Устойчивость объектов в чрезвычайных ситуациях

Размещено на http://www.allbest.ru/

Устойчивость объектов в чрезвычайных ситуациях

Введение

Безопасность жизнедеятельности человека является элементом деятельности государства, который должен соблюдаться в независимости от величины материальных ресурсов, затраченных на его обеспечение.

В любом государстве существует сеть объектов, обеспечивающих функционирование системы обслуживания населения, системы государственной власти.

И собственно функционирование государства зависит от устойчивости работы этих объектов к любым чрезвычайным ситуациям на территории государства.

В связи с этим важным элементом проектирования и строительства, а также жизненного цикла любого промышленного или экономического объекта является оценка устойчивости его работы к воздействиям различных факторов ЧС.

Данный реферат посвящен некоторым аспектам методики оценки устойчивости работы объекта к воздействию поражающих факторов, а именно - в реферате представлен материал, посвященный устойчивости к воздействию поражающих факторов ядерного взрыва, как одного из самых серьезных сценариев развития ЧС.

Материал изложен в виде как конкретных формул параметров устойчивости объекта так и в виде методических указаний по проведению оценки устойчивости работы к определенному фактору.

Реферат представляет собой обзор основного объема параметров, определяющих устойчивость работы объекта к воздействию поражающих факторов ядерного взрыва, и методов их определения.

Следует отметить, что все мероприятия, проводимые по результатам соответствующей оценки должны быть не только целесообразными, но и экономически обоснованными.

Исходные положения для оценки устойчивости функционирования объекта экономики в условиях ЧС

Оценка устойчивости функционирования объекта экономики в условиях ЧС может быть выполнена при помощи моделирования уязвимости объекта при воздействии поражающих факторов на основе использования расчетных данных (метод прогнозирования). При этом учитываются следующие положения:

1) Наиболее вероятные явления, по причине которых на объекте может возникнуть ЧС: стихийные бедствия (землетрясения, наводнения, ураганы), аварии техногенного характера и применение противником современных средств поражения.

2) Основные поражающие факторы источников ЧС, которые в различной степени могут влиять на функционирование: интенсивность землетрясения, высота подъема и скорость воды при наводнениях, скоростной напор ветра при ураганах (штормах), ударная волна, световое излучение, проникающая радиация, радиоактивное заражение и электромагнитный импульс при ядерных взрывах, избыточное давление при взрывах обычных боеприпасов. Оценивать устойчивость объекта необходимо по отношению к каждому из поражающих факторов.

3) При воздействии перечисленных поражающих факторов могут возникать вторичные поражающие факторы: пожары, взрывы, заражение ОВ и АХОВ местности и атмосферы, катастрофические затопления. Вторичные поражающие факторы в ряде случаев могут оказать существенное влияние на функционирование промышленного объекта и поэтому также должны учитываться при оценке его устойчивости.

4) Площадь зон поражения поражающими факторами в десятки и сотни раз превышает площадь объектов. Это позволяет при проведении оценочных расчетов допускать, что все элементы объекта подвергаются почти одновременному воздействию поражающих факторов, а параметры поражающих факторов считать одинаковыми на всей территории.

5) Для оценки устойчивости объекта к воздействию поражающих факторов можно задаваться различными значениями их параметров и по отношению к ним анализировать обстановку, которая может сложиться на объекте. Однако, когда требуется представить возможную обстановку в экстремальных условиях или определить целесообразность предела повышения физической устойчивости объекта, можно использовать вероятные максимальные значения параметров поражающих факторов, ожидаемых на объекте. Экстремальные условия на объекте будут при применении ядерного оружия. Поэтому оценку устойчивости объекта целесообразно начинать с оценки устойчивости к поражающим факторам ядерного взрыва.

