ВВЕДЕНИЕ 3
1 Разработка концепции мониторинга состояния технических систем 7
2 Техническое состояние инженерных сооружений с позиций
мониторинга
2.1 Оценка безопасности строительных конструкций промышленного здания
2.2 Оценка надёжности эвакуации людей из промышленного здания 40
2.3 Оценка эффективности имеющейся системы противопожарной
защиты на объекте Новокуйбышевский НПЗ 4 6
3 Обоснование и определение вида и мест установки приборов мониторинга на производственной установке Новокуйбышевского НПЗ 51
3.1 Определение нормативов измерения величин, контролируемых
при мониторинге 68
3.2 Внедрение на Новокуйбышевском НПЗ программно - аппаратного комплекса «Стрелец - Мониторинг» 73
ЗАКЛЮЧЕНИЕ 90
СПИСОК ИСПОЛЬЗУЕМЫХ ИСТОЧНИКОВ 92
ПРИЛОЖЕНИЯ 98
Современные реалии нашего времени, небрежное обращение с огнём приводит к увеличению количества пожаров и к ежегодной гибели ста тысяч человек в нашей стране. Ущерб от чрезвычайных ситуаций составляет более ста миллиардов рублей в год.
При обеспечении пожарной безопасности любых объектов необходимо учитывать их конструктивные особенности, потому что незнакомая планировка является дополнительной опасностью для людей. Поэтому необходимо очень тщательно прорабатывать и рассматривать требования к системе обеспечения пожарной безопасности.
Современные тенденции развития строительства направлены на обеспечение надежности и безопасности инженерных сооружений. Согласно последним правительственным документам, касающимся строительной отрасли, приоритетным направлением является научное сопровождение инженерных изысканий, проектирования, строительства и эксплуатации строительных объектов с позиций надёжности, пожарной безопасности и экологической чистоты. В связи с этим актуальность данной работы не вызывает сомнения.
Проводимые исследования сводились к оценке технического состояния конструкций промышленного здания, отчего напрямую зависит их надежность и безопасность.
Анализ существующих проблем в обозначенной области позволил сформулировать цель работы.
Целью диссертационного исследования является разработка системы мониторинга строительных конструкций для обеспечения безопасности и надёжности исследуемого объект.
Для достижения поставленной цели был выделен ряд задач включающих:
- подробное изучение технического состояния строительных конструкций одной из установок Новокуйбышевского нефтеперерабатывающего завода;
- разработку системы мониторинга для обеспечения безопасности и надёжности сооружений НПЗ;
- обоснование повышения эффективности системы противопожарной защиты, путем разработки и внедрения на НПЗ программно - аппаратного комплекса «Стрелец - Мониторинг»;
- оценку эффективности действующей системы противопожарной защиты установленной на исследуемом объекте, включающей разработку практических рекомендаций по измерению динамических деформаций объекта - производственной установки переработки нефти.
Объектом исследования является техническая система (производственная установка переработки нефти НПЗ) с позиций пожарной безопасности и надёжности.
Теоретическую базу исследования составляют концепция мониторинга и надёжности с позиций пожарной безопасности, рассмотренная в трудах таких российских и зарубежных авторов, как В.А.Акимова, И.А. Болодьяна, Н.И. Брушинского, Т.В. Дормидонтовой, E.Ronchi, а также основополагающие принципы исслдеования надёжности и мониторинга, изложенные в работах В.М. Ройтмана, В.В. Требнёва.
Основой методологии исследования являются отдельные элементы системного подхода, способствующие выработке эффективной стратегии исследования изучаемого объекта с позиций пожарной безопасности.
Научная новизна исследования заключается в постановке и решении приоритетных задач комплексной оценки технического состояния строительных конструкций, с учётом их дальнейшей нормальной эксплуатации с позиции надежности и безопасности функционирования, что позволило расширить представления о специфике функционирования данного элемента в структуре Самарской губернии.
В ходе исследования получены следующие теоретико-методологические, методические и практические результаты, обладающие признаками научной новизны.
Обоснован научный подход к комплексному применению методов и средств контроля мониторинга технических систем.
Разработаны теоретические основы и практические методы повышения пожарной безопасности на базе нового методологического подхода мониторинга с использованием теории надёжности.
Выявлены закономерности и принципы, условия и факторы, оказывающие определяющеё влияние на повышение эффективности системы противопожарной защиты, путем разработки и внедрения на Новокуйбышевском НПЗ программно - аппаратного комплекса «Стрелец - Мониторинг».
