Методическое пособие 757

Литература

1.Федеральный закон от 26.12.2008 N 294-ФЗ «О защите прав юридических лиц и индивидуальных предпринимателей при осуществлении государственного контроля (надзора) и муниципального контроля».

2.Постановление Правительства РФ от 17.08.2016 №806 «О применении рискориентированного подхода при организации отдельных видов государственного контроля (надзора) и внесении изменений в некоторые акты Правительства РФ».

Центр мониторинга и прогнозирования ЧС Воронежской области

N.D. Razinkov, M.V. Chalykh

RISK-BASED APPROACH FOR FIRE SAFETY AND ITS IMPLEMENTATION ON THE EX-

AMPLE VORONEZH REGION

The organizations, Operating hazardous industrial facilities of the 1 st and the 2 nd class of danger, must create the systems of industrial safety management and ensure their operation

Key words: the risk-oriented approach, industrial safety, fire and explosion hazard of production, risk of fire, risk manage-

ment

The geoecological aspect of spouting wells in the novokhopersk area of Voronezh region

УДК 699.814

Ю.В. Гонтаренко, Е.А. Сушко, И.В. Ситников, А.А. Однолько

АНАЛИЗ ПРОБЛЕМ СОВЕРШЕНСТВОВАНИЯ ПРОТИВОДЫМНОЙ ВЕНТИЛЯЦИИ И РАЗРАБОТКА УСОВЕРШЕНСТВОВАННОЙ МОДЕЛИ РАСЧЕТА ПАРАМЕТРОВ ПРОТИВОДЫМНОЙ ВЕНТИЛЯЦИИ

Обсуждаются результаты: анализа нормативной базы, методик и программного обеспечения в области расчета параметров противодымной вентиляции; сравнительного расчета указанных параметров с помощью различных методик; разработки обобщенной методики расчета и программного кода на ее основе, исследования влияния различных параметров на основные параметры противодымной вентиляции

Ключевые слова: автоматизация систем проектирования, противодымная вентиляция, пожарная безопасность

Среднее число погибших на пожаре на 100 тыс. населения в России составляет почти семь человек, что более, чем в три раза, превышает среднемировой уровень [1]. Причем, по причине отравления токсичными продуктами горения (ПГ) при пожарах в зданиях погибает порядка 70 % жертв [2]. С учетом этого, проблема совершенствования пожарной безопасности и, в частности, противодымной защиты (ПДЗ) зданий, представляется актуальной.

В рамках решения указанной проблемы на кафедре пожарной и промышленной безопасности ВГТУ проводятся работы по разработке алгоритма обеспечения ПБ при проектировании объектов, частью этой работы являются результаты, описанные в настоящей статье. Целью настоящей работы является разработка усовершенствованной обобщенной методики расчета параметров противодымной вентиляции (ПДВ) и разработка программного обеспечения на ее основе для автоматизации таких расчетов. Для достижения указанной цели решались следующие задачи:

-анализ законодательных и иных нормативных правовых актов и нормативных документов (ЗиНПАиНД) в области обеспечения ПДЗ;

-анализ целей, задач, видов, способов ПДЗ;

-анализ методик, программного обеспечения по расчету параметров ПДВ;

-расчет параметров ПДВ объекта с помощью различных методик и сравнение резуль-

татов;

-разработка обобщенной методики по расчету параметров ПДВ и программного кода на ее основе;

31

- исследование влияния различных параметров на систему ПДВ с помощью разработанного программного кода по обобщенной методике расчета.

К основным ЗиНПАиНД в области ПДЗ зданий можно отнести технический регламент (ТР) [3] и своды правил (СП) [4-13], обзор и анализ которых выполнен в рамках проведенных работ [14, 15]. Показано, что ТР [3] не конкретизирует, в каком случае система ПДЗ должна обеспечивать безопасность людей в течение времени, необходимого для эвакуации людей в безопасную зону, а в каком случае — в течение всего времени развития и тушения пожара. Своды правил [4, 13] не содержат указаний или соответствующих методик по расчету систем ПДВ. Методики по расчету параметров ПДВ приведены в методических рекомендациях к СП 7.13130 [4], разработанных ВНИИПО [5] и в рекомендациях, разработанных некоммерческим партнерством «АВОК» [6], обзор и анализ которых выполнен в рамках проведенных работ [14-16].

Рекомендации ВНИИПО [5] устанавливают перечень исходных данных и порядок выполнения расчетов основных параметров приточно-вытяжной ПДВ зданий различного назначения. На практике для определения параметров систем ПДВ для жилых и общественных зданий активно используются рекомендации некоммерческого партнерства инженеров по отоплению, вентиляции, кондиционированию воздуха, теплоснабжению и строительной теплофизике АВОК [6], тем более, что указанное партнерство предоставляет поддержку своих разработок на форумах [7]. Эти рекомендации представляются более разработанными в методическом плане и подходящими для практического применения.

