Обеспечение комплексной безопасности зданий и сооружений

Теличенко В. И., Ройтман В. М. МЧСТеличенко В. И., Ройтман В. М. Обеспечение комплексной безопасности зданий и сооружений — приоритетное направление технологической модернизации России

Решение проблем обеспечения безопасности зданий и сооружений с учётом многочисленных опасностей и угроз (в том числе террористической) требует применения комплексного подхода [1-3]. Специалисты испытывают трудности при решении комплексных задач по обеспечению безопасности зданий и сооружений в силу их недостаточно изученной специфики. Появляется необходимость в дальнейшем развитии и упорядочении системы знаний по обеспечению безопасности в строительстве.

В Московском государственном строительном университете (МГСУ) совместно с Академией ГПС МЧС России в течение ряда лет ведутся исследования по направлению «Комплексная безопасность в строительстве». Результаты этих исследований позволяют сделать вывод о том, что концепция комплексной безопасности зданий и сооружений должна рассматриваться как основа инновационных направлений технологической модернизации России [2, 3].

Одним из инструментов, введённым правительственной комиссией по высоким технологиям и инновациям для обозначения приоритетов социальноэкономического развития страны, является организация так называемых технологических платформ (ТП). В рейтинге созданных платформ одно из ведущих мест заняла ТП «Комплексная безопасность промышленности и энергетики» (ТП КБПЭ) [1]. Возникает потребность более тесного научно-практического сотрудничества МГСУ, Академии ГПС МЧС России и ТП КБПЭ в области комплексной безопасности в строительстве.

Анализ знаковых прецедентов прогрессирующего обрушения зданий и сооружений в условиях чрезвычайных ситуаций

При обеспечении комплексной безопасности строительных объектов наибольшие трудности возникают из-за необходимости учёта новых опасностей и угроз — так называемых комбинированных особых воздействий [4-6]. В качестве аббревиатуры названия предложен английский вариант CHE(combinedhazardouseffect).

Комбинированные особые воздействия с участием пожара — чрезвычайные ситуации, связанные с возникновением и развитием нескольких видов особых воздействий на объект в различных сочетаниях и последовательностях, причём одним из таких воздействий является пожар. Возникновение и развитие разных вариантов СНЕ на строительные объекты, как правило, приводит к возникновению дополнительных опасностей и угроз для зданий и сооружений.

Авария на Чернобыльской атомной электростанции 26 апреля 1986 года. Чрезвычайная ситуация возникла, когда в активной зоне реактора четвёртого блока ЧАЭС произошёл большой силы взрыв воздушно-водородной смеси. Активная зона реактора оказалась разрушена. Плита основания реактора толщиной 2 метра, состоящая из двух стальных крышек и засыпки между ними серпентинита, была вбита на 4 метра вниз с повреждением юго-восточного сектора (см. рис. 1). Верхняя крышка реактора весом 3 тысячи тонн была отброшена в северо-западном направлении. В открытую шахту реактора обрушились обломки железобетонных конструкций. Локально точечная температура достигала 2 600 °C.

В работе [5] рассмотрено поведение железобетонных конструкций в четвёртом блоке ЧАЭС во время аварии. Кроме взрыва, разлёта и удара частей конструкций, возникновения вторичных очагов пожара, радиоактивного излучения, дополнительную опасность представляло образование в зоне взрыва так называемой лавообразной топливо-содержащей массы (ЛТСМ). ЛТСМ — смесь, образовавшаяся после взрыва реактора в результате взаимодействия и смешивания расплавов металла, бетона и других материалов с фрагментами топлива в условиях температур 1 400-1 600°С.

Дополнительная опасность образования ЛТСМ состояла в том, что ЛТСМ распространялась по помещениям 1 -4 этажей подреакторного отделения, расплавляя и прожигая мощные железобетонные конструкции. Поэтому во время аварии на ЧАЭС имел место очень сложный вариант комбинированных особых воздействий СНЕ типа «взрыв в активной зоне реактора — удар разлетающихся обломков конструкций — возникновение вторичных очагов пожара — радиация — образование и растекание ЛТСМ».

Террористическая атака 11 сентября 2001 года на Всемирный торговый центр и Пентагон. Обрушение двух уникальных 110этажных башен Всемирного торгового центра в Нью-Йорке (см. рис. 3) и здания Пентагона в Вашингтоне (см. рис. 4) поставили перед наукой проблему комплексной безопасности уникальных объектов,их защиты от прогрессирующего обрушения в чрезвычайных ситуациях, возникающих вследствие комбинированных особых воздействий CHEтипа: удар — взрыв — пожар [6].

