Показатели инженерной обстановки

К основным показателям инженерной обстановки относят:

· количество зданий, получивших полные, сильные, средние и слабые разрушения;

· объем завала;

· количество участков, требующих укрепления (обрушения) поврежденных или разрушенных конструкций;

· количество аварий на коммунально-энергетических сетях (КЭС);

· протяженность заваленных проездов.

 

Кроме основных показателей, при оценке инженерной обстанов­ки могут определяться вспомогательные показатели, к которым относятся:

· дальность разлета обломков от контура здания;

· высота завала;

· максимальный вес обломков;

· максимальный размер обломков.

Рассмотрим порядок определения показателей, характеризую­щих инженерную обстановку.

Для чрезвычайных ситуаций, выз­ванных взрывами, при оперативном прогнозировании обстановки принято рассматривать четыре степени разрушения зданий - сла­бые, средние, сильные и полные (табл. 9).

Таблица 9

Характеристика степеней разрушения зданий

Степени разрушения	Характеристика разрушения
Слабые	Частичное разрушение внутренних перегородок, кровли, дверных и окон­ных коробок, легких построек и др. Основные несущие конструкции со­храняются.
Средние	Разрушение меньшей части несущих конструкций. Большая часть несущих конструкций сохраняется и лишь частично деформируется.Здание выводится из строя, но может быть восстановлено.
Сильные	Разрушение большей части несущих конструкций. При этом могут сохра­няться наиболее прочные элементы здания, каркасы, ядра жесткости, час­тично стены и перекрытия нижних этажей. При сильном разрушении обра­зуется завал.В большинстве случаев восстановление нецелесо­образно.
Полные	Полное обрушение здания, от которого могут сохраниться только повреж­денные (или неповрежденные) подвалы и незначительная часть прочных элементов. При полном разрушении образуется завал. Здание восстановлению не подлежит.

Количество зданий, получивших полные, сильные, средние и сла­бые разрушения определяют путем сопоставления давлений, ха­рактеризующих прочность зданий, и давлений, характеризующих воздействие взрыва.

В таблице 10 приведены интервалы давлений, вызывающих ту или иную степень разрушения жилых, общественных и произ­водственных зданий при взрывах ВВ и горючих смесей. Данные, приведенные в таблице, представляют аппроксимацию законов определенных степеней разрушения зданий в виде ступенчатой функции.

 

Таблица 10

Степени разрушения зданий от избыточного давления при

взрывах горючих смесей

 

Типы зданий	Степени разрушения и избыточные давления, кПа
	слабые	средние	сильные	полные
Кирпичные и каменные: малоэтажные многоэтажные	8 - 20 8 - 15	20 - 35 15 - 30	35 - 50 30 - 45	50 - 70 45 - 60
Железобетонные крупнопанельные: малоэтажные многоэтажные	10 - 30 8 - 25	30 - 45 25 - 40	45 - 70 40 - 60	70 - 90 60 - 80
Железобетонные монолитные: многоэтажные повышенной этажности	25 - 50 25 - 45	50 - 115 45 - 105	115 - 180 105 - 170	180 - 250 170 - 215
Железобетонные крупнопанельные с железобетонным и металлическим каркасом и крановым оборудованием грузоподъемностью, в тоннах: до 50 от 50 до 100	5 - 30 15 - 45	30 - 45 45 - 60	45 - 75 60 - 90	75 - 120 90 - 135
Здания со стенами типа " Сэндвич " и крановым оборудованием грузоподъемностью до 20 тонн	10 - 30	30 - 50	50 - 65	65 - 105
Складские помещения с металлическим каркасом и стенами из листового металла	5 - 10	10 - 20	20 - 35	35 - 45

 

Взрывы на объектах, содержащих менее 10 тонн горючих га­зов, воздействуют на ограниченной площади.

При этом, в большинстве случаев, здания полностью не раз­рушаются. К таким случаям относятся также взрывы в отдель­ных помещениях больших зданий.

