CC BY
13
де: Со - ваpтiсть одного м2 плошд об'екта, яка знищена пожежею, фн/м2; Su -площа пожежi, м2; Сп - ваpтiсть однieï хвилини pоботи одного пожежнофяту-вального ввдшення у пpоцесi лiквiдацiï пожежi, фн/хв; тз п - тpивалiсть зайня-тосп пожежно-pятyвального пiдpоздiлy для лiквiдацiï пожеж^ хв; N, - загальна кшькють вiддiлень, що бpали участь у ткввдацц пожежi.
Для визначення плошд пожежi Su скоpистyeмося залежнiстю з ypаxyван-ням, що тpивалiсть вшьного pозвиткy пожежi тв.г > 10 хв
Sn = [25 + (r„,-lO)2\Xfa, (3)
де тв.г - тpивалiсть вiльного pозвиткy пожеж^ хв;
Тв.г Тв.в + Тсп + То.о + Тз.с + Тзб + Тсл + Троз; (4)
де: тв.в - час з моменту виникнення до виявлення пожежi, хв; тсп - час з моменту виявлення пожежi до сповщення пpо не!' в пожежно-pятyвальний пiдpоздiл, хв; тоо - час на отpимання та опpацюваиия сповщення ^о пожежу, хв; (тоо = 1 хв [10]); тзс - час на залучення сил та засобiв гаpнiзонy для гасiния пожеж^ хв; (тзс = 3 хв зпдно наказу МВС Укpаïни №325 ввд 01.07. 1993); тзб - час збиpания осо-бового складу, хв; (тзб = 1 хв [10]); тсл - час слщування на пожежу, хв;
60Lk„.
*сл =—— > (5)
-сл
де: L - вщстань вiд пожежно-pятyвальноï частини до об'екта, на якому виникла пожежа, км; kH - коефщент, який вpаxовye непpямолiнiйнiсть вyличноï меpежi (у мiстобyдiвельнiй пpактицi його максимальне значення пpиймають kH = 1,4); Vсл - сеpедия швидкiсть pyxy пожежних автомобш1в, км/год (у денний час -сл = 32 км/год; вночi - до 60 км/год [11]); троз - час опеpативного pозгоpтания, хв; (троз = 7 хв [12]); Vu - швидккть pозповсюджения полум'я пожежi в пpимiшенi, м/хв; f - коефщкнт, який вpаxовye викоpистания пpотипожежниx пеpегоpодок (за вiдсyтностi пpотипожежниx пеpегоpодок f = 1; за наявностi пpотипожежниx пеpегоpодок f = 1,8); а - кутовий коефщкнт, який вpаxовye фоpмy пожежi: Rpy-гова 360 ° а = 3,14 pад; кутова 180 ° а = 1,57 pад; кутова 90 ° а = 0,785 pад.
Для визначення тpивалостi зайиятостi пожежно-pятyвального пiдpоздiлy для лiквiдацiï пожежi скоpистyeмося залежнiстю
Тз.п То.о+Тз.с+Тзб+Тсл+Троз+Тлок+Тг+Тлiк, (б)
де: то о, тз.с, тзб, тсл, троз - складов^ якi pозглянyто за залежнктю (4); тлок - час ло-калiзацiï пожежi, хв; тг - час гасшня пожежi, хв; тлirr = 0,25(тлок + тг) - час на за-тнчення лiквiдацiï пожежi (остаточне гасiния), хв.
Дpyгою складовою залежностi (1) е витpати на пpотипожежний захист Во, якi залежать вiд кiлькостi та ваpтостi засобiв на пpотипожежний захист, що впливають на значення пожежного pmmy для об'екта. Значення Во можна виз-начити за залежнктю
Bo = ^£ CiNi j Kk,, (7)
де: Ci - ваpтiсть i-го засобу пpотипожежного захисту, гpн; N, - загальна кшь-кiсть i-го засобу пpотипожежного захисту, шт.; Kki - коефiцieнт, який вpаxовye
292 Збiрник HayKoBo-техшчних праць
n
каштальш витрати на монтаж 3aco6iB протипожежного захисту; п - загальна кiлькiсть засобiв протипожежного захисту.
На значения критерда Зо за залежнiстю (1) найбшьше впливають такi чинники: тв.в, тсп, тсл i наявнiсть у цеху протипожежних перегородок. Наприклад, тривалiсть з моменту виникнення до виявлення пожежi без використання систе-ми пожежно!' сигналiзацií в кращому випадку становить 6-9 хв [5]. У р^ використання системи пожежно!' сигн^зацц тривалiсть з моменту виникнення до виявлення пожежi дорiвнюe часу спрацювання системи з урахуванням ii шер-цiйностi, а саме 0,25 хв, тобто тривалкть виявлення пожежi зменшуеться у 36 разiв. Аналогiчно можна також зауважити, що за вщсутносп пожежного поста з приймально-контрольним пристроем сповiщения про пожежу в пожежно-рятувальний пiдроздiл миттево передати неможливо. Крш того, наявнiсть в цеху протипожежних перегородок або завк (екрашв) значно зменшуе швидккть розповсюдження пожежi.
На значення критерда Во за залежнiстю (1) найбшьше впливають витрати, якi пов'язаш з додатковим придбанням засобiв протипожежного захисту.
Виходячи з наведених положень для цех1в деревообробних пiдприемств основною системою протипожежного захисту е системи пожежно!' сигналiзацií [13]. Системи пожежно!' сигналiзацií призначеш для раннього виявлення поже-жi та подавання сигналу тривоги для вживання необхiдних заходш для еваку-ювання людей, виклику пожежно-рятувальних пiдроздiлiв, запуску протидим-них систем, здiйснения управлiния протипожежними завками, вiдключення або блокування (розблокування) шших iиженерних систем та устатковань у разi сигналу "пожежа" тощо. Для управлшня системами протипожежного захисту потрiбно передбачати примiщення пожежного поста, яке розмщуеться безпосе-редньо в цеху. У примщенш пожежного поста влаштовують приймально-кон-трольний пристрiй пожежно' сигналiзацií, який слугуе для прийому сигналiв про пожежу вiд пожежних сповщувачш, iндикацií мкця виникнення пожежi, що охороняеться i з якого прийнято сигнал, а також для передачi сигналу тривоги в шдроздши Державно1 служби з надзвичайних ситуацш.
