Материал: Комплексные проблемы техносферной безопасности. материалы Международной научно-практической конференции. Колодяжный С.А., Небольсин В.А

Литература

1.МЧС России: 3d моделирование - перспективное направление. [Электронный ре-

сурс]. - Режим доступа: http://01.mchs.gov.ru/pressroom/news/item/1007961.

2.Ефимов, В.Ф. Пожарная безопасность образовательных учреждений /В.Ф. Ефимов -

М.: Ториус 77, 2009. - 73 с.

ФГБОУ ВО «Воронежский институт государственной противопожарной службы МЧС России»

E.A. Yurtaev, N.L. Safonova

COMPUTER MODELING IN SOLVING PROBLEMS OF SECURITY

Considered problematic issues of fire safety with mass stay of people in high-rise buildings and overcrowded schools. Represented various software and example of use in practice

Key words: measures of fire safety responsible for fire safety, fire evacuation in educational institutions

Federal State Budgetary Educational Institution of Higher Education «The Voronezh Institute of state fire service of EMERCOM of Russia»

УДК 614.8

Е.А. Юртаев, А.В. Вытовтов

ОСОБЕННОСТИ ОТЕЧЕСТВЕННОЙ МЕТОДИКИ РАСЧЕТА ЭВАКУАЦИИ ЛЮДЕЙ ИНДИВИДУАЛЬНО ПОТОЧНЫМ МЕТОДОМ, РЕАЛИЗУЕМОЙ ПРИ ПОМОЩИ ЗАРУБЕЖНЫХ ПРОГРАММ

Рассматриваются проблемные вопросы обеспечения пожарной безопасности в учебных учреждениях и будут предложены изменения в существующие симуляторы эвакуации и приказ №382

Ключевые слова: меры пожарной безопасности, ответственные за обеспечение пожарной безопасности, пожарная эвакуация в образовательных учреждениях

Задача обеспечения безопасности людей является одной из приоритетных в настоящее время. Комплекс задач, которые ставятся перед сотрудниками системы МЧС, крайне широк, при этом спасение жизней людей в экстренных ситуациях исчисляется минутами и даже секундами, в зависимости от стадии конкретного экстренного случая. Человеку достаточно сложно просчитать все возможные ситуации, а иногда это практически невозможно. И в этих ситуациях применение специализированных комплексов программ позволяет заметно сократить время для принятия решения, просчитать возможные ситуации или построить математическую модель, позволяющую сымитировать чрезвычайную ситуацию и рассмотреть возможные варианты развития ЧС [1], а так же разработать рекомендации по комплексу мероприятий, проводимых в случае их возникновения. Принятием наиболее оптимального решения в подобных ситуациях может быть минимизировано количество жертв.

Текущей законодательной базой для расчѐта эвакуации людей является приказ МЧС РФ от 30 июня 2009 г. N 382 «Об утверждении методики определения расчетных величин пожарного риска в зданиях, сооружениях и строениях различных классов функциональной пожарной опасности».

Утверждаемая методика устанавливает порядок определения расчетных величин пожарного риска в зданиях, сооружениях и строениях. Она распространяется на здания определенных классов функциональной пожарной опасности. Это все здания, предназначенные для постоянного проживания и временного пребывания людей (Ф1.1 - Ф1.4), здания зрелищных и культурно-просветительных учреждений (Ф2.1 - Ф2.4), организаций по обслуживанию населения (Ф3.1 - Ф3.6), научных и образовательных учреждений, научных и проектных орга-

11

низаций, органов управления учреждений (Ф4.1 - Ф4.4) [2].

Расчеты по оценке пожарного риска проводятся путем сопоставления его расчетных величин с нормативным значением, установленным техрегламентом о требованиях пожарной безопасности. Расчетные величины определяются на основании анализа пожарной опасности зданий [3, 4], частоты реализации пожароопасных ситуаций, построения полей опасных факторов пожара. Также влияют наличие систем пожарной безопасности, оценка последствий воздействия на людей факторов пожара для различных сценариев.

