пример ВКР. Анализ особенностей и разработка эффективных путей повышения пожарной безопасности предприятий автомобильного сервиса на примере
 Скачать 1.72 Mb.
|
|
2.2 Разработка системы эффективных методов предупреждения и ликвидации пожаров на предприятия СТО Выбор метода предупреждения пожаров на предприятиях СТО зависит от исходных параметров организации, так как некоторые сервисы могут иметь необходимые составляющие и необходимость в изменении может отсутствовать. В качестве основного метода предупреждении пожаров выбрано улучшение имеющегося противопожарного оборудования и замена технических систем по предотвращению возгораний. Проблема устаревшего и в некоторых случаях не функционирующего оборудования является актуальной, поэтому необходимо проанализировать 5 Датчики пожарно й сигнализ ации - патент СССР на изобретение SU 1 168 993 A1 (опубликован 23.07.1985); - патент РФ на изобретение RU 187749 U1 (опубликован 18.09.2019); - патент РФ на изобретение RU 2 253 902 C1 (опубликован 10.06.2005); - патент Японии на изобретение JP2007305114A (опубликован 22.11.2007); - патент Китая на изобретение CN109741562A (опубликован 10.05.2019). Приведенные технические решения обладают преимуществом быстрого срабатывания и быстрого обнаружения наличия продуктов сгорания. Недостатком является сложность конструкции и высокая стоимость конструкции и ее обслуживания 27 имеющиеся системы и выбрать наиболее оптимальное решение для ее улучшения [20]. «Основные типы пожарных сигнализаций на СТО и их особенности: - дымовая (наиболее часто применяемая); - тепловая (бесполезны для СТО, большинство из недорогих систем срабатывает уже тогда, когда помещение выгорело); - линейные (эффективны в больших цехах); - пламени (очень дорогие, и используются в основном в помещениях с дорогим электронным оборудованием)» [21]. Наиболее эффективным типом пожарной сигнализации выбрана линейная сигнализация, так как она успешно применяется в аналогичных предприятиях и имеет недорогую стоимость. В качестве предлагаемого технического решения был выбран охранно- пожарный оповещатель (патент на полезную модель № 170473 Оповещатель охранно-пожарный лазерный, рисунок 1) [16]. 1- корпус, 2- сквозное отверстие, 3- оптический элемент, 4- лазерный диод, 5- проводное соединение, 6- драйвер тока, 7- преобразователь напряжения, 8- клеммная колодка Рисунок 1 - Вид сверху оповещателя с взаимным расположением элементов Принцип его работы: оповещатель охранно-пожарный лазерный указывает безопасное и кратчайшее направление движения людей при эвакуации. Оповещатель охранно-пожарный световой, закрепленный на 28 потолке, ориентирован так, чтобы стрелка, проецируемая на пол, указывала направление эвакуации для ускорения эвакуации людей из помещения, за счет вывода предупреждающей информации направления эвакуации посредством проецирования изображения стрелки на пол помещения. Так как любая техническая установка на предприятии автосервиса нуждается в периодическом обслуживании, важно соблюдать нормы по обслуживанию технических систем. АПС реагирует на повышение температуры и дым, так как на автосервисе есть зоны, где не рекомендуется установка сигнализации (может произойти ложное срабатывание из-за воздействия воды и тепла), требуется обеспечить работу вентиляционных систем. Вентиляционные противодымные системы бывают приточные и вытяжные. Наиболее эффективной для организации «АсАвто на Солнечной» является вытяжная вентиляция, так как она гораздо быстрее среагирует при возникновении пожара и сможет быстрее очистить задымленный воздух. Противодымная вытяжная вентиляционная система необходима для незамедлительного удаления продуктов горения из помещения. Так как она работает совместно с АПС, необходимо спроектировать системы так, чтобы их действие происходило одновременно. Требуется также уделить внимание ознакомлению сотрудников с принципами работы систем для быстрого реагирования в случае опасных ситуаций. В качестве решения предлагается использовать автоматизированную систему взрывопожарной безопасности (патент на изобретение № 2666339 Автоматизированная система взрывопожарной безопасности на основе газового контроля, рисунок 2) [18]. 