6) На каждом объекте имеются главные, второстепенные и вспомогательные элементы. Например, на металлургическом предприятии главными элементами являются плавильные и прокатные цеха. В целлюлозно-бумажном цехе главными элементами являются агрегаты для варки целлюлозы и бумагоделательные машины. На объектах химической промышленности главными являются реакционные, ректификационные колонны, прессы и так далее. Однако в обеспечении функционирования объектов немаловажную роль могут играть второстепенные и вспомогательные элементы. Например, ни один объект не может обходиться без некоторых элементов системы снабжения. Поэтому анализ уязвимости объекта предполагает обязательную оценку роли и значения каждого элемента, от которого в той или иной мере зависит функционирование предприятия в условиях чрезвычайной ситуаций.

7) Решая вопросы защиты и повышения устойчивости объекта необходимо соблюдать принцип равной устойчивости ко всем поражающим факторам.

Принцип равной устойчивости заключается в необходимости доведения защиты зданий, сооружений и оборудования объекта до такого целесообразного уровня, при котором выход из строя от поражающих факторов может возникнуть, как правило, на одинаковом расстоянии, (на пример, от центра ядерного взрыва). При этом защита от одного поражающего фактора является определяющей. К уровню определяющей защиты приравнивается защита и от других поражающих факторов. Такой определяющей защитой, как правило, принимается защита от ударной волны.

Нецелесообразно, например, повышать устойчивость здания к воздействию светового излучения, если оно находится на таком расстоянии от центра (эпицентра) взрыва, где под воздействием ударной волны происходит его полное или сильное разрушение.

8) для оценки физической устойчивости элементов объекта необходимо иметь показатель (критерий) устойчивости. В качестве таких показателей используются критический параметр (Пкр) и критический радиус (R-кр).

Критический параметр - это максимальная величина параметра поражающего фактора, при которой функционирование объекта не нарушается. Это может быть максимальное значение ударной волны, светового излучения ядерного взрыва, максимальное значение интенсивности землетрясения, максимальное значение волны прорыва при катастрофическом затоплении и так далее.

Критический радиус - это минимальное расстояние от центра (источника) поражающих факторов, на котором функционирование объекта не нарушается. Это может быть расстояние до центра ядерного взрыва, центра землетрясения, до разрушенной плотины.

Критический параметр (Пкр) позволяет оценить устойчивость объекта при воздействии любого поражающего фактора без учета одновременного воздействия на объект других поражающих факторов. Критерий Пкр позволяет оценить устойчивость объекта при одновременном воздействии нескольких поражающих факторов и выбрать наиболее опасный из них.

9) Исходными данными для оценки устойчивости функционирования промышленного объекта являются:

- характеристика объекта и его защитных сооружений (количество зданий и сооружений, плотность застроек, наибольшая работающая смена, обеспеченность ее защитными сооружениями и средствами индивидуальной защиты);

- конструкция зданий и сооружений, их прочность и огнестойкость;

- характеристика оборудования, наличие и характеристика ценного уникального оборудования, физических установок, автоматизированных систем и аппаратуры управления;

- характеристика производства (категория) по пожароустойчивости;

- возможность прекращения работы отдельных цехов и перехода на технологию военного времени, время, необходимое для частичной или полной безаварийной остановки производства по сигналу "Воздушная тревога";

- характеристика коммунально-энергетических сетей;

- характеристика местности (наличие рек, водоемов, лесов и так далее) и соседних объектов.

Методика оценки устойчивости работы объекта к воздействию поражающих факторов ядерного взрыва. Оценка устойчивости объекта к ударной волне ядерного взрыва

В качестве количественного показателя устойчивости объекта к воздействию ударной волны принимается избыточное давление, при котором здания, сооружения, оборудование и системы энергоснабжения сохраняются (Пкр), либо получают слабые и средние повреждения (когда возможно восстановление).

Эти значения принято считать пределом устойчивости объекта к ударной волне (DPф lim) - или критерием устойчивости.

Критерий устойчивости зданий, защитных сооружений, коммуникаций, проложенных под землей, определяется меньшим пределом средних разрушений (повреждений).

Критерий устойчивости технологического оборудования, коммуникаций, расположенных в зданиях, определяется меньшим пределом слабых разрушений.

