Зависимость уровня пожарного риска от длительности эксплуатации систем противопожарной защиты Текст научной статьи по специальности «Химические технологии»

ЗАВИСИМОСТЬ УРОВНЯ ПОЖАРНОГО РИСКА ОТ ДЛИТЕЛЬНОСТИ ЭКСПЛУАТАЦИИ СИСТЕМ ПРОТИВОПОЖАРНОЙ

ЗАЩИТЫ

М.А. Симонова, к.т.н, доцент, Е.В. Чиганашин,

Санкт-Петербургский университет ГПС МЧС России, г. Санкт-Петербург

В настоящее время Техническим регламентом о требованиях пожарной безопасности определено понятие пожарного риска как меры возможности реализации пожарной опасности объекта защиты и ее последствий на людей и материальные ценности. Применительно к зданиям согласно ст. 93 [1] величина индивидуального пожарного риска не должна превышать одну миллионную в год. Риск гибели людей в результате воздействия опасных факторов пожара должен определяться с учетом функционирования систем обеспечения пожарной безопасности здания.

Индивидуальный пожарный риск - это пожарный риск, который может привести к гибели человека в результате воздействия опасных факторов пожара. Фактором, влияющим на величину пожарного риска, является условная вероятность эффективного срабатывания систем противопожарной защиты.

Рассмотрим снижение условной вероятности эффективного срабатывания систем противопожарной защиты в течении срока эксплуатации на примере извещателей пламени. В качестве примера взят цех подготовки газа, являющийся неотъемлемой частью установки комплексной подготовки газа. Цех подготовки газа представляет собой здание площадью 1000 м2. С учетом смонтированного оборудования, технологических трубопроводов и т.д., в соответствии с классификацией окружающего пространства по степени загроможденности по [2] цех подготовки газа относится к II классу - сильно загроможденное пространство: наличие полузамкнутых объемов, высокая плотность размещения технологического оборудования, большое количество повторяющихся препятствий. Исходя из практического опыта, а также особенностей проектирования и монтажа на данных объектах пожарных извещателей пламени, а также с учетом требований [3] контролируемую извещателем пламени площадь помещения или оборудования определяется из значения угла обзора извещателя, чувствительности [4], а также восприимчивости к пламени конкретного горючего материала, приведенной в технической документации на извещатель, как правило, устанавливается порядка 6 пожарных извещателей на вышеуказанную площадь.

Условия, принятые для расчета:

Пожарный извещатель пламени, отвечающий требованиям [4].

Средняя наработка на отказ 60000 часов.

Среднее время восстановления не более 1 часа.

Срок службы 10 лет.

Система автоматической установки пожарной сигнализации относится к системам продолжительного применения. Характеристикой надежности системы,

определяющей ее безотказность, восстанавливаемость, функционирование в определенных условиях применения является ее надежность [5].

Надежность системы определяется из формулы:

Рп(0 = Ро • P(0 + (1 - Ро) • V(t) • P(t - ti), (1)

Где Р0=^г - вероятность исправности системы в начальный период времени, численно равна коэффициенту готовности кг. Для упрощения расчетов принимаем, что система пребывает в равнозначных эксплуатационных условиях, кг = 1; Ро = 0;

t

P(t) = е тт вероятность безотказной работы в заданный период времени; 1 — Р0 - вероятность неисправного состояния системы к начальному моменту времени ее использования;

K(t) - вероятность восстановления, проверки работоспособности системы

t

frn'

за время t < ti; V(t) = 1-е

P(t — ti) - вероятность безотказной работы системы за оставшееся время t — ti, которое считается достаточным для выполнения функций; Тт - время безотказной работы; ТВ - время восстановления системы. Как правило, Тт > ТВ.

Интенсивность отказов определяется по формуле:

1

Х= т (2)

где X - вероятность отказов, 1/ч; 70 - наработка на отказ, часы.

Вероятность отказов за период времени работы:

0= и (3)

Где 1 - продолжительность периода работы, часы.

