадное» действие вторичных поражающих факторов.

2.3.1 Оценка устойчивости работы объекта при радиоактивном загрязнении

Задача 5

Потенциально радиационно-опасным объектом является АЭС, расположенная на северо-западной окраине области с координатами (1314в), координаты машиностроительного завода (1520г). После аварии на объекте замерен уровень радиации, который составляет 2 Р/ч. Требуется определить дозы, которые получат рабочие и служащие объекта на открытой местности и в производственных помещениях за 5 часов.

Характеристика элементов объекта:

- характеристика зданий и сооружений машиностроительного завода соответствует данным задач 1, 2.

Решение:

Для полного представления обстановки на объекте необходимо нанести на план местности зоны заражения: R1 = 10 км радиус зоны полного отчуждения, R2 = 30 км радиус зоны полного отселения, R3 = 50 км радиус зоны постоянного медицинского контроля. Машиностроительный завод окажется в зоне полного отселения.

Так как после аварии на АЭС происходит загрязнение в основном радионуклидами с длительным периодом полураспада (около 30 лет) (Sr-90, Cs-137 и др.), то г - излучение будет постоянным. Спада уровней радиации не будет как при наземном ядерном взрыве. Следовательно, на открытой местности рабочие и служащие могут получить дозу облучения за 5 часов.

(50)

3. Для определения дозы Дп, которую получат рабочие и служащие за 5 часов пребывания в производственных помещениях, необходимо найденную дозу для открытой местности (До) разделить на коэффициент ослабления радиации производственными помещениями (Косл). По приложению Е по данным характеристики зданий, находим Косл для производственных зданий и административного корпуса: Косл. адм. корпус = 6, Косл. всп. зданий = 7.

Тогда доза облучения, которую могут получить рабочие и служащие объекта, находясь в производственных зданиях:

 (51)

и административном корпусе:

(52)

Вывод: рабочие и служащие, находясь в производственных зданиях и административном корпусе получат дозу облучения соответственно 1,67 Р и 1,42 Р, т.е. в 6 и 7 раз меньшую, чем на открытой местности.

Задача 5

Определить дозу радиации, которую получит личный состав спасательного отряда при совершении марша из районного центра Ишим (1022) в село Сенное (1520). По пути следования в 5 точках замерены уровни радиации: Р1 = 2 Р/ч; Р2 = 3 Р/ч; Р3 = 5 Р/ч; Р4 = 3 Р/ч; Р5 = 2 Р/ч. Преодоление следа будет осуществляться на автомобилях со скоростью движения 30 км/ч.

Решение:

1.Определяем путь, пройденный отрядом, который равняется S = 42 км.

2.Определяем средний уровень радиации (Рср ) путем деления суммы

измерений уровней радиации на число замеров:

(53)



3. Доза облучения за время преодоления загрязненного участка определяется по зависимости:

(54)

где Дп - доза облучения личного состава спасательного отряда за время преодоления загрязненного участка, Р;

Рср - средний уровень радиации на загрязненном участке по пути следования автоколонны, Р/ч;

S - длина маршрута, преодолеваемого личным составом спасательного по загрязненному участку, км;

V - скорость перемещения, км/ч;

Косл - коэффициент ослабления доз радиации автомобилем в соответствии с данными таблицы В.1 Приложения В.

Вывод: личный состав спасательного отряда при совершении марша получит дозу радиации 2 Р.

2.3.2 Оценка устойчивости работы ОЭ при возникновении ЧС химического характера

Оценка устойчивости работы ОЭ при возникновении ЧС химического характера включает: определение времени, в течение которого территория объекта будет опасна для людей; анализ химической обстановки, ее влияние на производственный процесс и объем защиты персонала.

Пределом устойчивости объекта к химическому загрязнению является пороговая токсическая доза (Дптокс), приводящая к появлению начальных признаков поражения производственного персонала и снижающая его работоспособность.

Дптокс = С ф , мг·мин/л, (55)

где С - пороговая концентрация АХОВ, мг/л;

ф - продолжительность воздействия АХОВ, мин.

Значения С и ф рассчитывают с учетом свойств АХОВ и метеоусловий по методике, приведенной в пособии [17].

При нахождении персонала в зданиях токсодоза уменьшится в 2 раза.

2.3.3 Оценка психоэмоциональной устойчивости производственного персонала

Пределами психоэмоциональной устойчивости производственного персонала к поражающим факторам ЧС являются время адаптации человека к условиям ЧС (Та) и коэффициент устойчивости персонала (Куст.).

Время адаптации зависит от состояния нервной системы человека и характеризуется стадиями:

витальная реакция -- поведение человека направлено на сохранение жизни (15 мин);

психоэмоциональный шок, снижение критической оценки ситуации (3-5 ч);

психологическая демобилизация, паническое настроение (до 3-х суток);

стабилизация самочувствия (3-10 суток).

Снизить Та можно психофизиологическим отбором людей, практической подготовкой людей по выработке алгоритма действия в конкретной ЧС и тренировкой по использованию СИЗ.

В условиях ЧС возможны стрессы и психические травмы, приводящие к появлению «синдрома бедствия» (75% людей).

Психоэмоциональная устойчивость в ЧС -- это состояние трудоспособности человека, его способность эффективно вести спасательные работы:

(56)

где Nн.с. - число людей, сохранивших нормальное психическое состояние, чел;

No6щ -- общее число людей, подвергшихся отрицательному воздействию ЧС, чел.

Повысить Куст. можно исчерпывающей речевой информацией, созданием «зон безопасности», приемом успокаивающих медикаментозных средств и вовлечением людей в активную деятельность по ликвидации ЧС.

2.3.4 Оценка устойчивости энергообеспечения и материально-технического обеспечения

Устойчивость энергообеспечения и материально-технического обеспечения зависит от устойчивости внешних и внутренних источников энергии, устойчивой работы поставщиков сырья, комплектующих изделий, наличия резервных, дублирующих и альтернативных источников снабжения.

Пределом устойчивости работы ОЭ по источникам энергии и МТО является время бесперебойной работы объекта в автономном режиме (ТА.Р.).

Та.р. = f

(запасов топлива, воды, МТО, источников ЭЭ, надежности хранения).

2.3.5 Оценка предела устойчивости управления

Для нормальной работы ОЭ необходимо устойчивое управление в ЧС.

Пределом устойчивости управления является время, в течение которого обеспечивается бесперебойное оповещение, связь, охрана. Предел устойчивости управления можно оценить с помощью выражения

Рупр. ? К tу.у. (57)

где ty.y. -- продолжительность устойчивого управления объектом, ч.

После определения предела устойчивости функционирования объекта намечаются и выполняются мероприятия по повышению его устойчивости, которые включают:

Предотвращение причин возникновения ЧС (отказ от потенциально опасного оборудования; совершенствование или перепрофилирование производства; внедрение новых технологий; разработка декларации безопасности; проверка персонала).

Предотвращение ЧС (внедрение блокирующих устройств в системы автоматики, обеспечение безопасности).