Система протипожежного захисту цехiв деревообробних шдприемств повинна бути повнiстю укомплектована i у своему складi мати: 1) приймально-контрольний пристрiй пожежно1 сигналiзацií; 2) комбiнованi пожежнi сповщу-вачi; 3) звуковi пожежнi оповiщувачi; 4) систему протидимного захисту (систему димо- та тепловидалення з мехашзмом вiдкриття); 5) щiльнi вертикальш за-вiси з негорючих матерiалiв, якi опускаються з перекриття на шдлогу, але не нижче шж 2,5 м вiд пiдлоги, утворюючи шд перекриттям резервуари диму; 6) евакуювальш дверi з системою 1х автоматичного вiдкриття.
З урахуванням наведеного складу системи протипожежного захисту та рекомендацш [14] розробимо математичну модель пожежного ризику ео об'екта
eo = епРлеп.к.пеп.сеп.оепзес.зее.д( — Pe) £ [ео] , (8)
де: еп - ризик виникнення пожежi в примщенш цеху (розраховують на пiдставi статистичних даних для розглядуваного примщення цеху; за вiдсутностi ста-тистичних даних допускаеться приймати гп = 4-10"2 [15]); Рл - iмовiрнiсть при-сутностi людей у примщенш
Р=й; (9) де: тл - час присутностi людей у цеху, год (здебшьшого на деревообробних об'ектах роботу виконують у дв змiни, тобто тл = 16 год); епхм - ризик вiдмови приймально-контрольного пристрою пожежно! сигналiзацií; епс - ризик вiдмови пожежного сповiщувача; епо - ризик вiдмови звукового пожежного сповщува-ча; епз - ризик вiдмови системи протидимного захисту; есз - ризик вiдмови сис-теми завiси; еед - ризик вщмови евакуювальних дверей зi системою íx автоматичного вiдкриття; Ре - iмовiрнiсть евакуювання iз примщення цеху у разi ви-никнення пожежi
Pe = 1 -(1 -Pe„)(1 -Реп) ; (10)
де: Реп - iмовiрнiсть евакуацп людей, як перебувають у примiщенi цеху, по евакуащйних шляхах пiд час реалiзацií сценарiю пожежi; Ре.а - iмовiрнiсть ева-куацй' людей через аваршш виходи або за допомогою шших засобш порятунку (у разi ввдсутносп даних Ре.а допускаеться приймати 0,03 за наявносп ава-рiйниx виxодiв або засобш порятунку та 0,001 - за 'х вiдсутностi).
Iмовiрнiсть евакуацп людей Реп по евакуащйних шляхах у зош виник-нення пожежi визначають за залежнiстю
Ре.п = (11)
tn.e
де: тк - критичний час пожежi, хв; (критичний час пожежi визначають з ураху-ванням небезпечних факторш пожеж^ але, як показують результати аналiзу даних статистики пожеж у цехах деревообробних шдприемств, його значения змь нюеться в межах 5-10 хв); те - час евакуацп, хв; тпе - час вщ початку пожежi до початку евакуацп, хв (за наявносп в примщенш цеху системи сповiщения про пожежу тпе = 1.. .2 хв для поверху пожежi та тпе = 6 хв для вищих поверхш [5]); [ео] - допустиме нормативне значення пожежного ризику для об'екта.
П1д час визначення iмовiрностi евакуацп людей Реп по евакуацiйниx шляхах у зош виникнення пожежi за залежнктю (11) потрiбно враховувати таю положення [5]:
1) у pa3i, коли те < 0,8тк < те + тпе, то Реп визначають за залежнiстю (11);
2) у pa3i, коли те + тпе < 0,8тк, то Реп = 0,999;
3) у pa3i, коли те > 0,8-тк, то Реп = 0.
Час евакуацп те визначають за залежнктю
te = —, (12)
keVe.d
де le - шлях евакуацп, м; le = kK^JLlp + Бпр ; (13)
де: ккр = 1,4 - коефщкнт, який враховуе кривизну шляху евакуацп в зош виникнення пожежц L„p - довжина проходу цеху в зош виникнення пожеж^ м; Впр -ширина проходу, м; Ve.d - дiйсна середня швидккть евакуацп, м/хв;
Ve = 49,5 - 9,27ln[- lg(0,1 + 1,284k«)], (14)
де: кем - коефщент, який враховуе емоцшний стан людей, що евакуюються; значения цього коефщента становить кем = 0-0,7 (за ввдсутносп емоцiйного стану кем = 0) [16]; кв - кiлькiсть евакуацiйних виходiв.
Розглянемо значення складових математично1 моделi пожежного ризику (8), яш ще не визначали. Для цього скористуемося основними положеннями те-орií надшносп пiд час визначення iмовiрностi безвiдмовноí роботи К (т) вiдпо-вщного елемента системи протипожежного захисту або iмовiрностi його вiдмо-ви ^(т). Ризик вiдмови приймально-контрольного пристрою пожежно!' сигналь зацií еп к п. Виходячи з основних положень теорií надiйностi iмовiрнiсть вiдмови електронно!' апаратури пiдпорядковуеться експоненщальному закону розподшу з густиною розподалу / (г) = 1ехр(-1г) [17]. У цьому разi отримуемо
г
£пк.п = 11пк.гР—гЛг = 1 - е-г = 1 - ехр(-1ик.иг), (15)
о
де: т - час роботи приймально-контрольного пристрою пожежно! сигналiзацií з початку експлуатацп, год; 1пжл - iнтенсивнiсть його вiдмов, год-1;
1пк.п=—; (16)
Т В
де: ТВ - час напрадювання приймально-контрольного пристрою на вiдмову (згiдно iз ДСТУ БК 54-2:2003 час безперервно1 роботи до вiдмови становить 10 ротв), год, тобто:
ТВ = 10 • 365 • 24 = 87600 год; 1„хп = 1,14 10-5 год-1. (17)
Ризик вiдмови пожежного сповiщувача е„.с. Згiдно iз ДСТУ БК 545:2003 час ТВ напрадювання сповiщувача на вщмову (час безперервно1 роботи) дорiвнюе 10 рокам. Тодi iнтенсивнiсть вщмови сповiщувача буде доршнювати
1.с = 1,14 10-5 год-1. (18)
У цьому випадку ризик вiдмови пожежного сповщувача буде таким:
8Пе = 1 - ехр(-1.гг), (19)
де т - сумарний час очшування пожежного сповщувача до початку подачi сигналу про пожежу, год.
