Концепция формирования системы управления безопасностью зданий и сооружений Текст научной статьи по специальности «Строительство и архитектура»

ОБЕСПЕЧЕНИЕ КАЧЕСТВА СООРУЖЕНИЯ ЭНЕРГОБЛОКА № 2

РОСТОВСКОЙ АЭС

УДК 621.039

О НЕОБХОДИМОСТИ ТЕПЛОИЗОЛЯЦИИ ВНЕШНЕЙ ПОВЕРХНОСТИ

ЗАЩИТНОЙ ОБОЛОЧКИ АЭС

© 2010 г. В.Н. Медведев , Александр С. Киселев , Алексей С. Киселев , В.Ф. Стрижов ,

А.Н. Ульянов , В.Н. Дементьев

Институт проблем безопасного развития Institute of Problems of Safe Development of Atomic

атомной энергетики, Москва Engineering, Moscow

Концерн «Энергоатом», Москва Concern «Energoatom», Moscow

Приведены результаты расчетного анализа изменения напряженно-деформированного состояния защитных оболочек АЭС в зависимости от сезонных и суточных колебаний температуры окружающей среды. Для снижения опасных последствий воздействия внешней среды на защитную оболочку ее наружную поверхность, находящуюся выше обстройки, рекомендовано покрыть теплоизоляционным слоем.

Ключевые слова: напряженно-деформированное состояние; защитная оболочка; граничные условия; расчетная модель; распределение температур; влияние колебаний температуры окружающей среды; компоненты напряжений; теплоизоляция.

The analysis results of change in the stress-strain state of serving of the nuclear power station depending on seasonal and daily fluctuations of ambient temperature have been held. For reducing hazardous effects of the environment on the serving its outer surface that is above the rigging is recommended to cover with insulating layet.

Keywords: intense-strained state; protective shell; boundary conditions; computational model; allocation of temperatures; influence of temperature variations of an environment; ingredients of pressure; heat insulation.

Введение

Практика длительной эксплуатации защитных оболочек АЭС показала, что основным фактором, влияющим на изменение напряженно-деформированного состояния (НДС) конструкции, является воздействие внешней среды (главным образом, влияние сезонных и суточных колебаний температур окружающей среды).

Учитывая, что климатические колебания температуры окружающей среды могут иметь достаточно большие приращения за короткие промежутки времени, величина температурных напряжений также может достигать больших значений, что приводит к деградации прочностных характеристик материалов оболочки и, как следствие, ее эксплуатационных качеств.

Защитные оболочки первого и второго энергоблоков Волгодонской АЭС относятся к унифицированной серии, основной отличительной особенностью которых является то обстоятельство, что цилиндрическая часть конструкции на 2/3 находится в обстройке. В зимний период, когда температура внутри обстройки составляет +20 °С, а выше обстройки она опускается до -30 °С и ниже, из-за скачка температур происходит значительная деформация стенки цилиндра оболочки и, как следствие, усиленное трещинообразование бетона, т.е. снижение долговечности конструкции.

Наибольшее отрицательное влияние колебаний температуры окружающей среды, вызывающее изменение геометрических параметров, происходит в зоне расположения подкрановых путей полярного крана, располагающихся ~ на 1,5 метра выше обстройки.

В данной работе приведен расчетный анализ изменения напряженно-деформированного состояния защитных оболочек АЭС с ВВЭР-1000 в зависимости от сезонных и суточных колебаний температуры окружающей среды. Расчеты выполнены для двух случаев: 1) фактическое состояние защитной оболочки без теплоизоляции наружной поверхности стены; 2) с учетом предполагаемого нанесения слоя пенобетона (теплоизоляции) с наружной стороны оболочки.

