основы теории риска (1). Сохранения жизни и здоровья работников

• Название: Сохранения жизни и здоровья работников
• Дата: 20.04.2023
• Размер: 4.6 Mb.
• Имя файла: основы теории риска (1).doc
• Тип: Руководство; #1076946
• страница: 19 из 22

Практическая работа № 12

Расчет индивидуального пожарного риска для работника при возгорании производственных помещений

Цель работы: познакомиться с методикой расчета индивидуального пожарного риска и оценить соответствие пожарной безопасности производственного помещения нормативным требованиям.

Теоретические положения

Пожарная безопасность считается обеспеченной, если выполнены все обязательные требования пожарной безопасности или величина индивидуального пожарного риска не превышает допустимую величину. В данной работе пожарная безопасность предприятия оценивается расчетом индивидуального пожарного риска.

Численным выражением индивидуального пожарного риска является частота воздействия опасных факторов пожара (ОФП) на работника.

Частота воздействия ОФП определяется для пожароопасной ситуации, которая характеризуется наибольшей опасностью для жизни и здоровья работников, то есть, когда очаг возгорания находится вблизи эвакуационных выходов.

Индивидуальный пожарный риск отвечает требуемому, если:

, (1)

где – нормативное значение индивидуального пожарного риска,

= 10^-6 год^-1;

Q_В – расчетная величина индивидуального пожарного риска.

Расчетная величина индивидуального пожарного риска Q_в рассчитывается по формуле

Q_в=Q_п(1–R_ап)P_пp(1–Р_э)(1–P_п.з), (2)

где Q_п – частота возникновения пожара в здании в течение года, определяется на основании статистических данных;

R_ап – вероятность эффективного срабатывания установок автоматического пожаротушения;

Р_пр – вероятность присутствия людей в здании; которую принимают равной 0,33 ‒ при работе в одну смену; 0,67 ‒ в две смены; 1,00 ‒ в три смены;

Р_э – вероятность эвакуации людей;

Р_п.з – вероятность эффективной работы системы противопожарной защиты, направленной на обеспечение безопасной эвакуации людей при пожаре.

Вероятность эвакуации Р_э рассчитывают по формуле

(3)
где t_р – расчетное время эвакуации людей, мин;

t_нэ – время начала эвакуации (интервал времени от возникновения пожара до начала эвакуации людей), t_нэ = 0,3 мин;

t_бл –время блокирования путей эвакуации, мин;

t_ск – время существования скоплений людей на участках пути (плотность людского потока на путях эвакуации превышает значение 0,5).

Расчетное время эвакуации людей t_р из помещения определяется на основе моделирования движения людей до выхода наружу по упрошенной аналитической модели движения людского потока.

При расчете весь путь движения людского потока подразделяют на участки (проход, коридор, дверной проем, лестничный марш, тамбур) длиной l_i и шириной δ_i.

Расчетное время эвакуации людей t_р следует определять как сумму времени движения людского потока по отдельным участкам пути t_i по формуле

t_p = t₁ + t₂ + t₃ + t₄+ t₅,   (4)

где t₁ ‒ время движения людского потока на первом (начальном) участке, мин;

t₂, ... t₅, ‒ время движения людского потока на каждом из следующих после первого участка пути, мин.

Время движения людского потока по первому участку пути t_i, мин, рассчитывают по формуле

(5)

где l₁ ‒ длина первого участка пути, м;

v₁‒ скорость движения людского потока по горизонтальному пути на первом участке, м/мин ,определяемая в зависимости от плотности D.

Плотность людского потока на первом участке пути D₁ рассчитывают по формуле

(6)

Скорость v₁ движения людского потока на участках пути, следующих после первого, принимают в зависимости от интенсивности движения людского потока по каждому из этих участков пути, которую вычисляют для всех участков пути, в том числе и для дверных проемов, по формуле

(7)

где δ_i, δ_i-1‒ ширина рассматриваемого i-го и предшествующего ему участка

пути, м;

q_i, q_i-1‒ интенсивности движения людского потока по рассматриваемому i-му и предшествующему участкам пути, м/мин (табл. 12.1).

Если значение q_i определяемое по формуле (7), меньше или равно q_max, то время движения по участку пути t_i, мин, равно

(8)

при этом значения q_max, м/мин, следует принимать равными:

16,5 ‒ для горизонтальных путей;

16,0 ‒ для лестницы вниз.

