В статье проведен сравнительный анализ нормативных документов, регламентирующих определение расчетных величин пожарного риска: международных стандартов BS 7974 и ISO/TS 16733 и соответствующих российских методик. Проанализированы преимущества и недостатки вероятностного подхода к оценке пожарного риска. Анализ проиллюстрирован примером расчета риска для многофункционального объекта.
В данной статье проанализирована целесообразность использования вероятностного подхода при оценке пожарного риска на основе сравнения российских и международных нормативных документов. Предварительный анализ подходов к построению логических деревьев событий для оценки сценариев пожара проведен в работе [1].
В некоторых международных стандартах предлагается методология выбора сценариев пожара и вероятная оценка пожарного риска.
Основным недостатком детерминированного подхода считаются определенные консервативные предположения; прежде всего - это выбор наиболее неблагоприятного варианта пожара (так называемый «принцип макального проектного пожара»). Детерминированный подход дает определенный запас надежности, однако величина этого запаса может стать причиной неоправданных материальных затрат на обеспечение пожарной безопасности объекта защиты.
Вероятностный подход является в этом отношении более гибким и совершенным, т.к. основан на более рационом сопоставлении опасных факторов пожара, уровня безопасности людей, ожидаемого материального ущерба и в конечном итоге затрат на противопожарную защиту. Он дает возможность, например, рассмотреть ликвидацию пожара на ранних стадиях, что существенно снижает эффект его последствий. Но, в свою очередь, при невероятном подходе возможны ситуации, когда оценка последствий и/или вероятности какого-либо события затруднительна из-за отсутствия достаточного количества необходимой информации или статистических данных.
Документ PD 7974-7 «Application of fire safety engineering principles to the design of buildings. Part 7: Probabilistic risk assessment» («Применение принципов пожарно-технического анализа при проектировании зданий. Часть 7: вероятностная оценка пожарного риска») [2] является руководством по вероятностному анализу риска и представляет 7-ю часть серии документов PD 7974 (published nients), выпущенных в дополнение к британскому стандарту BS 7974 «Application of fire safety engineering jrinciples to the design of buildings. - Code of practice» (« Применение принципов пожарно-технического анализа при проектировании зданий. Свод правил») [3]. В документе изложены общие принципы и методы анализа риска, предназначенные для проведения пожарно-технического анализа, описаны условия применимости данного подхода и приведены иллюстрирующие его примеры. Настоящий документ также содержит данные, необходимые для вероятностной оценки риска, и критерии оценки. Приведенные данные основаны на статистике пожаров, параметрах здания и показателях надежности систем противопожарной защиты. Критерии оценки включают «безопасность людей» и «безопасность имущества» в абсолютных и относительных показателях. Для безопасности жизни/здоровья людей абсолютным критерием является число жертв/пострадавших в год, относительным - уровень риска (частота реализации в течение года событий, в которых люди подвергаются опасности); для безопасности имущества абсолютным критерием является среднее значение убытков от пожаров в год, относительным - соотношение затрат/выгод (результаты технико-экономического анализа).
В Российской Федерации принят ГОСТ Р 51901.10 «Менеджмент риска. Процедуры управления пожарным риском на предприятии» [4], являющийся аутентичным переводом международного стандарта ISO TS 16732:2005 [5] "Fire safety engineering - Guidance on fire risk assessment" («Разработка системы пожарной безопасности - Руководство по оценке пожарного риска»). В развитие стандарта [5] разработан международный стандарт ISO/TS 16733:2006 «Fire safety engineering — Selection of design fire scenarios and design fires" («Разработка системы пожарной безопасности -Выбор сценариев пожаров и моделей пожаров») [6], в котором описаны основные принципы отбора сценариев для анализа, а также исключения «незначительных» с точки зрения их последствий и моделей пожаров.
При вероятностной оценке риск рассматривается как функция двух параметров: последствий опасных ситуаций и частот этих ситуаций. Риск выражается как мера возможности того, что реализуется последовательность событий, и результатом анализа являются значения, представляющие определенный уровень опасности для людей или имущества, но также учитывающие, насколько вероятным являются рассматриваемые события. Особенно важным является в этом случае анализ событий, обладающих незначительными последствиями, но высокой вероятностью реализации, и событий, обладающих существенными последствиями, но низкой вероятностью реализации. События с существенными последствиями и высокими вероятностями всегда включаются в анализ; события с незначительными последствиями и низкими вероятностями, как правило, исключаются.
Для полной оценки риска, описанной в стандарте ISO/TS 16732:2005 [5], должна быть рассмотрена количественная оценка, условия выполнения которой определены стандартом ISO/TS 16733:2006 [6].
В общем случае подход к вероятностной оценке пожарного риска может быть представлен следующим образом [2]:
Вероятностная оценка пожарного риска
Важным этапом определения расчетных величин пожарного риска является выбор наиболее опасных аварийных ситуаций и соответствующих сценариев пожара. Одним из способов оценки различных вариантов возникновения и развития пожара является использование деревьев событий. Сценарии на таком дереве представляются в виде последовательности событий с отражением вероятностей реализации различных ветвей и вероятностей перехода от одной стадии развития пожара к другой. При оценке вероятностей используются параметры анализируемой структуры (объемно-планировочные решения, функциональное назначение, наличие и надежность систем пожарной защиты и т.д.); статистические данные; рекомендации, приводимые в соответствующих нормативных документах.
Подходы к построению таких деревьев событий описаны в российских и международных нормативных документах.
В общем случае построение дерева событий происходит следующим образом: происходит некое начальное событие, как правило, возгорание (частота которого равна F); в дереве ему соответствует начальная вершина. Далее в зависимости от исследуемой структуры рассматриваются различные варианты развития пожара (обнаружение и тушение пожара на ранней стадии, эффективная работа системы пожарной сигнализации,активация спринклеров и т.п.) с вероятностями их реализации Psi и Pfi («success/failure», или «да/нет»):
Частота каждого результата вычисляется как произведение начальной частоты F и соответствующих условных вероятностей Psi и PFi для каждого узла. Например, для пути, изображенного на дереве событий, представленном на рис. 2, частота второго результата F2 вычисляется как F • Psi • Pf2 = F2.
В Методиках [7, 10] определения расчетных величин пожарного риска на различных объектах для определения возможных сценариев пожаров предложен метод логических деревьев событий.
Государственный стандарт ГОСТ Р 12.3.047-98 «Пожарная безопасность технологических процессов (общие требования, методы контроля)» [8] предлагает методы оценки пожарного риска для наружных технологических установок и производственных зданий.
Расчетное значение риска сравнивается с нормативным, установленным ст. 93 Федерального закона от 22.07.2008 № 123-ФЗ «Технический регламент о требованиях пожарной безопасности» [9].
И методики [7, 10], и ГОСТ [8] регламентируют определение расчетных величин пожарного риска (и, соответственно, построение деревьев событий для сценариев пожаров) на объектах различного назначения, что во многом соответствует международным стандартам. Вместе с тем имеются и определенные различия.