1. Особенности расчетной модели защитной оболочки

Расчеты проводились применительно к защитной оболочке третьего энергоблока Калининской АЭС, относящейся к унифицированной серии. Для оценки влияния колебаний температуры окружающей среды на НДС защитной оболочки АЭС потребовалась модернизация расчетной модели. На рис. 1 показаны фрагменты модели защитной оболочки, часть которой находится внутри обстройки. Поскольку необходимо сравнить варианты расчета конструкции без тепло-

изоляции (рис. 1 а) и при наличии теплоизоляции (рис. 1 б), нанесенной выше обстройки, разработано две модели. Первая модель не содержит слоев конечных элементов, моделирующих теплоизоляцию, вторая модель имеет на наружной поверхности элементы теплоизоляции (материал № 7 на цилиндрической и купольной части выше обстройки).

а)

б)

Рис. 1

На внутренней и наружной поверхностях модели оболочки заданы граничные условия третьего рода -условия конвективного теплообмена, которые характеризуются значениями температуры среды внутри и снаружи оболочки, а также коэффициентом теплоотдачи с поверхности.

При расчете полей температуры с учетом сезонных и суточных колебаний температуры для условий нормальной эксплуатации температура среды под оболочкой принималась равной 40 оС в зимний период, весенний и осенний период, а в летний период -50 оС. Коэффициент теплоотдачи принят равным 8,75 Вт/м2/К.

Температура снаружи оболочки задавалась в виде кусочно-линейной зависимости по результатам натурных измерений, проводившихся каждые три часа в течение рассматриваемого интервала времени составлявшего 30 - 50 суток. Коэффициент теплоотдачи снаружи оболочки принимался равным 23,3 Вт/м2/К, на наружной поверхности оболочки под обстройкой температурой среды принималась Т = 20 оС, а коэффициент теплопередачи - 4 Вт/(м2К).

При проведении расчетов оболочки приняты следующие теплофизические свойства материалов:

Бетон

Коэффициент теплопроводности X = 2,05 Вт/(м-К).

Объемная теплоемкость Ср = 2-106 Дж/(м3-К).

Плотность р = 2400 кг/м3.

Облицовка и арматура (сталь)

Коэффициент теплопроводности X = 40,8 Вт/(м-К).

Объемная теплоемкость Ср = 3,15-106 Дж/(м3-К).

Плотность р = 7800 кг/м3.

Теплоизоляция (пенобетон)

Коэффициент теплопроводности X = 0,14 Вт/(м-К).

Объемная теплоемкость Ср = 2-106 Дж/(м3-К).

Плотность р = 600 кг/м3.

2. Определение распределения температур в защитной оболочке

Влияние колебаний температуры окружающей среды на работу защитной оболочки представляет собой комбинацию следующих воздействий:

- сезонные колебания температуры окружающей среды;

- суточные колебания температуры окружающей среды;

- изменение температуры внутри защитной оболочки от сезонных колебаний температуры окружающей среды.

Влияние сезонных колебаний температуры окружающей среды

О характере изменения сезонных колебаний температуры окружающей среды можно судить по результатам наблюдений, полученным в Тверской области вблизи Калининской АЭС. Наблюдённый максимум температуры воздуха на площадке Калининской АЭС равен плюс 35 оС, расчетная максимальная температура обеспеченностью 1, 0,1 и 0,01 % (повторяемостью 1 раз в 100, 1000 и 10000 лет) равны соответственно 35, 37 и 40 оС. Наблюденный абсолютный минимум температур для района Калининской АЭС равен - 48 оС, расчетная минимальная температура обеспеченностью 1, 0,1 и 0,01 % (повторяемостью 1 раз в 100, 1000 и 10000 лет) равны соответственно - 48, - 53 и - 58 оС.

За последние три года наблюдений минимальная температура в районе Калининской АЭС составляла минус 38,7 оС (рис. 2 а). Измерения температуры окружающей среды вблизи Калининской АЭС с 01.10.2006 по 30.09.2008 гг. показали, что максимальные среднесуточные температуры в летнее время составляют порядка 30 оС, а минимальные температуры в зимнее время опускаются до - 30 оС (рис. 2 б).