Проведен детальный анализ и заключительная оценка технического состояния строительных конструкций одной из установок НПЗ в г. Новокуйбышевск.
Разработаны рекомендации по измерению деформаций объекта с позиций мониторинга, рекомендуемые к внедрению на НПЗ.
Произведена заключительная оценка эффективности функционирования действующей системы противопожарной защиты на исследуемом объекте.
На защиту выносится усовершенствованное направление решение проблемы повышения пожарной безопасности, которое основано на использовании системы мониторинга динамического поведения несущих строительных конструкций базового объекта исследования.
Все полученные результаты теоретических и экспериментальных исследований основываются на методах теории вероятности и математической статистики, и результатах проведённых экспериментов.
Апробация работы состоялась на:
1. XII Всероссийской научно-практической конференции студентов, аспирантов и молодых ученых (с международным участием) г. Пермь, 14-15 ноября 2015 г.
2. Международная НТК “Пути улучшения качества автомобильных дорог”, Самара, 16 декабря 2015 г. (сертификат участника - приложение Б)
3. Всероссийский дистанционный конкур с Международным участием «Лучший реферат» 11-20 декабря 2015г., г. Тула (сертификат участника - приложение Б). Диплом 1 степени.
4. Сертификат о публикации в сборнике научных статей «Развитие современной науки: теоретические и прикладные аспекты», 6.11.2016, г. Пермь.
По теме магистерской диссертации имеются публикации:
1. Асадуллин И.Р., Дормидонтова Т.В. Влияние аспектов эксплуатации на надежность и экологическую безопасность инженерных сооружений. Экология и научно-технический прогресс, урбанистика: Материалы ХП Всероссийской научно-практической конференции студентов, аспирантов и молодых ученых (с международным участием), - Пермь, 2015.
2. Асадуллин И.Р., Дормидонтова Т.В. Надёжность строительных конструкций инженерных сооружений. Пути улучшения качества автомобильных дорог: Сб. науч.статей международной НТК, электронный сборник, - Самара, 2015.
3. Асадуллин И.Р., Дормидонтова Т.В. Анализ надёжности и техногенного риска технической системы. Развитие современной науки: теоретические и прикладные аспекты. - Перми, 2016, №9.
Структура работы. Диссертация состоит из введения, трех глав, заключения и списка использованной литературы. Основная часть исследования изложена на 91 странице, текст иллюстрирован 23 таблицами, 37 рисунками.
В ходе проведённого анализа в рамках магистерской диссертации показано, что предлагаемая к внедрению система мониторинга технических систем разрабатывается для обеспечения безопасности зданий и сооружений, проектируется и реализуется в соответствии с техническими требованиями на разработку, с учётом действующего:
- ГОСТ Р 22.1.12-2005 «Безопасность в чрезвычайных ситуациях. Структурированная система мониторинга и управления инженерными системами зданий и сооружений. Общие требования»;
- «Безопасность в чрезвычайных ситуациях. Методика мониторинга состояния несущих конструкций зданий и сооружений. Общие положения и требования».
Обоснован принятый в исследованиях научный подход к комплексному применению методов и средств контроля мониторингового контроля функционирующих технических систем.
Разработаны теоретические основы и практические методы повышения пожарной безопасности на базе усовершенствованного методологического подхода мониторинга с использованием теории надёжности.
Произведена комплексная оценка эффективности имеющейся системы противопожарной защиты на исследуемом объекте.
Проведена детальная оценка технического состояния строительных конструкций базового объекта исследования - производственной установки НПЗ.
Разработаны практические рекомендации по измерению динамических деформаций производственного объекта в качестве контрольного мониторингового сигнала НПЗ г. Новокуйбышевск.
Выявлены закономерности и принципы, условия и факторы, оказывающие определяющеё влияние на повышение эффективности системы противопожарной защиты, путем разработки и внедрения на Новокуйбышевском НПЗ программно - аппаратного комплекса «Стрелец - Мониторинг».
Практическое внедрение системы мониторинга на предприятии Новокуйбышевский НПЗ позволит снизить риски чрезвычайных ситуаций, связанных с обрушением конструкций и гибелью людей.
1 DIN 4102-12 98. Огнестойкость строительных материалов и
конструкций. Часть 12. Надежность систем электрических кабелей. Требования и испытания. - 39с.
2 Dormidontova T. Operational safety assessment of stadium stands [Текст] /Procedia Engineering 111 (2015). РР.164 - 169.