В международном стандарте ISO 16733:2006 [6] для проведения анализа перечислены основные моделируемые и немоделируемые факторы сценариев (структура объекта, системы обеспечения пожарной безопасности, расположение и тип горючей нагрузки, тип пожара, состояния проемов и т.п.). Описаны модели пожаров, основные характеристики и стадии развития (зарождение, рост, полное развитие, спад). Перечислены параметры, определяемые для большинства сценариев. В Приложении А приведены типичные категории роста пожаров.
Сформулированы 10 этапов моделирования сценария пожара:
• выбор расположения очага пожара (для анализа риска выбираются наиболее опасные ситуации: пожары в помещениях с большим количеством людей или с наиболее опасной пожарной нагрузкой; пожары, блокирующие эвакуационные выходы, и т.п.);
• выбор типа пожара (характеристика начального возгорания, характеристика установившегося очага пожара);
• оценка пожарного риска с учетом так называемых «форс-мажорных» обстоятельств (в дополнение к уже описанным опасным ситуациям выявление возможных нетипичных опасных ситуаций, возникающих на этапе строительства здания или в процессе его эксплуатации: стихийные бедствия, террористические акты и т.п.);
• оценка систем обеспечения пожарной безопасности (наличие, параметры надежности), сдерживающих факторов (размер помещения, проемы, материалы и конструкции стен/пола/потолка);
• оценка действий людей (специальная подготовка персонала, действия внутренних/муниципальных пожарных бригад);
• выбор сценариев для анализа с учетом возможных последствий каждого сценария и вероятности его реализации, построение на основе этих данных дерева событий;
• анализ вероятностей (оценка условных вероятности реализации каждого события с использованием доступных данных и/или инженерного заключения: оценка по характеристикам очага пожара в момент возгорания; оценка по характеристикам систем обеспечения пожарной безопасности и других сдерживающих факторов; оценка по характеристикам и состоянию людей и объектов в здании); вероятность сценария вычисляется как произведение вероятностей всех узловых событий вдоль ветви дерева, ведущей из начального события к результату сценария;
• анализ последствий (оценка последствий реализации каждого сценария с использованием доступных данных и/или инженерного заключения; последствия выражаются в терминах «жертвы/пострадавшие» или < убытки от пожара»);
• оценка риска каждого сценария (произведение величины последствия сценария на вероятность реализации сценария);
• окончательный выбор и оформление (для анализа выбираются сценарии с наибольшим риском; для оставшихся сценариев обосновывается их исключение; также на этом этапе может быть проведен анализ целесообразности оборудования объекта определенными системами обеспечения пожарной безопасности).
Приведенная процедура 10-шагового моделирования подробно проиллюстрирована: в приложении В - на мере выбора сценариев для пожара на многофункциональном крытом стадионе, в приложении С - на примере выбора сценариев для пожара на складе однородной продукции. Для первого объекта риск выражен в количестве пострадавших, для второго - в убытках.
Таким образом, международный стандарт предлагает распространение процедуры построения деревьев событий на все здания, что, несомненно, является обоснованным в случае анализа объекта многофункционального назначения. Также существенным результатом является итоговое выражение материального риска в убытках. Эти значения позволяют провести анализ эффективности систем пожарной безопасности рассматриваемой структуры.
Краткий сравнительный анализ процедуры, привезенной в стандарте ISO/TR 16733:2006, с процедурами, предложенными в российских методиках [7, 10], пригоден в таблице 1.
Проведенный анализ показывает, что в стандарте ISO TS 16733:2006 [6] при разработке системы пожарной безопасности для объектов различного назначения используются принципы, аналогичные принципам российских документов. Вместе с тем выбор сценариев пожаров и моделей пожаров уместно дополняет положения методик [7, 10].
Общая схема дерева событий [2]
Продемонстрируем выбор модели сценария пожара с использованием «10-шаговой» методологии на примере, приведенном в приложении В ISO/TS 16733:2006 [6]. Объект, выбранный для исследования - многофункциональный крытый стадион с системой дымоудаления над ареной и трибунами; требованием пожарной безопасности является безопасность жизни.
Главным образом здание используется для спортивных мероприятий, но также оно может быть использовано для целого ряда других событий: например, на стадионе могут проводиться концерты, религиозные и светские мероприятия, съезды, торговые ярмарки и даже экстремальные автошоу. Для проведения таких мероприятий нижние ряды можно убрать. Также пожарный риск приходится на другие зоны сооружения, например, киоски розничной торговли или склады с хранением горючих материалов.
Рассмотрим пошаговое выполнение процедуры выбора сценариев.
В этом примере шаги 1 и 2 выполняются одновременно. Статистических данных для рассматриваемого объекта нет; однако наиболее вероятные сценарии пожаров и места расположения были выбраны при участии проектировщиков и других компетентных специалистов.
Шаг 1 — Расположение пожара
Выберем в здании места с наиболее неблагоприятными сценариями пожара.
Шаг 2 — Тип пожара
В соответствии со статистикой пожаров в общественных зданиях и сооружениях определим наиболее вероятные типы сценариев пожаров и наиболее вероятные значительные последствия сценариев.
Сценарий 1: Пожар на арене во время проведения спортивного мероприятия.
В этом сценарии участвует большое количество людей. При эвакуации зрители поднимаются по рядам, дымовой слой увеличивается. Сиденья могут быть как откидывающимися автоматически, так и стационарными. Возможно присутствие пожарного надзора. Обычно количество пожарной нагрузки, рост пожара и критическое значение количества теплоты ограничены.
Сценарий 2: Пожар на арене во время мероприятия, отличного от спортивного, однако при котором зрители находятся на трибунах; например, рок-концерт или экстремальное автошоу.
В этом случае условия для зрителей подобны условиям сценария 1, но количество пожарной нагрузки и рост очага пожара значительно увеличиваются. Более того, если на рок-концерте используются «дымовые эффекты», автоматическая система датчиков дыма может быть отключена. Возможно присутствие пожарного надзора
Сценарий 3: Пожар на ярусе, занятом зрителями.
Например, можно рассмотреть ситуацию, аналогичную сценариям 1 или 2, но с другим расположением очага пожара.
Сиденья могут быть выполнены как из огнестойких материалов, так и обычных, поэтому свойства пожарной нагрузки могут и включать, и не включать ограничение количества пожарной нагрузки и рост очага пожара.
Сценарий 4: Пожар на арене при проведении мероприятия, отличного от спортивного, например, торговой ярмарки, когда зрители не сидят на трибунах.
В этом случае количество посетителей меньше, чем в предыдущих случаях. Обычно посетители находятся на том же уровне, что и очаг пожара, то есть допускается большая толщина дымового слоя. Посетители более мобильны, чем в предыдущих сценариях. Затруднительным может быть поиск пути. Они могут быть поглощены какой-либо демонстрацией на дисплее, вследствие чего могут не увидеть знаки выхода. В этом случае количество пожарной нагрузки и рост очага пожара выше, чем в сценарии 1.
