ИКТ В РЕАЛИЗАЦИИ ФЗ-123
«ТЕХНИЧЕСКИЙ РЕГЛАМЕНТ О ТРЕБОВАНИЯХ ПОЖАРНОЙ БЕЗОПАСНОСТИ»
Белозеров В.В.
Южный федеральный университет, НИИ физики
E-mail: fireman@ip.rsu.ru
В соответствии со статьёй 6 Федерального закона от 22 июля 2008 г. № 123-ФЗ «Технический регламент о требованиях пожарной безопасности» (ТР ТПБ): пожарная безопасность объекта защиты считается обеспеченной, если пожарный риск не превышает допустимых значений».
Использованные термины имеют следующие определения [1]:
«Пожарный риск - мера возможности реализации пожарной опасности объекта защиты и ее последствий для людей и материальных ценностей»;
«Допустимый пожарный риск - пожарный риск, уровень которого допустим и обоснован исходя из социально-экономических условий»;
«Индивидуальный пожарный риск - пожарный риск, который может привести к гибели человека в результате воздействия опасных факторов пожара»;
«Социальный пожарный риск - степень опасности, ведущей к гибели группы людей в результате воздействия опасных факторов пожара».
Рис. 1. Пожары и ущерб в Ростовской области, Краснодарском и Ставропольском краях 1985-2006 г.г.
Актуальность проблемы сокращения потерь общества от пожаров очевидна, а Российская статистика из года в год фиксирует тот факт, что на протяжении последних десятков лет количество пожаров и социально-экономические потери от них неуклонно возрастают (рис.1 и 2).
Рис. 2. Гибель и травмы на Юге России 1985-2006 г.г.
В нашей стране ежедневно, каждые 15 минут погибает или травмируется в пожаре 1 россиянин. «Мировая картина ещё более мрачная» – погибает или травмируется в пожарах 1 житель планеты каждые 2 минуты, т.е. получается, что каждый 8-й пострадавший в пожарах – из России.
По Югу России за последние 20 лет ситуация следующая: в течение года, в среднем, пожары возникают каждые 40 минут, в каждом из которых уничтожается 4,5 кв.м. и повреждается 10,7 кв.м. жилых и производственных площадей, а прямой материальный ущерб составляет 9,5 тыс.руб., при этом в каждом 6-м пожаре, т.е. каждые 4 часа, погибает или травмируется 1 житель Юга России.
Это происходит потому, что до настоящего времени проблемами пожарной безопасности жизнедеятельности в России занимались, в основном, сами пожарные, т.е. МВД РФ, а с 2002 года - МЧС РФ, практически не привлекая к решению «пожарных проблем» Академический и ВУЗовский научный потенциал (достаточно взглянуть на списки разработчиков основных “пожарных” стандартов: 12.1.004, 12.1.044 и новых НПБ). Мало чем отличаются в этом от российских международные и национальные методы, средства и стандарты других стран. Именно поэтому, несмотря на «богатый опыт» страхования за рубежом, в т.ч. противопожарного, все мировое сообщество “продолжает сжигать в пожарах, произведенные публичные, коллективные и частные блага”, периодически направляя своим Президентам доклады [2]: “Горящая Америка” (США, 1973 г.), “Горящая Россия” (РФ, 1991 г.). Следовательно, «международный огневой опыт» не может помочь возрождающейся России ни в области профилактики пожаров, ни в области защиты и противопожарной обороны от них.
Даже самая грубая оценка социально-экономических потерь от пожаров по ГОСТ 12.1.004 (вероятность пожаров не выше 10-6, безопасность населения не ниже 0,999999) устанавливает для 140-ти миллионного населения России уровень гибели на пожарах не более 140 человек ежегодно, в то время как на протяжении последних 50 лет этот уровень в 100 раз выше!