3 Enrico Ronchi and Daniel Nilsson. Fire evacuation in high-rise buildings: a review of human behaviour and modelling research [Текст]/ Fire Science Reviews 2013, 2:7. РР.23 - 27.
4 Hultquist, Н. Evaluation of a Fire Risk Index Method for Multistorey Apartment Buildings [Текст] / H. Hultquist, B. Karlsson. — Sweden, Lund University, 2000. — Report No. 3088. РР.84 - 87.
5 Jonatan Gehandler. Road tunnel fire safety and risk: a review [Текст]/ Fire Science Reviews (2015) 4:2. РР.96 - 99.
6 Karlsson, B. Fire Risk Index Method - Multi Storey Apartment Buildings [Текст]/ B. Karlsson // FRIM-MAB. Version 2.0. — Tratek, 2002. — Rapport 0212053. РР.87 - 94.
7 Kevin, M. Fire Dynamics Simulator (Version 5). Technical Reference Guide [Текст] / M. Kevin, H. Baum, R. Rehm, W. Mell, R. McDermott // NIST Special Publication 1018-5. - Washington : National Institute of Standards and Technology, 2007. — 117 p.
8 Luke Bisby, John Gales and Cristian Maluk A contemporary review of large - scale non-standard structural fire testing [Текст]/ Fire Science Reviews 2013, 2:1
9 Martin Nilsson, Hakan Frantzich and Patrick van Hees. Selection and evaluation of fire related scenarios in multifunctional buildings considering antagonistic attacks [Текст]/ Fire Science Reviews 2013, 2:3. РР.48 - 54.
10 NFPA 551. Guide for the Evaluation of Fire Risk Assessments [Текст]. - Quincy, MA : National Fire Protection Association, 2007. РР.22 - 38.
11 Nils Johansson. Numerical experiments and compartment fires/ Johansson Fire Science Reviews 2014, 3:2. РР.61 - 66.
12 Norman E. Groner A decision model for recommending which building occupants should move where during fire emergencies [TeKCT]/Procedia Engineering 2015.11.002. РР.74 - 76.
13 Rasbash, D. Evaluation of Fire Safety [Текст]/ D. Rasbash, G. Ramachandran, B. Kandola et al. — N. Y. : J. Wiley & Sons, 2004. РР.20 - 27.
14 Yung, D. Principles of Fire Risk Assessment in Buildings [Текст] / David Yung. — Chichester, England : Wiley, 2008. — 227 c.
15 Абдурагимов, И. М. Еще раз о принципиальной невозможности выполнения расчетов пожарных рисков детерминированными методами [Текст]/ И. М. Абдурагимов // Пожаровзрывобезопасность. - 2013. - Т. 22, № 6. -С.13-23.
16 Акимов, В. А. Методики оценки рисков чрезвычайных ситуаций и нормативы приемлемого риска чрезвычайных ситуаций (Руководство по оценке рисков чрезвычайных ситуаций техногенного характера, в том числе при эксплуатации критически важных объектов Российской Федерации) [Текст]/ В. А. Акимов, А. А. Быков, В. Ю. Востоков и др. // Проблемы анализа риска. — 2007. — Т. 4, № 4. — С.368-404.
17 Акимов, В. А. Методические рекомендации по определению количества пострадавших при чрезвычайных ситуациях техногенного характера [Текст]/ В. А. Акимов, А. А. Быков, В. Ю. Востоков и др. // Проблемы анализа риска. - 2007. -Т. 4, №4. - С. 347-367.
18 Акимов, В. А. Надежность технических систем и техногенный риск [Текст] / В. А. Акимов, В. JI. Лапин, В. М. Попов, В. А. Пучков, В. И. Томаков, М. И. Фалеев. - М.: Деловой экспресс, 2002. -368 с.
19 Базилевич, А. Я. Особенности разработки противопожарных мероприятий при строительстве зданий многофункционального назначения со сложной геометрией [Текст] / А. Я. Базилевич, С. В. Пузач, Д. Г. Карпенко, Е. С. Пузач, Е. В. Сулейкин // Пожаровзрывобезопасность. -2004. - Т. 13, № 1. - С. 20-29.
20 Беляев, С. В. Эвакуация зданий массового назначения [Текст]/ С. В. Беляев. - М.: Изд-во Всесоюзной академии архитектуры, 1983. - 114 с.
21 Березовский, Б. А. Многокритериальная оптимизация: математические аспекты [Текст]/ Б. А. Березовский, Ю. М. Барышников, В. И. Борзенко, JI. М. Кемпнер. -М. : Наука, 1989. - 128 с.