Определение указанных величин заключается в расчете индивидуального пожарного риска для жильцов, персонала и посетителей в здании. Численным выражением такого риска является частота воздействия опасных факторов пожара на человека, находящегося в здании [3]. Установлены основные расчетные величины индивидуального пожарного риска, порядок его расчета и разработки дополнительных противопожарных мероприятий.

На сегодняшний день существует несколько компьютерных программ, которые моделируют эвакуацию в разных зданиях и сооружения [5]. Примером такого программного обеспечения – Thunderhead Pathfinder. Pathfinder - программа, реализующая индивидуальнопоточную модель движения людей при эвакуации. Программа имеет графический интерфейс для задания исходных данных, а также инструменты для 2D и 3D-визуализации результатов. Для реализации модели движения толпы была разработана специальная процедура на языке программирования Java (язык программирования, разработанный компанией Sun Microsystems). Приложения Java обычно компилируются в специальный байт-код, поэтому они могут работать на любой виртуальной Java-машине (JVM) независимо от компьютерной архитектуры. Дата официального выпуска – 23 мая 1995 года. Сегодня технология Java предоставляет средства для превращения статических Web-страниц в интерактивные динамические документы и для создания распределенных не зависящих от платформы приложений, вызываемая из события Event, вызываемого циклически в каждый момент модельного времени t. Особенностью данной процедуры является итерационное вычисление новых координат агентов с использованием системы принятия решений и дальнейшей передачей вычисленных координат в функцию, отвечающую за перемещение агентов с заданной скоростью. В результате возникновения ЧС, возникают эффекты «турбулентности» и «давки» что приводит к гибели значительной части агентов [6]. Программу можно активно использовать на различных предприятиях, учебных заведениях, офисах и магазинах.

Программа Thunderhead Pathfinder позволяет моделировать здания различного назначения, вычислять время эвакуации каждого из агентов, наглядно показывать возможные столпотворения людей и место где это произойдѐт в случае реальной эвакуации. Нам удалось смоделировать модель МОУ Тавровской СОШ Белгородской области, Белгородского района с реальными размерами площадей классов и шириной дверей и лестничных площадок. Школа представляет 2х этажное здание с 4-мя эвакуационными выходами. Учреждение было спроектировано для 240 учеников, но на сегодняшний день в этой школе обучается 800 учеников. Проблема пожарной безопасности в подобных школах является очень актуальной. Нами рассмотрено в программе Thunderhead Pathfinder 2 случая эвакуации при численности 285 и 845 человек в МОУ Тавровской СОШ. При численности 845 человек образуется 2 задержки на лестнице.

Особенностью отечественной методики расчета эвакуации людей индивидуально поточным методом, является то, что значение времени начала эвакуации tнэ (с) для помещения очага пожара следует определять по формуле:

tнэ = 5 + 0,01 F ,

где F – площадь помещения, м2. Интересно то, что для зданий дошкольных образовательных организаций, специализированных домов престарелых и инвалидов (неквартирные), больницы, спальные корпуса образовательных организаций с наличием интерната и детских организаций; многоквартирные жилые дома; одноквартирные жилые дома, в том числе блокиро-

12

ванные (Ф1.1, Ф1.3, Ф1.4) значение времени начала эвакуации составляет 6 минут. Этого времени вполне бы хватило для эвакуации из вышеизложенных зданий, а в приложении №5 приказа №382 [7], говорится, что это время 6 минут – это только для подготовки к эвакуации. Так, это очень большой промежуток времени, а при эвакуации каждая секунда имеет значение (рис. 1).

