Особенности тушения крупных пожаров на территории Российской Федерации при внешнем воздействии опасных природных явлений Текст научной статьи по специальности «Науки о Земле и смежные экологические науки»

М. В. АЛЕШКОВ, канд. техн. наук, заместитель начальника Академии Государственной противопожарной службы МЧС России (Россия, 129366, Москва, ул. Бориса Галушкина, 4; e-mail: [email protected])

УДК 614.846.6(211)

ОСОБЕННОСТИ ТУШЕНИЯ КРУПНЫХ ПОЖАРОВ НА ТЕРРИТОРИИ РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ ПРИ ВНЕШНЕМ ВОЗДЕЙСТВИИ ОПАСНЫХ ПРИРОДНЫХ ЯВЛЕНИЙ

Рассмотрено климатическое районирование территории Российской Федерации. Проанализирована география возникновения и распространения такого опасного природного явления, как аномально холодная погода. Исследованы статистические параметры крупных пожаров, происшедших в России за период 1985—2011 гг. Предложены технические решения, которые могут оказать влияние на факторы, способствующие развитию пожаров до крупных размеров. Ключевые слова: климатические районы; экстремально низкие температуры; крупные пожары; насосно-рукавная система; пожарный автомобиль в северном исполнении.

На территории России расположены пять климатических районов (рис. 1). Причем холодные климатические районы занимают более 86 % территории страны [1]. В них проживает 34,8 % населения страны, находятся основные объекты топливно-энергетического комплекса (до 70 %), размещаются огромные запасы ресурсов нашей страны.

Для этих территорий характерен суровый климат, особенно в зимний период года. Значения абсолютно минимальных температур воздуха понижаются по направлению от европейской части страны на восток и, как правило, от побережья вглубь страны.

Наиболее холодными являются внутренние континентальные районы Якутии, где минимальные температуры зимой опускаются почти до минус 70 °С. Минимальные температуры воздуха (до минус 60 °С) отмечаются также в Магаданской области, Хабаровском крае, на Чукотке. 50-градусные морозы характерны для Сибири и Дальнего Востока. Вероят-

Площадь территории

Количество населения

13,4 % 86,6 %

65,2 % 34,8 %

Рис. 1. Климатическое районирование территории Российской Федерации

ность значительного понижения температур более чем на 20 °С относительно средней январской высока и в европейской части России, что обусловлено вторжением арктических воздушных масс.

Надо отметить, что зимы последних лет в России достаточно холодные: в целом среднестатистические показатели температуры ниже нормативных значений [2]. Так, зимой 2010-2011 гг. средняя за зиму температура на большей части территории России была на 2-3 °С ниже нормы. В декабре 2010 г. арктический воздух заморозил большую часть России, и прежде всего северные и центральные районы европейской территории страны, а также Урал и Сибирь. На этих территориях (Архангельская, Ярославская, Костромская, Тюменская области) были установлены новые минимальные суточные температуры воздуха. Морозы до минус 45 °С пришли на юг Западной Сибири (Омская, Томская, Новосибирская области), а на юге Красноярского края, Кемеровской области и Забайкалья температура опускалась до минус 50 °С. Самой холодной за последние 20 лет оказалась зима 2012-2013 гг.

Как видим, на территории России в зимний период года наблюдается такое опасное природное явление, как аномально холодная погода с экстремально низкими температурами окружающей среды [3]. Для холодных климатических районов России диапазон экстремально низких температур довольно ши-

рок-отСХ» =-25 °Сдо^ =-64,4 °С(рис. 2).

Следует отметить, что многообразие климатических районов на территории России определяет и различные условия деятельности пожарных подразделений. Особенно ярко эти различия проявляются в зимний период года, когда эффективность деятель-

© АлешковМ. В., 2013

Рис. 2. Зона экстремально низких температур в холодных климатических районах России: 1 и 2 — верхняя и нижняя границы экстремальных температур соответственно

ности пожарных подразделений зависит не только от уровня подготовки личного состава и оснащенности техникой, но и от степени влияния на технику климатических факторов.