Вероятность безотказной работы в период времени:

Р= (4)

Результаты расчетов представлены в таблице 1.

Таблица 1.

Определение вероятности безотказной работы/вероятность эффективного срабатывания систем ПЗ (для 1, 2, 6 пожарных извещателей)

Срок год 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10

эксплуатации

часов 8760 17520 26280 35064 43824 52584 61344 70128 78888 87648

Наработка на отказ часов 60000

Кол-во

извещателей

1,6710- 1,6710- 1,6710- 1,6710- 1,6710- 1,6710- 1,6710- 1,6710- 1,6710-

Интенсивность отказа Л 1 2 6 1,67 10-5 8,33 ■ 10-6 2,78-10-6 5 8,33 ■ 106 2,78 ■Ш- 6 5 8,33 ■ 106 2,78 ■Ш- 6 5 8,33 106 2,78^10- 6 5 8,33 106 2,78-106 5 8,33 ■ 106 2,78 ■Ш- 6 5 8,33 ■ 106 2,78 ■Ш- 6 5 8,33 ■ 106 2,78 ■Ю- 6 5 8,33 106 2,78^10- 6 5 8,33 ■ 106 2,78-106

Вероятность отказа 1 0,146 0,292 0,438 0,584 0,730 0,876 1,022 1,169 1,315 1,461

Р 2 6 0,073 0,024 0,146 0,049 0,219 0,073 0,292 0,097 0,365 0,122 0,438 0,146 0,511 0,170 0,584 0,195 0,657 0,219 0,730 0,243

Вероятность 1 0,865 0,748 0,647 0,559 0,484 0,419 0,362 0,313 0,271 0,234

безотказной Р 2 0,930 0,865 0,805 0,748 0,696 0,647 0,602 0,560 0,521 0,484

работы 6 0,976 0,953 0,930 0,908 0,886 0,865 0,844 0,824 0,804 0,785

Представим полученные данные на рисунке 1.

Рис. 1. Зависимость времени эксплуатации и вероятности безотказной работы в

течение 10-ти лет

Рис. 2. Зависимость времени эксплуатации и вероятности безотказной работы в

течение 20-ти лет

Таблица 2.

Зависимость величины индивидуального пожарного риска от вероятности безотказной работы систем противопожарной защиты

Вероятность безотказной работы систем противопожарной защиты 0 0,1 0,2 0,3 0,4 0,5 0,6 0,7 0,8

Индивидуальный пожарный риск, год-1 8,03 10-5 5,27-10"5 3,2910-5 1,93 ■ 10-5 1,04 ■Ю"5 5,02-10"6 2,05 ■Ю-6 6,5010"7 1,28 ■Ю-7

Рис. 3. Зависимость индивидуального пожарного риска от вероятности безотказной работы систем противопожарной защиты

Проанализирован представленные графики и рисунки, приходим к выводу, что индивидуальный пожарный риск тем больше, чем меньше вероятность безотказной работы СПЗ. Поэтому с течением времени величина индивидуального пожарного риска будет увеличиваться, и следовательно, ее необходимо считать является постоянно меняющейся величиной.

Список использованной литературы

1. Федеральный закон от 22.07.2008 № 123-Ф3 "Технический регламент о требованиях пожарной безопасности".

2. Приказ МЧС РФ от 10.07.2009 № 404 "Об утверждении методики определения расчетных величин пожарного риска на производственных объектах".

3. СП 5.13130.2009. Системы противопожарной защиты. Установки пожарной сигнализации и пожаротушения автоматические. Нормы и правила проектирования" (утв. Приказом МЧС РФ от 25.03.2009 № 175).

4. ГОСТ Р 53325-2012. Национальный стандарт Российской Федерации. Техника пожарная. Технические средства пожарной автоматики. Общие технические требования и методы испытаний

5. ГОСТ 27.002-2015. Межгосударственный стандарт. Надежность в технике. Термины и определения