CC BY
12УДК 614.841.41
РАСЧЕТНАЯ МОДЕЛЬ И ИНФОРМАЦИОННЫЙ КОМПЛЕКС ОЦЕНКИ ОПАСНОСТИ ОТ ПОЖАРОВ В ЗДАНИЯХ, СООРУЖЕНИЯХ
Алексей Анатольевич Волошенкои; Андрей Олегович Андреев. Академия ГПС МЧС России, Москва, Россия. Александр Александрович Козлов.
Департамент надзорной деятельности и профилактической работы МЧС России, Москва, Россия Bvolax84@mail. ru
Аннотация. Для оценки риска причинения вреда чужому имуществу от пожара в здании, сооружении необходимо проведение расчетной оценки воздействия излучающего теплового потока на различные облучаемые материалы. Применение расчётной оценки в оперативном режиме является довольно затруднительным действием. Для устранения данной проблемы был разработан программный продукт для ЭВМ «Оценка риска причинения вреда от воздействия теплового потока» для приложения Microsoft Windows, на языке программирования Delphi 7. Применение программного продукта направлено на повышение надежности, оперативности, обоснованности, оптимальности, вариативности и эффективности принятого управленческого решения, не создающего конфликтной ситуации в конкретных обстоятельствах при организации деятельности должностных лиц надзорных органов МЧС России. Внедрение и применение современных информационных технологий для обеспечения пожарной безопасности соответствует Указу Президента Российской Федерации «Об утверждении Основ государственной политики Российской Федерации в области пожарной безопасности на период до 2030 года».
Ключевые слова: риск-ориентированный подход, оценка, вред, тепловой поток, программный продукт, расстояние, здание, сооружение
Для цитирования: Волошенко А.А., Андреев А.О., Козлов А.А. Расчетная модель и информационный комплекс оценки опасности от пожаров в зданиях, сооружениях // Науч.-аналит. журн. «Вестник С.-Петерб. ун-та ГПС МЧС России». 2022. № 3. С. 68-75.
CALCULATION MODEL AND INFORMATION COMPLEX OF FIRE HAZARD ASSESSMENT IN BUILDINGS, STRUCTURES
Alexei A. VoloshenkoH; Andrew O. Andreev.
Academy of of State fire service of EMERCOM of Russia, Moscow, Russia. Alexander A. Kozlov.
Department of supervision and preventive work of EMERCOM of Russia, Moscow, Russia svolax84@mail• ru
Annotation. To assess the risk of causing damage to other people's property from a fire in a building, a construction requires a calculated assessment of the impact of the radiating heat flux on various irradiated materials. The application of the calculated estimate in the operational mode is a rather difficult action. To eliminate this problem, a computer software product «Assessment of the risk of harm from the effects of heat flow» was developed for the Microsoft Windows application, in the Delphi 7 programming language. The application of the software product is aimed at improving the reliability, efficiency, validity, optimality, variability and effectiveness
© Санкт-Петербургский университет ГПС МЧС России, 2022
68
of the management decision made, which does not create a conflict situation in specific situations when organizing the activities of officials of the supervisory bodies of EMERCOM of Russia. The introduction and application of modern information technologies to ensure fire safety complies with the Decree of the President of the Russian Federation «On approval of the Fundamentals of the state policy of the Russian Federation in the field of fire safety for the period up to 2030».
Keywords: risk-oriented approach, assessment, harm, heat flow, software product, distance, building, structure
For citation: Voloshenko A.A., Andreev A.O., Kozlov A.A. Calculation model and information complex of fire hazard assessment in buildings, structures // Nauch.-analit. jour. «Vestnik S.-Petersb. un-ta of State fire service of EMERCOM of Russia». 2022. № 3. P. 68-75.
Введение
Практика применения риск-ориентированного подхода в контрольно-надзорной деятельности, с учетом основ государственной политики в области пожарной безопасности, показала, что минимально необходимые требования пожарной безопасности применяются без учета степени риска причинения вреда по расчетной модели.