Критерий устойчивости людей к воздействию ударной волны определяется меньшим пределом легких поражений (люди не теряют трудоспособность). При проведении расчетов по устойчивости различных элементов объекта необходимо учитывать их габариты и особенности конструкции. На большие здания, имеющие значительную площадь стен и требующие для обтекания их ударной волной и уравновешивания давления некоторого времени, основное действие оказывает избыточное давление отраженной волны DPотр, которое определяется по формуле:

DPотр=2DPф+(6DPф/(DPф+720)), кПа

из формулы следует, что действующая сила зависит от DPф. Значения величины DPф, при которых здания, сооружения получают ту или иную степень разрушения .приводятся в таблицах.

Если для каких-либо промышленных зданий, сооружений нет данных в таблицах, то величины избыточных давлений рассчитываются.

DPф=0,14 х Кn х nПiКi

Величины избыточных давлений зависят от ряда коэффициентов:

Kn - коэффициент, зависящий от степени разрушений: для сильных - 87, для средних - 56, для слабых - 35;

Ki - коэффициенты, учитывающие тип конструкций зданий. Вид стройматериалов стенового заполнения, высоту здания, сейсмостойкость конструкции, наличие кранового оборудования.

Действие давления в зависимости от размера и конфигурации объекта может привести:

-К смещению предмета относительно его основания и его отбрасыванию (угону);

-К ударной перегрузке, то есть к мгновенному инерционному разрушению элементов предмета;

-К опрокидыванию предметов.

Оценка устойчивости объекта к световому излучению ядерного взрыва

Воздействие светового излучения ядерного взрыва на здания и сооружения промышленного объекта проявляется в возникновении возгораний и пожаров, вызывающих разрушения и уничтожение материальных ценностей, в ряде случаев превосходящие по масштабам разрушения от ударной волны.

На промышленных объектах могут образовываться отдельные (возникает в отдельном здании или сооружении) или сплошные пожары (все или большинство зданий и сооружений охвачено огнем).

На возникновение и распространение пожаров влияют следующие факторы:

- огнестойкость зданий и сооружений

- пожарная опасность производства

- плотность застройки объекта

- метеорологические условия

Огнестойкость зданий и сооружений зависит от стройматериалов, их которых они возведены.

Строительные материалы по огнестойкости делятся на три группы:

1. Несгораемые - неорганические материалы (кирпич, бетон) и металлические изделия.

2. Трудносгораемые - гипсовые и бетонные изделия с органическим заполнением, древесина, пропитанная антипиренами.

3. Сгораемые - все органические материалы, не подвергнутые специальной обработке.

В зависимости от использованных материалов огнестойкость зданий и сооружений делят на пять степеней (СниП П2.01.02-85).

I и II степень - здания и сооружения, основные элементы которых (стены, перекрытия, перегородки) выполнены из несгораемых материалов.

III степень - здания и сооружения с каменными стенами

IV - деревянные здания с оштукатуренными стенами

V - деревянные неоштукатуренные здания.

Следует отметить, что при длительном воздействии огня при температуре 200 градусов Цельсия даже несгораемые элементы зданий и сооружений меняют свою структуру, что приводит к образованию в них трещин и разрушению.

Предельное время огнестойкости конструкций, после чего пожар свободно распространяется по всему зданию, составляет:

Для зданий I и II степеней огнестойкости - не менее 2 часов

Для зданий III степени огнестойкости - до 1. 5 часа

Для зданий IV степени огнестойкости - до 0,5…1 часа

Для зданий V степени огнестойкости - менее 0,5 часа.

В соответствии с нормами пожарной безопасности (НПБ 105-95) все виды производств подразделяются по взрывопожарной и пожарной опасности на пять категорий: А, Б, В (В1-В4), Г, Д.

К категории А относятся производства, в помещениях которых находятся или обращаются горючие газы (ГГ), легковоспламеняющиеся жидкости (ЛВЖ) с температурой вспышки не более 28 градусов Цельсия; вещества и материалы, способные взрываться и гореть при взаимодействии с водой, кислородом воздуха или друг с другом в таком количестве, что расчетное избыточное давление взрыва превышает 5 кПа.

К категории Б относятся производства, имеющие горючие пыли или волокна, горючие жидкости (ГЖ).