Водночас значення цього ризику потрiбно уточнити введенням поправочного коефщента дпс, який залежить вiд встановлення в цеху потрiбноí юль-костi пожежних сповiщувачiв зпдно iз рекомендац1ями [13]. У шдсумку отри-маемо:
£пе = [1 - ехр(-Л„г)]^11с; (20)
8пс = ^, (21)
де: Ыпс - потрiбна кiлькiсть пожежних сповщувачш для примiщення цеху, шт.; Nс.д - дiйсна кiлькiсть пожежних сповiщувачiв у цеху, шт.
Своею чергою, потрiбну кiлькiсть пожежних сповiщувачiв для примь щення цеху можна визначити з урахуванням рекомецдацш [13]
4. Iнформацiйнi технологи галузi 295
Л „с = гоит1
^ЦВЦ
(22)
^пс
де: гоип![*] - функщя, яка заокруглюе отриманий результат до бшьшого цшого числа; Ьц - довжина внутршнього об'ему примiщення цеху, м; Вц - ширина внутрiшнього об'ему примщення цеху, м; еп.с - площа, яку контролюе один сповщувач, м2 (згiдно и ДБН В.2.5-56:2014 п. 7.2.11 еп.с = 49 м2).
Ризик вiдмови звукового пожежного сповiщувача епо. Згiдно iз ДСТУ ЕЛ 54-3:2003 п. 4.4 час ТВ напрацювання сповiщувача на вiдмову (час безперервно!' роботи) доршнюе 100 год. Тодi iнтенсивнiсть вiдмови сповщувача буде дорiв-нювати
1по = — = — = 10-2 год-1. (23)
ТВ 100
У цьому випадку ризик вiдмови звукового пожежного сповiщувача виз-начаемо з урахуванням наявносп в цеху потрiбноí i дшсно!' кiлькостi пожежних сповiщувачiв та з урахуванням коефщкнта 8по:
£„.о = [1 - ехр(-1п.оТ)]^Но; (24)
¿П.о = , (25)
де: т - сумарний час роботи сповщувача з початку експлуатацц, год; Л„.о - пот-рiбна кiлькiсть пожежних сповiщувачiв для примщення цеху, шт.; Л„.о.д -дшсна кiлькiсть пожежних сповiщувачiв у цеху, шт.
Значення Л„.о можна визначити з урахуванням рекомендацiй ДСТУ ЕЛ 54-3:2003 п. 4.6.2, де зазначено, що площа, яку обслуговуе один сповiщувач £„.„ = 72 м2. Тод
Лпо = гоип1
^цВц
е
п.о
(26)
Ризик вiдмови системи протидимного захисту епз. Iмовiрнiсть вщмови системи протидимного захисту пiдпорядковуеться нормальному закону розпо-дшу з густиною розподшу [17]
1 (т-т,)2
/(т) = е 2ег , (27)
Бг/тР
де: - середне квадратичне вiдхилення напрацювання т; тт - математичне спо-дшання напрацювання т.
З урахуванням кнуючих даних за часом напрацювання протипожежних засобiв до вiдмови приймаемо для системи протидимного захисту ТВ = 100 год. Виходячи з цього значення, середне квадратичного ввдхилення буде = 16,7 год, а математичне сподшання - тт = 50 год.
У цьому випадку ризик вщмови протидимного пристрою визначаемо з урахуванням наявносп в цеху потрiбноí i дiйсноí кiлькостi протидимних прис-тро!'в та з урахуванням коефщкнта дпз. Тодi значення ризику можна виразити через функцда Лапласа
гпз =[0,5 + Ф{п)]дпз, (28)
де: Ф(и) - функцк Лапласа, яка е непарною; Ф(-и) = -Ф(и); и - квантиль нормального розподшу:
и=г; (29)
¿т
АТ
(30)
N.
,= гоипй
^цВц
(31)
де: - потрiбна кiлькiсть протидимних пристроíв для примщення цеху, шт.; Nn.з.д - дiйсна кiлькiсть протидимних пристрош у цеху, шт. ¿п.з - площа цеху, яка обслуговуеться одним димоприймальним пристроем (згiдно iз ДБН В.2.5-56:2014 п. 10.4.2 Бпз = 900 м2).
Для визначення функдií Лапласа потрiбно спочатку визначити квантиль нормального розподшу за залежнктю (29) для вiдповiдного часу т, а потш з ви-користанням довiдниковоí лiтератури, в якш розмiщенi таблидi функдií Лапласа, вибрати значення Ф(и).
Ризик вiдмови системи завiси есз. Враховуючи, що щiльнi вертикальнi завiси з негорючих матерiалiв, якi опускаються з перекриття на шдлогу, ввдно-сять до мехашчних пристро!в, то iмовiрнiсть 1х вiдмови тдпорядковуеться нормальному закону розподшу. В цьому випадку ризик вщмови системи завiс виз-начаемо з урахуванням наявностi в цеху потрiбноí i дiйсноí íх кшькосп та з ура-хуванням коефщкнта ёсз. Значення ризику визначаемо через функщю Лапласа
£с.з =[0,5 +Ф(и)]&з . (32)
Значення квантиля нормального розподшу и визначаемо за залежнктю (29) при Бт = 16,7 год i тт = 50 год. Значення коефiдiента 8СЯ визначаемо за за-лежностями:
й,=^; (33)
N0.3.6
Nс, = гоипй
(34)
де: - потрiбна кiлькiсть систем завк для примiщення цеху, шт.; -дiйсна кiлькiсть систем завк у цеху, шт. - площа цеху, яка обслуговуеться одшею системою завк (зпдно iз ДБН В.2.5-56:2014 п. 10.4.3 ¿сз = 1600 м2).
