Автор: Михаил РУКИН, член комитета по безопасности Торгово-промышленной палаты РФ, генеральный директор компании «ЭРВИСТ»
Пожарная безопасность объектов подземной инфраструктуры
Введение В настоящей статье рассматриваются некоторые вопросы безопасности объектов подземной инфраструктуры: тоннелей, коллекторов, кабельных шахт и подземных коммуникаций, чтобы руководители, инженерный персонал, проектировщики и непосредственные исполнители работ могли четко понимать все процессы и решения. Надеюсь, что это в значительной степени поможет избежать ошибок, вызванных незнанием, и человеческим фактором. Некоторые аспекты обеспечения объектов подземной инфраструктуры В современном обществе, которое характеризуется повышенной мобильностью и увеличением объема трафика, тоннели с высокой пропускной способностью и надежной огнезащитой имеют решающее значение. В последние годы проектируется и строится все больше протяженных и сложных систем тоннелей, осуществляется модернизация существующих. При этом важнейшей составной частью таких проектов является обеспечение пожарной безопасности. В общем случае, при проектировании подземных транспортных систем основное внимание уделяется: - созданию безопасных систем эвакуации; - обеспечению минимального воздействия пожара на пространство вдоль эвакуационных проходов; - созданию эффективных систем удаления дыма; - интеграции систем электроснабжения. Системы противопожарной защиты являются органичным элементом общей системы безопасности, а своевременное обнаружение возгораний – одной из ключевых задач. Требования к пожарной безопасности объектов подземной инфраструктуры определяются федеральными, отраслевыми, а также внутрикорпоративными нормативами и правилами. Основные из них: - Федеральный закон № 69-ФЗ от 21.12.1994 г. «О пожарной безопасности». - Федеральный закон № 123-ФЗ от 22.07.2008 г. «Технический регламент о требованиях пожарной безопасности». - Федеральный закон от N 116-ФЗ от 21.07.1997 «О промышленной безопасности опасных производственных объектов». - Свод правил 3.13130.2009. Система оповещения и управления эвакуацией людей при пожаре. Требования пожарной безопасности. - МЧС РФ. Методические рекомендации по тушению пожаров на объектах метрополитенов. Москва 2009. Другие важные документы приведены в списке литературы. Объекты подземной инфраструктуры как предметы пожарной защиты. Состав и классификация В целях понимания терминологии приведу определения нормативного документа [1]. Автодорожный тоннель – подземное (или подводное) инженерное сооружение, предназначенное для пропуска (проезда) автотранспортных средств в целях преодоления высотных или контурных препятствий. Городской тоннель – подземное инженерное сооружение для пропуска транспортных средств, расположенное в административных границах города. Железнодорожный тоннель – подземное протяженное инженерное сооружение, предназначенное для пропуска железнодорожного транспорта в целях преодоления высотных или контурных препятствий, в том числе и в городах. Подводный тоннель – капитальное подземное сооружение для обеспечения движения транспорта и (или) прокладки инженерных коммуникаций под водой. Путепровод тоннельного типа – тоннель с протяженностью перекрытой части менее 300 м, являющийся элементом транспортной развязки и предназначенный для движения транспортных средств. Тоннельный переход – комплекс сооружений для подземного (подводного) преодоления высотных либо контурных препятствий для движения автомобильного и железнодорожного транспорта. Тоннель – протяженное подземное (подводное) инженерное сооружение, предназначенное для транспортных целей, пропуска воды и прокладки инженерных коммуникаций, являющееся основным объектом тоннельного перехода. Пожары и аварийные ситуации на объектах подземной инфраструктуры В предыдущих статьях [2-6] были достаточно подробно рассмотрены конкретные вопросы пожарной безопасности на различных промышленных объектах. Общая характеристика пожаров и аварийных ситуаций на объектах подземной инфраструктуры вполне соответствует положениям, сформулированным ФГБУ ВНИИПО [7]: Наиболее вероятными событиями, которые могут являться причинами пожароопасных ситуаций на объектах, считаются следующие: - выход параметров технологических процессов за критические значения, который вызван нарушением технологического регламента (например, перелив жидкости при сливоналивных операциях, разрушение оборудования вследствие превышения давления по технологическим причинам, появление источников зажигания в местах образования горючих