Анализ надежности и качества устройств спасения Текст научной статьи по специальности «Электротехника, электронная техника, информационные технологии»

УДК 614.84

614.89

АНАЛИЗ НАДЕЖНОСТИ И КАЧЕСТВА УСТРОЙСТВ

СПАСЕНИЯ

Смогунов Владимир Васильевич, Широков Евгений Игоревич, Широков Игорь Борисович

ГОУ ВПО «Пензенский государственный университет», penzgu.tmt@inbox.ru, г. Пенза, ул. Красная 40, (8412) 36-82-60, кафедра «ТПМ», профессор,

доцент, доцент

Аннотация

В статье рассматриваются различные существующие конструкции устройств для индивидуального спасения человека при пожаре с верхних этажей современных жилых и административных зданий. Сформулирован набор требований, предъявляемых к подобным устройствам. Описано устройство, максимально отвечающее этим требованиям, защищенное авторским свидетельством.

Abstract

The article discusses the various existing designs of devices for individual salvation of man, the fire from the upper floors of modern residential and administrative buildings. Formulated a set of requirements for such devices. A device which best suits these requirements is protected by the copyright certificate.

Ключевые слова: безопасность, спасательное устройство, эвакуация, лестница.

Key words: safety, climb down device , evacuation, ladder.

В чрезвычайных ситуациях, таких как пожар, террористический акт, люди, живущие или работающие, на этажах выше второго не могут самостоятельно эвакуироваться из здания, так как огнем и завалами блокируются лестничные пролеты.

В самих административных или жилых зданиях практически полностью отсутствуют какие-либо системы или устройства эвакуации людей. В таких случаях возможна эвакуация только с внешней стороны зданий.

Существует множество устройств и систем, предназначенных для этого. На рисунке 1 представлена классификация средств спасения.

Рис.1 Классификация средств спасения

Рассмотрим некоторые из них.

Устройство «Двойной выход» («DoublExit») являются одним из наиболее удачных средств для самоспасения. Израильским инженерам удалось создать симбиоз между дешевыми альпинистскими технологиями и дорогим, но более надежным стационарным оборудованием. Элементы системы "Двойной выход" (DoublExit), заключены в тонкий металлический шкаф, который монтируется внутри помещения в специальную входную дверь или на стену. Закрепив на себе спасательную косынку, человек через окно или балкон спускается вниз со скоростью около одного метра в секунду. Пределы нагрузки 35 - 156 кг. Устройство работает по принципу качелей и способно обеспечить эвакуацию последовательно группы людей. Функциональная высота до 350 м. Нагрузка разрыва оплетенного стального троса 2200 кг. Устройство может быть встроено в новые строения и в уже существующие постройки, в дополнительные двери квартиры или офиса, а также в другие ниши или на стену.

Одним из наиболее эффективных приспособлений для эвакуации с большой высоты является «Эластичный спасательный рукав» - устройство, принцип работы которого основан па создании достаточной силы трения за счет сжатия рукавом движущегося в нем тела. Представляет из себя гибкую эластичную трубу, верхний конец которой закреплен на высоте, а нижний на уровне земли. Диаметр рукава позволяет влезть в него человеку средних габаритов. Скорость спуска в рукаве может регулироваться непосредственно спасаемым за счет изменения положения частей тела, (вообще тормозить собственным телом - почти наверняка тело повредить, особенно если человек не успеет одеться или женщина будет в платье; ребёнок через рукав просто пролетит, а человек крупный может и застрять).

Стационарные пожарные лестницы соединяют между собой балконы, расположенные вертикально друг под другом. При возникновении чрезвычайной ситуации очень часто возникает ситуация, что люки между балконами закрыты на замок или стоит массивная тумбочка и т.д. В условиях России такое случится обязательно, а должный контроль со стороны пожарных организовать практически невозможно. Если исключить этот

фактор, то стационарные пожарные лестницы самый надежный и эффективный способ эвакуации.

