Анализ аварийности судов

Для определения времени безопасного пребывания в герметичном помещении рассмотрим причины, лимитирующие это время.

Атмосферный воздух содержит 20,94% кислорода, 79,03% азота и разных инертных газов (аргон, неон, гелий и другие) и 0,03% углекислого газа. Состав же выдыхаемого воздуха иной: кислорода в нем 16,3%, углекислого газа 4%, азота и других инертных газов 79,7%. Видно, что при дыхании человека количество кислорода убавляется, а углекислоты - увеличивается. Таким образом, суммарное содержание углекислого газа в помещении будет с течением времени увеличиваться. При достижении содержания в 4% человек будет испытывать затруднение дыхания. Ведь человек воздух с таким содержанием углекислоты в нормальных условиях начинает выдыхать, поэтому при использовании для дыхания воздуха со таким высоким содержанием углекислого газа на дыхательный центр в мозгу человека начнут поступать сигналы о недостатке кислорода. Начнется одышка, ухудшится психологическое состояние человека, и в дальнейшем, если не будет осуществлена подача свежего воздуха, симптомы будут ухудшаться.

Рассмотрим процесс насыщения атмосферы герметичного помещения углекислым газом. Первоначально в помещении уже содержится 0,03% углекислого газа по объему. Допустимый объем углекислого газа в атмосфере равен 4% по объему. Обозначим допустимый объем углекислого газа в помещении через Vсо₂ , тогда и Vсо₂ =4% V (5.1)

где V - свободный объем герметичного помещения, м³

V=abh (5.2)

где а - длина помещения, м

b - ширина помещения, м

h - высота помещения, м

Зная сколько углекислого газа, образуется при дыхании людей в единицу времени, можно определить допустимое время пребывания в помещении по формуле:

t= (5.3)

где V_t - объем углекислого газа, образующего в единицу времени из-за влияния дыхания людей, м³

Определим объем углекислого газа, образующегося при дыхании людей по формуле:

V_t=bv_лnPt (5.4)

где b - процентное содержание углекислого газа в выдыхаемом воздухе,

n - количество выдохов в единицу времени;

v - объем вдохов человека, м³

Р - количество людей в помещении;

t - промежуток времени, за который рассчитывается образование углекислого газа при дыхании людей;

Процентное содержание b углекислого воздуха в выдыхаемом воздухе равно 4%, как было написано ранее.

Количество выдохов в единицу времени n изменяется в зависимости от выполняемой человеком работы. Так в покое у здорового человека наблюдается 16 - 18 дыхательных циклов в минуту, при выполнении работы средней тяжести наблюдается 24 - 27 дыхательных циклов в минуту, а при выполнении тяжелой работы наблюдается 34 - 37 циклов в минуту.

При дыхании человек использует не полностью весь объем своих легких. В спокойном состоянии объем вдохов v не превышает 500 - 700 см³. Однако с увеличением физической нагрузки человек начинает делать более глубокие вдохи. Так при выполнении работы средней тяжести объем вдохов увеличивается до 1300 см³, а при выполнении тяжелой работы - до 2500 см³.

За промежуток времени t можно принимать любое время, за которое нам необходимо рассчитать объем углекислого газа, образовавшегося при дыхании человека. Мы же в расчетах будем принимать единичное значение времени, равное 1 минуте, тогда ответ в формуле будет иметь размерность: м³/мин.

Пример:

Рассчитаем время возможного пребывания 22 человек в герметичном помещении длиной 8м, шириной 4м, высотой 3м, выполняющими работу средней тяжести.