Для сравнения условий деятельности подразделений, находящихся в различных климатических районах, был проведен статистический анализ пожаров, происшедших на территории России. Установлено, что общее количество пожаров в России, начиная с 1995 г., имеет тенденцию к снижению. Причем ежемесячное количество пожаров в течение каждого года отличается незначительно; разница в количестве зимних и летних пожаров составляет всего 18-20 % [4].

Что касается гибели людей на пожарах, то здесь складывается совершенно иная картина, хотя с 2002 г. также наблюдается тенденция к снижению показателя гибели людей. Но если проанализировать ежемесячную гибель в течение года, то гибель в зимние месяцы на 65-70 % больше, чем в летний период года (рис. 3). При незначительном различии числа пожаров по месяцам это может свидетельствовать о снижении эффективности деятельности подразделений.

Для более детального изучения пожарной обстановки в России был проведен статистический анализ всех крупных пожаров, происшедших на ее территории за 27 лет (1985-2011 гг.). Анализ показал, что ежегодное количество крупных пожаров в России не превышает 0,05 % от общего числа пожаров, тогда как ущерб от них достигает 40 % от всего ущерба, причиняемого пожарами.

В качестве основных критериев оценки ситуации рассматривались: климатический район возникновения пожара, количество пожаров, время ту-

а

ю

о к о

е

45 40 35 30 25 20 15 10

39219 43730 *

3348 . 30684 32467/

\ 25430 У 25556

^^ 21192 /

\ 14428 уГ 19767

12569 14484

Ю ©

1

2

Месяцы

£ « в

и

а

о.

ю

Е

о

Рн

«г 1

Рис. 3. Количество погибших на пожарах по месяцам в период 1990-2010 гг.

1400

§ 1200 &

N 1000 о и о

в

и и В" в

И

800 600 400 200 0

- 1393

927 874 832

Зима

Весна Лето Сезоны года

Осень

Рис. 4. Распределение крупных пожаров, происшедших на территории России за период 1985-2011 гг., по сезонам года

шения пожара, температура окружающей среды при тушении.

В результате статистической обработки описаний крупных пожаров получены следующие данные. На зимний период года за рассматриваемый период пришлось почти 1393 крупных пожара, что составляет почти 35 % от всех происшедших за данный период пожаров (рис. 4).

Исходя из неравномерности распределения населения России по различным климатическим районам, с целью объективной оценки ситуации нами был введен критерий учета крупных пожаров по регионально-климатическому фактору, который определяется как

Кк.р = 100000^пож Мел

и показывает, какое количество крупных пожаров приходится на 100 тыс. населения, проживающего в рассматриваемом климатическом районе, за определенный период времени (рис. 5).

Анализируя полученные данные, можно отметить следующее. В очень холодном климатическом районе на 100 тыс. проживающего там населения в зимний период года пришлось 12,7 крупных пожаров. В умеренном климатическом районе этот пока-

Климатические районы

В летний период В зимний период

I — очень холодный район

II — холодный район

III — умеренно холодный район

IV — умеренный район

V — умеренно теплый район

Рис. 5. Количество крупных пожаров, приходящихся на 100 тыс. населения, проживающего в том или ином климатическом районе России, за период 1985-2011 гг.

затель составил 0,59. Это означает, что при одинаковом количестве населения в очень холодном климатическом районе в 20 раз чаще фиксировались крупные пожары, что позволяет говорить о значительном влиянии на оперативную обстановку с пожарами природно-климатических факторов.

Необходимо было установить, при каких температурах окружающего воздуха осуществляется тушение крупных пожаров и в течение какого времени (рис. 6).

Так, если среднее время тушения пожаров в России составляет порядка 48 мин, то крупные пожары, происшедшие зимой, тушатся в среднем за 286 мин (т. е. более 4,5 ч). А далее, чем ниже температура, при которой тушится пожар, тем больше среднее время тушения. И при температуре ниже минус 50 °С среднее время тушения крупного пожара составляет более 7,5 ч.