Сценарий 5: Пожар в зоне скопления людей вне арены и трибун, например, в зоне розничной торговли или в фойе.
В этом случае очаг пожара может как иметь, так и не иметь высокий показатель роста, но количество пожарной нагрузки и значение скорости тепловыделения обычно ниже, чем для сценариев на арене. Однако в зависимости от геометрии помещений и распространения пожара в данном сценарии увеличивается возможность блокирования аварийных выходов с арены, поскольку зоны розничной торговли и фойе часто располагаются в ярусной области под участком, примыкающим к выходу для зрителей.
Сценарий 6: Пожар на складе.
Таблица 1. Сравнительный анализ процедур, приведенных в международных стандартах и российских методиках.
Этот тип здания обычно содержит большое количество горючих материалов, хранимых вблизи арены. Такая пожарная нагрузка может обеспечить быстрый рост очага пожара. Складские зоны обычно имеют большие двери, соединяющие их с зоной загрузки крупных товаров. Такая структура более уязвима в отношении распространения пламени, чем помещения с проемами меньшего размера.
На этой стадии некоторые сценарии могут быть исключены. Если сидения изготовлены из огнестойких материалов согласно требованиям многих национальных строительных норм и правил, последствия сценария 3 окажутся менее значительными, чем последствия сценариев 1 и 2. Если в здании находятся посетители, наиболее важный параметр безопасности жизни для рок-концерта такой же, как и для спортивного мероприятия, и хотя риск для рок-концерта выше, можно предположить, что сценарий 1 может быть более важным, чем сценарий 2.
Шаг 3 —Пожарный риск для форс-мажорных обстоятельств
Определим другие сценарии со значительными последствиями. Если один из таких сценариев может быть более значительные последствия, чем уже определенные, необходимо включить его в набор сценариев анализа. Они могут заменить сценарии с меньшим риском, аналогичные по природе.
Обычно такие дополнительные пожары не содержатся в обзорах статистических базах данных, но могут быть обсуждены с экспертами. Поскольку статистика пожаров не применялась на шагах 1, 2, но сценарии пожара и места расположения очага пожара получены в обсуждении с проектировщиками и другими компетентными специалистами, сценарии с более значительными последствиями уже не рассматриваются.
Шаг 4 — Системы обеспечения пожарной безопасности
Определим структуру сооружения и системы обеспечения пожарной безопасности, которые могут существенно повлиять на направление распространения пламени и на развитие опасных факторов пожаров.
Предполагается, что в здании присутствуют активные и пассивные системы обеспечения пожарной безопасности. Если какая-то из систем не представлена, необходимо указать вероятности успешной работы таких систем на дереве событий равными 0.
а) Активные системы
Предполагается наличие системы автоматической спринклерной защиты, автоматических датчиков дыма (за исключением кухонь и туалетов) и системы дымоудаления (естественная или принудительная вентиляция). Система пожарной сигнализации активирует систему дымоудаления, автоматическую блокировку дверей и т.д.
б) Пассивные системы
Предполагается следующее разделение на пожарные отсеки: трибуны и арена - первый пожарный отсек, фойе/зона рецепции - второй, зона розничной торговли - третий, пути к выходу - четвертый, склад - пятый.
в) Пути эвакуации
Предполагается, что здание оборудовано соответствующими указателями, элементами световой сигнализации и звуковой сигнализации, и есть специально подготовленный персонал для управления эвакуацией.
Шаг 5 — Действия людей
Определим действия людей, которые способны оказать существенное влияние на распространение пожара.
Посетители могут потушить огонь в определенных случаях (первичное пожаротушение на дереве событий). Предполагается, что специально подготовленный персонал управляет эвакуацией.
Шаг 6 — Дерево событий
Построим дерево событий, которое представляет возможные состояния факторов, признанных существенными. Путь в таком дереве - модель сценария. Деревья событий строятся из начальной точки - момента возгорания, затем строятся разветвления, добавляются ветви для отражения каждого возможного состояния следующего фактора. Процесс повторяется до отражения всех возможных состояний. Каждое разветвление строится в предположении осуществления предыдущего состояния. Дерево событий проиллюстрировано на рис. 3 (рассмотрены три наиболее опасных сценария).
Первичное событие - возгорание открытым пламенем. Подразумевается, что для таких сооружений тлеющие пожары возможны существенно реже, чем открытые.
Пламя может возникнуть на арене и трибунах с вероятностью Pi, в зоне розничной торговли и фойе с вероятностью Р2, на складе с вероятностью Рз. Предполагая, что пожар может возникнуть только в этих зонах, Pi + Р2 + Рз= 1.
На ранней стадии развития пожар может быть потушен заметившими его людьми. Условная вероятность этого события для пожара на арене и трибунах равна Рi.1. Вероятность того, что это не произойдет, равна Рi,2 = 1 - Pi,i. Аналогичные условные вероятности присваиваются эффективности первичного пожаротушения для зоны розничной торговли и склада. Если первичное пожаротушение оказывается эффективным, сценарий далее не анализируется (последствия относительно несущественны для безопасности людей).
Если пожар не потушен на ранней стадии, он может быть потушен позже спринклерной системой. Условная вероятность того, что пожар будет потушен спринклерной системой при условии, что он не был потушен на ранней стадии, равна Р1,2,1. Вероятность того, что пожар не будет потушен спринклерной системой, равна Pi,2,2 = 1 – Р1,2,1. Аналогичные условные вероятности присваиваются эффективности спринклерного пожаротушения для зоны розничной торговли и склада. Если спринклерное пожаротушение оказывается эффективным, сценарий далее не анализируется (последствия относительно несущественны в разрезе безопасности жизни).
Если пожар не потушен на ранней стадии или позже спринклерной системой, неплохих результатов на арене и трибунах можно достигнуть действиями системы дымоудаления. Условная вероятность эффективности работы системы дымоудаления при условии, что пожар не потушен ни на ранней стадии, ни позднее спринклерами, равна P1,2,2,1 . Условная вероятность неэффективной работы системы дымоудаления равна P1,2,2,2 = 1 – P1,2,2,1. Если работа системы дымоудаления эффективна, сценарий далее не анализируется (последствия относительно несущественны для безопасности людей). Дымоудаление неприменимо, если пожар возникает в зоне розничной торговли или на складе.
Дерево событий для многофункционального крытого стадиона [6]
Если пожар не потушен на ранней стадии или спринклерами, а система дымоудаления работает неэффективно, люди на арене и на трибунах находятся под угрозой, но люди в зоне розничной торговли пока еще в безопасности, если дым не проникает в эту зону. Условная вероятность того, что противопожарные преграды препятствуют распространению дыма при условии, что пожар не потушен на ранней стадии или спринклерами, а система дымоудаления работает неэффективно, равна P1,2,2,2,1. Вероятность неэффективности противопожарных преград равна P1,2,2,2,2 =1 – P1,2,2,2,1.