29 1 - блок раннего обнаружения аварии, 2 - блок обнаружения пожара, 3 - блок датчиков технологического процесса и оборудования, 4 – метеокомплекс, 5 - блок обработки и передачи информации, 6 - пульт оператора, 7 - блок ликвидации ЧС, 8 - блок оповещения и эвакуации, 9 - блок автоматического ориентирования видеокамер,10 – видеокамеры Рисунок 2 - Блок-схема автоматизированной системы раннего обнаружения пожаро-взрывопожарной безопасности на основе газового контроля Несмотря на сложность конструкции, она обеспечит надежную и долговечную службу, а оперативное действие поможет избежать больших потерь на предприятии. 2.3 Проектирование надежной и оперативной системы анализа передачи тревожных сигналов пожарной сигнализации SSP - это система, которая включает в себя устройства сигнализации, используемые для автоматического обнаружения и отправки информации о пожаре, а также приемники пожарной сигнализации и приемники сигналов о повреждениях. Сигналы пожарной тревоги, генерируемые SSP, отправляются с использованием системы мониторинга огня [22]. 30 Мониторинг пожара включает автоматическую отправку пожарной тревоги в соответствующие центры приема сигнала. Пожарная тревога должна быть отправлена без какой-либо человеческой деятельности на постоянно укомплектованный участок, который отправляет персонал и ресурсы пожарной бригады, указанные соответствующим командующим округа (города), где установлена станция приема пожарной тревоги. Сигналы о повреждении системы автоматически отправляются на приемную станцию, управляемую оператором системы мониторинга пожара. В качестве примера можно привести данные, приведенные в отчете Пожарной бригады за 2017 год в Самарской области [23]. Согласно этому документу, подразделения пожарной бригады в 2017 году выезжали на вызов в общей сложности 6921 раз, в том числе: - 1627 пожаров (1568 малых, 47 средних, 12 крупных); - 661 ложных тревог (48 умышленных, 403 устраненных до приезда бригады, 216 ложных срабатываний систем мониторинга). Особое внимание следует уделить данным, указывающим на 216 ложных срабатываний от систем мониторинга пожара из общего числа 661 всех сообщенных ложных тревог, что графически представлено на рисунке 3. Для сравнения, доля ложных тревог от систем мониторинга пожара в общем количестве ложных тревог в той же области в 2015 году была следующей, где общее количество всех ложных тревог было 458, умышленных - 26, устраненных до приезда бригады - 268 и аварийные сигналы от систем пожарного мониторинга 164 (рисунок 4). 31 Рисунок 3 - Доля ложных тревог от систем мониторинга пожаров в общем количестве всех ложных тревог в 2017 году в Самарской области Рисунок 4 - Доля ложных тревог от систем мониторинга пожара в общем количестве всех ложных тревог в 2015 году в Самарской области 32 Принимая во внимание приведенные данные, можно сказать, что доля 33% ложных тревог от систем мониторинга пожаров в общем количестве всех ложных тревог указывает на необходимость осуществления мероприятий, направленных на уменьшение этого числа. На возникновение ложной тревоги влияют как системы пожарной сигнализации, так и устройства, передающие сигналы о пожаре. 2.3.1 Концентрированные и распределенные системы пожарной сигнализации Использование систем SSP определенного типа зависит от требований законодательства, относящихся к этим системам, и касающихся охраняемой территории, принятого объема функциональных требований пожарной безопасности, что должно быть учтено в установленной SSP. Одиночные открытые линии контроля, также известные как радиальные линии, должны контролировать площадь пожара до 1600 м 2 в соответствии с требованиями, тогда как максимальное количество комнат, защищаемых одной открытой линией, составляет 10. Установка допускается до 32 пожарных датчиков или до 10 ручных пожарных сигнализаций (ROP) в пределах одной линии (рисунок 5). Рисунок 5 - Концентрированный SSP с открытыми линиями мониторинга, без подключения к системе оповещения пожарных 33 Такие системы могут быть снабжены выходами для подключения передатчиков пожарной сигнализации и передатчиков аварийной сигнализации (UTAPS). 2.3.2 Анализ потока передачи сигналов пожарной тревоги при повреждениях системы Схематическое представление структуры системы передачи пожарной сигнализации, соответствующей базовым организационным и техническим требованиям представлено на рисунке 6. Рисунок 6 - Схема передачи пожарной сигнализации и сигналов о повреждениях Первым элементом системы передачи пожарной сигнализации является передатчик сигнала пожарной тревоги и повреждения (UTASU), установленный на контролируемой площадке. Сигнал отправляется из UTASU через передающую сеть, непосредственно в центр приема пожарной тревоги (COAP) или через промежуточную станцию оператора системы. Сигналы повреждения отправляются непосредственно оператору системы. 