Очевидно поэтому, при разработке ТР ТПБ, МЧС РФ «решило избавиться от постоянного невыполнения» требований ГОСТ 12.1.004, введя в ФЗ-123 указанные выше «пожарные риски», научной теории возникновения которых не существует. А при приведенных выше трактовках, сводится на нет возможность их однозначной количественной оценки [2].
Конечно, отечественный ГОСТ 12.1.004 «Пожарная безопасность. Общие требования», построенный на теории вероятностей, имеет существенные недостатки, которые «появились при его рождении» в 1974 году, и были обусловлены, во-первых, некорректностью методологии экспериментальных исследований пожарной опасности (материалов и электроприборов в частности), а во-вторых, неправильной интерпретацией понятий теории надежности и теории вероятностей, применительно к процессам возникновения и развития пожаров в техносфере [2].
В связи с тем, что введенные ФЗ-123 «пожарные риски» используют методологию ГОСТ 12.1.004, покажем эти ошибки и докажем необходимость и возможность их устранения, а также достаточность теории вероятностей для корректного применения в методиках и ИКТ, предназначенных для оценки пожарной опасности любого объекта, и формирования декларации о пожарной безопасности, без введения дополнительных и «размытых» понятий «пожарных рисков».
1. Вероятность события является безразмерной величиной, а ГОСТ 12.1.004, как и ТР ТПБ, фиксирует допустимый уровень вероятности пожара в оборудовании или объекте -10-6 в год, что с точки зрения теории надежности и теории вероятностей относится к интенсивности событий λ с общепринятой размерностью 1/час, т.е. 1,14∙10-10.
Эта ошибка устраняется, путем введения понятия «пожаробезопасный ресурс» и требования его равенства техническому ресурсу, т.е. сроку эксплуатации, материала, оборудования, помещения и объекта. Тогда, в случае общепринятого экспоненциального распределения, время наступления «пожароопасного срока эксплуатации» (tПБ) корректно определится логарифмированием уравнения [2]:
10-6 = 1- ехр(-1,14∙10-10∙ tПБ ) (1)
2. Необходимо исключить методологию внесения неисправностей при испытаниях на пожарную опасность радиоэлектронного и электротехнического оборудования и приборов, в связи с тем, что она требует применения сложного раздела теории надежности – теории зависимых отказов, т.к. искусственное «выключение», т.е. замыкание или обрыв какого-либо элемента изделия вызывает аварийный режим не в нем, а в схемотехнически связанном другом элементе. Поэтому дальнейший расчет вероятности пожара является некорректным, т.к. при этом нарушаются условия применимости формул распределения вероятностей, требующих независимости событий [3].
Эта ошибка устраняется, путем применения вероятностно-физической методологии - модели дополнительного тепловыделения каждого элемента при пожароопасном отказе, полученная в виде логнормальных функций распределения для электрорадиоэлементов (ЭРЭ):
FЭ(Q) = 1 - vЭ • [1 - GЭ(z)], (2)
где FЭ(Q) – вероятность дополнительного тепловыделения, vЭ - доля пожароопасных отказов (короткое замыкание, пробой, обрыв), GЭ(z) - условная функция распределения (при возникновении пожароопасного отказа ЭРЭ) случайной величины z = lg Q, Q = k∙U∙I∙t – Джоулево тепло пожароопасного отказа ЭРЭ.