В зоне розничной торговли, если пожар не потушен на ранней стадии или спринклерами, люди находятся под угрозой, но на арене и трибунах все еще в безопасности, если им не нужно выходить через зону розничной торговли и если противопожарные преграды препятствуют распространению дыма на арену и трибуны из зоны розничной торговли. Условная вероятность эффективности противопожарных преград при условии, что пожар не потушен на ранней стадии или спринклерами, равна Р2,2,2,0,1. Вероятность неэффективности противопожарных преград равна Р2,2,2,0,2 = 1 — Р2,2,2,0,1.
На складе, если пожар не потушен на ранней стадии или спринклерами, люди находятся под угрозой, но на арене и трибунах и в зоне розничной торговли все еще в безопасности, если противопожарные преграды препятствуют распространению дыма в эти зоны. Условная вероятность эффективности противопожарных преград при условии, что пожар не потушен на ранней стадии или спринклерами, равна Рз,2,2,0,1. Вероятность неэффективности перегородок
равна Рз,2,2,0,2 = 1 - Рз,2,2,0,1.
Шаг 7 — Анализ вероятностей
Оценим вероятность реализации каждой ситуации с использованием данных о надежности систем. Они могут быть отмечены на дереве событий. Оценим условную вероятность каждого сценария, перемножая вероятности вдоль пути сценария.
При выборе модели сценария достаточно оценки вероятности появления каждого события. Такая оценка может быть проведена с использованием статистических данных или экспертного анализа. Начальные точки дерева событий указаны на основе экспертного анализа.
Для иллюстрации процесса рассмотрим следующие значения условных вероятностей (выбор данных значений, приведенных в стандарте, достаточно субъективен, хотя во многих случаях приведено обоснование выбора).
Вероятности возникновения пожара в каждой из зон талиона:
Р1 = 0,20 (арена и трибуны),
Р2 = 0,60 (зона розничной торговли),
Рз = 0,20 (склад).
Выбор моделей сценария не зависит от этих значений, поскольку в данном примере модели сценариев были выбраны независимо для каждой зоны.
Вероятности ликвидации пожара на ранней стадии также являются достаточно субъективными и для конкретного объекта могут варьироваться. В случае отсутствия национальных документов может быть использован стандарт [6]:
Р1,1 = 0.5 (для арены и трибун),
Р2,1= 0.8 (для зоны розничной торговли, где люди находятся близко друг к другу),
Р3,1 = 0,1 (для склада, где людей мало).
Вероятности того, что пожар не будет потушен на ранней стадии: Р1,2 = 0,5, Р2,2 = 0,2 и Р3,2 = 0,9.
Эффективность работы спринклерной системы:
Р1,2,1 = 0.5 (потолки в зоне арены и трибун высокие ,и сравнительно небольшого пожара недостаточно для активации спринклерной системы);
Р2,2,1 = 0.95 (это типичное значение для эффективности спринклерной системы в зонах с низкими потолками, такими, как зона розничной торговли);
Р3,2,1 = 0.95 (это типичное значение для эффективности спринклерной системы в зонах с низкими потолками, такими, как склад).
Вероятности того, что пожар не будет потушен спринклерной системой: P1,2,2 = 0,5 , Р2,2,2 = 0,05 , Р3,2,2 = 0,05.
Вероятность эффективной работы системы дымоудаления P1,2,2,1 = 0,7 (на основании экспертного анализа).
Вероятность неэффективной работы системы дымоудаления P1,2,2,2 = 0,3.
Предполагая, что между зонами арены и трибун и зоной розничной торговли имеются автоматически блокируемые противопожарные двери, принимаем эффективность противопожарных преград P1,2,2,2,1 = 0,9 (предполагается, что противопожарные двери препятствуют распространению дыма).
Вероятность неэффективности противопожарных преград (не препятствуют распространению дыма в зону розничной торговли) P1,2,2,2,2 = 0,1 (если между зонами арены и трибун и зоной розничной торговли нет противопожарных дверей, принимаем вероятности
P1,2,2,2,1 = 0 и P1,2,2,2,2 = 1,0).
Предполагая, что между зонами арены и трибун и зоной розничной торговли имеются автоматически блокируемые противопожарные двери, принимаем их эффективной работы Р2,2,2,0,1 = 0,8 (необходимо, чтобы противопожарные двери препятствовали распространению дыма и пламени, поскольку пожар после вспышки поставит дверь под угрозу. Предполагается, что противопожарные двери способны сдерживать пожар в течение некоторого времени.)
Вероятность неэффективной работы противопожарных преград Р2,2,2,0,2 = 0,2.
Предполагая, что между складом и зонами арены/ трибун и розничной торговли имеются автоматически блокируемые противопожарные двери, принимаем вероятность эффективной Рз,2,2,0,1 = 0,8. Вероятность неэффективной работы этих преград Рз,2,2,0,2 = 0,2.
Условная вероятность каждого сценария вычисляется умножением вероятностей вдоль пути сценария. Например, условная вероятность при возникновении пожара для сценария S5 равна:
Ps5 = P1 * P1,2 * P1,2,2 * P1,2,2,2 * P1,2,2,2,2 = 0,2 * 0,5 * 0,5 * 0,3*0,1 = 0,0015.
Шаг 8 — Анализ последствий
Оценим последствия каждого сценария, используя экспертные оценки. Последствия должны быть выражены в соответствующих терминах, таких как количество жертв, количество пострадавших или материальный ущерб. Оценки должны быть консервативными и могут учитывать временную зависимость.
При выборе сценариев необходимо оценивать последствия каждого сценария с использованием экспертного заключения. В данном примере последствия выражены количеством пострадавших. Это количество не вычисляется явно для временной шкалы, как, например, относительное время возрастания значений опасных факторов пожара в противоположность времени, за которое эвакуируются посетители.
В данном примере принимаем, что количество людей на арене и трибунах - 2000, в зоне розничной торговли - 400, на складе - 10.
а) Пожары на арене и трибунах — сценарии SI - S5.
Последствия сценария S1. Пожар быстро потушен, поэтому воздействие ОФП на тех, кто не находился вблизи очага пожара, минимально. Последствия сценария 1 невелики, поэтому множество последствий Cs1 = 0, что в действительности означает, что последствия приемлемы.
Последствия сценария S2. Пожар не потушен в первые минуты, однако потушен позднее системой спринклерного пожаротушения. По-прежнему воздействие ОФП на тех, кто не находился вблизи очага пожара, минимально. Последствия сценария 2 невелики, поэтому множество последствий Cs2 = 0 (последствия приемлемы).
Последствия сценария S3. Пожар не потушен в первые минуты и позднее спринклерной системой. Однако своевременно сработала система дымоудаления, так что воздействие ОФП на тех, кто не находился вблизи очага пожара, минимально. Тем не менее предположим, что последствия сценария 3 - угроза для 1 % зрителей арены и трибун, тогда Cs3 = 0,01 * 2000 = 20.