Ризик вiдмови евакуювальних дверей iз системою !х автоматичного ввд-криття еед. Головною системою евакуювальних дверей е пристрш для автоматичного !х вщкривання, який спрацьовуе вiд сигналу системи пожежних сповь щувачiв. Згiдно iз паспортом на цей пристрiй, гарантшний термiн безвiдмовноí роботи становить один рш, тобто ТВ = 8760 год = 525600 хв. Тодi = 1,9-10" 6 хв-1, що дае змогу визначити значення ризику
еед = 1 - ехр(-1,.дт). (35)
У процес аудиту об'екта зi забезпечення його протипожежними засоба-ми потрiбно використовувати математичну модель пожежного ризику (8). У ра-зi вiдсутностi будь-якого компонента системи, який потрiбно враховувати за-лежно (8), потрiбно замкть цiеí складово!' пiдставити цифру 1.
Якщо у процесi визначення пожежного ризику для об'екта за залежшстю (8) буде встановлено, що отриманий результат не задовольняе допустиме зна-чення пожежного ризику, то в цьому випадку потрiбно виконати насамперед аналiз усiх розрахованих коефщкипв ¿¡. На пiдставi результатiв аналiзу цих ко-ефiцiентiв потрiбно розробити заходи на доукомплектування об'екта протипожежними засобами з метою наближення значень коефщкштв до одиницi, керу-ючись при цьому прийнятим критеркм (1) для мiнiмiзацií збиткiв у разi виник-нення пожежi. При цьому потрiбно доукомплектовувати такими компонентами, ят забезпечували б мiнiмум витрат за залежнiстю (7).
Крш цього, у разi вичерпання термiну експлуатацп елементiв системи значення кожного ввдповщного ризику буде наближатися до (0,632), що не дасть змоги забезпечити допустиме значення пожежного ризику. Тому шд час розроблення заходш на доукомплектування об'екта протипожежними засобами потрiбно також враховувати замшу елеменлв, термш використання яких закiн-чуеться.
Для пояснення викладеного матерiалу розглянемо приклад.
Приклад. У деревообробному цеху Ьц = 144 м, Вц = 72 м, Нц = 6 м (до ферм) ви-никла кутова 90 ° пожежа. Цех працюе в двi змши. Кiлькiсть пращвниюв в одну змшу 220 оиб. У цеху встановлено протипожежнi перегородки (^ = 1,8), але вщсутш: 1) приймально-контрольний пристрой пожежно! сигашшацп; 2) пожежнi сповiщувачi; 3) система протидимного захисту; 4) щiльнi вертикальш завiси з негорючих матерiалiв. У примщеш цеху встановлено 10 звукових пожежних сповiщувачiв i 4 евакуювальних дверей без системи !х автоматичного вщкриття. Час з моменту виникнення до виявлен-ня пожежi = 4 хв; час з моменту виявлення пожежi до сповщення про не! у пожеж-но-рятувальний пiдроздiл гсп = 3 хв; вщстань вiд пожежно-рятувально! частини до об'екта Ь = 1,8 км; ¥сл = 32 км/год; Уп = 1,3 м/хв; емоцшний стан людей вщсутнш кем = 0; критичний час пожежi пiсля !! виявлення тк = 10 хв; час вщ виявлення пожежi до початку евакуаци тп.е = 6 хв; Со = 2500 грн/м2; Сп = 67 грн/хв. Для лжвщаци пожежi прибу-ло 2 пожежш автоцистерни i вiдповiдно 2 вщдшення (Лв = 2).
Розв'язок
1. Визначаемо тривалiсть вшьного розвитку пожежi за залежнiстю (4)
60 18 14
твг = 4 + 3 + 1 + 3 + 1 + 60 1,8 + 7 = 23,7 хв.
' 32
2. Визначаемо площу пожежi за залежшстю (3)
1 32
= [25 + (23,7 -10)2 ] у—^ 0,785 = 87,2 м2.
3. Визначаемо тривалкть локалiзацii', гасiння i лiквiдацii' пожежi [17]
2
с =
^ лок —
2 УПТ-10)А - к2
а =
1 3
^—(23,7-10)5 - 52 1,8
0,785 = 58 м2
де к = 5 м - глибина подачi вогнегасно1 речовини в осередок пожежi для ручних стволш.
т 6,39£01У ^ 6,39 - 86,40,893 , 43 6
Тлок = —-—р КК =— —1,01 1,08 = 43,6 хв,
2NA + N¡¡ 2 - 2 + 2
де: МА = 2 - кшьккть стволш А на локагоацда i гасiння; N5 = 2 - кiлькiсть стволiв В на локалiзадiю i гасшня (ще 2 стволи В на захист); К = 1,62 - 3,041Г = 1,62 - 3,04-0,2 = 1,01 - коефщент, який враховуе штенсившсть подання 1Ц (л/м2 с) в осередок пожежi вогнегасноí речовини; К = 1,4983 - 0,0262й = 1,4983 - 0,0262-16 = 1,08 - коефщкнт, який враховуе вплив дiаметра насадки й (мм) ствола.
тг =тлок( —-11 = 43,61 872-11 = 22 хв; тМк = 0,25(43,6 + 22) = 16,4 хв.
V$лок ) V 58 )
4. Визначаемо тривалiсть зайнятостi пожежно-рятувального шдроздшу для лшшдаци пожежi за залежшстю (6)
60 18 14
тзп = 1 + 3 + 1 + 60 1,8 + 7 + 43,6 + 22 + 16,4 = 98,7 хв. . 32
5. Визначаемо прямi збитки вщ пожежi за залежшстю (2)
Зо = С^п + С„тзлМв = 2500 - 87,2 + 67 - 98,7 - 2 = 231225,8 грн.