Влияние суточных колебаний температуры окружающей среды

Как показано на рис. 2 в, весенний период времени характеризуется значительным колебанием суточных температур, которое достигает 20 оС и более. При этом в ночное время температура опускается до - 5оС, что может вызывать снижение прочности бетона в результате деструктивных процессов в бетоне от напряжений замораживания и оттаивания.

В летнее время года суточные градиенты температуры несколько ниже, однако при этом температура воздуха поднимается выше 30 оС. Учитывая, что внутри защитной оболочки температура в летнее время повышается до 50 оС, при таком температурном режиме возникают повышенные деформации ползучести бетона.

5 0 -5 -10 -15 -20 -25 -30 -35 -40

Дата а)

Дата б)

01.04.08 06.04.08 11.04.08 16.04.08 21.04.08 26.04.08 01.05.08 06.05.08 11.05.08 16.05.08 21.05.0

С

S

н

19.12.05 29.12.05 08.01.06 18.01.06 28.01.06 07.02.06 17.02.06 27.02.06

Время, ч

г)

5 0

-5 -10 -15 -20 -25 -30

-35

-40

-45

Время, ч

д) Рис. 2

В осенний период времени суточные колебания температур невелики, однако это время года характеризуется изменением положительных и отрицательных температур, что также может вызывать снижение прочности бетона в результате деструктивных процессов в бетоне от напряжений замораживания и оттаивания.

В зимний период времени суточные колебания температуры могут быть весьма значительными. При таком характере изменения температуры воздуха снаружи оболочки и повышении температуры среды внутри при работе блока на мощности следует ожидать, что защитная оболочка будет испытывать растягивающие напряжения в бетоне у наружной поверхности стены. Одновременно сжимающие напряжения у внутренней поверхности стены значительно возрастут.

Зависимость изменения температуры внутри защитной оболочки от сезонных колебаний температуры окружающей среды

Сезонные колебания температуры окружающей среды соответствующим образом оказывают влияние на изменение температуры внутри защитной оболочки. Параметры этого влияния рассмотрим на примере измерения температуры окружающей среды вблизи Калининской АЭС (деревня Ряд) и внутри защитной оболочки первого и второго энергоблоков Калининской АЭС с 01.01.2000 по 31.12.2000 г. (рис. 2 г). На рисунке видно, что в зимнее время температура внутри защитной оболочки колеблется в пределах от 32 до 40 оС, в осенне-весенней период - около 40 оС, а в летний период времени температура поднимается до 50 оС.

3. Результаты расчетного анализа НДС защитной оболочки

В процессе работы проведены расчетные исследования НДС защитной оболочки АЭС с учетом сезонных и суточных колебаний температуры окружающей среды. Первоначально определялось распределение температур по сечению стенки оболочки в зависимости от колебания сезонных и суточных температур.

При этом рассматривались два расчетных случая: 1) без учета теплоизоляционного слоя; 2) с учетом теплоизоляции наружной поверхности цилиндра и купола защитной оболочки слоем толщиной 10 см (пенобетон плотностью у = 600 кг/м3).

Далее выполнялись расчеты напряженно-деформированного состояния защитной оболочки от воздействия температурной нагрузки, а затем выполнялись расчеты от суммарного воздействия эксплуатационных нагрузок (собственный вес, преднапряжение, эксплуатационная температура). Анализ НДС проведен для двух расчетных случаев: без учета теплоизоляционного слоя и с учетом теплоизоляции наружной поверхности цилиндра и купола защитной оболочки.

В расчетах по определению распределения температур по сечению стенки защитной оболочки третьего энергоблока Калининской АЭС в зависимости от колебания сезонных и суточных температур для зимнего периода использовались данные, приведенные на рис. 2 д. Было принято, что температура среды внутри оболочки не менялась и составляла 40 °С.

На рис. 3 а представлена зависимость температуры от времени (в часах) в зимний период на поверхности бетона под обстройкой (узел 35740), на поверхности бетона над обстройкой (узел 101372) и на поверхности облицовки внутри оболочки (узел 96501, вариант без теплоизоляции).