Не так давно стали применяться компактные навесные лестницы, их длина может быть до 25 метров. Существенным неудобством этих лестниц является то, что они не закреплены по длине и при наличии ветра будут раскачиваться. Кроме того, эвакуируемый будет спускаться по лестнице без страховки, и очень велика вероятность срыва. Особенно опасно спускаться по таким лестницам зимой, когда при отрицательной температуре кожа рук будет оставаться на алюминиевых ступеньках. Кроме того при подобном спуске может сработать страх высоты.

Средства эвакуации ГО и ЧС включают: выдвижные пожарные лестницы,

средства эвакуации при помощи веревок, тросов, канатов и специальных спусковых устройств,

так называемые «кубы жизни».

Пожарными лестницами оснащены все пожарные машины, но нет гарантии, что лестниц нужной длины хватит для эвакуации жителей многоэтажного здания. Работают с автомобилей. Требуется возможность подъезда и ровной площадки для установки. Ограничение по высоте - 8 этаж. Есть незначительное количество с длинной лестницы до 12 этажа. При работе лестница раскачивается, что делает эвакуацию довольно сложным (а для подъемников и длительным) процессом.

Натяжное спасательное полотно НСП - это плоская ткань в форме круга с нашитыми по периметру рукоятками для натягивания. Для натяжения необходимо как минимум 12 физически развитых человек, спасение с высоты до 8 метров (ниже 3 этажа). При прыжке эвакуируемый должен прийти на полотно плоскостью тела, в противном случае возможны увечья. Требует ровной площадки размером не менее 8х8 метров точно под тем местом откуда проводится эвакуация. На льду растянуть НСП невозможно. При падении на край полотна, а также ногами или головой почти неизбежны увечья.

«Куб жизни». Изготавливается в форме куба, отсюда и название. Представляет собой надувную конструкцию из прочной воздухонепроницаемой ткани, в плане как правило квадрат, иногда многоугольник. Высота 2 метра и выше. Энергия прыжка спасаемого гасится за счет деформации устройства. Эффективно при спасении с высоты не более 12 метров (4 этаж). Для установки требуется ровная площадка. Время установки, не считая времени подвоза - больше 10 минут. Кроме решительности требует от спасаемого точности прыжка.

Комплект Спасательный специальный (КСС) может применяться для решения специальных задач, связанных с необходимостью оперативного спуска и кратковременной работы на высоте. КСС позволяет перемещаться в условиях ограниченного пространства - колодцах, гротах и т.д. Для подготовки КСС к спуску необходимо прикрепить конец спасательной веревки к силовому элементу объекта, сбросить чехол с веревкой на землю, надеть подвесную систему и прикрепить ее карабином к тормозному

устройству, установленному на веревке. Для спуска требуется прижать рычаг к корпусу тормозного устройства (сжать их в ладони). Для остановки достаточно отпустить рычаг. Достоинства устройства - небольшой вес, надежность, низкая стоимость.

Устройство экстренной эвакуации "Шанс-1". Тормозное устройство полностью автоматическое. Представляет собой тормозной блок с карабином для крепления и пропущенный через него трос с устройствами подвеса человека на концах. В случае необходимости подвешивается на заранее подготовленный кронштейн. Трос, пропущен через устройство таким образом, что при нагрузке вращает шкив, который в свою очередь приводит в действие тормозной механизм. Тормозное усилие возрастает пропорционально с увеличением скорости вращения шкива. Скорость спуска от 0,5 до 1,5 м/сек., в зависимости от веса эвакуируемых. При использовании устройство подвешивается на кронштейн, длинный конец троса скидывается вниз, а косынку (устройство подвеса) спасаемый одевает на себя. По мере спуска тот конец троса, что был скинут вниз, поднимается и следующий крепится к нему и производит спуск. Т.е. устройство работает как качели и надежно и безопасно обеспечивает спасение неподготовленных людей без помощи специалистов спасателей.

Позволяет последовательно эвакуировать любое количество людей с любой высоты. Не требует обслуживания и не теряет свойств при хранении. Трос металлический с оплеткой, выдерживает нагрузку 800 кг.