6. Визначаемо витрати на наявш в цеху протипожежш засоби за (7)
Во = ^ £ СМ j КШ = СМКк1 = 100 -10 -1,1 = 1100 грн,
де: С1 = 100 грн - варткть одного звукового пожежного сповщувача "Сирена" [19]; М = 10 - загальна кшьккть звукових пожежних сповiщувачiв, якi встанов-лено в цеху; Кк1 = 1,1 - коефщкнт, який враховуе каттальш витрати на монтаж пожежних сповiщувачiв.
7. Визначаемо суму прямих збитыв вiд пожежi та витрат на iснуючi в цеху протипожежш засоби за залежшстю (1)
231225,8 + 1100 = 232325,8 грн.
8. Ризик виникнення пожежi в примщенш цеху еп = 4-10-2.
9. Визначаемо iмовiрнiсть присутност людей в примiщеннi Рл = 16 = 0,67.
10. Визначаемо значення ризик1в протипожежних засобiв, яы розмiщенi в цеху:
144-72 144
Мпо =—7^ = 144; 4.о = — »15; еп .о = [1 - ехр(-10-2 - 6)]15 = 0,87,
де т = 6 год.
11. Визначаемо iмовiрнiсть евакуацп
V = 49,5 - 9,271п[- ^(0,1 +1,284 - 0)] = 49,5 м/хв.
Евакуювання виконують через двое дверей, якi знаходяться у другiй по-ловинi цеху
1е = к**!Ь1Р + В2 = 1,^722 + 42 = 101 м; те = 101 = 1,02 хв,
2- 49,5
де Ьпр = 72 м; Впр = 4 м - ширина центрального про1зду цеху;
те + тп.е = 1,02 + 6 = 7,02 хв < 0,8тк = 0,8-10 = 8 хв ^ то Реп = 0,999. Тодi Ре = 1 -(1 - 0,999)(1 - 0,03) = 0,999.
12. Визначаемо значення пожежного ризику
8а = 0,04 • 0,67 11 • 0,87 1 1 1(1 - 0,999) = 2,3 10-5.
Отримане значения пожежного ризику вiдповiдае середньому допустимому, що е недопустимим для цех1в деревообробних пiдприемств. Тому для зменшення його значення до незначного допустимого потрiбно впровадити протипожежнi заходи: 1) встановити в цеху приймально-контрольний пристрш пожежно1 сигналiзацií "Svarog-101" вартктю 2780 грн; 2) комбiнованi пожежш сповiщувачi типу СПД-3.5 вартiстю 52,49 грн; [20] 3) систему автоматичного ввдкриття дверей вартктю 3000 грн за комплект [21] для 4 евакуювальних дверей 3000-4 = 12000 грн.
Шд час виконання наведених заходiв у процесi виникнення пожежi ви-никнуть такi змши:
1. Зменшиться тривалiсть в1льного розвитку пожежi вiд 23,7 хв до 18,7 хв за рахунок зменшення на 3 хв часу на виявлення пожежi i на 2 хв на сповь щення про пожежу. Тодi твг = 18,7 хв.
2. Вщповщно, зменшуеться площа пожежi i площа локалiзацil:
1 32
Бп = [25 + (18,7 -10)2 ]2 0,785 =41,2 м2; Бж
1 3
2—(18,7-10)5 - 52 1,8
0,785 = 29,7 м2.
3. Визначаемо тривалкть локалiзацil, гасiння i л^вдацн пожежi
6 39 • 29 70,893 (41 2 ^
тлок = ----1,01 1,08 = 24 хв; тг = 241 —-1 I = 9,3 хв;
2 • 2 + 2 ^ 29,7 )
тлк = 0,25(24 + 9,3) = 8,3 хв.
4. Визначаемо тривалкть зайнятост пожежно-рятувального шдроздту для лшв1даци пожежi за залежнiстю
60 18 14
тзп = 1 + 3 + 1 + 60 1,8 + 7 + 24 + 9,3 + 8,3 = 58,3 хв. 32
5. Визначаемо прямi збитки вщ пожежi
Зо = СаБп + С„тзмме = 2500 • 41,2 + 67 • 58,3 • 2 = 110812,2 грн.
6. Визначаемо витрати на iснуючi в цеху та придбаш протипожежш засоби: М2 = 1 - приймально-контрольний пристрш пожежноК сигналiзацii'; пожеж-
144•72
нi сповщувач^ N3 = МПС = ——— = 212; N = 4 комплекти систем автоматичного вщкриття дверей. Тодi
Ва = ^ ^С^г j Кы = (100 • 10 + 2780 • 1 + 52,49 • 212 + 3000 • 4)1,1 = 29598,67 грн.
7. Визначаемо суму прямих збитыв вщ пожежi та витрат на протипожежш засоби за залежшстю (1)
110812,2 + 29598,67 = 140350,87 грн.
8. Ризик вщмови приймально-контрольного пристрою пожежно'! сигналiзацii'
£„кп = 1 - ехр(-1„,йт) = 1 - ехр(-1,14 ■ 10-5 ■ 720) = 0,0082. де т = 720 год - тривалктъ роботи пристрою впродовж 30 дшв.
9. Ризик вщмови пожежного сповiщувача
елс = [1 -exp(-1.tr)]dHC = [l -exp(-l,l4 ■ 10-5 ■ 720)]l = 0,0082. 10. Ризик вщмови евакуювалъних дверей
еед = 1 - ехр(-4.аг) = 1 - ехр(-1,9 ■ 10-6 ■ 60,3) = 0,0001,
де = 1,9-10-6 хв-1; т = тв.г + тлок + тг +тлк = 18,7 + 24 + 9,3 + 8,3 = 60,3 хв.
Yci iншi значения ризикш залишаються без змш. На n№TaBi отриманих значенъ визиачаемо пожежиий ризик для деревообробиого цеху
8а = 0,04 ■ 0,67 ■ 0,0082 ■ 0,0082 ■ 0,87 ■ 1 ■ 1 ■ 0,0001(1 - 0,999) = 1,55 ■ 10-13 < [ea] = 10-6.
