Методы оценки вероятности неблагоприятных событий

1.4. Методы индексов  опасности 

  Методы  индексов опасности пригодны при оценке потенциальной опасности, существующей на промышленном предприятии, если требуется оценить риск интегрально, не вдаваясь в детали производственных процессов. Основная идея — оценить некоторым числовым значением (индексом) степень опасности рассматриваемой системы. Существуют различные способы, как это может быть сделано, но наиболее часто при оценке пожаро- и взрывобезопасности используется метод индекса Дау (Dow Fire and Explosion Index).

  При вычислении индекса Дау отдельным техническим характеристикам ставят в соответствие определенные показатели, численно характеризующие потенциальную опасность конкретных элементов процесса или технической системы. Затем показатели суммируют, не вдаваясь в особенности функционирования рассматриваемой системы.

  Индекс  Дау формируется как произведение двух интегральных показателей: узлового показателя опасности (F) и материального фактора (М), т.е.:

Дау = F • М.                                            (1) 

  Материальный  фактор (М) — это количественная мера интенсивности выделения энергии из определенных химических веществ или материалов, которые могут находиться или находятся в составе выбранной единицы оборудования или части процесса. Для его определения составляется перечень всех потенциально опасных химических веществ и материалов, используемых в системе. Каждому из таких веществ ставится в соответствие определенное число, характеризующее его опасность. Шкала таких чисел для химически опасных веществ обычно разрабатывается специальными международными или национальными агентствами и приводится в нормативных документах. Общий материальный фактор системы определяется как сумма материальных факторов всех потенциально опасных веществ, используемых в рассмотренном процессе, с весами, соответствующими их количеству:

М= V_iN_i,                                           (2)

I

Где:

i— номер рассматриваемого опасного вещества;

V_i, — относительное количество вещества в системе (масса или объем);

N_i, — индекс опасности вещества по специальной шкале.

  Значение  материального фактора обычно находится  в пределах между 1 и 40.

  Узловой показатель опасности вычисляется  по формуле:  

F= f₁ • f₂                                            (3)   

Где:

f₁ — показатель общих опасностей;

  f₂— показатель специфических опасностей.

  Показатель  общих опасностей характеризует  факторы процесса, способные увеличить размер убытков при наступлении неблагоприятною события. В их число входят: обращение с материалами и их перемещение, тип реакций в процессе, дренажи и т.д. По каждой из таких характеристик установлена числовая шкала, из которых выбирается значение, соответствующее степени потенциальной опасности. Показатель f₁ вычисляется как сумма выбранных таких образом численных значений для каждой из позиций.

  Показатель  специфических опасностей характеризует  факторы, которые увеличивают вероятность возникновения пожара или взрыва. Они включают в себя температуру, пыль, давление, количество воспламеняемых материалов, нагревательные устройства. Каждая из таких позиций также характеризуется определенными численными значениями, а сумма этих значений дает величину f₂.

  Значение  показателей f_l и f₂ позволяет рассчитать узловой фактор. Значение индекса Дау, как уже было сказано, определяется произведением узлового и материального факторов.

  Грубая  качественная оценка последствий пожара или взрыва может быть охарактеризована значениями индекса Дау по шкале, представленной в табл.4.

Таблица 4

Шкала индекса  Дау 

 

  Однако  сам по себе индекс Дау еще не характеризует потенциальный ущерб от пожара или взрыва. Его значение построено таким образом, чтобы оно было однозначно связано с площадью, на которую может распространиться пожар или взрыв в случае их возникновения. Определение такой площади (или радиуса воздействия) может быть сделано по специальным таблицам или графикам, которые обычно приводятся в справочниках, выпускаемых различными агентствами в Европе или США.

  Значения  узлового фактора опасности (F) и материального фактора (М) позволяют также оценить так называемый фактор ущерба, обозначенный через Y, значения которого лежат в диапазоне от 0 до 1 и характеризуют наиболее вероятную степень разрушения рассматриваемой технической системы в случае возникновения пожара или взрыва. Таблицы или графики значений Y в зависимости от значений F и М также приводятся в специальных справочниках.

  Определив значение Y, можно оценить максимальный ущерб (MY) имуществу, находящемуся в зоне возможного пожара или взрыва. Этот ущерб определяется как произведение стоимости имущества (С), находящегося в зоне, подверженной воздействию пожара или взрыва, на фактор ущерба (Y):

МY= С • Y                                             (4)

  Максимальный  ущерб — это предельно возможное  значение ущерба имуществу. Очевидно, что можно предпринять различные  меры, позволяющие снизить понесенные убытки, например установить различные системы взрыво- и пожарозащиты, аварийной остановки, дренажные системы и т.д.