35

28

21

о 144

1

р (1

я

и п -1

С

S —14

н

-21

-28

-35

<— 965

^Л». J Т А 1 V»

V-/ V Tu*

у Ж ч

31 оС. Градиент температур на внутренней и наружной поверхности оболочки над обстройкой составляет 64 оС.

38

Время, ч б)

Рис. 3

Здесь можно видеть, что температура под обстройкой составляет 21 оС, выше нее опускается до -33 оС, а на поверхности облицовки температура равна

35 28 21 14 1 0 -1 -14 -21 -28 -35

442 35 28 21 14 1 0 -1 -14 -21 -28 -35 -42

Время, ч а)

Время, ч б)

X N

\

Время, ч в)

Время, ч

г) Рис. 4

STEP=0

В расчетах с теплоизоляцией (рис. 3 б) в зимний период температура на поверхности бетона под обстройкой (узел 38118), остается неизменной, на поверхности бетона над обстройкой (узел 104563), она повысилась с -33 оС до +6 оС, а на поверхности облицовки внутри оболочки температура увеличилась на 2^3 градуса по сравнению с вариантом без теплоизоляции. На поверхности теплоизоляции над обстройкой температура опускается до -35 оС (узел 100326).

На рис. 4 представлено распределение температуры по толщине стенки оболочки под обстройкой и над обстройкой на момент времени 896 часов, соответствующий минимальной температуре на наружной поверхности бетона (а, в - вариант без теплоизоляции, б, г - вариант с теплоизоляцией).

Расчеты показывают, что характер распределения температур под обстройкой с применением теплоизоляции не изменился, а над обстройкой применение теплоизоляции привело к снижению градиента температур по толщине стенки с 64 оС (вариант без теплоизоляции) до 29 оС (вариант с теплоизоляцией).

Приведенные результаты расчета свидетельствуют о том, что в расчетах НДС оболочки с теплоизоляцией следует ожидать положительного влияния применения теплоизоляции оболочки выше обстройки.

На рис. 5 представлена зависимость окружной компоненты напряжений от времени (1 шаг = 2 часа) в зимний период на поверхности бетона под обстройкой (узел 27046) и над обстройкой (узел 76671, вариант без теплоизоляции и вариант с теплоизоляцией). Результаты расчета показывают, что теплоизоляция позволяет снизить напряжения на наружной поверхности с 14,8 до 7,4 МПа.

а)

7,6 7,2 6,8 6,44 6,0 5 ,6 5 ,2 4,8 4,44 4,0 3 ,6 3 ,2

-— 76

Л/

Z4 / v

л

\ Л V1

/

ч/

На рис. 6 представлено распределение окружной и меридиональной компонентов напряжений в бетоне по толщине стенки оболочки над обстройкой на момент времени 896 часов, соответствующий минимальной температуре на наружной поверхности бетона (а -вариант без теплоизоляции, б - вариант с теплоизоляцией). Расчеты показывают, что над обстройкой применение теплоизоляции привело к снижению окружных напряжений на наружной поверхности стенки с 14,8 до 7,4 МПа, а меридиональных - с 14 до 7,2 МПа. При этом на внутренней поверхности стенки окружные напряжения уменьшились с -11 до -5,1 МПа, а меридиональные - с -11 до -6,5 МПа.

^Т[МРа]

-SMffi

, у

/

и

а)

SM [MPa]

б) Рис. 5

б) Рис. 6

Результаты расчета без теплоизоляции показали, что в следствии сезонных колебаний температур диаметр оболочки изменяется на величину порядка 13 мм, при этом длина подкрановых путей изменяется на 40,8 мм.

Очевидно, применение теплоизоляции положительно скажется на техническом состоянии подкрановых путей за счет уменьшения деформативности защитной оболочки из-за уменьшения градиента температур.

Картина деформированного состояния защитной оболочки при воздействии эксплуатационной температуры представлена на рис. 7 (масштаб перемещений -200). В силу того, что подкрановые пути полярного крана располагаются выше окончания обстройки на расстоянии ~1,5 метра, самое большое отрицательное влияние от колебания температур окружающей среды,

вызывающее изменение геометрических параметров, происходит именно в этой зоне.