Судебная практика по делам о рассмотрении споров, связанных с государственным или муниципальным контролем, показывает, что 38 % судебных дел связано с осуществлением государственного пожарного надзора за соблюдением требований пожарной безопасности. Спорные вопросы связаны с необоснованными решениями, ограничивающими права субъекта в части размещения объектов защиты. Решить проблемы противоречивости и избыточности требований пожарной безопасности позволяет риск-ориентированный подход, состоящий в оценке пожарных рисков возможного вреда охраняемым законом интересам и выборе соразмерных этим рискам противопожарных мероприятий.
Проведенный анализ применения нормативных требований пожарной безопасности по предотвращению распространения пожара между различными объектами защиты (общественные, административные, производственные, складские здания, сооружения, промышленные установки) в части установления обоснованных значений противопожарных расстояний показал, что при оценке риска причинения вреда имуществу необходимо учитывать воздействие опасных факторов пожара [1-3]. При оценке ситуаций воздействия опасных факторов пожара, позволяющих установить значение безопасного противопожарного расстояния от здания и (или) резервуара (установки) до других объектов защиты, необходимо учитывать излучающий тепловой поток от пожара с учетом «воспламеняемости» облучаемого материала [4]. Расчетное значение излучающего теплового потока (^расч), передаваемое при пожаре, выражается уравнением лучистого теплообмена между телами, разделёнными прозрачной средой [5-8].
Результатом расчёта является получение значения расчетной излучающей плотности теплового потока на облучаемом материале для дальнейшего установления безопасного расстояние между объектами защиты [9, 10].
Для оценки эффективности требований пожарной безопасности, направленных на предотвращение распространения пожара между различными объектами защиты, приведем примеры нормативной и расчетной моделей для оценки и выбора значений противопожарных расстояний.
Нормативная модель выбора противопожарного расстояния:
- 1 вариант - между резервуаром с горючей жидкостью (объем 10 000 м3, категория II, диаметр 34 м) и производственным зданием I степени огнестойкости, класса конструктивной пожарной опасности здания С0 составляет 30 м в соответствии с СП 4.13130.2013 «Системы противопожарной защиты. Ограничение распространения пожара на объектах защиты. Требования к объемно-планировочным и конструктивным решениям»;
- 2 вариант - между производственным зданием I степени огнестойкости, класса
69
конструктивной пожарной опасности здания СО и складом фрезерного торфа (объем 500 т) составляет 18 м в соответствии с СП 4.13130.2013 «Системы противопожарной защиты. Ограничение распространения пожара на объектах защиты. Требования к объемно-планировочным и конструктивным решениям».
Расчетная модель выбора противопожарного расстояния:
- 1 вариант - между резервуаром с горючей жидкостью (объем 10 000 м3, категория II, диаметр 34 м) и производственным зданием I степени огнестойкости, класса конструктивной пожарной опасности здания С0 (облучаемая поверхность - древесина) составляет 33,38 м [5-7];
- 2 вариант - между производственным зданием I степени огнестойкости, класса конструктивной пожарной опасности здания С0 (излучающая поверхность (ширина 6 м, высота 6 м) и складом фрезерного торфа (объем 500 т, облучаемая поверхность - древесина) составляет 7,89 м [5-7].
На рис. 1 представлен сравнительный анализ применения нормативной и расчетной оценок по установлению противопожарного расстояния между объектами защиты на производственной территории.
Рис. 1. Сравнительный анализ применения нормативной и расчетной оценок
Сравнительный анализ показал, что в первом варианте нормативная оценка приводит к необеспечению безопасности и может повлечь претензии к должностному лицу, принявшему это решение. Во втором варианте нормативная оценка показала избыточность требования, что приводит к административным барьерам и увеличению затрат на противопожарную защиту, что также характеризует действие лица, принимающего решение, по применению таких требований, как противоправные.
Следовательно, для определения обоснованного безопасного расположения зданий, сооружений необходимо использовать расчетную модель выбора противопожарного расстояния. Однако применить данную модель при выборе расстояния не представляется возможным по условию дефицита времени, установленного процессуальными нормами при проведении контрольных (надзорных) мероприятий в отношении объектов защиты.
Для устранения данной проблемы была разработана компьютерная программа для ЭВМ «Оценка риска причинения вреда от воздействия теплового потока» для Microsoft Windows, на языке программирования Delphi 7, которая реализует автоматизацию обобщенной расчетной модели, представленной в работах [5-8].