В ТР [3] указано, что ПДВ может быть с естественным или механическим побуждениями. Таким образом, в указанных рекомендациях расчет системы ПДВ с естественным побуждением сводится к определению массового расхода удаляемых ПГ, термического разложения (ПГиТР) и площади сечения проемов дымоудаления. В связи, с чем полезными могут быть основные положения теории горения, основ развития пожара в помещении, термогазодинамики и теплопередачи на пожаре, и в целом, моделирования пожаров [8-12].

Согласно [5] определение массового расхода удаляемых ПГ непосредственно из помещений осуществляется на основе уравнения неразрывности:

помещения, кг/м3; h— толщина образующегося дымового слоя, м; — эквивалентная площадь сечения дымового слоя в горизонтальной плоскости, м2 [5].

Порядок и содержание расчета с учетом специфики защищаемых помещений определяются выбором функциональной зависимости массового расхода в конвективной колонке от мощности тепловыделения и толщины дымового слоя:

горящим помещений сводится к определению массового расхода удаляемых из коридора ПГ:

где — массовый расход удаляемых непосредственно из коридора ПГ, кг/с; — площадь двери при выходе из коридора по путям эвакуации, м2; — высота этой двери, м; значения коэффициента в данной зависимости составляют 1,0 и 1,2 для жилых и общественных зданий соответственно.

Для систем естественной вытяжной ПДВ минимально необходимое проходное сечение дымовых люков (дымоприемных устройств, проемов дымоудаления), устанавливаемых в

32

покрытиях зданий, определяется выражением [5]:

мические коэффициенты ветрового напора, — скорость ветра, м/с; — коэффициент аэродинамического сопротивления i-го дымового люка.

Согласно СП 7.13130 [4] в многоэтажных зданиях следует применять вытяжные системы с механическим побуждением. Так, в рамках работы [14] выполнен расчет параметров ПДВ для двенадцатиэтажного односекционного жилого здания. С учетом проведенного анализа программного обеспечения для расчета параметров ПДВ по методикам [5, 6], расчет по методике [5] производился с помощью программы «КВМ-Дым», предоставленной ООО

«Производственное объединение КВМ» [16], разработанной на основании [5] с учетом требований [4]. В связи отсутствием в свободном доступе программного обеспечения для расчета параметров ПДВ по методике [6], в целях более точного и автоматизированного расчета по этой методике, разработан программный код.

По итогам сравнения алгоритмов расчета параметров ПДВ по методикам [5, 6] разработана обобщенная методика расчета и авторский программный код на ее основе. С помощью указанного программного кода проведено исследование влияния площади дверного проема из коридора здания в лестничную клетку, площади проходного сечения дымовых клапанов, температуры ПГиТР, плотности ПГиТР, скорости ПГиТР в клапане, массового расхода ПГТР, удаляемых из коридора на основные параметры ПДВ, которыми являются производительность и давление вентилятора, от которых зависит подбор оборудования ПДВ и разработка объемно-планировочных решений при проектировании системы ПДЗ, построены графики соответствующих зависимостей. Зависимость основных параметров ПДВ от площади проходного сечения дымового клапана приведена на рис. 1.

Рис. 1. Зависимость основных параметров ПДВ от площади проходного сечения дымового клапана

Зависимость основных параметров ПДВ от массового расхода ПГиТР, удаляемых из коридора, приведена на рис. 2.

33

ный, Н.А. Старцева - Воронеж. гос. арх.-строит. ун-т. – 2-е изд., перераб. и доп. – Воронеж,

2011. – 137 с.

9.Ситников, И.В. Экспериментальное исследование и моделирование динамики удельной массовой скорости выгорания жидкости в условиях функционирования противодымной вентиляции [Текст] / И. В. Ситников, С. А. Колодяжный, А. А. Однолько // Научный вестник Воронежского государственного архитектурно-строительного университета. Строительство и архитектура. - 2014. - № 3 (35). - С. 149-157.

10.Однолько, А.А. Проблемы применения математических моделей, определяющих время блокирования путей эвакуации опасными факторами пожара при расчете пожарного риска [Текст] / А.А. Однолько, И.В. Ситников – Инженерные системы и сооружения. – 2010.

–№ 1. – С. 185-191.

11.Ситников, И.В. Анализ основных математических моделей пожара, применяемых для расчета времени блокирования путей эвакуации опасных факторов пожара [Текст] / И.В. Ситников, И.А. Шепелев, С.А. Колодяжный, А.А. Однолько // Инженерные системы и со-

оружения. – 2012. – № 1 (6). – С. 81-87.