Рис. 7

Выводы

для железобетона позволит увеличить ресурс защитных оболочек АЭС;

- снижение геометрических изменений защитной оболочки в зоне подкрановых путей за счет уменьшения градиента температуры внутри и снаружи защитной оболочки;

- снижение материальных и трудовых ресурсов при техническом обслуживании и ремонте АЭС за счет сокращения объема работ по регулировке положения подкрановых путей;

- снижение деформаций ползучести бетона и, как следствие, снижение потерь усилий в арматурных канатах от деформаций ползучести бетона;

- снижение уровня сжимающих напряжений в бетоне у внутренней поверхности оболочки и в металлической облицовке, возникающих при воздействии эксплуатационных нагрузок (с учетом деформаций ползучести бетона) и при воздействии максимально возможной проектной аварии.

Для снижения опасных последствий воздействия внешней среды на защитную оболочку ее наружную поверхность, находящуюся выше обстройки, необходимо покрыть теплоизоляционным слоем (создать условия, близкие к условиям внутри обстройки), что позволит не только снизить материальные и трудовые ресурсы при техническом обслуживании и ремонте АЭС, но и увеличить срок службы защитной оболочки.

Ожидаемый положительный эффект от применения теплоизоляции внешней поверхности защитных оболочек заключается в следующем:

- снижение негативных последствий неблагоприятных климатических воздействий (температурные и влажностные воздействия, попеременное замораживание и оттаивание, агрессивное воздействие и др.)

Литература

1. Редькин Ю.В. Анализ методов повышения достоверности передачи данных в беспроводных сетях // Изв. вузов Сев.-Кавк. регион. Техн. науки. 2006. Спецвыпуск. С. 45 - 49.

2. Прозоровский Е.Е. Организация протокола обмена данными в системе связи на базе распределительных силовых сетей // Материалы междунар. науч. конф. «Информационные технологии в современном мире» Ч. 5 Таганрог: ТРТУ, 2006. С. 66 - 72.

3. Прозоровский Е.Е. Техническая реализация приемопередающей аппаратуры связи для информационного обмена по силовым линиям электропередачи // Изв. вузов. Сев.-Кавк. регион. Техн. науки. 2006. Спецвыпуск. С. 61- 65.

Поступила в редакцию 18 февраля 2010 г.

Медведев Виктор Николаевич - канд. техн. наук, старший научный сотрудник, заведующий лабораторией, Институт проблем безопасного развития атомной энергетики Российской академии наук (ИБРАЭ РАН). Тел. (495) 955-22-69. E-mail: cont@ibrae.ac.ru

Киселев Александр Сергеевич - д-р техн. наук, старший научный сотрудник, Институт проблем безопасного развития атомной энергетики Российской академии наук (ИБРАЭ РАН). Тел. (495) 196-94-22. E-mail: kis-rncki@rambler. ru

Киселев Алексей Сергеевич - д-р техн. наук, старший научный сотрудник, Институт проблем безопасного развития атомной энергетики Российской академии наук (ИБРАЭ РАН), Тел. (495) 196-94-22. E-mail: kis-rncki@rambler. ru

Стрижов Валерий Федорович - д-р физ.-мат. наук, старший научный сотрудник, директор отделения, Институт проблем безопасного развития атомной энергетики Российской академии наук (ИБРАЭ РАН). Тел. (495) 955-22-08. E-mail: vfs@ibrae.ac.ru

Ульянов Алексей Николаевич - канд. техн. наук, ведущий научный сотрудник, Институт проблем безопасного развития атомной энергетики Российской академии наук (ИБРАЭ РАН). Тел. (495) 955-22-69. E-mail: cont@ibrae.ac.ru

Дементьев Владимир Николаевич - руководитель Департамента по техническому обслуживанию и ремонту АЭС, концерн «Энергоатом». Тел. (495) 710-40-16. E-mail: Dementievv@rosenergoatom.ru