70
Методы исследования
Проведенный анализ нормативной и расчетных моделей применения требований пожарной безопасности по предотвращению распространения пожара между объектами защиты показал эффективность и обоснованность безопасного расположения зданий, сооружений с учетом использования информационной поддержки принятия решения при выборе противопожарного расстояния путем применения расчетной модели.
Для практической реализации информационной поддержки по выбору соразмерных риску причинения вреда требований пожарной безопасности, в части безопасного противопожарного расстояния между объектами защиты сотрудниками государственного пожарного надзора за требованиями пожарной безопасности при проведении контрольных (надзорных) мероприятий был разработан алгоритм, представленный на рис. 2.
Начало^
ОБЪЕКТ УПРАВЛЕНИЯ (безопасное расположение зданий, сооружений на промышленной территории}
Параметры излучающей поверхности
Ввод исходных данных в поля
Расчетная оценка расстояния
Рис. 2. Алгоритм поддержки принятия решения о безопасном противопожарном расстоянии
между объектами защиты
71
Для начала работы необходимо открыть файл «Программа». После его запуска открывается основное окно программы, представленное на рис. 3. С помощью кнопок можно перемещаться между вкладками, производя расчеты, тем самым решая текущие задачи по определению расчетных значений теплового потока и последующего определения безопасности расстояний между зданиями, сооружениями.
Рис. 3. Общий вид основного окна
Для дальнейшего определения безопасного противопожарного расстояния между зданиями, сооружениями можно воспользоваться тремя видами излучающей поверхности: «Проем», «Здание», «Резервуар».
При выборе вида излучающей поверхности отображается информация о вводе исходных данных для определения расчетной излучающей плотности теплового потока.
Результаты исследования и их обсуждение
Для практической реализации информационной поддержки по выбору соразмерных риску причинения вреда требований пожарной безопасности проведем ее практическую реализацию.
Пример ввода исходных данных для проведения расчетной оценки и последующего подбора безопасного противопожарного расстояния между объектами защиты представлен на рис. 4.
Проем — □ X
Рис. 4. Пример ввода данных и результат расчета с выводом
72
В данном примере расстояние между излучающей и облучаемой поверхностями,
равное 12 м, является безопасным, поскольку условие выполняется арасч=2,899 кВт/ 2 2 м <дкр=11,0 кВт/ м .
Пример ввода исходных данных для проведения расчетной оценки и последующего подбора безопасного противопожарного расстояния между объектами защиты представлен на рис. 5.
В данном примере расстояние между излучающей и облучаемой поверхностями, равное 7 м, является безопасным, поскольку условие выполняется ^расч = 16,191 кВт/ м2<^кр=22,6 кВт/ м2.
Представленные расчеты позволяют оперативно оценить соответствие системы противопожарной защиты в виде противопожарного расстояния риску причинения вреда с учетом воздействия лучистого теплового потока на различные пожароопасные облучаемые материалы.
Информационная поддержка в виде компьютерной программы для ЭВМ «Оценка риска причинения вреда от воздействия теплового потока» направлена на повышение эффективности организации деятельности по соблюдению обязательных требований пожарной безопасности, необходимых для предотвращения распространения пожара между зданиями, сооружениями, сотрудниками ФПС МЧС России на основе риск-ориентированного модели [11-13].
Практическое применение программного продукта для ЭВМ позволит избежать сложных вычислений и возможных ошибок при проведении многократных вычислений расчетных значений плотности теплового потока и противопожарного расстояния между объектами защиты.
Внедрение и применение современных информационных технологий для обеспечения пожарной безопасности соответствует Указу Президента Российской Федерации «Об утверждении Основ государственной политики Российской Федерации в области пожарной безопасности на период до 2030 года».
0 Резервуар
□ X
Рис. 5. Пример ввода данных и результат расчета с выводом
Заключение
73
Список источников
1. Козлачков В.И., Лобаев И.А., Волошенко А.А. Проблема оценки пожарных рисков при применении требований пожарной безопасности по ограничению распространения пожара // Технологии техносферной безопасности. 2016. № 2 (66). С. 79-81.