  Эти меры безопасности могут быть также  охарактеризованы количественно некоторым  числом в диапазоне между 0 и 1, которое называется коэффициентом доверия (CF — credit factor). Умножив базовое значение MY на значения коэффициента CF, получим реальное значение ущерба RY:

RY = CF • MY.                                             (5)

  В целом результаты анализа риска  по методу индексов опасности можно представить в виде таблицы (табл.5).

Таблица 5

Основные  показатели метода индексов Дау  

 

  Индекс  Дау не идентифицирует отдельные риски, но его значение дает некоторую меру уровня опасных воздействий, связанных с работой установки или процесса. Зная индексы Дау для всех отдельных частей или систем предприятия, риск-менеджеры могут осуществлять постоянный оперативный контроль за уровнем безопасности производства и, если необходимо, принимать соответствующие меры по его снижению. 

2. Определение вероятности воздействия опасных факторов пожара (ОФП)

   

  Нормативная  вероятность Q_в^н  воздействия ОФП не должна превышать 10-6 в год в расчете на каждого человека.

  Уровень обеспечения безопасности работающих при пожарах отвечает требованиям, если расчетная вероятность воздействия  ОФП соответствует соотношению 

  Qв ≤ Q_в^н, Q_в ≤ 10^-6

  Для  эксплуатационных  объектов (зданий,  сооружений)  расчетную  вероятность  Qв вычисляют с использованием  статистических данных по формуле:

  Q_в = 1,5 М_ж / (T N₀),

  где  М_ж – число жертв пожара в рассматриваемой однотипной группе зданий за период Т; 

  Т –  рассматриваемый  период  эксплуатации  однотипных  зданий,  год;

    Nо –  общее  число людей, находящихся в здании (сооружении).

  Однотипными  считаются  здания  с  одинаковой  категорией пожарной  опасности (А, Б, В, Г, Д), одинакового функционального  назначения и с близкими основными параметрами: геометрическими размерами, конструктивными характеристиками, количеством горючей нагрузки, вместимостью (числом людей в здании), производственными мощностями.

  Для  проектируемых  объектов  вероятность  воздействия  ОФП  оценивают  первоначально по формуле:

  Q_в = Q_п (1 - Р_пз),

  где Q_п – вероятность возникновения пожара  в здании; 

    Р_пз -  вероятность эффективного срабатывания противопожарной защиты, вычисляется:

  Р_пз =

  где  n – число технических решений противопожарной защиты зданий;

    Ri – вероятность

  эффективного  срабатывания  i-го технического решения, по данным ВНИИПО, R_i = 0,7 - 0,8.

  Если  не соблюдается условие Q_в ≤ Q_в^н, то необходимо расчет Q_в выполнять с учетом вероятности Р_э эвакуации людей из здания по формуле:

  Q_в = Q_п (1 - Р_э) (1 - Р_пз);

  Р_э = 1 - (1 - Р_эп) (1 - Р_дв),

  где  Р_эп – вероятность эвакуации по эвакуационным путям;

    Р_дв – вероятность эвакуации по наружным эвакуационным лестницам и переходам в смежные секции зданий.

  При наличии наружных эвакуационных  лестниц и других путей Р_дв = 0,03, при отсутствии – Р_дв = 0,001.

  Вероятность Р_эп вычисляют по зависимости:

        (τ_бл - t_р) / τ_нэ, если t_р < τ_бл < t_р + τ_нэ;

  Р_эп =       0,999, если t_р + τ_нэ ≤ τ_бл;

            0,   если t_р ≥ τ_бл,

  где  τ_бл – время от начала пожара до блокирования эвакуационных путей, мин; определяется расчетом значений ОФП на эвакуационных путях в различные моменты времени;  t_р – расчетное время эвакуации, мин, определяется как сумма времени движения потока людей по отдельным участкам путей эвакуации;  τ_нэ – интервал времени от возникновения пожара до начала эвакуации людей, мин (при наличии системы оповещения о пожаре τ_нэ принимают равным времени срабатывания системы с учетом её инерционности; при отсутствии необходимых исходных данных для его определения τ_нэ = 0,5 мин, если системы оповещения нет в этаже пожара, для вышележащих этажей τ_нэ = 2 мин, для залов τ_нэ = 0);   τ_бл – допускается принимать равным необходимому времени эвакуации t_нб (мин), которое зависит от категории пожара, системы оповещения помещения и его объема (табл. 6.).

  Допускается оценивать уровень обеспечения  безопасности работающих в здании по значению вероятности в одном  или нескольких помещениях, наиболее удаленных от выходов в безопасную зону (например, верхние этажи).

  Таблица 6. 

  Время эвакуации t_нб, мин.

  

  Вероятность возникновения пожара в объекте  Q_п