Оценку характера разруше­ния зданий в этом случае можно провести в следующей последовательности:

1. Определить расстояние r от предполагаемого места взры­ва до основных несущих и ограждающих элементов здания.

2. Вычислить границы зоны г₀ детонационной волны.

3. Определить значение избыточного давления DР_ф в местах размещения элементов конструкций.

4. Если DР_ф > |DР_ф|, то элемент считается вышедшим из строя. Значения |DР_ф| определяются по таблице 11.

 

Таблица 11

Предельные значения давлений |DР_ф|, вызывающих различные степени разрушении отдельных конструктивных элементов зданий

 

ΔРф 1 , кПа	Разрушаемые элементы здания
0,5 - 3.0	Частичное разрушение остекления
3,0-7,0	Полное разрушение остекления
	Перегородки, оконные и дверные рамы
	Перекрытия
	Кирпичные и блочные стены
	Металлические колонны
	Железобетонные колонны

 

О степени разрушения здания в целом судят по характеру раз­рушения отдельных его элементов, используя известные описания степеней разрушения здания или таблицы (приведенные в спра­вочной литературе) по прочности зданий к воздействию воздуш­ной ударной волны ядерного взрыва.

В этом случае значения, вы­зывающие различные степени разрушения зданий, увеличивают в 1,5 - 1,7 раза.

Объем завала полностью разрушенного здания определяют по формуле:

V= , м³ (3.2)

 

где: А, В, Н - длина, ширина и высота здания, м;

g- объем завала на 100 м³ строительного объема здания, принимаемый:

для промышленных зданий - g = 20 м³ ; для жилых зданий - g = 40 м³.

 

Объем завала здания, получившего сильную степень разруше­ния, принимают равным половине от объема завала полностью разру­шенного здания.

Количество участков, требующих укрепления (обрушения) по­врежденных или разрушенных конструкций, принимают из рас­чета один участок на здание, получившее сильное разрушение.

Количество аварий на коммунально-энергетических сетях (КЭС) принимают равным числу разрушенных вводов комму­никаций в здание (электро-, газо-, тепло- и водоснабжения). Кро­ме того, проверяется возможность разрушения головных элемен­тов коммуникаций и линий снабжения. Ввод коммуникации считается разрушенным, если здание получило полную или силь­ную степень разрушения. При отсутствии исходных данных можно принять, что каждое здание имеет четыре ввода коммуникации.

Протяженность заваленных проездов оценивается с учетом ширины улиц и дальности разлета обломков. При отсутствии дан­ных ширина улиц принимается равной:

· 30 м - для магистральных улиц;

· 18м - районных улиц;

· 10 - 12 м - проездов и переулков.

Дальность разлета обломков разрушенных зданий определя­ется для оценки заваливаемости подъездов. Дальность разлета обломков принимают равным половине высоты здания.

Высота завала вычисляется для выбора способа проведения спа­сательных работ. Расчеты высоты завала проводят по формуле:

 

h= (3.3)

 

 

где: Н - высота здания, м.

Максимальный вес и размер обломков, определяющих грузо­подъемность и вылет стрелы кранов может быть принят в соот­ветствии с табл. 12

 

 

Таблица 12

Максимальный вес и размеры обломков зданий

 

Тип здания	Пролет зда­ния, м	Максималь­ный вес, т	Максимальный размер, м
Производственное одноэтажное легкого типа			Колонны до 7,2 т
среднего типа			Колонны до 10,8 т
тяжелого типа			Колонны до 1 8 т
Производственное многоэтажное	6-9		Колонны до 14,8 т
Жилое		2,5	Колонны до 8 т Плиты - 6

 

К основным показателям, влияющим на объемы поисково-спасательных работ и жизнеобеспечение населения, относятся:

· общая численность пострадавших людей;

· число пострадавших, оказавшихся в завале;

· число людей, оказавшихся без крова (для жилых районов);

· потребность во временном жилье;

· пожарная обстановка в зоне разрушений;

· радиационная и химическая обстановка в районе аварии.