2. Натурный огневой эксперимент по оценке воспламеняемости материалов при воздействии теплового потока / И.А. Лобаев [и др.] // Технологии техносферной безопасности. 2019. № 4 (86). С. 37-44.
3. Драйздейл Д. Введение в динамику пожаров: пер. с англ. К.Г. Бомштейна / под ред. Ю.А. Кошмарова, В.Е. Макарова. М.: Стройиздат, 1990. 162 с.
4. Абрамов Ю.А., Басманов А.Е. Предупреждение и ликвидация чрезвычайных ситуаций в резервуарных парках с нефтепродуктами. Харьков: АГЗУ, 2006. 256 с.
5. ГОСТ 12.1.004-91. Система стандартов безопасности труда (ССБТ). Пожарная безопасность. Общие требования (с изм. № 1). URL: https://docs.cntd.ru/document/9051953 (дата обращения: 30.12.2021).
6. Кошмаров Ю.А., Башкирцев М.П. Термодинамика и теплопередача в пожарном деле. М.: ВИПТШ МВД СССР, 1987. 444 с.
7. Ройтман М.Я. Противопожарное нормирование в строительстве. М.: Стройиздат, 1985. 590 с.
8. Lu K.H. Heat flux profile upon building façade with side walls due to window ejected fire plume: an experimental investigation and global correlation // Fire Safety Journal. 2014. P. 14-22.
9. Лобаев И.А., Волошенко А.А. Риск-ориентированная модель управления пожарной безопасностью в области предотвращения распространения пожара между зданиями // Пожары и чрезвычайные ситуации: предотвращение и ликвидация. 2020. № 1. С. 36-43. DOI: 10.25257/FE.2020.1.36-43.
10. Гоман П.Н., Соболевская Е.С. Разработка программы расчёта интенсивности теплового излучения при пожаре // Технологии техносферной безопасности. 2016. № 1 (65). С. 250-257.
11. Black J. Risk-based regulation: choices, practices and lessons being learnt // Risk and regulatory policy. Improving the governance of risk. Paris: OECD, 2010. Р. 185-224. DOI: 10.1787/9789264082939-11-en.
12. Saaty T. Mathematical Principles of Decision Making (Principia Mathematica Decernendi). Pittsburgh: RWS Publications, 2010. 615 p.
13. Якимова Е.М. Государственный механизм защиты субъектов предпринимательской деятельности в современной России // Вестник Томского государственного университета. Право. 2018. № 28. С. 83-95. DOI: 10.17223/22253513/28/8.
References
1. Kozlachkov V.I., Lobaev I.A., Voloshenko A.A. Problema ocenki pozharnyh riskov pri primenenii trebovanij pozharnoj bezopasnosti po ogranicheniyu rasprostraneniya pozhara // Tekhnologii tekhnosfernoj bezopasnosti. 2016. № 2 (66). S. 79-81.
2. Naturnyj ognevoj eksperiment po ocenke vosplamenyaemosti materialov pri vozdejstvii teplovogo potoka / I.A. Lobaev [i dr.] // Tekhnologii tekhnosfernoj bezopasnosti. 2019. № 4 (86). S. 37-44.
3. Drajzdejl D. Vvedenie v dinamiku pozharov: per. s angl. K.G. Bomshtejna / pod red. Yu.A. Koshmarova, V.E. Makarova. M.: Strojizdat, 1990. 162 s.
4. Abramov Yu.A., Basmanov A.E. Preduprezhdenie i likvidaciya chrezvychajnyh situaciy v rezervuarnyh parkah s nefteproduktami. Har'kov: AGZU, 2006. 256 s.
5. GOST 12.1.004-91. Sistema standartov bezopasnosti truda (SSBT). Pozharnaya bezopasnost'. Obshchie trebovaniya (s izm. № 1). URL: https://docs.cntd.ru/document/9051953 (data obrashcheniya: 30.12.2021).
6. Koshmarov Yu.A., Bashkircev M.P. Termodinamika i teploperedacha v pozharnom dele. M.: VIPTSH MVD SSSR, 1987. 444 s.
74
7. Rojtman M.Ya. Protivopozharnoe normirovanie v stroitel'stve. M.: Strojizdat, 1985.
590 s.