Medvedev Victor Nikolaevich - Candidate of Technical Sciences, managing laboratory, the senior scientific employee, Institute of problems of safe development of atomic engineering. Ph. (495) 955-22-69. E-mail: cont@ibrae.ac.ru

Kiselyov Alexander Sergeevich - Doctor of Technical Sciences, the senior scientific employee Institute of problems of safe development of atomic engineering. Ph. (495) 196-94-22. E-mail: kis-rncki@rambler.ru

Kiselyov Alexey Sergeevich - Doctor of Technical Sciences, the senior scientific employee Institute of problems of safe development of atomic engineering. Ph. (495) 196-94-22. E-mail: kis-rncki@rambler.ru

Strizhov Valery Fedorovich - Doctor of Physico-Mathematical Sciences, director of branch, the senior scientific employee Institute of problems of safe development of atomic engineering. Ph. (495) 955-22-08. E-mail: vfs@ibrae.ac.ru

Uljanov Alexey Nikolaevich - Candidate of Technical Sciences, the conducting scientific employee, Institute of problems of safe development of atomic engineering. Ph. (495) 955-22-69. E-mail: cont@ibrae.ac.ru

Dementyev Vladimir Nikolaevich -Chief of Department on engineering service and repair of atomic power station, concern «Energoatom». Ph. (495)710-40-16. E-mail: Dementievv@rosenergoatom.ru.

УДК 528.4

КОНЦЕПЦИЯ ФОРМИРОВАНИЯ СИСТЕМЫ УПРАВЛЕНИЯ БЕЗОПАСНОСТЬЮ ЗДАНИЙ И СООРУЖЕНИЙ

© 2010 г. Ю.И. Пимшин*, Ю.В. Заяров**

Ростовский государственный строительный университет

Волгодонский институт (филиал) Южно-Российского государственного технического университета (Новочеркасского политехнического института)

Rostov State Building University

**Volgodonsk Institute (branch) of South-Russian State Technical University (Novocherkassk Polytechnic Institute)

Рассмотрена проблема формирования требований и условий обеспечения безопасной эксплуатации зданий и сооружений. События в внешней и внутренней среде сгруппированы в критерии безопасности. Предложено считать, что уровень безопасности всего здания или сооружения соответствует уровню безопасности критерия с минимальным уровнем безопасности.

Ключевые слова: безопасность; уровень безопасности; критерии безопасности; здания и сооружения; проектирование; строительство; эксплуатация.

In the article the problem of the formation of requirements and conditions of guaranteeing the safe operation of buildings and construction is examined. Events external and internal environment are grouped into security criteria. Proposed assume that the security level of the building or structure corresponds to the safety criteria with a minimum level of security.

Keywords: safety; safety level; the criterion of the safety; building and construction; designing; building; exploitation.

В последнее время значительный резонанс в глазах общественности вызвали события, связанные с крупными авариями, произошедшими в нашей стране. Нет необходимости перечислять эти чрезвычайные происшествия, однако, они заставляют нас задуматься о причинах, и что наиболее важно, о путях контроля и управления факторами, обеспечивающими безопасность зданий и сооружений. Были созданы соответствующие комиссии, в состав которых вошли ведущие специалисты из самых различных областей деятельности. Проанализированы или анализируются в настоящее время все события, предшествующие аварии, выявлены нарушения, сделаны выводы, внесены или вносятся необходимые изменения в существующие

нормативные документы. В каждом конкретном случае определены основные причины, приведшие к аварии, однако объекты разрушены, и самое главное -погибли люди.

С нашей точки зрения для оценки текущего состояния зданий и сооружений необходимо ввести комплексный, универсальный показатель оценки состояния любого инженерного объекта - его безопасность. В настоящее время сформулировано значительное количество определений понятия «безопасность» [1 - 5].