12.Ситников, И.В. Интегральная модель динамики пожара при неустановившемся горении толуола [Текст] / И.В. Ситников, П.А. Головинский, А.А. Однолько // Пожаровзрывобезопасность. – 2014. – Т. 23. — № 2. – С. 34-41.

13.СП 60.13.330.2012. «Отопление, вентиляция и кондиционирование воздуха. Актуализированная редакция СНиП 41-01-2003» [Электронный ресурс]: утвержден приказом Минрегион России от 30.06.2012 N 279. ― Электрон. дан. ― Режим доступа: http://www.consultant.ru/cons/cgi/online.cgi?req=doc;base=STR;n=16102#0, свободный.

14.Гонтаренко, Ю.В. Совершенствование и автоматизация расчета параметров противодымной вентиляции как модуля автоматизированной системы проектирования систем обеспечения пожарной безопасности объекта / Ю.В. Гонтаренко, Е.А. Сушко, А.А. Однолько // Сборник научных трудов международной студенческой научно-практическая конференция «Современное технологии в задачах управления, автоматики и обработки информации».

—2017. — С. 20-25.

15.Гонтаренко, Ю.В. Расчет параметров естественной вытяжной противодымной вентиляции в рамках системы противодымной защиты зданий [Электронный ресурс] / Гонтаренко Ю.В., Сушко Е.А., Ситников И.В., Однолько А.А // IX Международная студенческая электронная научная конференция «Студенческий научный форум - 2017». ― Электрон. дан. ― Режим доступа: http://www.scienceforum.ru/2017/2551/31465, свободный.

16.Сайт ООО «Производственное объединение КВМ» [Электронный ресурс]. ―

Режим доступа: URL: http://www.cvm.ru.

ФГБОУ ВО «Воронежский государственный технический университет»

Yu.V. Gontarenko, E.A. Sushko, I.V. Sitnikov, A. A. Odnolko

ANALYSIS OF THE PROBLEM OF IMPROVEMENT OF SMOKE VENTILATION AND DEVELOPMENT OF THE IMPROVED MODEL OF CALCULATING THE PARAMETERS

OF SMOKE VENTILATION

The results are discussed: of the analysis of the regulatory framework, techniques and software for calculating the parameters of smoke ventilation; comparative calculation of the specified parameters for the object using various techniques; the development of a generalized calculation methodology and software code based on it, studies of the influence of various parameters on the main parameters of smoke protection

Key words: automation of design systems, smoke ventilation, fire safety

Federal State Budgetary Educational Institution of Higher Education «Voronezh State Technical

University»

35

УДК 330.34.1:666.656

А.С. Тенькаева, Н.В. Мозговой, А.В. Звягинцева

АНАЛИЗ РИСКА НА НАРУЖНОМ, НАДЗЕМНОМ ГАЗОПРОВОДЕ СРЕДНЕГО ДАВЛЕНИЯ

Проведен анализ риска вероятности возникновения аварийных ситуаций на надземном газопроводе среднего давления, применительно к конкретному объекту. Построены зоны действия поражающих факторов факельного горения при чрезвычайной ситуации на наружном надземном газопроводе среднего давления. В процессе исследований было установлено, что наиболее вероятной аварийной ситуацией на оборудовании сети газопотребления ООО ПК «МИВОК» является ЧС, связанная с разрушением надземного газопровода среднего давления и возникновением факельного горения струи газа. Ее вероятность составляет 2,4 * 10-5. В данной статье рассмотрены инженерно-технические мероприятия по повышению безопасности на наружном, надземном газопроводе среднего давления на объекте ООО ПК «МИВОК»

Ключевые слова: анализ риска, газопотребление, разгерметизация, надземный газопровод, среднее давление

Трубопроводы относятся к категории энергетически напряженных объектов, отказы которых сопряжены, как правило, со значительным материальным и экологическим ущербом. Обычно трубопровод выполняется подземно с глубиной заложения не менее 1,0 м до верха трубы, на обводненных участках и болотах – 1,0 м до верха забалластированного трубопровода. Состав природного газа разных месторождений отличается, но основную массу (90 – 93 %) всегда составляет метан. Природный газ бесцветен, в большей части не имеет запаха, не токсичен при концентрациях, не превышающих предельно-допустимые значения. Предельно допустимая концентрация (ПДК) содержания метана (СН4) в воздухе рабочей зоны - 7000мг/м2, рекомендованное значение параметра в газовом составе воздуха для метана - не более 300 мг / м3 [1-3]. Метан взрывоопасен при концентрации в воздухе от 4,4 % до 17 %. Наиболее взрывоопасная концентрация 9,5 %. Является наркотиком, действие ослабляется малой растворимостью в воде и крови. Класс опасности - четвѐртый. Характеристика объекта. Перечень газопроводов сети газопотребления ООО ПК «МИВОК» и их основные технические характеристики приведены в табл. 1.