Рис. 1. Пример эвакуации 285 человек в МОУ Тавровской СОШ в программе

Thunderhead Pathfinder

В программное обеспечение необходимо внести следующее новшество – системы оповещения и управления эвакуацией пятого типа. Как написано в Своде Правил 3.13130.2009 в пятый тип СОУЭ входят речевое оповещение, световое оповещение «Выход», световые оповещатели. Также в этом типе есть разделение здания на зоны пожарного оповещения, возможность реализации нескольких вариантов из каждой зоны пожарного оповещения, координирование управление из одного пожарного поста-диспетчерской всеми системами здания [8], связанными с обеспечением безопасности людей при пожаре. Внедрение пятого типа СОУЭ в процесс моделирования эвакуации в программе Thunderhead Pathfinder люди будут эвакуироваться медленнее, но в реальной ситуации будут спасены (рис. 2).

Рис. 2. Задержка на лестнице при численности 845 человек

Внедрение СОУЭ 5 типа в переполненные учебные заведения в чрезвычайной ситуации снизит риск гибели людей. А пересмотрение приложения №5 приказа №382 по поводу выделенных 6 минут, и в дальнейшем уменьшения этого времени также сохранит человеческие жизни в процессе эвакуации.

Литература 1. Куликова Т.Н., Вытовтов А.В. История развития гибкого нормирования и анализа

риска / Т.Н. Куликова, А.В. Вытовтов // Современные технологии обеспечения гражданской обороны и ликвидации последствий чрезвычайных ситуаций. - 2016. - Т. 1. - № 1 (7). - С. 238-

13

242.

2.Ефимов В. Пожарная безопасность образовательных учреждений / В. Ефимов //Основы безопасности жизни. - 2004. - №7. - С. 31-34.

3.Вытовтов А.В. Гибкое нормирование в пожарной безопасности / А.В. Вытовтов // Современные технологии обеспечения гражданской обороны и ликвидации последствий чрезвычайных ситуаций. - 2011. - № 1 (2). - С. 338-341.

4.Шумилин В.В., Бобрышев А.А., Леденев А.А., Пельтихина С.В. Анализ и совершенствование нормативной базы, регламентирующей показатели пожарной опасности строительных материалов / В.В. Шумилин, А.А. Бобрышев, А.А. Леденев, С.В. Пельтихина // Вестник Воронежского института ГПС МЧС России. - 2015. - № 3 (16). - С. 7-11.

5.Однолько А.А. Влияние характеристик систем противопожарной защиты на пожарные риски / А.А. Однолько, И.В. Ситников // Научный журнал «Инженерные системы и сооружения», 2010. - № 1. - С. 205-211.

6.Дружинин С.С., Бондарь А.А., Вытовтов А.В. Вероятность возникновения пожара на предприятии по производству огнеупорных изделий / С.С. Дружинин, А.А. Бондарь, А.В. Вытовтов // Современные технологии обеспечения гражданской обороны и ликвидации последствий чрезвычайных ситуаций. - 2014. - № 1 (5). - С. 300-302.

7.Денисов М.С., Русских Д.В. Алгоритм определения пламени на видеоизображении / М.С Денисов, Д.В. Русских // В сборнике: Актуальные проблемы пожарной безопасности материалы XXVII Международной научно-практической конференции, посвященной 25-летию МЧС России в 3 частях. - 2015. - С. 73-78.

8.Леденев А.А., Денисов М.С., Шумилин В.В., Метелкин И.И. Математическая модель распространения тепла при пожаре в многослойных конструкциях с огнезащитой / А.А. Леденев, М.С. Денисов, В.В. Шумилин, И.И. Метелкин // Проблемы обеспечения безопасности при ликвидации последствий чрезвычайных ситуаций. - 2015. - Т. 1. - С. 355-356.