 

Кратко рассмотрим рекомендации по прогнозированию этих показателей.

При взрывах на объектах люди поражаются непосредственно воздушной ударной волной, осколками остекления и обломками зданий, получивших полные и сильные разрушения, значитель­ная часть людей может оказаться в завалах.

На основании анализа случившихся аварий основным факто­ром, определяющим потери, является степень повреждения зда­ний. Принимается, что:

· в полностью разрушенных зданиях поражают получают 100%
находящихся в них людей, при этом полагают, что все пострадавшие находятся в завалах;

· в сильно разрушенных зданиях поражения получают до 60% находящихся в них людей, при этом считают, что 50% из их чис­ла может оказаться в завале, остальные поражаются обломками, стеклами и избыточным давлением в воздушной ударной волне;

· в зданиях, получивших средние разрушения, может постра­дать до 10-15 % находящихся в них людей.

 

Тогда максимальное количество людей, получивших пораже­ние в зданиях, составит:

 

N_об.зд.=N_п.р.+0.6·N_с.р.+0.15·N_ср.р. (3.4)

 

где: N_об.зд, N_п.р., N_с.р, N_ср.р - количество людей, находящихся в зданиях, получивших соответственно полные, сильные и средние разрушения.

Общее число пострадавших людей, размещенных на открытой местности, можно определить из выражения:

 

N_об.о.м =d·φ (3.5)

 

где: d - доля людей, которые в момент взрыва могут оказать­ся в опасной зоне вне зданий (при отсутствии данных величина d может быть принята равной 0,05);

j- плотность размещения людей, чел./км²;

F_i - площадь территории объекта, где воздействует воздуш­ная ударная волна с давлением DР_ф;

P_i - вероятность поражения персонала, находящегося в i-ой зоне воздействия ударной волны взрыва (табл.13).

 

Таблица 13

Вероятность поражения персонала,

 

ΔРф, кПа	< 13	13-35	35-65	65- 120	120-400	>400
Рi		0,75	0,35	0,13	0,05

 

Площадь F_i вычисляется путем поочередного вычитания из площади зоны поражения с давлением DРф площади зоны пора­жения с давлением ΔРф i.

Общие потери людей на объекте будут суммироваться из чи­сел пострадавших в зданиях и вне зданий:

 

N_o6 = N_об.зд + N_об.о.м.. (3.6)

 

Безвозвратные потери людей на объекте составят:

 

N_без = 0,6·N_oб, (3.7)

 

Санитарные потери:

 

N_c = N_oб - N_без. (3.8)

 

Число пострадавших, оказавшихся в завалах, определяется из выражения:

 

N_зав = N_п.р. + 0,3N_с.р. (3.9)

 

 

Радиусы зон теплового поражения людей, в случае горения смеси по дефлаграционному режиму, могут быть определены с использованием зависимостей, приведенных В.Маршаллом:

получение ожогов III степени: R_п=80 , м (3.10)

получение ожогов II степени: R_п=150 , м, (3.11)

где Q - количество газа в смеси в т.

 

Число людей, оказавшихся без крова, принимается равным чис­ленности людей, проживающих в зданиях, получивших средние, сильные и полные разрушения.

Потребность в жилой площади во временных зданиях, доми­ках и палаточных городках может быть определена из расчета размещения:

· 3-4 человека (или 1 семья) в комнате сборно-разборного домика, площадью 8-10 м²;

· 4-5 человек (или 1 семья) в одной лагерной палатке;

· до 20 человек в палаточном общежитии УСБ-56 и до 30 коек
при использовании палаток УСБ-56 для развертывания больниц
и медицинских пунктов при двухъярусном размещении больных.

Радиационная и химическая обстановка в районе аварии оце­нивается по соответствующим методикам.

При этом учитыва­ется, что незащищенные емкости с АХОВ могут разрушаться от воздушной ударной волны при давлениях DРф = 70 - 75 кПа.

При заблаговременной оценке обстановки вдоль трассы маги­стрального газопровода выделяют, как правило, четыре полосовых

участка параллельно газопроводу (с каждой стороны).