34 2.3.3 Надежность структуры передачи сигналов пожарной тревоги Станция пожарной сигнализации CSP на контролируемой площадке подключена к первому элементу системы передачи пожарной сигнализации, а именно к передатчику сигналов пожарной тревоги и повреждения (UTASU), обычно около CSP, в той же комнате. Сигнал отправляется из UTASU через передающую сеть, непосредственно в центр приема пожарной тревоги (COAP) или через промежуточную станцию оператора системы. График, иллюстрирующий работу системы передачи сигналов пожарной тревоги и повреждения, представлен на рисунке 7. Рисунок 7 - График, иллюстрирующий работу системы передачи сигналов пожарной тревоги и повреждения Сигналы о повреждениях системы отправляются непосредственно оператору. Если система повреждена, оператор обязан уведомить центр 35 приема пожарной сигнализации о повреждении, препятствующем отправке пожарной сигнализации с контролируемого участка. После ремонта оператор должен немедленно уведомить центр приема пожарной сигнализации (COAP) о восстановлении функциональности системы. Система может присутствовать в следующих функциональных состояниях: RO(t) - функция вероятности для системы в полностью рабочем состоянии. SPZ, QZB(t) - функция вероятности для системы, представляющей угрозу безопасности. условие SZB, QB(t) - функция вероятности для системы в состоянии сбоя безопасности SB. 2.3.4 Проектирование системы эффективной передачи тревожных сигналов пожарной сигнализации в аварийных ситуациях Система передачи сигналов пожарной тревоги и повреждения имеет сложную структуру надежности смешанного, параллельно- последовательного типа. Система передачи включает в себя систему SSP, которая может использовать различные избыточности, например, избыточность элементов - например, датчики, ROP; избыточность сопротивления - различные кабельные трассы и узлы, избыточность информации - различные методы, используемые для отправки информации в системы представления информации и т. д. Цель использования таких технических решений в системах SSP - повысить эксплуатационную надежность таких систем во всех функциональных условиях, например мониторинг, повреждение или тревога. Такие системы также используют правило безопасного повреждения, применимое, в частности, к станциям сигнализации. Одно повреждение системы не приводит к катастрофическим последствиям. Передатчики пожарной сигнализации, установленные на объекте, контролируемом системой SSP, должны быть расположены в отделенном от огня помещении, что значительно повышает надежность передачи сигналов пожара и повреждения. Система передачи сигналов пожарной тревоги и повреждения всегда должна основываться на проводном соединении и системе радиопередачи [24]. 36 Выводы по разработке системы технических решений, направленных на улучшение техносферной безопасности. Для функционирования предприятий СТО необходимо уделять большое внимание системам оповещения и передачи тревожных сигналов. После проведения анализа технических решений по улучшению противопожарной безопасности было определено, что лучшим решением является использование систем SSP, которые повышают эксплуатационную надежность во всех функциональных условиях, например, мониторинг тревожных сигналов. В качестве предлагаемого технического решения также был выбран охранно-пожарный оповещатель (патент на полезную модель № 170473 Оповещатель охранно-пожарный лазерный), который ориентирован так, чтобы стрелка, проецируемая на пол, указывала направление эвакуации для ускорения эвакуации людей из помещения, за счет вывода предупреждающей информации направления эвакуации посредством проецирования изображения стрелки на пол помещения, что приведет к сохранению человеческих жизней и уменьшит риск возникновения паники. 