газопаровоздушных смесей); - разгерметизация технологического оборудования, вызванная механическим (влияние повышенного или пониженного давления, динамических нагрузок и т. п.), температурным (влияние повышенных или пониженных температур) и агрессивным химическим (влияние кислородной, сероводородной, электрохимической и биохимической коррозии) воздействиями; - механическое повреждение оборудования в результате ошибок работника, падения предметов, некачественного проведения ремонтных и регламентных работ (например, разгерметизация оборудования или выход из строя элементов его защиты в результате повреждения при ремонте или столкновения с железнодорожным или автомобильным транспортом). Для подземных тоннелей характерны следующие особенности: - Как правило, большая протяженность при ограниченном доступе. Во многих случаях тоннели состоят из нескольких сложных конструкций с большим количеством стыковочных узлов. - Высокие риски возникновения пожара в случае аварийных ситуаций и неисправностей транспортных средств. - Установленное в большом количестве оборудование с системами электроснабжения, проводкой, которые, как правило, находятся в скрытых и компактных местах. - Складские помещения, придорожные узлы связи, системы электроснабжения подвергаются рискам вандализма, воровства, незаконного проникновения и терроризма. - Происходит накопление горючих и токсичных газов, вызванное повседневной деятельностью, неисправным оборудованием или утечками газа из земли (естественными или в результате деятельности человека). - Возможность пожаров, вызванных трением в механическом оборудовании, которые могут быть усилены накоплениями масла и ветоши. - Большие риски возникновения пожаров в скрытых и пыльных неконтролируемых пространствах, а также в средствах транспорта без оператора (например, в автономных транспортных средствах. - Риски от предпринимательской деятельности в прилегающих к тоннелям зданиях. Для железнодорожных тоннелей: - Движение состава вызывает возникновение электрической дуги, которая может привести к воспламенению мусора, пищевых контейнеров и других горючих веществ, выброшенных пассажирами. - Наличие лифтов, эскалаторов и другого оборудования, имеющего составные электрические части, которое ежедневно интенсивно эксплуатируются, может вызвать механический или электрический пробой. Для автомобильных тоннелей: - Инциденты с участием автотранспортных средств. По данным статистики автомобильные пожары составляют около 17% от всех зарегистрированных. - Транспортировка горючих материалов, разливы топлива, масла. - Накопление горючего мусора вдоль проезжей части и внутри вентиляционных шахт, разливы топлива и масла. - Короткие замыкания, электрические неполадки в кабелях систем управления и питания. - Неисправности систем вентиляции и обработки воздуха. Необходимо отметить, что все элементы подземной инфраструктуры могут быть объектами террористических атак – до 40% от всех террористических актов в мире. При этом отмечены комбинированные типы угроз – инциденты с пожаром (автомобильное топливо, перевозка горючих грузов, газов), взрывы (бомбы в автомобилях, кипящая жидкость с расширением объема – паровой взрыв), радиоактивные, химические, биологические атаки. Необходимо учитывать и такой фактор, как взрывоопасность пожаров в бетонированных тоннелях. Пожары в тоннелях могут привести к высокому риску возникновения взрывного откалывания бетона с высоким содержанием влаги (например, торкреат) или высокопрочного бетона с низкой проницаемостью. Взрывное скалывание происходит в интервале температур, при котором химически связанная вода выделяется из бетона. Для высокопрочных бетонов взрывное откалывание непосредственно связано с внутренним давлением, создаваемым во время попытки высвобождения химически связанной воды. Перевозка опасных грузов оказывает существенное влияние на безопасность в тоннелях. Приведем некоторые данные [8]: Пожары в тоннелях свидетельствуют о том, что такие товары, как, например, мука и маргарин (1999 г., тоннель Монблан), краска (1999 г., тоннель Сен-Готард) и покрышки (2005 г., тоннель Фрежюс), могут представлять большую опасность для тоннелей и тоннельных конструкций. В результате в NFPA 502 введена глава 13 «Регулируемые и нерегулируемые грузы», где представлены рекомендации по разработке правил для любых грузов, транспортируемых через тоннель. При этом органы, обладающие соответствующими полномочиями, должны принять правила, которыми следует руководствоваться при перевозке регулируемых и нерегулируемых грузов через тоннели. Проблемы