Эти по­лосовые участки соответствуют характерным зонам разрушений:

· полных разрушений (DРф > 50 кПа);

· сильных разрушений (30 < DРф < 50 кПа);

· средних разрушений (20 < DРф < 30 кПа);

· слабых разрушений (10 < DРф < 20 кПа).

Список литературы

 

1. Денисов Е.Т., Саркисов О.М., Лихтенштейн Г.И. Химическая кинетика. М.: Химия, 2000.

2. Хитрин Л.Н. Физика горения и взрыва. – М.: изд-во МГУ, 1997.

3. Краткие справочные данные о ЧС техногенного, антропогенного и природного происхождения. М.: Штаб ГО РФ, 1990.

4. Безопасность в чрезвычайных ситуациях /под ред. Н. К. Шишкина. -М.:ГУУ, 2000.

5. Гражданская оборона /под ред. Е. П. Шубина. - М.:Просвещение,1991.

6. Мастрюков, Б.С. Безопасность в чрезвычайных ситуациях/ Б.С. Мастрюков - М.: Изд. Центр "Академия", 2003.

7. Основы защиты населения и территорий в ЧС / под ред. В. В. Тарасова. - М.:МГУ,1998

8. Цивилёв, М. Размеры зон разрушений при детонационных взрывах газо- и паровоздушных смесей углеводородных веществ. Гражданская защита. 1995. №11. с. 57-60.

9. Чрезвычайные ситуации (источники, прогноз, защита): учеб. пособие/ М.П. Пьянзин, А.Ф. Борисов. НГАСУ, Вента, Н.Новгород, 2004

10. Гражданская защита: учеб. пособие/ П.П. Титоренко. - М.: МГТУ,1997.

11. Устойчивость объектов экономики в ЧС.: учеб. пособие/ В.И. Васильев. - СПб: СПб ГПУ, 2002.

12. Промышленные взрывы. Оценка и предупреждение / М. В. Бесчастнов. - М.: Химия, 1991.

13. Стихийные бедствия, аварии, катастрофы. Вып.1//Библиотечка журнала "Военные знания".- М., 1998.

14. Справочные данные по расчету ЧС техногенного и экологического происхождения. - М.: Штаб ГО СССР, 1990.

15. Демиденко Г. П. Защита объектов народного хозяйства от оружия мас-сового поражения: Справ., Киев: ВШ, 1989.

16. http://bgd.iate.obninsk.ru/next.htm. Расчетные работы «Прогнозирование состояния объекта экономики при аварии со взрывом». Сайт штаба БЖД Обнинского государственного технического университета атомной энергетики (ИАТЭ).2010.

17. http://ru.wikipedia.org/wiki/Взрывчатка

 

 

ПРИЛОЖЕНИЕ 1

Теплосодержание некоторых веществ

Темпе-ратура ^0С	Теплосодержание, кДж/моль
О2	N2	Воздух	СО2	Н 2О	SO2
	3.0	2.9	2.9	3.8	3.3	4.1
	6.0	5.8	5.8	8.0	6.8	8.5
	9.1	8.8	8.9	12.5	10.4	13.2
	12.4	11.8	11.9	17.3	14.0	18.2
	15.7	14.9	15.1	22.3	17.8	23.3
	19.1	18.1	18.3	27.5	21.7	28.5
	22.5	21.3	21.5	32.8	25.8	33.9
	26.0	24.6	24.8	38.2	29.9	39.3
	29.6	28.0	28.2	43.8	34.8	44.8
	33.1	31.3	31.6	49.4	38.6	50.3
	36.8	34.8	35.1	55.1	43.2	55.9
	40.4	38.2	38.6	60.9	47.8	61.5
	44.0	41.7	42.1	66.8	52.6	67.2
	47.7	45.0	45.6	72.7	57.4	72.8
	51.5	48.8	49.2	78.6	62.3	78.4
	55.2	52.4	52.8	84.6	67.3	84.1
	59.0	55.9	56.4	90.5	72.4	89.8
	62.8	69.5	60.0	96.6	77.6	95.6
	66.6	63.1	63.6	102.6	82.8	101.2
	70.4	66.8	67.3	108.6	88.1	107.1
	74.2	70.4	71.0	114.7	93.4	112.7
	78.1	74.1	74.7	120.8	98.8	120.3
	78.1	74.1	74.1	126.9	104.2	124.2