8. Lu K.H. Heat flux profile upon building façade with side walls due to window ejected fire plume: an experimental investigation and global correlation // Fire Safety Journal. 2014. P. 14-22.
9. Lobaev I.A., Voloshenko A.A. Risk-orientirovannaya model' upravleniya pozharnoj bezopasnost'yu v oblasti predotvrashcheniya rasprostraneniya pozhara mezhdu zdaniyami // Pozhary i chrezvychajnye situacii: predotvrashchenie i likvidaciya. 2020. № 1. S. 36-43. DOI: 10.25257/FE.2020.1.36-43.
10. Goman P.N., Sobolevskaya E.S. Razrabotka programmy raschyota intensivnosti teplovogo izlucheniya pri pozhare // Tekhnologii tekhnosfernoj bezopasnosti. 2016. № 1 (65). S. 250-257.
11. Black J. Risk-based regulation: choices, practices and lessons being learnt // Risk and regulatory policy. Improving the governance of risk. Paris: OECD, 2010. P. 185-224. DOI: 10.1787/9789264082939-11-en.
12. Saaty T. Mathematical Principles of Decision Making (Principia Mathematica Decernendi). Pittsburgh: RWS Publications, 2010. 615 p.
13. Yakimova E.M. Gosudarstvennyj mekhanizm zashchity sub"ektov predprinimatel'skoj deyatel'nosti v sovremennoj Rossii // Vestnik Tomskogo gosudarstvennogo universiteta. Pravo. 2018. № 28. S. 83-95. DOI: 10.17223/22253513/28/8.
Информация о статье:
Статья поступила в редакцию: 09.06.2022; одобрена после рецензирования: 11.07.2022; принята к публикации: 25.07.2022
The information about article:
The article was submitted to the editorial office: 09.06.2022; approved after review: 11.07.2022; accepted for publication: 25.07.2022
Информация об авторах:
Алексей Анатольевич Волошенко, преподаватель кафедры надзорной деятельности (в составе учебно-научного комплекса организации надзорной деятельности) Академии ГПС МЧС России (129366, Москва, ул. Бориса Галушкина, д. 4), e-mail: volax84@mail.ru, https://orcid.org/0000-0001-9468-6995
Андрей Олегович Андреев, профессор кафедры надзорной деятельности (в составе учебно-научного комплекса организации надзорной деятельности) Академии ГПС МЧС России (129366, Москва, ул. Бориса Галушкина, д. 4), кандидат технических наук, доцент, e-mail: andreoleg65@mail.ru, https://orcid.org/0000-0002-7407-3152.
Александр Александрович Козлов, заместитель начальника отдела организации предоставления государственных услуг, межведомственного взаимодействия и статистики в области пожарной безопасности Департамента надзорной деятельности и профилактической работы МЧС России (121357, Москва, ул. Ватутина, д. 1), e-mail: dkac77@gmail.com, https://orcid.org/ 0000-0002-0582-4688
Information about authors:
Aleksey A. Voloshenko, lecturer, department of supervisory activities (as part of the educational and scientific complex for the organization of supervisory activities) of the Academy of State fire service of EMERCOM of Russia (129366, Moscow, Boris Galushkin St., 4), e-mail: volax84@mail.ru, https://orcid.org/0000-0001-9468-6995
Andrey O. Andreev, professor of the department of supervisory activities (as part of the educational and scientific complex for the organization of supervisory activities) of the Academy of State fire service of EMERCOM of Russia (129366, Moscow, Boris Galushkina, d. 4), candidate of technical sciences, associate professor, e-mail: andreoleg65@mail.ru, https://orcid.org/0000-0002-7407-3152. Aleksandr A. Kozlov, deputy head of the department for the organization of the provision of public services, interdepartmental cooperation and statistics in the field of fire safety of the Department for supervisory activities and preventive work of the Ministry of Emergency situations of Russia (121357, Moscow, Vatutina St., 1), e-mail: dkac77@gmail. com, https://orcid.org/ 0000-0002-0582-4688
75