Результаты исследований инженерных аспектов этих событий свидетельствуют о том, что при комбинированных особых воздействиях с участием пожара типа удар — взрыв — пожар (CHE) имеют место следующие характерные особенности ЧС:

  1. возникает несколько групп конструкций, имеющих различную степень повреждения;
  2. вследствие различной степени повреждения эти группы конструкций утрачивают несущую способность при пожаре не одновременно, а на различных стадиях СНЕ;
  3. в результате на различных стадиях развития СНЕ, по мере последовательного выхода из строя более повреждённых групп несущих конструкций, нагрузка на оставшиеся конструкции будет возрастать;
  4. повышение нагрузки на уцелевшие строительные конструкции на соответствующих стадиях развития СНЕ с участием пожара приводит к снижению критической температуры нагрева конструкций;
  5. снижение критической температуры нагрева материалов конструкций при СНЕ приводит к резкому уменьшению огнестойкости конструкций, что представляет собой новую, требующую анализа опасность для зданий и сооружений.

Такая опасность определяется тем, что чем больше механическая нагрузка на конструкцию, тем меньше критическая температура прогрева конструкций и тем быстрее они утрачивают свою несущую способность в условиях СНЕ с участием пожара, тем быстрее наступает потеря устойчивости (прогрессирующее обрушение) здания в целом. Несущие конструкции башен ВТЦ имели пределы огнестойкости 180 минут, однако при СНЕ 11 сентября 2001 года их огнестойкость была утрачена гораздо быстрее: на Северной башне — через 102 минуты, на Южной башне — через 56 минут. Аналогичная картина наблюдалась с зданием Пентагона. Несмотря на то, что предел огнестойкости ключевых элементов (несущих колонн)превышал 180 минут, наружное кольцо утратило свою устойчивость через 19 минут после начала СНЕ.

Разработка концепции комплексной безопасности в строительстве

Ключевая особенность разработанной авторами концепции комплексной безопасности состоит в том, что тому или иному виду безопасности соответствует определённый вид опасности [2, 3]. Понятие опасности является первичным по отношению к понятию безопасности, так как при отсутствии опасности рассматривать виды безопасности не имеет смысла. Понятия комплексной опасности и комплексной безопасности включают около 15 отдельных видов опасности и безопасности жизнедеятельности (см. рис.5).

В работах [2, 3] даны следующие определения.

Комплексная опасность — угроза причинения вреда здоровью и жизни человека, другим субъектам биосферы, а также ущерба объектам техносферы в результате возникновения и развития каждого из возможных видов опасности, а также комбинированных особых воздействий.

Комплексная безопасность — состояние объекта, когда системы мер по предотвращению и защите от каждого из возможных видов опасных воздействий и организационно-технические мероприятия соответствуют требованиям нормативных документов (в том числе с учётом возможного комбинированного характера опасных воздействий).

Комплексная безопасность должна рассматриваться как один из основных критериев качества строительства и должна быть соотнесена с такими категориями, как система, структура, организованность [2, 3]. Это значит, что с методической точки зрения применительно к строительной деятельности целесообразно рассматривать понятие комплексной безопасности на нескольких уровнях: комплексная безопасность строительства; комплексная безопасность строительного объекта; комплексная безопасность здания или сооружения.

Сформулированы основные задачи теории комплексной безопасности в строительстве:

  1. разработка научно-методических основ комплексного использования знаний, относящихся к обеспечению каждого из видов безопасности, рассматриваемых в инженерной практике
  2. исследование путей разрешения противоречий, возникающих при необходимости обеспечения нескольких видов безопасности
  3. постановка и разработка методов решения многовариантных задач обеспечения комплексной безопасности объектов
  4. разработка учебно-методических вопросов подготовки специалистов по обеспечению комплексной безопасности объектов.

Концепция комплексной безопасности в строительстве — основа законодательного регулирования в области обеспечения безопасности зданий и сооружений

На основе проведённого анализа проблем законодательного регулирования, касающегося безопасности зданий и сооружений [8-11], были выделены пять основных проблем [2, 3]:
  1. непродуманная и поспешная реформа технического регулирования;
  2. необходимость гармонизации отечественных норм с Еврокодами;
  3. необходимость создания нормативных документов Таможенного союза;
  4. необходимость учёта новых опасностей и угроз;
  5. необходимость внедрения новых достижений науки и техники.
В основу законодательного регулирования и проектирования безопасности зданий и сооружений должен быть положен системный подход. Для его реализации необходимо выполнение следующих условий:
  1. использование понятия комплексной безопасности объекта;
  2. учёт нескольких уровней комплексной безопасности строительной деятельности;
  3. учёт возможности комбинированных особых воздействий, в том числе возникающих при террористической угрозе.
10 октября 2013 года на парламентских слушаниях Комитета по земельным отношениям и строительству Государственной Думы РФ был представлен доклад на тему «Законодательное регулирование обеспечения безопасности зданий и сооружений: проблемы и основные направления совершенствования». Было отмечено, что эффективная защита зданий и сооружений должна осуществляться на основе концепции комплексной безопасности в строительстве, в которой учитываются разные виды опасности.