и вызовы , стоящие перед проектировщиками систем раннего обнаружения пожара Принимая во внимание вышеперечисленные особенности, можно в самых общих чертах назвать трудности и вызовы, стоящие перед компаниями, осуществляющими подбор и инсталляцию систем раннего обнаружения пожара на объектах подземной инфраструктуры. Вопросы, связанные с физическими характеристиками объектов - Необходимость непрерывного и качественного отслеживания пожарной обстановки в закрытых, скрытых и пыльных помещениях, чтобы не допустить быстрого развития пожара. - Системы пожарной сигнализации должны обеспечить работу в больших открытых пространствах без пространственного разделения, в тоннелях и на платформах, где нормальная дисперсия дыма не присутствует из-за движения воздуха от сквозняков, кондиционирования и перемещения поездов. - Невозможность заранее определить характер перемещаемых грузов, в том числе топлива и других горючих веществ. - Присутствие мощных воздушных потоков и непредсказуемое распространение дыма. - Присутствие в тоннелях и вблизи них разнообразных предприятий. Организационные и логистические вопросы - Найти верную комбинацию удовлетворения запросов заказчика по минимизации расходов / оптимальному решению вопросов безопасности с долговременной перспективой работы систем, расходами на их модернизацию и расширение возможностей. - Гибкость проектирования и установки систем, которая обеспечивала бы оптимальную модернизацию и расширение возможностей в связи с возможными изменениями в работе заказчика (увеличение / уменьшение потока, изменение характера грузов и пр.) - Обеспечить эффективное техническое обслуживание без скрытых расходов (замены, рекламаций и пр.) - По возможности предусмотреть снижение расходов, связанных с ложными срабатываниями систем. Общая характеристика процессов опасных происшествий на объектах подземной инфраструктуры Понимание происходящих процессов в значительной степени помогает при рассмотрении как общих вопросов организации предупреждения опасных происшествий, так и при проектиро- вании решений для конкретного объекта. Вообще для всех объектов подземной инфраструктуры характер опасных ситуаций сходен. Поэтому приведу несколько конкретных примеров, из которых можно определить практические параметры, необходимые для проектирования и создания систем раннего обнаружения пожаров. Железнодорожные тоннели Обобщенная характеристика пожарной ситуации составлена на основании данных Рекомендаций ВНИИПО [9] - При пожаре остановленного в тоннеле пассажирского поезда критические значения опасных факторов пожара вблизи очага возникают через 4-6 минут в однопутных тоннелях и через 6-8 минут – в двухпутных. - На развитие пожара в тоннеле оказывают влияние вентиляция, свойства горючих материалов перевозимых грузов и подвижного состава, расположение очага пожара (у портала или в средней части тоннеля). - После возникновения очага горения пожар распространяется преимущественно в направлении вентиляционного потока со скоростью, близкой к скорости распространения горения на открытом участке. - На наклонных участках тоннеля, заполненных продуктами горения, возникает тепловая депрессия (тяга) пожара, способная изменить количество и направление движения воздуха в тоннеле. - При пожаре твердых горючих материалов площадь пожара после его стабилизации может составить 130-830 м2 для однопутных тоннелей и 500-1300 м2 для двухпутных. - Распространение зоны горения происходит по мере выгорания пожарной нагрузки со скоростью от 3,5 до 80 м-ч-1. - Время развития пожаров до указанных размеров составляет от 30 до 300 минут. - При пожаре подвижного состава с грузом ЛВЖ и ГЖ происходит их растекание вниз по уклону тоннеля на расстояние до 80 и более метров. Площадь горения при этом ограничивается расходом поступающего в зону горения воздуха и достанет величины 60-200 м2. - Возможны также вспышки (взрывы) скоплений горючих газов и паров в объеме тоннеля. Сооружения метрополитена В Методических рекомендациях МЧС [9] приводятся следующие данные: В сооружениях метрополитена пожары возникают: - на подвижном составе - 42% случаев, - в тоннелях - 25%, - на станциях и вестибюлях - 17%, - в машинных залах эскалаторов - 5%, - в эскалаторных тоннелях - 3%, - в электродепо - 8 %. Причины возникновения пожаров - неисправность электрооборудования - 49% случаев, - искры от подвижного состава, коротких замыканий, сварочных работ - 18%, - неосторожное обращение с огнем 17%, - механические неисправности - 16%. В среднем на 5 км трассы метрополитена происходит одно