 

ПРИЛОЖЕНИЕ 2

Энтальпия (теплосодержание) газов при постоянном давлении

Температура, ^0С	Теплосодержание, кДж/м^3*10^-2	Температура, ^0С
O2	N2	Воздух	CO2	H2O	SO2
	1.3	1.3	1.3	1.7	1.5	1.8
	2.7	2.6	2.6	3.6	3.0	3.8
	4.1	3.9	3.9	5.6	4.7	5.9
	5.5	5.3	5.3	7.7	5.9	8.2
	6.7	6.7	6.7	9.3	6.3	10.3
	8.5	8.1	8.1	12.3	9.7	12.7
	10.0	9.5	9.6	14.6	11.5	15.1
	11.6	11.0	11.1	17.1	13.4	17.5
	13.2	12.5	12.6	19.5	15.3	19.9
	14.8	14.0	14.1	22.1	17.2	22.4
	16.4	15.5	15.6	24.6	19.3	24.9
	18.0	17.1	17.2	27.2	21.3	27.4
	19.7	18.6	18.8	29.8	23.5	29.8
	21.3	20.1	20.4	32.4	25.6	32.4
	23.0	21.8	21.9	35.1	27.8	34.9
	24.6	23.4	23.6	37.7	30.0	37.5
	26.3	25.0	25.2	40.4	32.3	40.0
	28.0	26.6	26.8	43.1	34.6	42.6
	29.7	28.2	28.4	45.8	36.9	45.3
	31.4	29.8	30.0	48.5	39.3	47.9
	33.1	31.4	31.7	51.2	41.7	50.6
	35.0	33.0	33.3	53.9	44.1	53.4
	36.6	34.7	35.0	56.6	46.7	56.1
	38.3	36.3	36.6	59.3	48.9	58.9
	40.0	38.0	38.3	62.1	51.4	61.7
	41.8	39.5	40.0	64.9	53.9	64.6
	43.7	41.4	41.6	67.6	56.4	67.5
	45.5	43.0	43.2	70.3	59.0	70.5
	47.3	44.7	44.8	73.1	61.6	73.5
	49.4	46.3	46.5	75.9	64.3	76.6

ПРИЛОЖЕНИЕ 3

Вещество	Теплота образования, кДж/моль	Теплота сгорания, кДж/моль
Альдегид
Муравьиный (ж)	121,1	561,5
Уксусный (ж)	166,3	1173,2
Аммиак (газ)	46,1	384,2
Анилин (ж)	29,7	3484,0
Антрацен (тв)	-101,4	7102,0
Ацетилен (газ)	-224,6	1307,3
Ацетон (ж)	248,1	1789,1
Бензол (ж)	-34,8	3282,4
Бутадиен-1,3 (ж)	-104,3	2547,9
Н-Бутан (газ)	132,4	2882,3
Н-Бутан (ж)	153,8	2863,0
Бутен-1 (газ)	6,3	2723,9
Винилхлорид (газ)	-37,7	1259,9
Винилхлорид (ж)	-17,2	123,4
Вода (ж)	286,6	-
Вода (газ)	242,2	-
Н-Гексан (ж)	211,2	4150,6
Н-Гептан (ж)	239,7	4814,3
Глицерин (ж)	675,4	1658,8
Двуокись
Серы	297,5	-
Углерода	396,6	-
Диоксон (ж)	375,4	2354,8
Дифенил (тв)	-80,4	6258,2
Изобутан (ж)	159,2	2857,6

Теплота образования и сгорания некоторых веществ

 

ПРИЛОЖЕНИЕ 4