Существующие определения отражают современное отношение общества к понятию «безопасность». При определении безопасности рассматривается те-

кущее состояние объекта, и вероятное изменение этого состояния на перспективу. При этом предполагается, что в настоящее время объект находится как минимум в удовлетворительном состоянии. Если объект не отвечает требованиям безопасности, то разрабатываются отдельные мероприятия, повышающие безопасность объекта.

Мы полагаем, что главным в понятии «безопасность» является защита жизни и здоровья граждан, а уже только после этого - сохранение имущества. Однако безопасность людей, находящихся в здании, сооружении или вблизи от него, будет зависеть от технического состояния объекта, исправности его сетей инженерно-технического обеспечения, уровня износа технологического оборудования, находящегося в здании и сооружении. Поэтому мы предлагаем следующее определение понятия «безопасность». Безопасность - свойство соответствия объекта условию, при котором не возникает угрозы полного или частичного разрушения данного объекта.

Современное понятие безопасности основано на представлении, что безопасность здания или сооружения обеспечивается дискретно. На этапах проектирования, строительства и эксплуатации сформулированы требования к безопасности при выполнении определенных видов работ (например, в процессе возведения - для инженерного оборудования, газоснабжения, водоснабжения, канализации, электроснабжения и т.д.). В итоге безопасность этапа формируется как суммарный показатель при выполнении отдельных видов работ. Подразумевается, что обеспечив безопасность отдельно на этапах проектирования, строительства и эксплуатации мы обеспечим безопасность объекта в целом. Таким образом, обеспечение безопасности здания или сооружения разбивается на определенные ведомственные понятия и требования, а контроль безопасности является узконаправленным.

Износ объекта на этапе эксплуатации изменятся в зависимости от продолжительности эксплуатации (рис. 1).

Износ 100 %

t

Рис. 1. Зависимость износа объекта от продолжительности его эксплуатации: 1 - зона технического обслуживания; 2 - зона технической эксплуатации; 3 - зона предельного состояния

В зонах технического обслуживания и технической эксплуатации здание или сооружение находится в работоспособном состоянии, следовательно, отвечает требованиям безопасности. В зоне предельного

состояния износ здания или сооружения становится критическим, и если не проводить текущих и капитальных ремонтов, то объект может перейти в аварийное состояние. Предельное состояние наступает внезапно и постепенно. Внезапное изменение состояния здания или сооружения, как правило, является непредсказуемым, так как его невозможно предвидеть по результатам наблюдения за эксплуатационными параметрами. Наблюдение за изменением основных параметров здания или сооружения в процессе эксплуатации позволяет контролировать постепенное изменение состояния объекта. Таким образом, на этапе эксплуатации безопасность здания или сооружения неуклонно снижается.

Расширив наши рассуждения, можно сделать вывод, что на разных этапах жизненного цикла здания или сооружения от этапа проектирования до этапа утилизации его безопасность будет различной. Следовательно, можно ввести понятие «уровень безопасности». В конкретный период жизненного цикла здание или сооружение будет соответствовать определенному уровню безопасности. А если есть различные уровни безопасности, то безопасностью можно управлять.

После ввода здания или сооружения в эксплуатацию (рис. 2) со временем уровень его безопасности снижается в соответствии с зависимостью

б, = т

где Б,- - текущий уровень безопасности объекта; / -время эксплуатации объекта.

2

Ш^3 \

Рис. 2. Изменение уровня безопасности объекта от продолжительности его эксплуатации: Бо(т) - минимальный технический уровень безопасности; Бдоп - допустимый уровень безопасной эксплуатации. 1 - зона безопасной эксплуатации; 2 - зона разрешенной эксплуатации; 3 - зона аварийной эксплуатации

Если не проводить мероприятия по повышению или поддержанию на определенном уровне безопасности, то со временем объект перейдет в аварийное состояние.

Уровень безопасности зависит от значительного количества внутренних факторов и внешних событий. Их можно сгруппировать в критерии безопасности. На рис. 3 представлена зависимость изменения уровня безопасности объекта от критериев безопасности для конкретного времени эксплуатации объекта. Из диаграммы видно, что уровень безопасности объекта

t

Б,- по критерию i находится ниже минимального технического уровня Бо(т). Следовательно, несмотря на то, что уровень безопасности объекта по всем критериям, кроме критерия ,, находится выше минимального технического уровня безопасности Бо(т), по критерию , объект переходит в зону аварийной эксплуатации (рис. 2, зона 3).