37 3 Расчетные методы исследования пожаров 3.1 Моделирование пожара и его прогнозирование Одним из наиболее успешных и наиболее часто используемых способов прогнозирования потенциального пожара является использование программного обеспечения для моделирования, а одним из наиболее часто используемых программ для решения этой проблемы является программное обеспечение FDS. Fire Dynamicics Simulator (FDS) представляет модель вычислительной гидродинамики (CFD) потока пожарной жидкости. Это программное обеспечение решает численно форму вихревого моделирования уравнений Навье-Стокса, подходящих для низкоскоростного потока с тепловым приводом, с акцентом на перенос дыма и тепла от пожаров. FDS - это бесплатное программное обеспечение, разработанное Национальным институтом стандартов и технологий (NIST) Министерства торговли США в сотрудничестве с Центром технических исследований VTT Финляндии. На протяжении всей своей разработки FDS была нацелена на решение практических проблем пожара в технике противопожарной защиты, в то же время предоставляя инструмент для изучения фундаментальной динамики пожара и горения. FDS - это компьютерная программа, которая решает уравнения, описывающие развитие процесса пожара. Это программа на языке FORTRAN, которая считывает входные параметры из текстового файла, вычисляет численное решение управляющих уравнений и записывает заданные пользователем выходные данные в файлы. Smokeview - это сопутствующая программа, которая читает выходные файлы FDS и создает анимацию на экране компьютера. Smokeview имеет простой интерфейс на основе меню. Однако существуют и другие 38 программы, разработанные для создания текстового файла, содержащего входные параметры, необходимые для FDS, такие как PyroSim 2012 [25]. 3.1.1 Пример моделирования пожара на базе электротехнической школы «Никола Тесла» Первоочередной задачей прогнозирования потенциального пожара является спасение человеческих жизней, а также сохранение материальных ценностей в виде дорогостоящего оборудования, части здания или здания в целом и так далее. Многие объекты с большим количеством людей требуют детальной проработки и тщательного подхода к проектированию соответствующей системы развития процесса пожара. Хорошим примером такого рода объектов являются школы, университеты, детские сады и тому подобное. В качестве примера моделирования пожара рассмотрена электротехническая школа «Никола Тесла» - средняя профессиональная школа с более чем 800 учениками и более чем 100 работающими. Сам школьный объект имеет большие габариты и состоит из лабораторной части, классной комнаты с кабинетами, туалетами, библиотекой и физкультурным залом. Ориентировочная площадь объекта составляет около 2542,91 м 2 Объект имеет три этажа с максимальной высотой около 12 метров. Лабораторная часть Электротехнической школы «Никола Тесла» также имеет три этажа. Имитационная модель Электротехнической школы «Никола Тесла» в Нише разработанная с помощью программного обеспечения PyroSim, вид спереди, вид сбоку, вид сзади и вид изнутри наглядно представлены на Рисунках с 8 по 11. 39 Рисунок 8 - Имитационная модель Электротехнической школы «Никола Тесла» - вид сбоку в программном обеспечении PyroSim 2012 Рисунок 9 - Имитационная модель Электротехнической школы «Никола Тесла» - вид спереди в программном обеспечении PyroSim 2012 40 Рисунок 10 - Имитационная модель Электротехнической школы «Никола Тесла» - вид сзади в программном обеспечении PyroSim 2012 Рисунок 11 - Имитационная модель Электротехнической школы «Никола Тесла» - вид изнутри в программном обеспечении PyroSim 2012 Список объектов, которые были расположены внутри школы (в лабораториях, столярной, столовой), которые могут оказать значительное 41 влияние на пожар во всей школе, с ее собственными размерами и количеством представлен в таблице 2. Таблица 2 - Список объектов в Электротехнической школе «Никола Тесла» Объект Количество объектов Размеры Стул 967 0,4м 0,4м 0,4м (толщина 0,05м) Cтол плотника 1 3м 1,5м 0,75м (толщина 0,042м) Cтол средний 76 2м 0,8м 0,75м (толщина 0,035м) Шкаф большой 22 1,8м 1м 2м Шкаф малый 37 1,5м 1м 1м Пол 34 8,9м 6,8м 0,0015м Дверь 12 1,97м 0,4м 0,03м Пол 1 13м 11м 0,0025м Скамья 6 4м 0,25м 0,25м (толщина 0,1м) Стол 55 2,5м 1,27м 0,0025м Панели проектора 7 2м х 2м Деревянные панели 2670 1м 0,04м 0,005м Двери 61 1,97м 0,85м 0,037м На первом этаже лабораторной части расположены несколько лабораторий, офис персонала, столовая, место отдыха для учеников и помещение для холодильников. На первом и втором этаже есть только лаборатории. Учебная часть Электротехнической школы «Никола Тесла» также имеет три этажа. На первом этаже находятся библиотека, кабинет учителя, административные помещения (кабинеты директора и заместителя директора, юридическая и финансовая службы), комната ожидания и приемная для родителей. Первый и второй этаж учебных помещений состоят из восемнадцати классных комнат, по девять на каждом этаже. На каждом этаже есть туалеты для мужчин и женщин. Зал физкультуры представляет особый объект, который связан со школой на первом этаже. |