Таким чином, впровадження в цеху тшъки запланованих тръох протипо-жежиих зaходiв дае змогу зменшити значення пожежного ризику до значення, яке менше допустимого, а також значно зменшити значення критерда, тобто прямих збиткiв вiд пожежi та витрат на протипожежнi засоби ввд 232325,8 грн до 140350,87 грн. Такий шдхвд до визначення потрiбноí кiлъкостi протипожеж-них зaсобiв у примiщеннях цехiв деревообробних шдприемств з використанням математично1 моделi пожежного ризику е обфунтованим i пропонуемо для впровадження в деревообробну галузь промисловостi. Висновки:
1. Розроблено методологш для визначення потрiбноl ылькост протипожеж-них засобiв у примщеннях цехiв деревообробних пiдприeмств з використанням математично'! моделi пожежного ризику.
2. Для оптимЬацй' вибору потрiбноl кiлькостi протипожежних засобiв у примщеннях ^xiB розроблено критерiй, який складаеться з прямих збитк1в вщ пожежi i витрат пожежно-рятувальних шдроздшв на лiквiдацiю пожежi, а також витрат на протипожежний захист. Отримання оптимального вибору протипожежних засобiв i забезпечення допустимого значення пожежного ризику можливо внаслiдок мiнiмiзацii' цього критерш.
3. На величину пожежного ризику об'екта насамперед впливають впровадження приймально-контрольного пристрою пожежно! сигналiзацii', по-жежних сповiщувачiв та засобiв для усшшно! евакуацн людей з осередку виникнення пожежi.
4. Розроблена методолопя потребуе подальшого удосконалення з метою 'li впровадження i використання на основi iнформацiйних технологiй, що дасть змогу в оперативному режимi вживати вих потрiбних заходiв для забезпечення протипожежно'! безпеки у процес аудиту об'екта.
Лiтература
1. Бегун В.В. Безпека життeдiяльностi / В.В. Бегун, 1.М. Науменко. - К. : Вид-во "Либiдь", 2004. - 328 с.
2. Моделирование пожаров и взрывов / под общ. ред. Н.Н. Брушлинского и А.Я. Корольченко. - М. : Изд-во "Пожнаука", 2000. - 482 с.
3. Брушлинский Н.Н. Моделирование оперативной деятельности пожарной службы1 / Н.Н. Брушлинский. - М. : Изд-во "Стройиздат", 1981. - 96 с.
УДК 614.843(075.32) Докторант О.М. Коваль, канд. техн. наук -
НУ цивильного захисту Украти; проф. ЕМ. Гулгда, д-р техн. наук -
Льв1вський ДУ безпеки життедшльноот
МАТЕМАТИЧНА МОДЕЛЬ ВИЗНАЧЕННЯ ПОТР1БНО1 К1ЛЬКОСТ1 ПРОТИПОЖЕЖНИХ ЗАСОБ1В У ПРИМ1ЩЕННЯХ ДЕРЕВООБРОБНИХ ЦЕХ1В
Розроблено математичну модель i методологию для визначення пожежного ризику для примiщень цехiв деревообробних пiдприeмств, на пiдставi яких можливо визначати заходи i потрiбнi протипожежнi засоби з урахуванням допустимого для цеху значення пожежного ризику. Для шдтримки математично! моделi пожежного ризику, яку отри-мано з використанням основних положень теори надшносп, розроблено математичнi моделi пожежних ризиюв основних протипожежних засобiв, якими можуть споряджа-тися примiщення цехiв. Розроблена методоло^ дае змогу прогнозувати значення пожежних ризиюв для реатазаци пожежно! безпеки об'ектiв захисту та й наслiдкiв для людей i матерiальних ценностей, що е дуже важливим для забезпечення можливостi швид-кого реагування у разi виникнення пожежi.
Ключовi слова: пожежа, пожежний ризик, збитки вiд пожеж^ витрати на протипо-жежний захист, математична модель.
Постановка проблеми. У сферi пожежно1 безпеки користуються термь ном "пожежний ризик", тобто це е мiра можливостi ре^зацп пожежно1 небез-пеки об'ектiв захисту та п наслiдкiв для людей i матерiальних цiнностей. Гаран-тування пожежно1 безпеки об'ектш захисту складаеться з визначення, аналiзу та ощнювання пожежного ризику, що дае змогу розробляти i впроваджувати вщ-поввдш заходи для зменшення його значення до прийнятного. Згiдно iз рекомендациями Всесвiтньоí органiзацií охорони здоров'я [1] i Постанови Кабiнету мiнiстрiв Украши вiд 29 лютого 2012 р. № 306, пожежш ризики класифжують так: 1) незначний пожежний ризик е<10-6; 2) середнiй е= 10-6... 5-10-5; 3) високий (терпимий) пожежний ризик е =5-10°..5-10; 4) неприйнятний пожежний ри-зик е > 5-10"4. Своею чергою, пожежний ризик вказуе на вiдповiдну iмовiрнiсть оперативно1 ре^зацп системи протипожежного захисту у разi виникнення по-жежi на об'екп. Тому, враховуючи дiйсне значення пожежного ризику, можна у разi виникнення пожежi на об'ект! визначити очжувану величину втрат та здiйснюючи управлшсью заходи мiнiмiзувати наслiдки вiд не", а також перед-бачити ефективш компенсацiйнi заходи.