Последствия сценария S4. Пожар не потушен в первые минуты и позднее спринклерной системой, не сработала система дымоудаления. Однако противопожарные преграды предотвращают распространение дыма в зону розничной торговли. Принимаем, что 50 % людей на арене и трибунах находятся под угрозой. Последствия сценария 4 CS4 = 0,5 * 2 000 = 1 000.
Последствия сценария S5. Пожар не потушен в первые минуты и позднее спринклерной системой, не сработала система дымоудаления, противопожарные преграды не предотвращают распространение дыма в зону розничной торговли. Принимаем, что 50 % людей на арене и трибунах и 10 % людей в зоне розничной торговли находятся под угрозой. Последствия сценария 5 Cs5 = 0,5 * 2 000 + 0,10 * 400 = 1 040.
b) Пожары в зоне розничной торговли — сценарии S6-S9.
Последствия сценария S6. Пожар быстро потушен, поэтому воздействие ОФП на тех, кто не находился вблизи очага пожара, минимально. Последствия сценария 6 невелики, поэтому множество последствий Cs6 = 0 (последствия приемлемы).
Последствия сценария S7. Пожар не потушен в первые минуты, однако потушен позднее системой спринклерного пожаротушения. По-прежнему воздействие ОФП на тех, кто не находился вблизи очага пожара, минимально. Принимаем, что последствия сценария 7 - угроза для 0,5 % людей в зоне розничной торговли, и CS7 = 0,005 * 400 = 2.
Последствия сценария S8. Пожар не потушен в первые минуты и позднее спринклерной системой. Однако противопожарные преграды предотвращают распространение дыма и огня в зону арены и трибун. Если люди с арены и трибун не эвакуируются через зону розничной торговли, можно предположить, что 0 % людей на арене и трибунах и 50 % людей в зоне розничной торговли находятся под угрозой. Последствия сценария 8: CS8 = 0,50 * 400 = 200.
Последствия сценария S9. Пожар не потушен в первые минуты и позднее спринклерной системой, противопожарные преграды не предотвращают распространение дыма и огня из зоны розничной торговли в зону арены и трибун. Принимаем, что существует угроза для 25 % людей в зоне арены и трибун и 50 % людей в зоне розничной торговли. Последствия сценария 9: Cs9 = 0,25 *2 000 + 0,50 * 400 =700.
с) Пожары на складе — Сценарии S10 - S13: Последствия сценария S10. Пожар быстро потушен, поэтому воздействие ОФП на тех, кто не находился вблизи очага пожара, минимально. Последствия сценария 10 невелики, поэтому множество последствий Cs10 = 0 (последствия приемлемы).
Последствия сценария S11. Пожар не потушен в первые минуты, однако потушен позднее системой спринклерного пожаротушения. По-прежнему воздействие ОФП на тех, кто не находился вблизи очага пожара, минимально. Последствия сценария И невелики, поэтому множество последствий Cs11 = 0 (последствия приемлемы).
Последствия сценария S12. Пожар не потушен в первые минуты и позднее спринклерной системой. Однако противопожарные преграды предотвращают распространение дыма и пламени в зону арены и трибун и зону розничной торговли. Последствия сценария 12 невелики, поэтому множество последствий Cs12 = 0 (последствия приемлемы).
Последствия сценария S13. Пожар не потушен в первые минуты и позднее спринклерной системой, противопожарные преграды не предотвращают распространение дыма и пламени из зоны склада в зону арены и трибун и зону розничной торговли. Принимаем, что 25 % людей в зоне арены и трибун и 25 % людей в зоне розничной торговли находятся под угрозой. Последствия сценария 13: CS13 = 0,25 * 2 000 + 0,25 * 400 = 600.
Шаг 9 — Оценка риска
Оценим сценарии по соответствующему им риску. Относительный риск вычисляется перемножением величин последствий (шаг 8) и вероятностей реализации (шаг 7) сценари
Кол-во просмотров: 13634
В данной статье проанализирована целесообразность использования вероятностного подхода при оценке пожарного риска на основе сравнения российских и международных нормативных документов. Предварительный анализ подходов к построению логических деревьев событий для оценки сценариев пожара проведен в работе [1].
В некоторых международных стандартах предлагается методология выбора сценариев пожара и вероятная оценка пожарного риска.
Основным недостатком детерминированного подхода считаются определенные консервативные предположения; прежде всего - это выбор наиболее неблагоприятного варианта пожара (так называемый «принцип макального проектного пожара»). Детерминированный подход дает определенный запас надежности, однако величина этого запаса может стать причиной неоправданных материальных затрат на обеспечение пожарной безопасности объекта защиты.
Вероятностный подход является в этом отношении более гибким и совершенным, т.к. основан на более рационом сопоставлении опасных факторов пожара, уровня безопасности людей, ожидаемого материального ущерба и в конечном итоге затрат на противопожарную защиту. Он дает возможность, например, рассмотреть ликвидацию пожара на ранних стадиях, что существенно снижает эффект его последствий. Но, в свою очередь, при невероятном подходе возможны ситуации, когда оценка последствий и/или вероятности какого-либо события затруднительна из-за отсутствия достаточного количества необходимой информации или статистических данных.
Документ PD 7974-7 «Application of fire safety engineering principles to the design of buildings. Part 7: Probabilistic risk assessment» («Применение принципов пожарно-технического анализа при проектировании зданий. Часть 7: вероятностная оценка пожарного риска») [2] является руководством по вероятностному анализу риска и представляет 7-ю часть серии документов PD 7974 (published nients), выпущенных в дополнение к британскому стандарту BS 7974 «Application of fire safety engineering jrinciples to the design of buildings. - Code of practice» (« Применение принципов пожарно-технического анализа при проектировании зданий. Свод правил») [3]. В документе изложены общие принципы и методы анализа риска, предназначенные для проведения пожарно-технического анализа, описаны условия применимости данного подхода и приведены иллюстрирующие его примеры. Настоящий документ также содержит данные, необходимые для вероятностной оценки риска, и критерии оценки. Приведенные данные основаны на статистике пожаров, параметрах здания и показателях надежности систем противопожарной защиты. Критерии оценки включают «безопасность людей» и «безопасность имущества» в абсолютных и относительных показателях. Для безопасности жизни/здоровья людей абсолютным критерием является число жертв/пострадавших в год, относительным - уровень риска (частота реализации в течение года событий, в которых люди подвергаются опасности); для безопасности имущества абсолютным критерием является среднее значение убытков от пожаров в год, относительным - соотношение затрат/выгод (результаты технико-экономического анализа).