Категория В1-В4 включает производство с горючими и транспортными жидкостями, твердыми горючими и трудно - горючими веществами и материалами (в том числе пылью и волокнами).

К категории Г относятся производства, имеющие негорючие вещества и материалы в горючем, раскаленном или расплавленном состоянии, процесс образования которых сопровождается выделение лучистой теплоты, искр и пламени; жидкости и твердые вещества, которые сжигаются или утилизируются в качестве топлива.

Категория Д - производства с негорючими веществами и материалы в холодном состоянии.

Категории А и Б являются взрывопожароопасными, категории В1-В4 - пожароопасными, последние различаются величиной удельной пожарной нагрузки Мдж/м2; В1 - более 2000, В2 - 1401-2000, В3 - 181-1400, В4 - от 1 до 180. Категории Г и Д не являются пожароопасными.

Плотность застройки определяется как отношение суммы площадей зданий и сооружений объекта к площади территории объекта в процентах.

С увеличением плотности застройки увеличивается возможность распространения пожаров и превращения участков отдельных пожаров в сплошные. Обычно такая возможность возникает при следующих сочетаниях степеней огнестойкости зданий и плотности застройки:

Для зданий I и II степеней огнестойкости и плотности застройки 30%

Для зданий III степени огнестойкости и плотности застройки 20%

Для зданий IV и V степеней огнестойкости и плотности застройки 10%

На распространение пожара существенно влияет расстояние между зданиями.

Ориентировочные значения вероятности распространения пожара в зависимости от расстояния между зданиями приведены в таблице:

Таблица

Расстояние между зданиями, м	0	5	10	15	20	30	40	50	70	90
Вероятность распространения пожара, %	100	87	65	47	27	23	9	3	2	0

Вероятность возникновения и развития пожара во многом зависит от метеоусловий. Она будет различной зимой и летом, в зависимости от наличия осадков. Особое влияние на возможность возникновения пожара от светового излучения оказывает дальность видимости.

Коэффициент ослабления излучения в зависимости от дальности видимости определяется по формуле:

К=4/Д

где К - коэффициент ослабления, 1/км; Д - дальность видимости, км

С учетом вышеперечисленных факторов осуществляется оценка устойчивости объекта к световому излучению.

Критерием устойчивости объекта при воздействии светового излучения является максимальная величина светового импульса, при котором не происходит его возгорание.

Критерием устойчивости к действию светового излучения на людей является меньший предел импульса, вызывающего ожоги 1 степени.

Оценка уязвимости объекта при воздействии светового излучения начинается с определения максимального значения светового импульса, ожидаемого на объекте. Величина его может быть найдена в таблицах, или рассчитана.

Оценка устойчивости объекта к световому излучению сводится к следующему:

1) определяется степень огнестойкости зданий и сооружений объекта

2) выявляются сгораемые материалы, элементы конструкций и веществ

3) определяется значение световых импульсов, при которых происходит воспламенение элементов, выполненных из сгораемых материалов

4) определяется категория производства по пожарной опасности

5) определяется плотность застройки на объекте

6) делаются выводы и предложения по повышению устойчивости объекта к световому излучению.

Оценка устойчивости объекта к проникающей радиации и радиоактивному заражению

Воздействие проникающей радиации на производственную деятельность предприятия проявляется главным образом через ее действие на людей, материалы и приборы, чувствительные к радиации. Критерием устойчивости работы объекта при воздействии проникающей радиации и радиоактивного заражения на людей является максимально допустимая доза облучения Ддоп=Пкр, которая не приводит к потере их работоспособности.

Порядок оценки устойчивости функционирования объекта по воздействию ИИ на людей следующий:

1) определяются исходные данные объекта:

- коэффициент ослабления радиации Кос для различных зданий и сооружений, где будут находиться рабочие и служащие (на рабочих местах и в местах отдыха);

- допустимые (установленные) дозы облучения Ддоп, Дуст

2) Выявляются возможность герметизации помещений объекта для предотвращения проникновения в них радиоактивных веществ

3) Рассчитываются оптимальные режимы радиационной защиты. Критерием оценки устойчивой работы электронных систем при воздействии поникающей радиации являются максимальные значения потока нейтронов и мощности дозы гамма-излучения, при которых работа этих систем не нарушается (Пкр).