Закономерно возникает вопрос, а как же люди и техника работают в таких условиях? На основе ре-

№ 500

450

| 400

и 350

300

§ 250

<и р. 200

оГ и 150

и Я 100

Ч

и а 50

и 0

453

362

ооп 309

_

48

п

/

Рис. 6. Среднее время тушения пожаров, происшедших на территории России в период 1985-1994 гг., в зависимости от климатических условий: 1 — все происшедшие пожары; 2 — крупные пожары, происшедшие зимой; 3 — то же, при температурах [-20; -30 °С]; 4 — то же, при температурах [-30; -40 °С]; 5—тоже, при температурах [-40;-50 °С]; 6—тоже, при температурах ниже минус 50 °С

42,6 %

37,2 %

-н

3,9 %

16,3%

Рис. 7. Распределение отказов элементов насосно-рукавной системы пожарного автомобиля вследствие влияния низких температур

зультатов анализа почти 1000 крупных пожаров, которые тушились в условиях низких температур, был сформирован массив отказов, происшедших из-за негативного влияния на технику факторов окружающей среды.

Рассматривая насосно-рукавную систему пожарного автомобиля как основное техническое средство обеспечения тушения пожара, установили распределение отказов элементов этой системы вследствие влияния на нее низких температур (рис. 7).

Как видно из рис. 7, наибольшее количество отказов приходится на пожарный автомобиль (42,6 %) и напорную линию (37,2 %). Это одна из причин, по которой пожары в зимний период года развиваются до крупных размеров. Если обеспечить работоспособность насосно-рукавной системы пожарного автомобиля и самого автомобиля в условиях низких температур, то можно значительно повысить эффективность действий пожарных подразделений. Дальнейшие наши исследования как раз и проводились в этих двух направлениях.

Более детально было рассмотрено, на какие элементы конструкции пожарного автомобиля, в данном случае пожарной автоцистерны, оказывают негативное влияние низкие температуры воздуха. Установлено, что значительное количество отказов (69,6 %) приходится на насосную установку автомобиля; 17,4 % отказов связано с замерзанием вентилей, клапанов и задвижек водопенных коммуникаций, 4,3 % — с замерзанием вакуумной системы насоса и 8,7 % — с нарушением теплового режима двигателя пожарного автомобиля вследствие воздействия низких температур (рис. 8).

Анализируя полученный статистический материал, мы установили, что практически все эксплуатируемые в настоящее время пожарные автомобили имеют климатическое исполнение У, что позволяет обеспечивать работоспособность самого автомобиля при температурах до минус 45 °С. Насосно-рукав-ная система в этом случае не имеет какой-либо защиты. Как видно из рис. 9, нижняя граница температуры эксплуатации (минус 45 °С) попадает в зону экстремально низких температур, но перекрывает только часть этой зоны. В условиях эксплуатации ниже этой температуры мы не имеем права приме-

Рис. 8. Распределение отказов узлов и элементов пожарной автоцистерны при воздействии низких температур

нять существующую технику, так как велика вероятность ее отказа [5].

В таких условиях должна применяться пожарная техника в климатическом исполнении ХЛ с температурой эксплуатации до минус 60 °С. Эта задача может быть решена только путем создания пожарного автомобиля в северном исполнении.

В Академии Государственной противопожарной службы на протяжении почти 30 лет ведутся исследовательские работы в этой области. Сформировалось понимание этой проблемы и пути ее решения. Предложена концепция создания "северного" пожарного автомобиля, которая базируется на четырех основных положениях:

Т, °С-| 100

-10-20-30-40-50-

И

Низкие температуры

Климатическое исполнение У (Т = -45 °С)

Климатическое исполнение XJI

Зона экстремально низких температур

-70 J

1) базовое шасси автомобиля должно быть в климатическом исполнении ХЛ, рассчитанном на температуру эксплуатации минус 60 °С;

2) пожарная надстройка должна быть рассчитана на температуру эксплуатации минус 60 °С и защищать все узлы и элементы пожарного автомобиля;

3) должна быть обеспечена работоспособность насосно-рукавной системы пожарного автомобиля при температуре эксплуатации до минус 60 °С;

4) на автомобиле должно применяться пожарное и аварийно-спасательное оборудование в климатическом исполнении ХЛ.