Научно-методические и практические аспекты применения концепции комплексной безопасности в строительстве

Возможность учета новых видов опасностей и угроз. Изучение инженерных аспектов поведения строительных объектов при ЧС позволило выявить образование в условиях комбинированных особых воздействий новых опасных эффектов. Они приводят к тому, что время сопротивления объекта до начала его прогрессирующего обрушения при комбинированных особых воздействиях с участием пожара значительно сокращается по сравнению с воздействием только одного пожара. Поэтому при проектировании защиты объектов от прогрессирующего обрушения необходимо принимать во внимание и комбинированные особые воздействия (СНЕ) с участием пожара [2, 3].

Мониторинг технического состояния объектов непосредственно в условиях ЧС — инновационный элемент обеспечения комплексной безопасности. Недостаток информации о состоянии и поведении критически важных элементов зданий, лестничных клеток как основного пути эвакуации ведёт к противоречивости и неадекватности указаний с помощью системы оповещения и управления эвакуацией, к увеличению количества жертв террористического нападения [2, 3]. При условии мониторинга технического состояния объекта во время ЧС жертв могло быть меньше.

Следует отметить, что реальные кризисные ситуации, как правило, не вписываются в перечень расчётных кризисных ситуаций, которые возникают вследствие реальных угроз [3]. Это также обусловливает необходимость мониторинга технического состояния зданий во время ЧС. Возникает необходимость в разработке математической модели объекта и компьютерном моделировании для обеспечения безопасности во время ЧС.

При СНЕ с участием пожара в зданиях и сооружениях обеспечение безопасности людей становится сложной комбинированной процедурой и будет включать несколько этапов типа «эвакуация — спасение», «спасение — эвакуация», «спасение — эвакуация — спасение» и т. д. в зависимости от местоположения людей относительно различных зон поражения. Такой подход позволит в реальном времени с учётом распознавания ЧС определять оптимальные варианты решения задач по обеспечению безопасности людей.

Безопасность труда (охрана труда) — необходимый элемент комплексной безопасности в строительстве. Реформа технического регулирования в России из-за поспешности и непродуманности имеет системные недостатки, в том числе в вопросах о месте и роли охраны труда в системе обеспечения безопасности жизнедеятельности. Помещение обязательных требований законодательства по охране труда в трудовой кодекс РФ вне фиксации связи с законом о техническом регулировании является грубой ошибкой в реформе технического регулирования.

Охрана труда является одним из важнейших элементов системы комплексной безопасности в строительстве. Систему пар понятий-антагонистов, лежащую в основе концепции комплексной безопасности в строительстве, необходимо дополнить парой «производственная опасность — производственная безопасность (безопасность труда)».

Концепция комплексной безопасности в строительстве — научно-методическая основа нового поколения нормативных документов и проектирования. В основу системы нормативных документов, регламентирующих безопасность зданий и сооружений, должен быть положен подход, основанный на комплексной безопасности объекта. Принцип двух подсистем, отражающих возможные виды опасностей и безопасности зданий и сооружений, возможности учёта новых опасностей и угроз и комплексного характера этих воздействий, является достоинством этого подхода. Принципиальным является также отражение в нормах концепции уровня комплексной безопасности строительных объектов.

Следует внести дополнения в систему основных понятий в области безопасности, установленную законодательством Российской Федерации (а теперь уже и ЕврАзЭС), в виде терминов и их определений, относящихся к обеспечению комплексной безопасности. В их числе такие новые и уточнённые понятия как «комплексная опасность», «комплексная безопасность», «комбинированные особые воздействия», «безопасность в условиях комбинированных особых воздействий».

Учёт этих положений будет означать соответствие нормативных документов, регламентирующих меры по обеспечению безопасности зданий и сооружений, современным реалиям.

Концепция комплексной безопасности объектов — научно-методическая основа формирования эффективной системы повышения культуры безопасности. Несмотря на то что понятие культуры безопасности имеет широкое употребление, оно требует рассмотрения и уточнения. Анализ ряда работ по этой теме позволяет выдвинуть следующее определение.