В Российской Федерации принят ГОСТ Р 51901.10 «Менеджмент риска. Процедуры управления пожарным риском на предприятии» [4], являющийся аутентичным переводом международного стандарта ISO TS 16732:2005 [5] "Fire safety engineering - Guidance on fire risk assessment" («Разработка системы пожарной безопасности - Руководство по оценке пожарного риска»). В развитие стандарта [5] разработан международный стандарт ISO/TS 16733:2006 «Fire safety engineering — Selection of design fire scenarios and design fires" («Разработка системы пожарной безопасности -Выбор сценариев пожаров и моделей пожаров») [6], в котором описаны основные принципы отбора сценариев для анализа, а также исключения «незначительных» с точки зрения их последствий и моделей пожаров.
При вероятностной оценке риск рассматривается как функция двух параметров: последствий опасных ситуаций и частот этих ситуаций. Риск выражается как мера возможности того, что реализуется последовательность событий, и результатом анализа являются значения, представляющие определенный уровень опасности для людей или имущества, но также учитывающие, насколько вероятным являются рассматриваемые события. Особенно важным является в этом случае анализ событий, обладающих незначительными последствиями, но высокой вероятностью реализации, и событий, обладающих существенными последствиями, но низкой вероятностью реализации. События с существенными последствиями и высокими вероятностями всегда включаются в анализ; события с незначительными последствиями и низкими вероятностями, как правило, исключаются.
Для полной оценки риска, описанной в стандарте ISO/TS 16732:2005 [5], должна быть рассмотрена количественная оценка, условия выполнения которой определены стандартом ISO/TS 16733:2006 [6].
В общем случае подход к вероятностной оценке пожарного риска может быть представлен следующим образом [2]:
Вероятностная оценка пожарного риска
Важным этапом определения расчетных величин пожарного риска является выбор наиболее опасных аварийных ситуаций и соответствующих сценариев пожара. Одним из способов оценки различных вариантов возникновения и развития пожара является использование деревьев событий. Сценарии на таком дереве представляются в виде последовательности событий с отражением вероятностей реализации различных ветвей и вероятностей перехода от одной стадии развития пожара к другой. При оценке вероятностей используются параметры анализируемой структуры (объемно-планировочные решения, функциональное назначение, наличие и надежность систем пожарной защиты и т.д.); статистические данные; рекомендации, приводимые в соответствующих нормативных документах.
Подходы к построению таких деревьев событий описаны в российских и международных нормативных документах.
В общем случае построение дерева событий происходит следующим образом: происходит некое начальное событие, как правило, возгорание (частота которого равна F); в дереве ему соответствует начальная вершина. Далее в зависимости от исследуемой структуры рассматриваются различные варианты развития пожара (обнаружение и тушение пожара на ранней стадии, эффективная работа системы пожарной сигнализации,активация спринклеров и т.п.) с вероятностями их реализации Psi и Pfi («success/failure», или «да/нет»):
Частота каждого результата вычисляется как произведение начальной частоты F и соответствующих условных вероятностей Psi и PFi для каждого узла. Например, для пути, изображенного на дереве событий, представленном на рис. 2, частота второго результата F2 вычисляется как F • Psi • Pf2 = F2.
В Методиках [7, 10] определения расчетных величин пожарного риска на различных объектах для определения возможных сценариев пожаров предложен метод логических деревьев событий.
Государственный стандарт ГОСТ Р 12.3.047-98 «Пожарная безопасность технологических процессов (общие требования, методы контроля)» [8] предлагает методы оценки пожарного риска для наружных технологических установок и производственных зданий.
Расчетное значение риска сравнивается с нормативным, установленным ст. 93 Федерального закона от 22.07.2008 № 123-ФЗ «Технический регламент о требованиях пожарной безопасности» [9].
И методики [7, 10], и ГОСТ [8] регламентируют определение расчетных величин пожарного риска (и, соответственно, построение деревьев событий для сценариев пожаров) на объектах различного назначения, что во многом соответствует международным стандартам. Вместе с тем имеются и определенные различия.
В международном стандарте ISO 16733:2006 [6] для проведения анализа перечислены основные моделируемые и немоделируемые факторы сценариев (структура объекта, системы обеспечения пожарной безопасности, расположение и тип горючей нагрузки, тип пожара, состояния проемов и т.п.). Описаны модели пожаров, основные характеристики и стадии развития (зарождение, рост, полное развитие, спад). Перечислены параметры, определяемые для большинства сценариев. В Приложении А приведены типичные категории роста пожаров.
Сформулированы 10 этапов моделирования сценария пожара:
• выбор расположения очага пожара (для анализа риска выбираются наиболее опасные ситуации: пожары в помещениях с большим количеством людей или с наиболее опасной пожарной нагрузкой; пожары, блокирующие эвакуационные выходы, и т.п.);
• выбор типа пожара (характеристика начального возгорания, характеристика установившегося очага пожара);
• оценка пожарного риска с учетом так называемых «форс-мажорных» обстоятельств (в дополнение к уже описанным опасным ситуациям выявление возможных нетипичных опасных ситуаций, возникающих на этапе строительства здания или в процессе его эксплуатации: стихийные бедствия, террористические акты и т.п.);
• оценка систем обеспечения пожарной безопасности (наличие, параметры надежности), сдерживающих факторов (размер помещения, проемы, материалы и конструкции стен/пола/потолка);
• оценка действий людей (специальная подготовка персонала, действия внутренних/муниципальных пожарных бригад);
• выбор сценариев для анализа с учетом возможных последствий каждого сценария и вероятности его реализации, построение на основе этих данных дерева событий;
• анализ вероятностей (оценка условных вероятности реализации каждого события с использованием доступных данных и/или инженерного заключения: оценка по характеристикам очага пожара в момент возгорания; оценка по характеристикам систем обеспечения пожарной безопасности и других сдерживающих факторов; оценка по характеристикам и состоянию людей и объектов в здании); вероятность сценария вычисляется как произведение вероятностей всех узловых событий вдоль ветви дерева, ведущей из начального события к результату сценария;
• анализ последствий (оценка последствий реализации каждого сценария с использованием доступных данных и/или инженерного заключения; последствия выражаются в терминах «жертвы/пострадавшие» или < убытки от пожара»);
• оценка риска каждого сценария (произведение величины последствия сценария на вероятность реализации сценария);
• окончательный выбор и оформление (для анализа выбираются сценарии с наибольшим риском; для оставшихся сценариев обосновывается их исключение; также на этом этапе может быть проведен анализ целесообразности оборудования объекта определенными системами обеспечения пожарной безопасности).
Приведенная процедура 10-шагового моделирования подробно проиллюстрирована: в приложении В - на мере выбора сценариев для пожара на многофункциональном крытом стадионе, в приложении С - на примере выбора сценариев для пожара на складе однородной продукции. Для первого объекта риск выражен в количестве пострадавших, для второго - в убытках.
Таким образом, международный стандарт предлагает распространение процедуры построения деревьев событий на все здания, что, несомненно, является обоснованным в случае анализа объекта многофункционального назначения. Также существенным результатом является итоговое выражение материального риска в убытках. Эти значения позволяют провести анализ эффективности систем пожарной безопасности рассматриваемой структуры.
