Основные ограничения вероятностного анализа безопасности связаны с недостаточностью сведений по функциям распределения параметров, а также недостаточными имеющимися статистическими данными. Кроме того, применение упрощенных расчетных схем снижает достоверность получаемых оценок. Тем не менее, по мнению ряда авторов, вероятностный метод в настоящее время является одним из наиболее перспективных для применения в будущем.

Английским стандартом [8] регламентированы критерии для вероятностного анализа: при проведении вероятностной оценки риска целью обычно является показать, что возможность возникновения заданного события (например, травмы, гибели, большого количества смертельных случаев, большого ущерба, нанесенного имуществу и окружающей среде) допустима или приемлемо мала [5].

В работе [3] предложено устанавливать рациональный уровень пожарной безопасности многофункциональных общественных зданий (МОЗ) по четырем направлениям:

1. Уровень индивидуального пожарного риска для людей при пожаре.

2. Уровень относительных материальных потерь при пожаре.

3. Минимизация приведенных затрат на противопожарную защиту.

4. Риск распространения пожара на смежные здания.

Итак, критерий индивидуального риска определяется как

                                                       K₁=10^-6 – Q_в                                                   (1)

Критерий допустимых материальных потерь:

                                                            K₂ = K₂⁵⁰ – K₂ ^P                                                  (2)

где K₂⁵⁰ – допустимый уровень относительных материальных потерь при пожаре; K₂ ^P – расчетный уровень потерь на объекте.

Критерий приведенных затрат:

                                                   K₃= Q_п·Û + ЕЗ, руб/год,                                           (3)

где Q_п – вероятность пожара на объекте, 1/год; Û – расчетные потери при пожаре, руб; E – коэффициент эффективности капиталовложений, 1/год; З – затраты на систему пожарной безопасности, руб.

Наконец, критерий распространения пожара на смежные здания:

                                          K₄= P_{p доп} – P_p^p >0,                                                 (4)

где P_{p доп} – допустимая вероятность распространения пожара на смежное здание; P_p^p – расчетная вероятность распространения пожара между зданиями.

В работе [3] отмечено, что при выборе рациональных вариантов защиты необходимо обеспечить значения критериев

                                                    K₁ > 0, K₂ > 0, K₄ > 0                                              (5)

и минимальное (приемлемое) значение критерия K₃:

                                        min (K₃) = min (Q_п (З )Û(З )+ЕЗ ).                                     (6)

Автором [2] предлагается уровень пожарной опасности оценивать через критерий:

где n₁ –  количество людей, не успевших покинуть здание до момента блокирования ОФП путей эвакуации; n_Σ – общее количество людей в здании.

Уровень пожарной опасности уменьшается при K₄→0. При K₄=0 безопасность людей в здании обеспечивается, то есть выполняются необходимые условия для успешной эвакуации людей при расчетном пожаре, соответствующем проектной аварии.

В последнее время все большее внимание уделяется социальному аспекту пожарной опасности. При этом может быть использован критерий приведенных затрат [2, 4]

                                        ,                                            (7)

где Р_п – вероятность возникновения пожара, год^-1; U – ожидаемые материальные потери при пожаре, т.руб./год; Р_i – абсолютная вероятность гибели только n_i человек при пожаре в год; С – величина, принятая «эквивалентной» стоимости жизни одного человека, т.руб./чел; З – приведенные затраты на систему противопожарной защиты (СПЗ) (или составляющую СПЗ, которая может варьироваться), т.руб/год.

Трудность практического использования критерия заключается в аспекте морального плана. Кроме того, применение критерия К₂ затруднятся, как уже говорилось выше, отсутствием практически приемлемых данных по Р_п и неопределенностью оценок стоимости человеческой жизни С.