22 Болодьян, И. А. Актуальные проблемы противопожарной защиты объектов строительства и реконструкции [Текст]/ Иван Ардашевич Болодьян // Пожарная безопасность : специализированный каталог. - М., 2004. - 300c.
23 Брушлинский, Н. Н. Моделирование оперативной деятельности пожарной службы [Текст]/ Н. Н. Брушлинский. -М. : Стройиздат, 1981. -96 с.
24 Брушлинский, Н. Н. Роль статистики пожаров в оценке пожарных рисков [Текст]/ Н. Н. Брушлинский, С. В. Соколов // Проблемы безопасности и чрезвычайных ситуаций. -2012, -№ 1, -С. 112-124.
25 Воробьев, Ю. JI. Проблема обеспечения пожарной безопасности в зданиях с массовым пребыванием людей [Текст]/ Ю. JI. Воробьев, Н. П. Копылов // Пожарная безопасность. -2006. - № 2. -С. 113-124.
26 ГОСТ 12.0.004-90 "Система стандартов безопасности труда. Организация обучения безопасности труда. Общие положения" [Текст] - М.: Госстандарт СССР: Изд-во стандартов, 1990. 27с.
27 ГОСТ 22.1.13-2013. Безопасность в чрезвычайных ситуациях. Требования к порядку создания и эксплуатации [Текст] -М. Издательство стандартов, 2013. -31 с.
28 ГОСТ P 22.1.12-2005. Безопасность в чрезвычайных ситуациях.. [Текст] -М. Госстандарт России: Издательство стандартов, 2005. -23 с.
29 ГОСТ Р 12.3.047-98. Система стандартов безопасности труда. Пожарная безопасность технологических процессов. Общие требования. Методы контроля. [Текст] - М. Госстандарт СССР: Издательство стандартов, 1999. - 20с.
30 Дормидонтова Т.В., Кирьяков В.В Применение методов теории надёжности на практике [Текст] / Интернет-журнал «Науковедение», 2015, том 7, №2. С.110-160.
31 Изменения, вносимые в методику определения расчетных величин пожарного риска в зданиях, сооружениях и строениях различных классов
функциональной пожарной опасности, утвержденную приказом МЧС России от 30.06.2009 г. № 382 : приложение к приказу МЧС России от 12.12.2011 г. № 749 [Электронный ресурс]. -Режим доступа: http://www. garant.ru/products/
ipo/prime/doc/70017226
32 Козлачков, В. И. Экспресс-оценка угрозы людям при использовании первичных средств пожаротушения [Текст] / В. И. Козлачков, А. О. Андреев. - М.: Деп. ВИНИТИ. — 2002. — № 2, - С 100-105.
33 Кошмаров, Ю. А. Прогнозирование опасных факторов пожара в помещении : учебное пособие [Текст] / Ю. А. Кошмаров. — М. : Академия ГПС МВД России, 2000.— 118 с.
34 МГСН 4.19-2005. Временные нормы и правила проектирования многофункциональных высотных зданий и зданий-комплексов в городе Москве [Текст]// Вестник Мэра и Правительства Москвы. - 2006. -№ 7. -с 15-16.
35 Методика определения расчетных величин пожарного риска в зданиях, сооружениях и строениях различных классов функциональной пожарной опасности : приложение к Приказу МЧС России от 30.06.2009 г. № 382; зарегистр. в Минюсте РФ 06.08.2009 г., per. № 14486 [Электронный ресурс]. - Режим доступа:http://www.mchs.gov.ru
36 Неплохов, И. Звуковые системы оповещения о пожаре [Текст] / И. Неплохов // Алгоритм безопасности. - 2006. -№ 2. - С. 76-80.
37 НПБ 104-03. Системы оповещения и управления эвакуацией людей при пожарах в зданиях и сооружениях : прилож. к приказу МЧС РФ от 20.06.2003 г. № 323 (в ред. приказа МЧС РФ от 07.02.2008 г. № 57). [Текст] - М. : ГУГПС и ФГУ ВНИИПО МЧС России, 2003. - 50с.
38 Об утверждении методики определения расчетных величин пожарного риска на производственных объектах : приказ МЧС России от 10.07.2009 г. № 404; зарегистрирован в Минюсте РФ 17.08.2009 г., per. № 14541 [Электронный ресурс]. - Режим доступа: http://www.mchs.gov.ru
39 Орфей-Р. Радиоканальный модуль системы речевого оповещения // Сайт компании «Актив-СБ» [Электронный ресурс]. - Режим доступа: http://www. aktivsb.ru/prod-9463.html
40 Порошин, А. А. Пожарная безопасность людей. Часть 1. От допустимого уровня до реальных статистик [Текст]/ А. А. Порошин // Пожарная безопасность. - 2004. -№ 1, - С. 59-70.