Краткий сравнительный анализ процедуры, привезенной в стандарте ISO/TR 16733:2006, с процедурами, предложенными в российских методиках [7, 10], пригоден в таблице 1.
Проведенный анализ показывает, что в стандарте ISO TS 16733:2006 [6] при разработке системы пожарной безопасности для объектов различного назначения используются принципы, аналогичные принципам российских документов. Вместе с тем выбор сценариев пожаров и моделей пожаров уместно дополняет положения методик [7, 10].
Общая схема дерева событий [2]
Продемонстрируем выбор модели сценария пожара с использованием «10-шаговой» методологии на примере, приведенном в приложении В ISO/TS 16733:2006 [6]. Объект, выбранный для исследования - многофункциональный крытый стадион с системой дымоудаления над ареной и трибунами; требованием пожарной безопасности является безопасность жизни.
Главным образом здание используется для спортивных мероприятий, но также оно может быть использовано для целого ряда других событий: например, на стадионе могут проводиться концерты, религиозные и светские мероприятия, съезды, торговые ярмарки и даже экстремальные автошоу. Для проведения таких мероприятий нижние ряды можно убрать. Также пожарный риск приходится на другие зоны сооружения, например, киоски розничной торговли или склады с хранением горючих материалов.
Рассмотрим пошаговое выполнение процедуры выбора сценариев.
В этом примере шаги 1 и 2 выполняются одновременно. Статистических данных для рассматриваемого объекта нет; однако наиболее вероятные сценарии пожаров и места расположения были выбраны при участии проектировщиков и других компетентных специалистов.
Шаг 1 — Расположение пожара
Выберем в здании места с наиболее неблагоприятными сценариями пожара.
Шаг 2 — Тип пожара
В соответствии со статистикой пожаров в общественных зданиях и сооружениях определим наиболее вероятные типы сценариев пожаров и наиболее вероятные значительные последствия сценариев.
Сценарий 1: Пожар на арене во время проведения спортивного мероприятия.
В этом сценарии участвует большое количество людей. При эвакуации зрители поднимаются по рядам, дымовой слой увеличивается. Сиденья могут быть как откидывающимися автоматически, так и стационарными. Возможно присутствие пожарного надзора. Обычно количество пожарной нагрузки, рост пожара и критическое значение количества теплоты ограничены.
Сценарий 2: Пожар на арене во время мероприятия, отличного от спортивного, однако при котором зрители находятся на трибунах; например, рок-концерт или экстремальное автошоу.
В этом случае условия для зрителей подобны условиям сценария 1, но количество пожарной нагрузки и рост очага пожара значительно увеличиваются. Более того, если на рок-концерте используются «дымовые эффекты», автоматическая система датчиков дыма может быть отключена. Возможно присутствие пожарного надзора
Сценарий 3: Пожар на ярусе, занятом зрителями.
Например, можно рассмотреть ситуацию, аналогичную сценариям 1 или 2, но с другим расположением очага пожара.
Сиденья могут быть выполнены как из огнестойких материалов, так и обычных, поэтому свойства пожарной нагрузки могут и включать, и не включать ограничение количества пожарной нагрузки и рост очага пожара.
Сценарий 4: Пожар на арене при проведении мероприятия, отличного от спортивного, например, торговой ярмарки, когда зрители не сидят на трибунах.
В этом случае количество посетителей меньше, чем в предыдущих случаях. Обычно посетители находятся на том же уровне, что и очаг пожара, то есть допускается большая толщина дымового слоя. Посетители более мобильны, чем в предыдущих сценариях. Затруднительным может быть поиск пути. Они могут быть поглощены какой-либо демонстрацией на дисплее, вследствие чего могут не увидеть знаки выхода. В этом случае количество пожарной нагрузки и рост очага пожара выше, чем в сценарии 1.
Сценарий 5: Пожар в зоне скопления людей вне арены и трибун, например, в зоне розничной торговли или в фойе.
В этом случае очаг пожара может как иметь, так и не иметь высокий показатель роста, но количество пожарной нагрузки и значение скорости тепловыделения обычно ниже, чем для сценариев на арене. Однако в зависимости от геометрии помещений и распространения пожара в данном сценарии увеличивается возможность блокирования аварийных выходов с арены, поскольку зоны розничной торговли и фойе часто располагаются в ярусной области под участком, примыкающим к выходу для зрителей.
Сценарий 6: Пожар на складе.
Таблица 1. Сравнительный анализ процедур, приведенных в международных стандартах и российских методиках.
Этот тип здания обычно содержит большое количество горючих материалов, хранимых вблизи арены. Такая пожарная нагрузка может обеспечить быстрый рост очага пожара. Складские зоны обычно имеют большие двери, соединяющие их с зоной загрузки крупных товаров. Такая структура более уязвима в отношении распространения пламени, чем помещения с проемами меньшего размера.
На этой стадии некоторые сценарии могут быть исключены. Если сидения изготовлены из огнестойких материалов согласно требованиям многих национальных строительных норм и правил, последствия сценария 3 окажутся менее значительными, чем последствия сценариев 1 и 2. Если в здании находятся посетители, наиболее важный параметр безопасности жизни для рок-концерта такой же, как и для спортивного мероприятия, и хотя риск для рок-концерта выше, можно предположить, что сценарий 1 может быть более важным, чем сценарий 2.
Шаг 3 —Пожарный риск для форс-мажорных обстоятельств
Определим другие сценарии со значительными последствиями. Если один из таких сценариев может быть более значительные последствия, чем уже определенные, необходимо включить его в набор сценариев анализа. Они могут заменить сценарии с меньшим риском, аналогичные по природе.
Обычно такие дополнительные пожары не содержатся в обзорах статистических базах данных, но могут быть обсуждены с экспертами. Поскольку статистика пожаров не применялась на шагах 1, 2, но сценарии пожара и места расположения очага пожара получены в обсуждении с проектировщиками и другими компетентными специалистами, сценарии с более значительными последствиями уже не рассматриваются.
Шаг 4 — Системы обеспечения пожарной безопасности
Определим структуру сооружения и системы обеспечения пожарной безопасности, которые могут существенно повлиять на направление распространения пламени и на развитие опасных факторов пожаров.
Предполагается, что в здании присутствуют активные и пассивные системы обеспечения пожарной безопасности. Если какая-то из систем не представлена, необходимо указать вероятности успешной работы таких систем на дереве событий равными 0.
а) Активные системы
Предполагается наличие системы автоматической спринклерной защиты, автоматических датчиков дыма (за исключением кухонь и туалетов) и системы дымоудаления (естественная или принудительная вентиляция). Система пожарной сигнализации активирует систему дымоудаления, автоматическую блокировку дверей и т.д.
б) Пассивные системы
Предполагается следующее разделение на пожарные отсеки: трибуны и арена - первый пожарный отсек, фойе/зона рецепции - второй, зона розничной торговли - третий, пути к выходу - четвертый, склад - пятый.