Дополнительное тепловыделение пожароопасного отказа, нагревая материал отказавшего ЭРЭ, воспламеняет его при переходе процессов деструкции и пиролиза в самоускоряющуюся фазу по критерию Семёнова, или «зажигает соседа» по критерию Зельдовича, если собственная температура воспламенения выше «соседней», а плотность теплового потока равна критической. Тогда решая систему (3) неравенств Семёнова, Зельдовича и Франк-Каменецкого в точке воспламенения (Твс), т.е. при Se=0,368, Fк=2,00 и Ze=Q/S, определяются: Еа - энергия активации воспламенения образца (4), K – предэкспонент (5) и Н - тепловой эффект реакции в газовой фазе (6), после чего вычисляются энергии и теплоты - ЕDi и НDi стадий деструкции по формулам (4,6), при температурах (Тр,Тпл,Ттл) этих стадий [2,3]:
(3)
; (4)
; (5)
; (6)
где Ze – критерий Зельдовича; - коэф. теплопроводности газовой фазы; R - газовая постоянная; Тп - температура печи; Еа - энергия активации деструкции образца; Н - тепловой эффект реакции в газовой фазе; K - предэкспонент; Se – критерий Семенова; Q - теплота, подведенная к образцу; V - объём образца; S - площадь поверхности образца; - коэф. теплоотдачи образца; Тпо-температура поверхности образца; Fк-критерий Франк-Каменецкого; r-линейный размер образца; λо-коэф.теплопроводности образца; То-температура образца.
Математическая модель позволяет определить интенсивности пожароопасных отказов элементов (λПО=λН,Т∙∙vЭ) и интенсивности их воспламенений (λВ=λПО∙FЭ), зафиксировав критические теплоты каждого элемента - Qэ, после чего интегрированием вычисляет вероятности их воспламенений (Fв).
Расчеты по системе неравенств (3) и модели дополнительного тепловыделения (2) проводятся для каждого элемента пожарной нагрузки объекта и его «соседей», для чего необходима их топология, т.е. геоинформационная среда, а для вероятностной оценки «превращения воспламенения в пожар», вводится функция «маятник события» (7), формирующая из топологии элементов пожарной нагрузки на объекте (в частности из матрицы вероятностей воспламенений) «матрицу распространения огня» (Fр), позволяющую вычислить вероятность пожара(Fп=Fв∙Fр).
, (7)
Таким образом, устраняется методологическая и логическая незавершенность оценки пожарной опасности любого изделия или объекта (ГОСТ 12.1.004 в своих вероятностных параметрах и формулах практически не использует ни одного из 20 значений номенклатуры показателей пожаровзрывоопасности веществ и материалов, приведенных в ГОСТ 12.1.044), путем использования методов термического анализа для определения параметров горючести веществ и материалов, из которых изготовлены изделия и объекты, по критериям Семенова и Зельдовича, и с помощью вероятностно-физических уравнений, описывающих тепловыделение пожароопасного отказа, корректно связывающих горючесть с вероятностью пожара [2,3].
Отечественный стандарт с вероятностной оценкой пожаров существует более четверти века, за которые введены четыре его редакции, и естественно, за это время накопилось достаточное количество и новых методов, и замечаний к действующим документам, т.е. наступила очередная стадия переосмысления проблемы. И если мы хотим реально оценить пожарную опасность и снизить количество пожаров и социальные потери от них, то МЧС РФ надо не «выдумывать» новые понятия и вводить их Федеральными Законами, как это произошло с ФЗ-123, а обратиться к научному сообществу, чтобы корректно и грамотно решить междисциплинарную научно-техническую и социально-экономическую проблему, коей является «пожарная проблема» техногенной сферы.
Литература:
1. Федеральный закон Российской Федерации от 22 июля 2008 г. N 123-ФЗ "Технический регламент о требованиях пожарной безопасности" – М.: Российская газета, №4720 от 1 августа 2008 г.
2. Богуславский Е.И., Белозеров В.В., Богуславский Н.Е. Прогнозирование, оценка и анализ пожарной безопасности //Уч.пос., рек. УМО Минобразования РФ для строительных ВУЗов - Ростов н/Д: РГСУ, 2004. - 151с.
3. Белозеров В.В. «Интеллектуализация» бытовых электроприборов /В.В. Белозеров, Н.Г. Топольский, И.М. Тетерин И.М. // Электронный журнал «Технологии техносферной безопасности» - http://ipb.mos.ru/ttb - 2008.– № 4.–24 с.
|