Б

задан

Bi

невоспламеняющиеся, восстановить системы вентиляции и пожаротушения, но не выполнив замену физически изношенной системы электро-снабжения объекта пожара не избежать.

Следовательно, уровень безопасности объекта определяется не теми работами, которые выполнены для его повышения, а теми работами, которые в настоящее время не сделаны. Обеспечить безопасность здания или сооружения можно только тогда, когда будут выполнены работы, увеличивающие уровень безопасности всех критериев, находящиеся ниже минимального технического уровня безопасности Бо(т) (рис. 3, пунктирная линия для критерия ,).

На сегодяшний день, по нашему мнению актуальной является разработка системы обеспечения адекватного отображения уровня безопасности того или иного объекта, и как следствие, разработка подходов по управлению уровнем безопасности.

¡я s а

н я а И

(N =Я Я а

н я а И

m =я я а

н я а И

=я я а

н я а И

=я я а

н я а И

с =я я а

н я а И

Критерий безопасности

Рис. 3. Зависимость уровня безопасности объекта от критериев безопасности: Б,- - текущий уровень безопасности объекта; Бзадан(т) - заданный проектировщиком уровень безопасности объекта

Из вышеизложенного следует, что уровень безопасности объекта определяется не как суммарный показатель и не как средневзвешенная величина. Уровень безопасности здания или сооружения, с нашей точки зрения, должен соответствать самому низкому уровню безопасности Б, из всех критериев безопасности. Можно спроектировать и выполнить монтаж самой современной системы пожарной безопасности, заменить отделочные материалы на

Литература

1. Ожегов С.И. Словарь русского языка: Ок. 57000 слов / под ред. докт. филол. наук, проф. Н.Ю. Шведовой. 15-е изд., стереотип. М.: Рус. яз., 1984. 816 с.

2. Ожегов С.И., Шведова Н.Ю. Толковый словарь русского языка: 80000 слов и фразеологических оборотов / Российская АН.; Российский фонд культуры. 3-е изд., стереотип. М.: АЗЪ, 1996. 928 с.

3. Безопасность и качество в строительстве / В.И. Теличен-ко, М.Ю. Слесарев, В.Н. Свиридов, В.Ф. Стойков, И.Н. Нагорняк: учебное пособие. М.: Изд-во АСВ, 2002. 336с.

4. Федеральный закон от 27 декабря 2002 года № 184-ФЗ. О техническом регулировании.

5. Большая энциклопедия: В 62 томах. Т.5. М.: ТЕРРА, 2006. 592 с.

Поступила в редакцию 18 февраля 2010 г.

Пимшии Юрий Иванович - д-р техн. наук, профессор, зав. кафедрой «Прикладная геодезия», Ростовский государственный строительный университет. Тел. 8-(8632) 27-73-95. E-mail: geodez@aaanet.ru

Заяров Юрий Владимирович - канд. техн. наук, доцент, зав. кафедрой «Технология сварочных и строительных процессов», Волгодонский институт (филиал) Южно-Российского государственного технического университета (Новочеркасского политехнического института). Тел. 8-(86392)-2-50-19. E-mail: tsisp@mail.ru

Pimshin Yuri Ivanovich - Doctor of Technical Sciences, professor, head of department «Engineering Geodesy», Rostov State Building University. Ph. 8-(8632) 27-73-95. E-mail: geodez@aaanet.ru

Zayarov Yuri Vladimirovich - Candidate of Technical Sciences, assistant professor, department «Technology of Welding and Engineering Processes», Volgodonsk Institute (branch) of South-Russian State Technical University (Novocherkassk Polytechnic Institute). Ph. 8-(86392)-2-50-19. E-mail: tsisp@mail.ru