41 Пособие к МГСН.2.07-01. Обследование и мониторинг при строительстве и реконструкции зданий и подземных сооружений. [Текст] - М.: Москомархитектура, 2005. -120с.
42 Правила противопожарного режима в Российской Федерации : постановление Правительства Российской Федерации от 25.04.2012 г. № 390 [Текст]// Собр. законодательства РФ. - 2012. - № 19, - 24с.
43 Предтеченский, В. М. О расчете движения людских потоков в зданиях массового назначения [Текст]/ В. М. Предтеченский // Известия высших учебных заведений. Строительство и архитектура. - 1985. - № 7 -с.40-43..
44 Ройтман, В. М. Основы пожарной безопасности высотных зданий [Текст] / В. М. Ройтман. - М. : МГСУ, 2009. - 99 с.
45 Система оповещения и управления эвакуацией людей при пожаре (СОУЭ) // Сайт Группы компаний «Пожарная безопасность и строительство 21 века». -Режим доступа:http://www.01proekt.ru/systemofthenotification
46 СП 1.13130.2009. Системы противопожарной защиты. Эвакуационные пути и выходы. [Текст] - М. : ФГУ ВНИИПО МЧС России, 2009. - 19 с.
47 СП 112.13330.2011. Пожарная безопасность зданий и сооружений. [Текст] - М. : ГУПЦПП, 1997. - 49 с.
48 СП 3.13130.2009. Системы противопожарной защиты. Система оповещения и управления эвакуацией людей при пожаре. Требования пожарной безопасности. [Текст] - М. : ФГУ ВНИИПО МЧС России, 2009. - 54 с.
49 СП 5.13130.2009. Системы противопожарной защиты. Установки пожарной сигнализации и пожаротушения автоматические. Нормы и правила проектирования [Текст]. - М. : ФГУ ВНИИПО МЧС России, 2009. - 34 с.
50 Средства спасения. Противопожарная защита : каталог. [Текст] -М.: РИА «Индустрия безопасности», 2010. - 28 с.
51 Теребнев В.В., Грачев В.В. Основы научных исследований оперативно - тактических действий [Текст]. -М: Академия ГПС МЧС России, электронная версия, 2014г. - 208 с.
52 Теребнев В.В., Подгрушный А.В. Пожарная тактика. Основы тушения пожаров [Текст]. -М: Академия ГПС МЧС России, 2012г. - 322 с.
53 Теребнев В.В., Теребнев А.В. Основы теории управления силами и средствами на пожаре [Текст]. М: Академия ГПС МЧС России, 2010г. - 290 с.
54 Технический регламент о требованиях пожарной безопасности (в ред. Федер. закона № 117-ФЗ от 10.07.2012 г.) : Федер. закон от 22.07.2008 г. № 123 - ФЭ; принят Гос. Думой 04.07.2008 г.; одобр. Сов. Федерации 11.07.2008 г. [Текст] // Собр. законодательства РФ. -2008. -№ 30 (ч. I), -С. 35-79.
55 Холщевников, В. В. Теория людских потоков [Текст]/ В. В. Холщевников // Пожаровзрывобезопасность. — 2001. - Т. 10, № 6. - С. 33-47.
56 Холщевников, В. В. Эвакуация и поведение людей при пожарах [Текст]/ В. В. Холщевников, Д. А. Самошин. - М.: Академия ГПС МЧС России, 2009. - 58 с.
57 Шебеко, Ю. Н. Методы оценки поражающих факторов крупных пожаров и взрывов на наружных технологических установках [Текст]/ Ю. Н. Шебеко, В. JI. Мал- кин, И. М. Смолин, В. А. Колосов, Е. В. Смирнов, А. С. Паршин // Пожаровзрыво- безопасность. -1999. - Т. 8, № 4. - С. 18-28.
58 Якунькин, Д. Техническое проектирование систем оповещения и управления эвакуацией людей при пожаре [Текст]/ Д. Якунькин // Алгоритм безопасности. - 2006. - № 4. - С. 64-68.
59 Якуш, С. Е. Анализ пожарных рисков. Часть I: Подходы и методы [Текст] / Сергей Евгеньевич Якуш, Рустам Кимович Эсманский // Проблемы анализа риска. — 2009.— Т. 6, № 3. — С. 8-27.