В 2011 г. учеными Академии ГПС МЧС России совместно с инженерным составом ОАО "Варгашин-ский завод противопожарного и специального оборудования" при участии Якутского отделения РАН был разработан и создан пожарно-спасательный автомобиль (ПСА) в климатическом исполнении ХЛ — ПСА-С-6,0-40(6339) (рис. 10), предназначенный для эксплуатации при температурах до минус 60 °C. В этом автомобиле заложена предлагаемая выше концепция.

Автомобиль изготовлен на шасси "IVECO AMT 6339" российского производства с показателем температуры эксплуатации от минус 60 до +40 °С с возможностью кратковременной работы при температуре окружающего воздуха до минус 70 °С. Все элементы пожарной надстройки имеют дополнительный обогрев. Насос имеет среднее расположение за кабиной водителя в утепленном модуле. Все элементы водопенных коммуникаций обогреваются батареями, использующими тепло отработанных газов двигателя. Для обеспечения работоспособности на-сосно-рукавной системы применяется кавитацион-ный насос, который способен подогревать 2 л воды в секунду до 70 °С, обеспечивая тем самым работоспособность системы при температуре окружающего воздуха до минус 60 °C [6].

В 2012 г. с целью расширения номенклатуры "северной" пожарной техники ученые академии со-

Рис. 9. Распределение нижней границы климатического исполнения техники У и ХЛ в зоне экстремально низких температур января в холодных регионах России

Рис. 10. Пожарно-спасательный автомобиль в климатическом исполнении ХЛ ПСА-С-6,0-40(6339)

ный до8т запас воды, более мощный насос с подачей 70 л/с и заднее расположение насоса в обогреваемом модуле. Водопенные коммуникации имеют полное дистанционное управление из кабины водителя.

Данные автомобили прошли опытную эксплуатацию в г. Якутске и в настоящее время находятся на вооружении пожарной охраны: ПСА — в Ханты-Мансийском гарнизоне, а АЦ — на севере Красноярского края.

Применение в холодных климатических районах России специальной пожарной техники в северном исполнении позволит значительно снизить негативное влияние на нее опасных природных явлений в условиях низких температур. Это окажет свое воздействие на оперативную обстановку и ограничит возможность развития пожаров до крупных размеров.

СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ

1. ГОСТ 16350-80. Климат СССР. Районирование и статистические параметры климатических факторов для технических целей. — Введ. 01.07.81 г. — М. : Изд-во стандартов, 1981. — 92 с.

2. Основные погодно-климатические особенности, наблюдавшиеся на северном полушарии земли зимой 2010-2011 гг. Гидрометцентр России. URL : http://www.meteoinfo.ru (дата обращения: 25.03.2013 г.)

3. РД 52.88.699-2008. Положение о порядке действий учреждений и организаций при угрозе возникновения и возникновении опасных природных явлений : приказ Росгидромета от 16.10.2008 г. № 387; введ. 01.01.2009 г. — М., 2008.

4. Пожары и пожарная безопасность в 2011 году: статистический сборник / Под общ. ред. В. И. Клим-кина. — М. : ВНИИПО, 2012. — 137 с.

5. ГОСТ 15150-69*. Машины, приборы и другие технические изделия. Исполнения для различных климатических районов. Категории, условия эксплуатации, хранения, транспортировки в части воздействия климатических факторов внешней среды. — Введ. 01.01.71 г. — М. : Стандарт-информ, 2006. — 58 с.

6. Алешков М. В. От концепции создания до разработки основного пожарного автомобиля северного исполнения // Пожарная безопасность. — 2012. — № 3. — С. 131-135.

Материал поступил в редакцию 3 марта 2013 г.