Але водночас зовам не розглянуто питання застосування пожежних ризиюв для визначення потрiбноí кшькосп протипожежних засобш у цехах деревообробних шдприемств з метою мiнiмiзацií наслiдкiв у разi виникнення поже-жi. Своею чергою, не використання всiх потрiбних протипожежних заходш, як показали результати аудиту деревообробних шдприемств та аналiзу наданим ш вiдповiдних приписiв, здебiльшого призводить до значних збиткв. Тому вини-кае проблема у точшшому прогнозуваннi для цех1в деревообробних шд-приемств з урахуванням пожежних ризиюв потрiбних протипожежних заходш з метою мiнiмiзацií збиткгв у разi виникнення пожежi. Виртення тако1 проблеми можливе насамперед внаслщок розроблення i можливого використання матема-тично1 моделi для обфунтованого забезпечення системою протипожежного захисту об'екта з урахуванням пожежних ризиюв. Враховуючi той факт, що для
цех1в деревообробних пiдприемств мaтемaтичнi моделi вибору потрiбних про-типожежних зaходiв з урахуванням пожежних ризикгв вiдсутнi, то виршення цiеí проблеми е актуальним i своечасним завданням.
Аналiз останшх дослщжень i публiкацiй. Проблему aнaлiзу та управ-лiння пожежними ризиками останшм часом порушено у багатьох крашах свiту. Значний внесок у розвиток цього напряму науки зробили таю вчеш: М.М. Брушлшський, ВВ. Холщевшков, ДО. Самошин, ВВ. Бегун та ш. [1-5]. Результати aнaлiзу цих робiт показали, що в них вщсутш дaнi для визначення пожежного ризику промислових об'ектав з урахуванням зaходiв з вiдповiдними витратами для забезпечення пожежно1 безпеки.
Свого часу було розроблено математичш моделi з урахуванням пожежного ризику для вдосконалення i пiдвищення ефективностi роботи пожежно-ря-тувальних пiдроздiлiв тд час гасшня пожеж. Наприклад, в Академп ДПС МВС Росií розроблено Мтацшну модель "ТИГРИС" [6]. Подабну iмiтaцiйну модель також розроблено в Нью-Йоркському Ренд-iнститутi [7]. Результатом розв'язан-ня цих моделей е показник, який характеризуе ильки резулътaтивнiстъ дай по-жежно-рятувальних пiдроздiлiв, а саме час обслуговування виклику, i не роз-глянуто нaвiтъ ризики вщ лiквiдaцií пожежi.
Узагальнюючи наведене, можна констатувати, що на цей час немае мо-делi для визначення методiв i зaсобiв протипожежного захисту на основi допустимого значення пожежного ризику. Тому постало завдання розробити метод оптимiзaцií пожежного ризику до прийнятного значення з урахуванням заходав з вiдповiдними витратами для забезпечення пожежно!' безпеки об'екта.
Мета роботи - розробити математичну модель визначення методов i за-собiв протипожежного захисту для об'екта з урахуванням допустимого значен-ня пожежного ризику.
Постановка задачi та и розв'язання. Основною задачею у процес ви-користання теорп прийняття рiшення е вибiр ощнки для прийняття вiдповiдно-го ртення, тобто вибiр певного критерхю для прийняття цього ртення [8]. Зпдно iз загальною клaсифiкaцiею, критерiaлънi зaдaчi под1ляють на класи [9]. Задач^ як1 пов'язaнi з визначенням пожежних ризиюв для рiзних об'ектiв, мо-жуть бути вiднесенi до третього класу. В цьому випадку техшчна система повинна функцiонувaти в рiзних умовах, з яких для кожно1 якiстъ функцiонувaння характеризуеться деякими частковими критер1ями. Чaстковi критерií у задачах цього класу мають однaковi природу й розмiрнiстъ. Такими частковими крите-р1ями для об'екта е прямi збитки вiд пожежi Зо i витрати на протипожежний за-хист Во. Для прийняття вiдповiдного оптимального рiшення значення суми цих критерив повинно бути найменшим, тобто
3o + Bo ^ min. (1)
Розглянемо визначення значень складових залежносп (1). Першою скла-довою е прямi збитки вiд пожежi Зо, якi залежать безпосередньо ввд розмiрiв площi об'екта Зо1, яка знищена пожежею, i витрат пожежно-рятувальних пiдроз-дiлiв на лiквiдaцiю пожежi Зо2. Y цьому випадку отримаемо
Зо = Зо1 + Зо2 = CoSn + Cnt3„Ne , (2)
4. Холщевников В.В. Проблемы оценки безопасности людей при пожаре в уникальных зданиях и сооружениях / В.В. Холщевников // Пожаровзрывобезопасность : сб. науч. тр. - 2003.
- № 4. - С. 21-27.
5. Самошин Д. А. Расчет пожарных рисков для общественных, жилых и административных зданий / Д. А. Самошин. - 46 с. [Электронный ресурс]. - Доступный с http://www.aAademygps.ru.
6. Брушлинский Н.Н Математическая модель для проектирования системы противопожарной защиты города / Н.Н. Брушлинский, Н.Н. Соболев // Управление большим городом : сб. науч. тр. - М. : НПО АСУ "Москва", 1985. - С. 79-81.
7. Carter G. Simulation model of fire department operation: design and preliminary results / G. Carter, I. Chaiken, E. Ignall // IEEE Transportation System Science and Cybernetics. - 1970. - № 40. -Pp. 282-293.
8. Мушик Э. Методы принятия технических решений : пер. с нем. / Э. Мушик, П. Мюллер.
- М. : Изд-во "Мир", 1990. - 208 с.
9. Кшдрацький Б.1. Рацюнальне проектування машинобудвних конструкций / Б.1. Кшдрацький, Г.Т. Сулим. - Льв1в : Вид-во К1НПАТР1 ЛТД, 2003. - 279 с.
10. Нормативи по пожежно-стройовш шдготовщ. - К. : Вид-во УДПО МВС Украши, 1995.
- 14 с.
11. Мовчан 1.О. Виб1р критерйв для прийняття ршенъ в систем! пожежогасшня / 1.О. Мовчан, М.1. Васильев // В1сник Льв]вського державного ушверситету безпеки життед1яльност1 : зб. наук. праць. - Льв]в : Вид-во Льв1вського ДУ БЖД. - 2013. - № 8. - С. 146-154.
12. Бут В.П. Практичний пойбник з пожежно! тактики / В.П. Бут, Б.В. Куцщий, Б В. Бол1брух. - Льв]в : Вид-во СПОЛОМ, 2003. - 133 с.