Поэтому предлагается: при вариантном проектировании использовать в ограничительной форме критерий Р_В, а затем из перечня вариантов СПЗ отобрать вариант, соответствующий

                                                                                           (8)

В работе [1] предлагается для оценки пожарной безопасности объектов основываться на оценке вероятности наступления определённой стадии пожара в помещении, которая учитывает назначение и конструкцию здания, систему мероприятий противопожарной защиты и вид источника зажигания. Данный метод предложен У. Аоки [6].

Развитие пожара рассматривается на семи стадиях:

начального горения – число горящих материалов вместе с источником зажигания не более двух;

местного горения – число горящих материалов не менее трёх. Площадь горения пола составляет не более 0,3 площади помещения;

развитого горения – площадь горения составляет 0,3-0,7 площади помещения;

горение всего помещения – площадь горения составляет 0,7-1 площади помещения;

распространение пожара в соседние помещения – горение происходит в пределах этажа здания;

распространение пожара в смежные этажи;

развитие пожара в здании – пожар охватывает большую часть здания.

Вероятность наступления определённой фазы пожара определяется критериями Хаяши [7]

                                                                                                      (9)

где x_jk – код уровня и вида факторов, определяющих противопожарную защиту объектов; j – вид фактора; k – уровень реализации фактора; δ _i( jk) – наличие или отсутствие j-го фактора уровня k; i – номер помещения пожара.

При этом основные факторы, которые учитываются при противопожарной защите объектов, следующие: источники зажигания, назначение помещения, пожарная нагрузка, этаж расположения помещения, степень огнестойкости здания, время от получения сообщения о пожаре до подачи первого ствола, время тушения пожара.

После определения критерия Хаяши  на основе экспериментальных данных строится плотность распределения числа пожаров , принадлежащих к соответствующей группе объектов, и определяется вероятность наступления определённой стадии пожара в зависимости от .

Если иметь в виду и вероятность возникновения пожара на данном объекте по причине , то для вероятности возникновения загорания на данном объекте и развития до стадии  получается

                                                                                   (10)

где вероятность загорания по причине  на объектах данного класса; условная вероятность перерастания загорания по причине  в пожар до стадии ; N – число источников возгорания.

Достоинство метода в том, что полученную вероятность наступления определённой стадии пожара можно связать с возможными потерями от пожара для соответствующей стадии и этим способом оптимизировать систему защитных мероприятий.

В настоящее время вероятностные методы используются для оценки параметров пожарной безопасности зданий и сооружении различных классов функциональной пожарной опасности, в частности, многофункциональных общественных зданий, однако выполнено относительно небольшое количество работ в области применения данного метода [1 – 8].

Литература

1. Муслакова С. В. Совершенствование противопожарной защиты музейных объектов: автореф. дис… канд. техн. наук по спец. 05.26.03. 2002. – 29 с.

2. Родин В.С. Противопожарная защита гостиничных комплексов: автореф. дисс. … канд. техн. наук по спец. 05.26.03. 2004. – 22 с.

3. Федоринов А.В. Исследование и обоснование выбора противопожарной защиты общественных зданий с большими внутренними объёмами (атриумами): автореф. дис. … канд. техн. наук по спец. 05.26.03. 2001. – 26 с.

4. Харченко С.П. Противопожарная защита многофункциональных зданий в условиях горной местности и сложного рельефа: автореф. дис. … канд. техн. наук по спец. 05.26.03. 2011. – 25 с.

5. ТР 5049 Оценка пожарного риска. Обзор зарубежных источников. Строительные информационные технологии и системы, 2009. – 52 с.

6. Aoki Y. Probabilistic Approach to Spread of Fire Phases. Annual Meeting of Architectural Institute of Japan, 1977.

7. NFPA 101. Code for Safety to Life from Fire in Buildings and Structures.

8. BS 7974: 2001 «Применение принципов пожарно-технического анализа при проектировании зданий. Свод правил».

С.Н. Красноперов, И.А. Осипьянц, И.Е. Лукашевич

ИБРАЭ РАН, г. Москва

Разработка учебно-тренировочных комплексов подготовки