Таблица 12.1

Интенсивность и скорость движения людского потока при различной на разных участках путей эвакуации в зависимости от плотности

Плотность потока D, м2/м2	Горизонтальный путь		Дверной проем, интенсивность q, м/мин	Лестница вниз		Лестница вверх
	Скорость v, м/мин	Интенсивность q, м/мин		Скорость v, м/мин	Интенсивность q, м/мин	Скорость v, м/мин	Интенсивность q, м/мин
0,01	100	1,0	1,0	100	1,0	60	0,6
0,05	100	5,0	5,0	100	5,0	60	3,0
0,10	80	8,0	8,7	95	9,5	53	5,3
0,20	60	12,0	13,4	68	13,6	40	8,0
0,30	47	14,1	16,5	52	16,6	32	9,6
0,40	40	16,0	18,4	40	16,0	26	10,4
0,50	33	16,5	19,6	31	15,6	22	11,0
0,70	23	16,1	18,5	18	12,6	15	10,5
0,80	19	15,2	17,3	13	10,4	13	10,4
0,90 и более	15	13,5	8,5	8	7,2	11	9,9
Примечание ‒ Интенсивность движения в дверном проеме при плотности потока 0,9 и, более, равная 8,5 м/мин, установлена для дверного проема шириной 1,6 м и более, а при дверном проеме меньшей ширины  интенсивность движения следует определять по формуле q = 2,5 + 3,75 

Время блокирования путей эвакуации t_бл вычисляется путем расчета времени достижения ОФП предельно допустимых значений на эвакуационных путях в различные моменты времени.

Критическая продолжительность пожара t_кр, (с), рассчитывается по условию достижения каждым из ОФП предельно допустимых значений в зоне пребывания людей:

‒ по повышенной температуре:

t^т_кр= (9)

‒ по потере видимости:

(10)

‒ по понижению содержания кислорода:

(11)
‒ по каждому из токсичных газообразных продуктов горения:

, (12)

где В – размерный комплекс, зависящий от теплоты сгорания материала и свободного объема помещения, кг;

t₀ – начальная температура воздуха в помещении;

n – показатель степени, учитывающий изменение массы выгорающего материала во времени;

А – размерный параметр, учитывающий удельную массовую скорость выгорания горючего материала и площадь пожара, кг∙с^-2;

Z – безразмерный параметр, учитывающий неравномерность распределения ОФП по высоте помещения;

Q_н – низшая теплота сгорания материала, кДж/кг;

С_р – удельная изобарная теплоемкость газа, кДж/(кг∙К);

φ – коэффициент теплопотерь;

η – коэффициент полноты горения;

V – свободный объем помещения, м³;

α – коэффициент отражения предметов на путях эвакуации;

Е – начальная освещенность;

L_пр – предельная дальность видимости в дыму;

D_m – дымообразующая способность горящего материала, Н_п∙м²/кг;

Х – предельно допустимое содержание токсичного газа в помещении кг/м³:

Х_СО2 = 0,11; Х_СО = 1,16∙10^-3; Х_{HC l} = 23∙10^-6

L_O2 – удельный расход кислорода;

L – удельный выход токсичных газов при сгорании 1 кг материала.

(13)
(14)

где h – высота рабочей зоны, рассчитанная по формуле

h = h_пл+1,7–0,5 ∙ δ = 1,7 м, (15)

где h_пл – высота площадки, на которой находятся рабочие, над полом, м;

δ – разность высот пола, равная нулю при горизонтально его расположении,

Н – высота помещения.

А=1,05 ∙ Ψ_F ∙ V², (16)

где Ψ_F – удельная скорость выгорания горючих материалов,

V – линейная скорость распространения.

Исходные данные для проведения расчетов могут быть взяты из справочной литературы.

Из полученных в результате расчетов значений критической продолжительности пожара выбирают минимальное:

. (17)

Необходимое время эвакуации людей t_нб, мин, из рассматриваемого помещения рассчитывают по формуле

. (18)

Вероятность эффективной работы системы противопожарной защиты Р_пз, направленной на обеспечение безопасной эвакуации людей, рассчитывается по формуле

, (20)

где R_обн – вероятность эффективного срабатывания системы пожарной сигнализации, R_обн = 0,8;

R_СОУЭ – условная вероятность эффективного срабатывания системы оповещения людей о пожаре и управления эвакуацией людей в случае эффективного срабатывания системы пожарной сигнализации, R_СОУЭ = 0,8;