13. ДБН В.2.5-56:2015 Системи протипожежного захисту. - К. : Мшстерство регюнального розвитку, буд]вництва та житлово-комунального господарства Украши, 2014. -185 с.
14. Гулща Е.М. Методика визначення социального пожежного ризику в примщеннях навчальних заклад]в / Е.М. Гулща, 1.О. Мовчан Т.М. Ют // Науковий в1сник НЛТУ Украши : зб. наук.-техн. праць. - Льв1в : РВВ НЛТУ Украши. - 2014. - Вип. 24.11. - С. 139-149.
15. Методика определения расчетных величин пожарного риска в зданиях, сооружениях и строениях различных классов функциональной пожарной опасности (Приложение к приказу МЧС РФ от 30.06.2009 № 382). - М. : Изд-во МЧС РФ, 2009. - 10 с.
16. Холщевников В.В. Моделирование людских потоков / В.В. Холщевников // Моделирование пожаров и взрывов. - М. : Ассоциация "Пожнаука", 2000. - С. 139-169.
17. Диллон Б. Инженерные методы обеспечения надежности систем : пер. с англ. / Б. Диллон, Ч. Сингх. - М. : Изд-во "Мир", 1984. - 318 с.
18. Hulida E. Mathematical model of the optimization of fire extinguishing time length in the woodworking enterprises' workshops / E. Hulida, O. Koval // Econtechmod. - Lublin; Rzeszow. - 2015.
- Vol. 4, № 1. - Pp. 39-43.
19. Системи захисту та безпеки. [Електронний ресурс]. - Доступний з http://www.gss.lviv.ua.
20. Сповщувач1 пожежш комбшоваш. [Електронний ресурс]. - Доступний з http://www.Kolecs.lviv.ua.
21. Автоматика для ворот. [Электронный ресурс]. - Доступный с http://www.alta-pr.all.biz.
Коваль А.М., Гулида Э.Н. Математическая модель определения необходимого количества противопожарных средств в помещениях цехов деревообрабатывающих предприятий
Разработаны математическая модель и методология для определения пожарного риска для помещений цехов деревообрабатывающих предприятий, на основании которых возможно определять мероприятия и необходимые противопожарные средства с учетом допустимого для цеха значения пожарного риска. Для поддержки математической модели пожарного риска, полученной с использованием основных положений теории надежности, разработаны математические модели пожарных рисков основных противопожарных средств, которыми могут оснащаться помещения цехов. Разработанная методология позволяет прогнозировать значение пожарных рисков для реализации пожарной безопасности объектов защиты и ее последствий для людей и материальных
ценностей, что очень важно для обеспечения возможности быстрого реагирования в случае возникновения пожара.
Ключевые слова: пожар, пожарный риск, ущерб от пожара, расходы на противопожарную защиту, математическая модель.
Koval O.M., Hulida Ye.M. A Mathematical Model for Determining the Required Number of Firefighting Equipment in the Premises of Shops of Woodworking Companies
The mathematical model and the methodology for determining the fire risk premises for shops at wood processing enterprises are made. On its basis it is possible to determine the necessary measures and fire fighting resources in view of the permissible values for the plant fire risk. To support the mathematical model of fire risk obtained using the main provisions of the reliability theory, mathematical models of fire risks basic fire-fighting equipment, which can be equipped with facilities departments, are built. The developed methodology allows predicting the value of fire risk for the implementation of fire safety facilities of protection and its effects on people and property that is very important to allow for quick response in case of fire.
Keywords: fire, fire risk, fire damage, the cost of fire protection, the mathematical model.
УДК 684.4.04 Директор С.М. Кульман, канд. техн. наук -
НПФ "Компашя 1НТЕРДИЗАЙН"
ФЕНОМЕНОЛОГ1ЧНА МОДЕЛЬ М1ЦНОСТ1 КОМПОЗИЦ1ЙНИХ МАТЕР1АЛ1В НА ОСНОВ1 ДЕРЕВИНИ
На осж^ метсдав формально! кшетики запропоновано феноменолопчну модель мщност композицшних матерiалiв на осж^ деревини. Показано, що багато моделей формально! кшетики створет на основi ршняння Аррешуса. На шдсташ результапв по-передшх дослщжень мшносп та довгс^чност з'ясовано, що принцип суперпозици, у першому наближенш, може бути застосовано шд час створення феноменолопчно! модели яка враховуе вплив температури i вологосй, та !х взаемодвд на межу мшносп та модуль пружносп. Доведено, що саме нелшшш ефекти у реакцГ! твердих тш на зовшш-ш дн призводять до особливостей !хнього деформування i руйнування.
Ключовi слова: межа мщносп, модуль пружносп, довговiчнiсть, ршняння Аррешуса.
Актуальшсть роботи, короткий опис питання. Методи та моделi прогнозування тривало!' мiцностi дають змогу за допомогою обчислювального експерименту отримувати результати, близью до експериментальних тшьки у раз^ якщо вони враховують найбiльш важливi фактори, що впливають на гра-ничний стан матерiалу пiд час його експлуатацп. Пiд час тривало!' експлуатацií композицiйнi матерiали на основi деревини постiйно пiддаються термо-волого-силовим навантаженням. Цi зовнiшнi впливи найчастше пов'язанi як iз зовшш-шм навантаженням, так i з рiчними та добовими циклiчними змiнами температури та вологосп навколишнього середовища.
Феноменологiчна модель бере за основу поведанку модельованих об'eктiв, як результат дц деякого процесу, суть якого загалом приблизно зрозу-мiла, але у деталях поки ще не з'ясована. При цьому в модель вводять деяю "постiйнi", що описують специфiку поведiнки об'екта, з конкретизащею цього об'екта, але без конкретизацц точного сенсу самих "постiйних". Феноменолопч-нi моделi дуже часто е зручним прогностичним iнструментом, оскшьки, з одного боку, кшьккно пророкують розвиток подiй, а з шшого, не потребують точного знання структури та iнших особливостей модельованих об'ектав.