36

Основными опасностями при возникновении аварийных ситуаций на оборудовании сети газопотребления:

-разгерметизация (разрушение) наружных газопроводов среднего давления с утечкой взрывоопасного газа в атмосферу, образования факельного горения или загазованность территории объекта;

-разгерметизация (разрушение) или повреждение внутренних газопроводов среднего давления с утечкой взрывоопасного газа в помещении, возникновении факельного горения или загазованностью помещения и взрывного облака газовоздушной смеси с развитием пожара, причинами которых являются возникновение искр, образующих при соударениях друг

сдругом фрагментов трубы;

-взрыв газа внутри топок и газоходов котлов с развитием пожара.Основная причина аварий на объекте газораспределения и газопотребления - организационные: недостаточная проработка плана производства работ, низкая производственная и технологическая дисциплина, нарушение производственных инструкций персоналом по причине плохого знания их, отсутствие практических навыков, халатность. Возможны аварии в результате коррозии металла. В большинстве случаев такие повреждения указывают на отсутствии контроля над техническим состоянием газопроводов со стороны эксплуатирующих организаций и низкий уровень технадзора в процессе строительства.

Причиной развития аварий может быть появление энергетического (теплового) источника зажигания с параметрами, достаточными для воспламенения паровоздушной или газовоздушной смеси, что предопределяет возникновения пожара (взрыва), в результате чего наступает разрешение (повреждение) оборудования и зданий [4].

37

Продолжение табл. 2 Определение интенсивности теплового излучения факельного горения

Исходные данные:

Результаты расчета: В соответствии с «Методикой …» зона непосредственного контакта пламени с окружающими объектами, область наиболее опасного теплового воздействия, определяется размерами факела, табл. 4, рис. 3. В этой зоне интенсивность теплового излучения факела принята равной 100 кВт/м2.

Таблица 3

Для горизонтальных факелов интенсивность теплового излучения

Рис. 1. Для горизонтальных факелов интенсивность теплового излучения

В зависимости от характера разгерметизации и других условий аварии с участием природного газа на объекте могут проявляться виде факельного горения и взрыва газа [5, 6]. При разгерметизации газопровода чаще всего происходит истечение природного газа в атмосферу с последующим рассеянием. При разгерметизации наземных участков газопроводов

38

так же возможно факельное горение (образование горящей струи в условиях мгновенного воспламенения утечки газа), расчеты размеров факела представлены в табл. 2. При разгерметизации газопровода в помещении возможно образование взрыво- и пожароопасной газовоздушной смеси, которая при наличии источника зажигания способна к взрыву (повышению давления в помещении за счет сгорания горючей смеси), приводящему к разрушению зданий и травмированию людей. Таким образом, анализ свойств природного газа, особенностей технологии и анализа статистических данных по авариям, имевшим место на аналогичных объектов, позволяет определять сценарии развития аварийных ситуаций на данном объекте [4, 6, 7]. Надземный газопровод среднего давления от точки врезки в подземный газопровод до котельной. На участке 3 возможно возникновение факельного горения при разгерметизации или разрушении надземного газопровода среднего давления (сценарии ПГ-3С-2вер, ПГ-3С- 2оп). Поражающим фактором таких аварийных ситуаций является тепловое излучение вертикального и горизонтального факела, табл. 3 и рис. 1, 2.

Рис. 2. Для вертикальных факелов расчетная зависимость изменения интенсивности теплового излучения от расстояния до места аварии

Рис. 3. Для опасного сценария развития расчетная зависимость изменения интенсивности теплового излучения от расстояния до места аварии

39

Таблица 4 Численное значение интенсивности теплового излучения вертикального факел

на различных расстояниях для наиболее опасного сценария развития (сценарий ПГ-3С-2оп)

Поскольку аварийная ситуация по сценариюПГ-3С-2вер не удовлетворена критериям ЧС ни по количеству погибших, ни по размеру ущерба, то принимаем, что авария по сценарию ПГ-3С-2вер не приведет к ЧС на территории объекта. Расчет риска для аварии производиться не будет [4, 6].

Рис. 4. Зоны действия поражающих факторов факельного горения при аварийной ситуации на наружном надземном газопроводе среднего давления на участке 3

(сценарии ПГ-3С-2вер, ПГ-3С-2оп)

40