Объем помещения V найдем по формуле (5.2):

V=abh=843=96 м³

Рассчитаем допустимый объем углекислого газа Vсо₂ по формуле (5.1):

Vсо₂ =4% V= м³

Определим объем углекислого газа, образующегося при дыхании людей по формуле (5.4):

V_t=bv_лnPt=4%1300см³25_вдохов22_чел1мин10^-6=0,0286 м³/мин

Зная сколько углекислого газа образуется при дыхании людей в единицу времени, определим допустимое время пребывания в помещении по формуле (5.3):

t===134,3 мин=2 часа 14 минут

За время 2 часа 14 минут при условиях этого примера в воздухе герметичного помещения содержание углекислого газа увеличится до 4%.

Расчёты показывают, что главная составляющая, от которой зависит время возможного пребывания в судовом негерметичном (невентилируемом) помещении является допустимый процент углекислого газа в воздухе помещения, немаловажно и значение свободного объёма помещения.

3.6.Составление алгоритма расчета времени безопасного пребывания в герметичном помещении с помощью таблиц Microsoft Excel

В Microsoft Excel можно определенным ячейкам присвоить значения исходных параметров для определения допустимого времени пребывания людей в герметичном помещении. Затем создать алгоритм расчетов и обеспечить тем самым быстрый вывод расчетного времени. Использование в Microsoft Excel форм, таких как переключатель, полоса прокрутки, счетчик позволяет производить ввод исходных с помощью мыши, не используя при этом клавиатуру. Поэтому не возникает вопроса, в какую ячейку следует вводить значение. Для более эстетичного вида можно использовать цветную заливку ячеек. Общий вид листа Microsoft Excel, используемого для ввода значений и получения конечного результат изображен на рисунке (см. рис. 5.1).

На рис. 1 приведены исходные параметры, используемые в ранее рассчитанном примере.

Рис. 5.1

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

Следствием многообразия факторов и обстоятельств, связанных с возникновением риска для жизни людей в море, удовлетворительное решение проблемы безопасности может быть найдено лишь при системном подходе, т.е. с учётом возможно большего количества взаимосвязанных условий, влияющих на благоприятный исход спасательных операций.

Основным направлением обеспечения безопасности на море было и остаётся повышение надёжности морских судов благодаря совершенствованию средств судовождения и улучшению мореходных качеств судов, сокращению опасности возникновения пожаров и др. Однако в настоящее время уже приближается тот этап, когда повышение безопасности за счет перечисленных средств не только потребует чрезмерных материальных затрат, но и может привести к неэффективным в техническом отношении конструктивным решениям.

Как на это этапе, так и в целом огромная роль в сохранении человеческой жизни на море принадлежит спасательным средствам. Именно в этой области могут быть приняты меры, необходимые в качестве оперативной реакции на рост потерь морских судов, который наметился в последние годы. Естественно, что совершенствование средств оказания помощи при авариях на море является чрезвычайно сложным, многосторонним процессом.

ЛИТЕРАТУРА

Международная конвенция по поиску и спасанию не море (SAR-79).

International Aeronautical and Maritime Search and Rescue Manual. Volume 1 "Organization and Management" (IAMSAR Vol.1). -IMO, Virginia, U.S. 1997. -p.153.

Руководство по международному авиационному и морскому поиску и спасанию. Том 2 "Координация операций" (IAMSAR Vol.2). ИМО/ИКАО, Монреаль, Канада 1999. - 213с.

Международное авиационное и морское наставление по поиску и спасанию. Книга 3 "Подвижные средства" (IAMSAR Vol.3). - Санкт-Петербург: ЗАО ЦНИИМФ. Серия "Судовладельцам и капитанам". 1999, вып. № 14-447с.

Руководство для торговых судов по поиску и спасанию (МЕРСАР) - ИМО, 1992.-135с.

Женевская конвенция об улучшении участи раненых, больных и лиц, потерпевших кораблекрушение, из состава вооруженных сил на море, 1949 года.

Международной конвенции по охране человеческой жизни на море (SOLAS-74)

Положение о взаимодействии аварийно-спасательных служб министерств, ведомств и организаций на море и водных бассейнах России. - М.: МЧС, 1995. - 22с.