R_ПДЗ – условная вероятность эффективного срабатывания системы противодымной защиты в случае эффективного срабатывания системы пожарной сигнализации, R_ПДЗ = 0,8.
Пример решения задачи: оценить индивидуальный риск для людей, работающих в механообрабатывающем цехе (зальное помещение). В механообрабатывающем цехе размером 104 х 72 х 16,2 м произошел аварийный разлив и загорание масла на площади 420 м². В цехе работают 80 чел. на четырех механических участках в три смены, Р_пр = 1. Цех имеет два эвакуационных выхода посередине. Ширина центрального прохода между механическими участками равна 4 м, а ширина проходов между оборудованием и стенами равна 2 м, на участках работают по 20 чел. Люди находятся на нулевой отметке. Время установления стационарного режима выгорания масла по экспериментальным данным составляет 900 с. Характеристики горения масла, взятые из литературных источников, следующие: низшая теплота сгорания Q = 41,9 МДж/кг; дымообразующая способность, D = 243 Нп·м²/кг; удельный выход углекислого газа = 0,7 кг/кг; удельное потребление кислорода = 0,282 кг/кг; удельная массовая скорость выгорания  = 0,03 кг/(м² · с).

Решение

Расчетная схема эвакуации представлена на рис. 12.1.


Рис. 12.1. Расчетная схема эвакуации:

‒ место пожара; I, II ‒ эвакуационные выходы;

1, 2‒ участки эвакуационного пути
Эвакуацию осуществляют в направлении первого эвакуационного выхода, так как второй заблокирован очагом пожара.

Плотность людского потока на первом участке эвакуационного пути:

м^-2.

Время движения людского потока по первому участку:

мин.

Интенсивность движения людского потока по второму участку:

м/мин.

Время движения людского потока по второму участку, так как q₂ = 1 < q_max = 16,5:

мин.

Расчетное время эвакуации:

t_р = t₁ + t₂ = 0,88 + 0,52 = 1,4 мин.

Геометрические характеристики помещения:

h = 1,7 м; V= 0,8 · 104 · 72 · 16,2 = 94,044 м³

При горении жидкости с неустановившейся скоростью:

; при п =1,5.

Определяем t_кр при х = 0,3 и Е = 40 лк, В = 2 136 кг:

; l_пр = 20 м;

по повышенной температуре

c;

по потере видимости:

c;

по пониженному содержанию кислорода:



по выделению углекислого газа

= min (362, 135) = 135 c.

Необходимое время эвакуации людей из помещения:

t_нб = К_б t_кр = 0,8 · 135 = 108 с = 1,8 мин.

Из сравнения t_р с t_нб получается:

t_р = 1,4 < t_нб = 1,8.

Вероятность эвакуации по эвакуационным путям:

Р_э.п = 0,999.

Вероятность эвакуации:

Р_э = 1 ‒ (1 ‒ (1 ‒ Р_э.п ) (1 ‒ Р_д.в) =1 ‒ (1 ‒ (1 ‒ 0,999) (1 ‒ 0) = 0,999.

Расчетный индивидуальный риск:

Q_в = Q_n P_пp (1 ‒ Р_э) (1 ‒ Р_п.з) = 0,2 · 1 (1 ‒ 0,999) (1 ‒ 0) = 2 · 10^-4;

Q_в = 2 · 10 ^-4 > = 10^-6.

Вывод: условие безопасности людей не выполнено, значение индивидуального риска больше допустимого.

Порядок выполнения работы

1. 
   Изучить основные теоретические положения.
   
2. 
   Получить задание у преподавателя.
   
3. 
   Провести требуемые расчеты и сделать вывод о соответствии пожарной безопасности помещения нормативным требованиям.
   

Методические указания к выполнению работы

Для определения расчетного времени эвакуации составьте план эвакуации из производственного помещения, исходя из геометрических размеров помещения и расположения оборудования, либо воспользуйтесь планом предприятия; кроме этого вам необходимо знание количества работающих в производственном помещении.

Для оценки времени блокирования эвакуационных путей необходимы физико-химические параметры горючего вещества, для нахождения которых пригодится Интернет.

Вывод по работе должен содержать заключение о величине индивидуального пожарного риска для работников предприятия и его сравнение с величиной допустимого пожарного риска.

Контрольные вопросы

1. 
   Что называют опасными факторами пожара?
   
2. 
   Чем определяется время блокирования эвакуационных путей?
   
3. 
   Какова величина допустимого пожарного риска, и какой документ ее определяет?
   
4. 
   От чего зависит необходимое время эвакуации?
   
5. 
   По каким опасным факторам пожара рассчитывается время блокирования эвакуационных путей?
   
6. 
   В каких случаях пожарная безопасность предприятия считается обеспеченной?