возникновение пожара в год. Предупреждение и оповещение об опасных происшествиях на объектах подземной инфраструктуры В настоящее время на рынке доступно большое количество простых и сложных систем предупреждения и оповещения об опасных происшествиях. В данной статье они рассматриваются с системной точки зрения, также приводятся некоторые рекомендации по конкретным из них. м2Системы обнаружения возгорания на объектах подземной инфраструктуры должны соответствовать следующим требованиям: - Доступность и надежность, низкий уровень частоты ложных тревог. - Локализация места возникновения пожара должна быть обеспечена с точностью в несколько метров. - Надежная работа системы в условиях перепада температур: в центральной части тоннеля и на въездах / выездах. - Независимость и устойчивость к внезапным изменениям температуры, вызываемым работой систем вентиляции. - Устойчивость к электромагнитным помехам. - Высокая функциональность при долговременной работе в агрессивных средах, вызванных наличием выхлопных газов, солей, высокой влажности, пыли, грязи, вибрации. Мониторинг персоналом Первым звеном в цепочке системы предупреждения и оповещения является мониторинг обстановки персоналом, как техническим, так и машинистами поездов, дежурными по станциям, сотрудниками служб безопасности. Это осуществляется путем непрерывного или периодического наблюдения зоны ответственности. Никакие механизмы или приборы не могут полностью заменить человека. Однако следует иметь в виду, что человеку свойственно подвергаться паническим настроениям, смятению и растерянности в кризисных ситуациях. Здесь чрезвычайно важную роль играет постоянное проведение инструктажей и тренировок по действиям в такой обстановке. Ручные пожарные и ручные точечные извещатели пожарные По сути, это обычные ручные выключатели, которые сделаны таким образом, чтобы избежать случайного включения. Обычно они устанавливаются на основных путях выхода и эвакуации из рассматриваемых объектов: периферийных путях эвакуации и в местах сбора по тревоге. Извещатели пожарные ручные предназначены для ручного включения сигнала «Пожар» в системах пожарной сигнализации, управления пожаротушением, эвакуацией, дымоудалением, инженерными системами. Устройства применяются в закрытых помещениях зданий, сооружений, на наружных установках промышленных объектов во взрывоопасных зонах, в шахтах и рудниках. Взрывозащита – «взрывонепроницаемая оболочка» («d»), режим круглосуточной работы с приемно-контрольными приборами и возможность параллельного или последовательного подключения. Степень защиты внутреннего объема оболочкой должна обеспечивать полную пыленепроницаемость и повышенную влагонепроницаемость. Телефонная связь Доклады и сообщения по телефону также возможно отнести к техническим средствам предупреждения. Однако они могут быть неэффективными по следующим причинам: - подвергаться воздействию факторам аварии; - из-за возникающих шумов информация может искажаться; - информация, передаваемая голосом, может неправильно интерпретироваться; - одновременное использование телефонов приведет к перегрузке АТС. Системы мобильной радиосвязи Как правило, на подземных объектах персонал оснащается такими системами. Их недостатки аналогичны указанным для телефонов, однако, они обеспечивают непрерывную связь – обычно на специально выделенной для аварийных ситуаций частоте. Окончание – в следующем номере. Литература 1. СП 122.13330.2012 Тоннели железнодорожные и автодорожные. Актуализированная редакция СНиП 32-04-97 2. Вопросы пожарной безопасности на объектах хранения, переработки и использования растительного сырья. М.В.Рукин. 3. Пожарная безопасность объектов нефти и газа как составной элемент промышленной безопасности России. М.В.Рукин 4. Пожарная безопасность объектов энергоснабжения. М.В.Рукин 5. Пожарная безопасность нефтебаз, резервуарных парков, складов нефти и нефтепродуктов. М.В.Рукин. 6. Газоанализаторы как инструмент предотвращения воспламенения и взрыва горючих смесей в воздухе. М.В.Рукин. 7. Пособие по определению расчетных величин пожарного риска для производственных объектов. ФГБУ ВНИИПО. 8. О нормировании требований безопасности для тоннелей. НПО «Пульс». 12.05.2016. 9. Министерство Российской Федерации по делам гражданской обороны, чрезвычайным ситуациям и ликвидации последствий стихийных бедствий. Методические рекомендации по тушению пожаров на объектах метрополитенов. Москва 2009
Внимание! Копирование материалов, размещенных на данном сайте допускается только со ссылкой на ресурс http://www.tzmagazine.ru