Оценка устойчивости объекта к ЭМИ

Устойчивость системы к ЭМИ оценивается в следующем порядке:

1) Электронная или электротехническая система разбивается на отдельные элементы (участки), анализируется назначение каждого элемента и выделяются основные, от которых зависит работа системы.

2) Определяется чувствительность аппаратуры и ее элементов к ЭМИ, то есть предельные значения наведенных напряжений и токов, при которых работа системы еще не нарушается

3) Определяются значения напряжений и токов в элементах системы, наведенные под воздействием ЭМИ

4) Определяются коэффициенты безопасности каждого элемента системы и предел ее устойчивости в целом

5) Анализируются и оцениваются результаты расчетов и делаются выводы, в которых указываются: степень устойчивости системы к воздействию ЭМИ; наиболее уязвимые места системы; необходимые организационные и инженерно-технические мероприятия по повышению устойчивости уязвимых элементов системы в целом с учетом экономической целесообразности.

Оценка устойчивости объекта к воздействию вторичных поражающих факторов

Вторичными поражающими факторами. Являющимися следствием стихийных бедствий, применения современных средств поражения, считаются взрывы, пожары, заражения атмосферы и местности, обрушение поврежденных конструкций зданий и сооружений.

При определенных условиях разрушения и поражения от вторичных факторов по своим масштабам могут превзойти непосредственное воздействие первичных поражающих факторов. Потенциальными особо опасными источниками вторичных поражающих факторов являются предприятия высокой пожаро- и взрывоопасности. Возникновение пожаров на объектах, имеющих элементы (цеха) категории А и Б, вполне вероятно даже при слабых их разрушениях и, как правило, при средних.

Самыми уязвимыми к воздействию ударной волны на таких предприятиях являются наземные технологические коммуникации, общая длина которых бывает весьма большой (на химических комбинатах до нескольких сотен километров).

Следует учитывать, что источниками вторичных факторов могут быть не только элементы данного предприятия, но и других, расположенных поблизости объектов. Особенно опасно в этом отношении соседство с объектами категорий А и Б.

Оценка устойчивости объекта к воздействию вторичных поражающих факторов производится следующим образом:

1) выявляются все возможные источники вторичных поражающих факторов - внутренние и внешние.

2) Находится расстояние от объекта (цеха) до каждого возможного источника вторичного поражающего фактора.

3) Определяется характер поражающего действия вторичного фактора (пожар, заражение, избыточное давление). Затем вычисляется радиус действия вторичного поражающего фактора, который зависит, главным образом, от источника его распространения относительно объекта, а также от рельефа местности и метеоусловий.

4) Устанавливается время "ч" от момента воздействия первичного поражающего фактора до начала воздействия на объект вторичного фактора.

5) Определяется продолжительность действия вторичного поражающего фактора и возможный ущерб.

Полученные результаты оценки заносятся в сводную таблицу, анализируются, по ним делаются выводы и намечаются мероприятия по исключению или ограничению воздействия на работу объектов вторичных поражающих факторов.

Список литературы

чрезвычайный ситуация устойчивость объект

1.Вахтин А.К. Меры безопасности при ликвидации последствий стихийных бедствий и производственных аварий. - М.: Энергоатомиздат, 1984. - 288с.

2.Безопасность жизнедеятельности Гриценко В.С Уч. пос. МЭСИ, 2004, -244с.

3.Чрезвычайные ситуации и защита от них. Сост. А.Бондаренко. Москва, 1998 г.

4.Мешков Н. Основы безопасности жизни. 1998 г.

5.«Безопасность жизнедеятельности» - С.В. Белов, В.А. Девисилов, А.Ф. Козьяков, Л.Л.Морозова, В.С. Спиридонов, В.П.Сивков, Д.М. Якубович. Высшая школа, М. 2000.

Размещено на Allbest.ru

...