CC BY
32
ОСОБЕННОСТИ КОМПЛЕКСНОЙ ОЦЕНКИ БЕЗОПАСНОСТИ ВОЛОКНИСТЫХ ТЕПЛОИЗОЛЯЦИОННЫХ МАТЕРИАЛОВ
FEATURES OF INTEGRATED SAFETY ASSESSMENT OF FIBROUS HEAT-INSULATING MATERIALS
П.М. Жук P.M. Zhuk
МГСУ
В связи с действием закона №184-ФЗ от 27.12.2002 г. «О техническом регулировании» актуальна взаимосвязь всех сфер безопасности. В настоящей статье показан возможный комплексный подход к оценке безопасности волокнистых теплоизоляционных материалов.
In connection with force of law No. 184-FZ «About technical regulation» the correlation of all fields of safety is relevant. In this article the possible comprehensive approach to the safety assessment for fibrous heat-insulating materials is displayed.
Безопасность материалов в строительстве является актуальной проблемой, пути решения которой лежат на пересечении сфер различных научных направлений (от гигиены до техники и от охраны окружающей среды до правоведения). В связи с этим комплексность методики оценки безопасности материалов играет важнейшую роль в достижении ее объективности.
В частности, современное производство теплоизоляционных материалов на основе минеральных волокон, используемых в строительстве, нуждается в теоретическом обосновании экологической безопасности на этапе проектирования изделий, подбора их состава, рационального устройства конструкций с их применением. Предприятия по изготовлению волокнистых теплоизоляционных материалов (ВТИМ) требуют проведения комплексной оценки их экологической безопасности и безопасности технологических процессов.
Важнейшими моментами при разработке научных основ комплексной оценки безопасности волокнистых теплоизоляционных материалов являются следующие направления:
- сопоставление результатов исследований безопасности для человека с санитарно-гигиенических позиций и с точки зрения охраны труда с данными о безопасности этой продукции для окружающей среды;
- проведение анализа жизненного цикла волокнистых теплоизоляционных материалов по установленным международными стандартами критериям с учетом особенностей характерных для России технологий производства, а также для различных способов повторной переработки изделий;
- разработка критериев для оценки состояния экосистем в районе расположения предприятия-производителя волокнистых теплоизоляционных материалов.
При разработке методики комплексной оценки безопасности волокнистых теплоизоляционных материалов сначала был проведен анализ проблем и задач, стоящих перед отраслью производства теплоизоляционных материалов из неорганических волокон в современных условиях рынка. Для этого были исследованы проблемы свыше 30 заводов, принадлежащих 22 крупнейшим производителям продукции в различных регионах России. В результате исследования были выявлены следующие тенденции производства волокнистых теплоизоляционных материалов:
1. Совершенствование программ сырьевого обеспечения предприятий волокнистых теплоизоляционных материалов на основе разработки технологий по использованию отходов, а также по активному применению местного сырья.
2. Снижение энергоемкости используемых технологий за счет использования современного оборудования по получению расплава (индукционного, плазменного) и его переработки в волокно.
3. Разработка систем контроля качества изделий по параметрам теплопроводности, воздухопроницаемости, диаметру волокна (не менее 4 мкм), индексу его качества и др., а также развитие номенклатуры теплоизоляционных изделий по количественному и качественному направлениям.
4. Разработка унифицированной методики комплексной оценки безопасности теплоизоляционных изделий и их производств в целях упрощения внедрения на предприятиях систем контроля качества окружающей среды и систем управления охраной труда.
Поскольку разработка методики оценки безопасности предполагает анализ значительного количества различных критериев и принципов, а кроме того, и способов обработки результатов этого анализа, возникает необходимость изучения существующих подходов к этой проблеме. В рамках исследования принципов и методов оценки безопасности материалов были рассмотрены 5 концептуальных подходов, разработанных в разных европейских странах (Германия, Нидерланды, Швейцария, Дания и др.), 7 систем критериев (в том числе 2 отечественных). Среди рассмотренных методов оценки безопасности такие подходы, как системный анализ, концепция входа-выхода материалов на единицу продукции (MIPS), анализ жизненного цикла, составление сетки параметров (по воздействиям на окружающую среду), «экологическое сито». Был сделан вывод об эффективности использования в сфере безопасности методов экспертной оценки рисков и диаграмм Шухарта.
Исследования безопасности волокнистых теплоизоляционных материалов были разделены на две важных области - обеспечение гигиенической безопасности изделий для человека по параметрам эмиссий волокна и токсичности связующего компонента, а также обеспечение безопасности для окружающей среды по всем стадиям жизненного цикла.
В рамках исследования эмиссий волокна из материала впервые были получены зависимости количества выделяющегося волокна от параметра воздухопроницаемости изделий, определенные на приборе «Микронейр», при помощи которого возможно также определять диаметр волокна по величине его плотности. Равномерность распределения связующего позволяет снизить количество эмиссии волокна. При этом величины эмиссий компонентов связующего (формальдегида и кетонов) определенные в результате исследований при помощи камеры FLEC незначительны.
Рис. 1. Схема критериев оценки локальных воздействий на окружающую среду при производстве волокнистых теплоизоляционных материалов
При исследовании безопасности волокнистых теплоизоляционных материалов для окружающей среды по всем стадиям жизненного цикла в отличие от имеющихся результатов зарубежных научных групп [1, 2], где в большей степени учитываются глобальные воздействия на окружающую среду, предлагается система критериев учета воздействий на импактном уровне. Изучение сильных воздействий в локальном масштабе должно проводиться с учетом групп критериев, приводимых на схеме (рис. 1).