Надувные тормозные устройства и парашюты представляют собой надувной волан большого диаметра, (либо парашют) внутри которого находится человек. Позволяет обеспечить безопасную и надежную эвакуацию с любой высоты. Не требует особых физических качеств и квалификации. Имеет всего 3 недостатка: Стоимость (5 тысяч долларов США), необходимость частого обслуживания при хранении, позволяет обеспечить спасение только одного человека. Первоначально - один из проектов эвакуации космонавтов с орбиты.

Однако, в подавляющем большинстве, все эти системы и устройства как правило не оказываются «под рукой». Их транспортируют к месту катастрофы специальные отряды МЧС, пожарные. Использование подобных средств спасения возможно только под руководством инструкторов. Они длительное время «развертываются», весьма дороги, сложны конструктивно и мало надежны.

Очевидно, что в силу этих причин ежегодно гибнет множество людей. Если бы это было не так, то не гибли бы многие тысячи людей по всему миру в результате пожаров.

Анализ современной научной и специализированной литературы позволил выявить ряд требований, предьявляемых к современным средствам спасения, а также позволил выработать некоторые требования к перспективным устройствам.

Требования к устройствам спасения.

- Устройство должно быть автоматическим и не требующим для использования обучения и специальных навыков.

- Для работы устройства достаточно приведение его в рабочее состояние силами одного человека, обслуживания в процессе работы не требуется.

- Время приведения устройства в рабочее состояние не должно превышать 30 секунд.

- Устройство должно обеспечивать безопасную эвакуацию с любой высоты.

- Скорость спуска не должна превышать 1,5 метра в секунду.

- Работоспособность устройства и его характеристики должны сохранятся в диапазоне температур от - 40 до + 80 Цельсия .

- Стоимость устройства не должна превышать 2-3 тыс. руб.

- Не требуется свободной площадки и подъезда.

- При использовании веревки или троса они должны быть подвижными (чтобы избежать прогорания)

- Срок хранения устройства в помещении без обслуживания - не менее 5 лет.

- Устройство должно обладать возможно малым весом.

- Устройство должно быть пригодно для использования человеком массой от 30 до 150 кг.

В наибольшей степени этим требованиям удовлетворяет спусковое спасательное устройство по авторскому свидетельству № 2364433 от 20 августа 2009 года. В корпусе этого устройства, состоящем из двух камер, помещен вал с неподвижно закрепленным на нем флажком, расположенном в одной из камер. В другой камере в свернутом виде помещается лента, одним из концов крепящаяся к валу, а на другом конце несущая внешние элементы крепления. Внутри первой камеры с флажком помещен сыпучий материал -дискретная рабочая среда (ДРС). Вторая камера закрыта крышкой, имеющей возможность осевого перемещения.

Спусковое спасательное устройство работает следующим образом. Внешними элементами крепления на ленте необходимо прикрепиться к каким-либо внутренним элементам здания, например, к трубам отопления. Устройство либо удерживается руками, либо крепится к косынке, надетой на тело человека. Спасаемый выбирается через окно или проемы на внешнюю часть стены здания. Под действием веса человека вал с лентой начинает вращаться, флажок, вращаясь вместе с валом, проходит через ДРС, находящейся в камере. Внешнее трение между флажком и частицами ДРС ограничивают вращательную скорость флажка и вала, что позволяет осуществить плавный замедленный спуск спасаемого.

Подобное устройство имеет малый вес, компактно, сравнительно недорого, работает полностью автоматически, может постоянно находиться «под рукой», время приведения в действие не более 30 секунд.

Литература.

1. Смогунов В.В., Широков Е.И., Широков И.Б. - Спусковое спасательное устройство. Патент на изобретение № 2364433 от 20 августа 2009 г.

2. http: //www.de 1002 .ru/doublexit

3. http://www. samospas.ru/1aid/samospas/

4. http: //www.fireevacuation .ru/slovar.php