Культура безопасности — понимание человеком возможных опасностей и угроз в сфере жизнедеятельности и наличие у него, с учётом этого понимания, внутренней осознанной потребности следовать нормам и правилам безопасного поведения [3].

Анализ чрезвычайных ситуаций показывает, что основная причина их возникновения — низкий уровень культуры безопасности. По количеству погибших при пожарах уже много лет Россия занимает первое место в мире. Этот показатель имеет прямое отношение к культуре безопасности.

Основным направлением формирования культуры безопасности является обучение. Концепция комплексной безопасности в строительстве может и должна рассматриваться как реальная база, на основе которой возможно повышение культуры безопасности.

В МГСУ создан Институт комплексной безопасности в строительстве. На базе кафедр технического регулирования и пожарной безопасности организована новая кафедра под названием «Комплексная безопасность в строительстве». Идёт разработка новых рабочих программ по дисциплинам «Комплексная безопасность в строительстве», «Безопасность жизнедеятельности», «Пожарная безопасность зданий и сооружений», «Охрана труда в строительстве» и др.

Подведём итоги

В МГСУ и Академии ГПС МЧС России ведутся совместные исследования в области общей теории безопасности, которые можно определить как научные основы комплексной безопасности в строительстве. Инновационный потенциал концепции комплексной безопасности в строительстве определяется возможностью её использования как научно-методической основы:
  1. учёта новых опасностей и угроз;
  2. организации мониторинга объектов непосредственно в условиях ЧС;
  3. создания нового поколения нормативных документов и проектирования в строительстве;
  4. формирования эффективной системы повышения культуры безопасности.
Реализация концепции комплексной безопасности позволяет обеспечить эффективную защиту зданий и сооружений от возможных опасностей. Литература:
  1. Большов Л. А., Кононенко В. Ю, Пономарёв В. Н., Смоленцев Д. О., Тукнов Д. С. Комплексная безопасность промышленности и энергетики — основа национального проекта по технологической модернизации // Национальные проекты. — 2011. — № 11. — С. 24-26, 40-41.
  2. Теличенко В. И. Концепция законодательного обеспечения безопасности среды жизнедеятельности: Труды общего собрания РААСН в 2 т. — Т. 1. — СПб, 2006. — С. 236-241.
  3. Теличенко В. И., Тетерин И. М., Ройтман В. М., Серков Б. Б. Культура безопасности — точка опоры стратегии обеспечения безопасности объектов жизнедеятельности // Культура безопасности в современном мире. Матлы науч.-практ. конф. — М.: Академия ГПС МЧС России, 2013. — С. 69-74.
  4. Микеев А. Чернобыль предупреждает // Пожарное дело. — 1986. — № 5. — С. 25-29.
  5. Милованов А. Ф, Соломонов В. В., Ларионова З. М. Высокотемпературный нагрев бетонных перекрытий при аварии на Чернобыльской АЭС. — М.: Энергоатомиздат, 2000.
  6. Roytman V. V., Pasman H. J, Lukashevich I. E. The Concept of evaluation of building resistance against Combined hazardous effects “Impact-Explosion-Fire” after aircraft crash // Fire and explosion hazards: Proceedings of the Fourth International Seminar, 2003, Londonderry, NI, UK, pp. 283-293.
  7. Kaczmarczyk B. Safety and its typologies // Bezpieczenstwo i technika pozarnicza. — 2013. — Т. 31. — С. 17-23.
  8. Федеральный закон РФ от 18.12.2002 г. № 184-ФЗ «О техническом регулировании».
  9. Федеральный закон РФ от 30.12.2009 г. № 384-ФЗ «Технический регламент о безопасности зданий и сооружений».
  10. Федеральный закон РФ от 22.07.2008 г. № 123-ФЗ «Технический регламент о требованиях пожарной безопасности».
  11. СП 13.13130.2009. Атомные станции. Требования пожарной безопасности.

Если вас интересуют готовые фирмы с лицензией на реставрацию, МЧС, ФСБ — вы можете оставить заявку ниже, а наш специалист вас проконсультирует.

Получить консультацию

Контакты

Телефон:
+7 (499) 403-33-59 ежедневно 9:00-22:00
+7 (812) 409-97-73 ежедневно 9:00-22:00

Почта:
Info@srodopuski.com - по всем вопросам
partnership@srodopuski.com - предложения и сотрудничество

Адрес:
105318, Москва, Ибрагимова 35 к2, офис 14
192012, Санкт-Петербург, Белоостровская 22