В целом результаты исследований представительного количества предприятий по параметрам локальных воздействий продемонстрировали корреляцию размеров локальных и глобальных воздействий, т.е. максимальное воздействие на окружающую экосистему, как правило, производится теми производственными предприятиями, на которых используются неэффективные с точки зрения энергоемкости технологии.
Для сравнимости результатов исследования российских предприятий с европейскими данными необходимо проведение адаптации методики анализа жизненного цикла ВТИМ к условиям отечественного производства, начиная с этапа добычи и подготовки сырья и заканчивая утилизацией. Результаты анализа жизненного цикла приведены в таблице 1.
В качестве методической базы для комплексной оценки безопасности ВТИМ предлагается метод расчета риска негативного воздействия на основе метода Элмери [3]. При таком исследовании пункты с параметром, имеющим оценку «хорошо», делятся на общее количество рассматриваемых параметров. По результатам таких расчетов можно определить процент риска наступления негативного последствия. Совершенствование метода заключается в обработке данных карт Шухарта, составляемых для параметров безопасности. При этом для их составления берется определенная во
времени выборка значений технологического процесса. Например, это могут быть значения эмиссий вредных веществ в воздух рабочей зоны или в почву, или же это может быть величина энергозатрат в кВтчас на кг или м3 изделий. Затем в таблицу по оси абсцисс вносятся время или последовательный порядок изменения параметра, а по оси ординат откладываются значения контролируемого процесса в числовом формате. На графике откладываются верхняя и нижняя контрольные границы, определяемые как среднее значение плюс (для верхней) и минус (для нижней) фиксированное количество среднеквадратичных отклонений. Если значения строимого таким образом графика не выходят за пределы контрольных границ, то процесс считают статистически стабильным и управляемым. Отклонения свидетельствуют о возможном риске.
Таблица 1
Наименование материала Потенциал создания парникового эффекта, кг СО2-экв./ м2 Потенциал закис-ления, кг Б02-ЭКВ./ м2 Потенциал разрушения озона, кг СБС-экв. Потенциал переудоб-ре-ния, кг Р04-экв. Потенциал образования фотохимического смога, кг этилен-экв.
Каменная вата, производство фирмы на территории Германии 1,37 8-10-3 1,3-10-7 8,9'10-4 8,9-10-4
Каменная вата, усредненные показатели по производителям на территории России 2,21 9,8-10-3 1,7-10-7 10,710-4 11,3-10-4
Методика комплексной оценки безопасности волокнистых теплоизоляционных материалов и их производств может включать в себя следующие этапы:
1. Инвентаризация источников воздействия на окружающую среду и человека и выбор универсальной системы критериев.
2. Установление границ системы, включая временной аспект жизненного цикла и аспект учета объектов воздействия (человек, окружающая среда на глобальном, региональном или локальном уровнях и т.д.).
3. Проведение необходимых замеров при помощи оборудования (газоанализаторов и т.п.).
4. Выделение при помощи методов потенциальных отклонений (карт Шухарта) наиболее важные с точки зрения контроля безопасности технологические этапы.
5. Определение весовых коэффициентов при классификации воздействий или нормативов на обязательные, важные и рекомендательные с последующим расчетом риска по установленной формуле.
6. Сравнение результатов инструментальных исследований и экспертного анализа в рамках единой системы для подготовки общих выводов.
Преимуществами комплексной методики оценки безопасности являются простота, возможность одновременного учета вопросов из сфер охраны труда и окружающей среды, а также анализ критериев безопасности всех уровней (от воздействия на человека до глобальных экологических эффектов).
Комплексная оценка безопасности волокнистых теплоизоляционных материалов с учетом факторов безопасности труда и охраны окружающей среды востребована современным подходом к техническому регулированию и дает экономический эффект при проектировании мероприятий по улучшению условий труда и экологической ситуации на предприятиях-производителях.
Литература:
1. Buschmann R. Umweltverträglichkeit von Gebäudedämmstoffen: Schleswig-Holstein, Ministerium für Umwelt, Natur und Forsten, Kiel, 2003
2. Luenser H. Auswahl und Bewertung von Dämmstoffen. Wirtschaftsministerium Baden-Würtemberg, Referat 64, Stuttgart
3. Пособие по наблюдению за условиями труда на рабочем месте в промышленности. Система Элмери. Перевод с финск. - Институт профессионального здравоохранения Финляндии (2-е обновленное издание) (на сайтах www.occuphealth.fi и www.nacot.ru)
The literature:
1. Buschmann R. Umweltverträglichkeit von Gebäudedämmstoffen: Schleswig-Holstein, Ministerium für Umwelt, Natur und Forsten, Kiel, 2003
2. Luenser H. Auswahl und Bewertung von Dämmstoffen. Wirtschaftsministerium Baden-Würtemberg, Referat 64, Stuttgart
3. The grant on supervision over working conditions on a workplace in the industry. System El-meri. Institute of professional public health services of Finland (2 the updated edition) (on sites www.occuphealth.fi and www.nacot.ru)
Ключевые слова: волокнистые теплоизоляционные материалы, комплексная оценка безопасности, воздействия на окружающую среду, импактный уровень.
Keywords: fibrous heat-insulating materials, integrated assessment of safety, environmental impacts, impact level.
Почтовый адрес автора: 140033, Московская область, Люберецкий район, пос. Малаховка, Быковское шоссе, д. 50, кв. 35 Телефоны автора (495)501-01-60, 8 929 675 97 31 E-mail автора: peter [email protected]
Статья представлена Редакционным советом «Вестник МГСУ»