= English

PECULIARITIES OF EXTINGUISHING LARGE-SCALE FIRES ON THE TERRITORY OF THE RUSSIAN FEDERATION UNDER THE EXTERNAL EFFECT OF HAZARDOUS NATURAL PHENOMENA

ALESHKOV M. V., Candidate of Technical Sciences, Deputy Chief of State Fire Academy of Emercom of Russia (Borisa Galushkina St., 4, Moscow, 129366, Russian Federation; e-mail address: [email protected])

ABSTRACT

The article considers particular qualities of climate on the territory of Russia. The analysis of temperature parameters in winter period during the last three years is given. The zone of extremely low temperatures for cold climate regions of Russia is defined. Statistics on a number of tolls and large-scale fires in different year periods is analyzed. The article also considers for how long and at what ambient temperatures large-scale fire extinguishment takes place. Statistics on failures of fire appli-

Рис. 11. Пожарная автоцистерна в климатическом исполнении ХЛ АЦ-С-8,0-70(6339)

вместно с инженерным составом завода-производителя разработали и создали пожарную автоцистерну в климатическом исполнении ХЛ (рис. 11). Отличительной особенностью этой АЦ является увеличен-

ances caused by negative influence of low temperatures is given. The concept of creating a northern

version of a fire appliance is considered.

Tactical and technical characteristics of fire appliances (northern version) created with the participation of State Fire Academy of Emercom of Russia are given.

Keywords: climate zones; extremely low temperatures; large-scale fires; hose-pump system; northern

version of a fire appliance.

REFERENCES

1. State Standard 16350-80. Climate of the USSR. Regionalizing and statistical parameters of climatic factors for technical purposes. Moscow, Izdatelstvo standartov Publ., 1981. 92 p. (in Russian).

2. Osnovnyye pogodno-klimaticheskiye osobennosti, nablyudavshiyesya na severnom polusharii zemli zimoy 2010-2011gg. Gidromettsentr Rossii [The main weather and climatic characteristics, observations on northern hemisphere in winter 2010-2011. Meteorological Office in Russia]. Available at: http://www.meteoinfo. ru (Accessed 25 March 2013).

3. Management Document 52.88.699-2008. About precedence rule of institutions and organizations in the event of the threat of the arising and uprising of Natural Hazards. Moscow, 2008 (in Russian).

4. Klimkin V. I., ed. Pozhary ipozharnaya bezopasnost v2011 godu: statisticheskiy sbornik [Fires and fire safety in 2011. Collection of Statistical Reports]. Moscow, All-Russian Research Institute for Fire Protection of Emercom of Russia Publ., 2012. 137 p.

5. State Standard 15150-69*. Machines, instruments and other industrial products. Modifications for different climatic regions. Categories, operating, storage and transportation conditions as to environment climatic aspects influence. Moscow, Standartinform Publ., 2006. 58 p. (in Russian).

6. Aleshkov M. V. Ot kontseptsii sozdaniya do razrabotki osnovnogo pozharnogo avtomobilya severnogo ispolneniya [From designing concept to development of the basic fire appliance (version for the north)]. Pozharnaya bezopasnost — Fire Safety, 2012, no. 3, pp. 131-135.

¿i*«-

f t

■*wO i Jif

.........

Web-сайт: firepress.ru Эл. почта: [email protected], [email protected] Тел.: (495) 228-09-03

ООО «ИЗДАТЕЛЬСТВО «ПОЖНАУКА» ПРЕДЛАГАЕТ ВАШЕМУ ВНИМАНИЮ

Л. П. Пилюгин

Прогнозирование последствий внутренних аварийных взрывов

Настоящая книга посвящена проблеме прогнозирования последствий внутренних взрывов газо-, паро- и пылевоздушных горючих смесей (ГС), образующихся при аварийных ситуациях на взрывоопасных производствах. В книге материал излагается применительно к дефлаграционным взрывам, которые обычно имеют место при горении ГС на взрывоопасных производствах. В качестве основных показателей при прогнозировании последствий аварийных взрывов ГС рассматриваются ожидаемый характер и объем разрушений строительных конструкций в здании (сооружении), в котором происходит аварийный взрыв.

Книга продолжает исследования автора в области проектирования зданий взрывоопасных производств и оценки надежности строительных конструкций (на основе метода преобразования рядов распределения случайных величин).

С использованием методов теории вероятностей разработаны методики: определения характеристик взрывной нагрузки как случайной величины; оценки вероятностей разрушения конструкций, характера и объема разрушений в здании при внутреннем аварийном взрыве. Приведенные методики сопровождаются примерами расчетов для зданий различных объемно-планировочных решений.