ФГБОУ ВО «Воронежский институт государственной противопожарной службы МЧС России»

E.A. Yurtaev, A.V. Vitovtov

FEATURES OF DOMESTIC METHODS OF CALCULATING THE EVACUATION OF PEOPLE INDIVIDUALLY ACCURATE METHOD IMPLEMENTED WITH THE ASSISTANCE OF FOREIGN PROGRAMS

Considered problematic issues of fire safety in educational institutions and will invite-wife changes to existing simulations of evacuation and the order No. 382

Key words: measures of fire safety responsible for fire safety, fire evacuation in educational institutions

Federal State Budgetary Educational Institution of Higher Education «The Voronezh Institute of state fire service of EMERCOM of Russia»

УДК 625.855

В.В. Федоров1, И.А. Иванова2, М.В. Манохин2

БЕЗОПАСНОСТЬ ТОПОК В ТЕХНОЛОГИЧЕСКОМ ПРОЦЕССЕ ГОРЯЧЕГО ПРИГОТОВЛЕНИЯ АСФАЛЬТОБЕТОНА

Рассмотрены процессы сжигания тяжелых мазутов в технологическом процессе горячего приготовления асфальтобетона, рекомендованы режимы подогрева топлив

Ключевые слова: мазут, режимы, топки, испарение, сжигание, экономичность, воспламенение, асфальтобетонные

заводы

В отечественном топочном оборудовании сушильных барабанов асфальтосмеситель-

14

ных установок используются в качестве топлива чаще всего мазут М100 и газ. Известны случаи употребления дизельного топлива для розжига оборудования при низкой температуре воздуха [1, 2].

В настоящее время в США на многих АБЗ установлены горелки, работающие на порошкообразном угле. Угольные горелки имеют небольшое пламя. Специалисты утверждают, что значительная экономия средств достигается при использовании угля в качестве топлива. Использование угля на АБЗ производительностью 200 тыс. т/ч окупит себя за год.

На основании исследований установлено, что при рациональном использовании угля и постоянном контроле над его применением, уголь станет ведущим топливом в будущем. В настоящее время в США предусматривается использование угля в качестве топлива на 50 % всех АБЗ, что даст значительный экономический эффект. Американские ученые также считают, что при сжигании угля меньше загрязняется атмосфера.

Асфальтобетонные заводы ФРГ ежегодно потребляют 6 млн. МВт энергии, из них 90 % приходится на долю сушильных барабанов. При выборе вида топлива рекомендуется учитывать, что высокая эффективность природного газа частично компенсируется относительно низкой стоимостью угля. Специалисты ФРГ также считают, что при сегодняшней энергетической ситуации наиболее экономичным видом топлива является уголь. В нашей стране в качестве топлива на АБЗ все еще широко применяется мазут М100 и М200. ГОСТ 10585-75 предусматривает производство мазута следующих марок: Ф5, Ф12 (флотские), 40В, 40, 100В, 100. Марка мазута и некоторые его физико-химические свойства приведены в табл. 1 [1].

Вязкость топлива имеет значение в процессе его транспортирования и смесеобразования. Для достижения хорошей текучести, необходимой при сливе, транспортировании по трубам и распылении в форсунках, мазут следует подогреть. Режимы подогрева тяжелых мазутов, составляют для М100 и М200 80 0С, при этом вязкость составляет 16, 26 0ВУ соответственно.

Следует отметить, что при такой вязкости затрудняется работа форсунок, размер распыленного топлива не позволяет в приделах нормативной длины топки осуществить полное сжигание, поэтому режимы подогрева мазутов должны быть значительно выше.

Однако следует иметь в виду, что чрезмерный нагрев мазута может вызывать интенсивное парообразование и вспенивание его, что опасно в пожарном отношении и вызывает пульсацию факела. Большое значение среди характеристик мазута имеет температура его застывания, температура, при которой мазут загустевает, теряет свою подвижность (текучесть) и застывает. Температура застывания колеблется от 5 до 36 0С в зависимости от марки и повышается с увеличением вязкости. Для мазутов, применяемых на АБЗ, характерны высокая вязкость, температура застывания и содержание серы, что влияет на выход SO2.

При снижении температуры мазутов до температуры застывания они теряют свою текучесть и приобретают особые вязкие свойства, препятствующие их сливанию, транспортированию по трубам и распыливанию в форсунках. Во избежание образования нежелательных

15