в) Пути эвакуации
Предполагается, что здание оборудовано соответствующими указателями, элементами световой сигнализации и звуковой сигнализации, и есть специально подготовленный персонал для управления эвакуацией.
Шаг 5 — Действия людей
Определим действия людей, которые способны оказать существенное влияние на распространение пожара.
Посетители могут потушить огонь в определенных случаях (первичное пожаротушение на дереве событий). Предполагается, что специально подготовленный персонал управляет эвакуацией.
Шаг 6 — Дерево событий
Построим дерево событий, которое представляет возможные состояния факторов, признанных существенными. Путь в таком дереве - модель сценария. Деревья событий строятся из начальной точки - момента возгорания, затем строятся разветвления, добавляются ветви для отражения каждого возможного состояния следующего фактора. Процесс повторяется до отражения всех возможных состояний. Каждое разветвление строится в предположении осуществления предыдущего состояния. Дерево событий проиллюстрировано на рис. 3 (рассмотрены три наиболее опасных сценария).
Первичное событие - возгорание открытым пламенем. Подразумевается, что для таких сооружений тлеющие пожары возможны существенно реже, чем открытые.
Пламя может возникнуть на арене и трибунах с вероятностью Pi, в зоне розничной торговли и фойе с вероятностью Р2, на складе с вероятностью Рз. Предполагая, что пожар может возникнуть только в этих зонах, Pi + Р2 + Рз= 1.
На ранней стадии развития пожар может быть потушен заметившими его людьми. Условная вероятность этого события для пожара на арене и трибунах равна Рi.1. Вероятность того, что это не произойдет, равна Рi,2 = 1 - Pi,i. Аналогичные условные вероятности присваиваются эффективности первичного пожаротушения для зоны розничной торговли и склада. Если первичное пожаротушение оказывается эффективным, сценарий далее не анализируется (последствия относительно несущественны для безопасности людей).
Если пожар не потушен на ранней стадии, он может быть потушен позже спринклерной системой. Условная вероятность того, что пожар будет потушен спринклерной системой при условии, что он не был потушен на ранней стадии, равна Р1,2,1. Вероятность того, что пожар не будет потушен спринклерной системой, равна Pi,2,2 = 1 – Р1,2,1. Аналогичные условные вероятности присваиваются эффективности спринклерного пожаротушения для зоны розничной торговли и склада. Если спринклерное пожаротушение оказывается эффективным, сценарий далее не анализируется (последствия относительно несущественны в разрезе безопасности жизни).
Если пожар не потушен на ранней стадии или позже спринклерной системой, неплохих результатов на арене и трибунах можно достигнуть действиями системы дымоудаления. Условная вероятность эффективности работы системы дымоудаления при условии, что пожар не потушен ни на ранней стадии, ни позднее спринклерами, равна P1,2,2,1 . Условная вероятность неэффективной работы системы дымоудаления равна P1,2,2,2 = 1 – P1,2,2,1. Если работа системы дымоудаления эффективна, сценарий далее не анализируется (последствия относительно несущественны для безопасности людей). Дымоудаление неприменимо, если пожар возникает в зоне розничной торговли или на складе.
Дерево событий для многофункционального крытого стадиона [6]
Если пожар не потушен на ранней стадии или спринклерами, а система дымоудаления работает неэффективно, люди на арене и на трибунах находятся под угрозой, но люди в зоне розничной торговли пока еще в безопасности, если дым не проникает в эту зону. Условная вероятность того, что противопожарные преграды препятствуют распространению дыма при условии, что пожар не потушен на ранней стадии или спринклерами, а система дымоудаления работает неэффективно, равна P1,2,2,2,1. Вероятность неэффективности противопожарных преград равна P1,2,2,2,2 =1 – P1,2,2,2,1.
В зоне розничной торговли, если пожар не потушен на ранней стадии или спринклерами, люди находятся под угрозой, но на арене и трибунах все еще в безопасности, если им не нужно выходить через зону розничной торговли и если противопожарные преграды препятствуют распространению дыма на арену и трибуны из зоны розничной торговли. Условная вероятность эффективности противопожарных преград при условии, что пожар не потушен на ранней стадии или спринклерами, равна Р2,2,2,0,1. Вероятность неэффективности противопожарных преград равна Р2,2,2,0,2 = 1 — Р2,2,2,0,1.
На складе, если пожар не потушен на ранней стадии или спринклерами, люди находятся под угрозой, но на арене и трибунах и в зоне розничной торговли все еще в безопасности, если противопожарные преграды препятствуют распространению дыма в эти зоны. Условная вероятность эффективности противопожарных преград при условии, что пожар не потушен на ранней стадии или спринклерами, равна Рз,2,2,0,1. Вероятность неэффективности перегородок
равна Рз,2,2,0,2 = 1 - Рз,2,2,0,1.
Шаг 7 — Анализ вероятностей
Оценим вероятность реализации каждой ситуации с использованием данных о надежности систем. Они могут быть отмечены на дереве событий. Оценим условную вероятность каждого сценария, перемножая вероятности вдоль пути сценария.
При выборе модели сценария достаточно оценки вероятности появления каждого события. Такая оценка может быть проведена с использованием статистических данных или экспертного анализа. Начальные точки дерева событий указаны на основе экспертного анализа.
Для иллюстрации процесса рассмотрим следующие значения условных вероятностей (выбор данных значений, приведенных в стандарте, достаточно субъективен, хотя во многих случаях приведено обоснование выбора).
Вероятности возникновения пожара в каждой из зон талиона:
Р1 = 0,20 (арена и трибуны),
Р2 = 0,60 (зона розничной торговли),
Рз = 0,20 (склад).
Выбор моделей сценария не зависит от этих значений, поскольку в данном примере модели сценариев были выбраны независимо для каждой зоны.
Вероятности ликвидации пожара на ранней стадии также являются достаточно субъективными и для конкретного объекта могут варьироваться. В случае отсутствия национальных документов может быть использован стандарт [6]:
Р1,1 = 0.5 (для арены и трибун),
Р2,1= 0.8 (для зоны розничной торговли, где люди находятся близко друг к другу),
Р3,1 = 0,1 (для склада, где людей мало).
Вероятности того, что пожар не будет потушен на ранней стадии: Р1,2 = 0,5, Р2,2 = 0,2 и Р3,2 = 0,9.
Эффективность работы спринклерной системы:
Р1,2,1 = 0.5 (потолки в зоне арены и трибун высокие ,и сравнительно небольшого пожара недостаточно для активации спринклерной системы);
Р2,2,1 = 0.95 (это типичное значение для эффективности спринклерной системы в зонах с низкими потолками, такими, как зона розничной торговли);
Р3,2,1 = 0.95 (это типичное значение для эффективности спринклерной системы в зонах с низкими потолками, такими, как склад).
Вероятности того, что пожар не будет потушен спринклерной системой: P1,2,2 = 0,5 , Р2,2,2 = 0,05 , Р3,2,2 = 0,05.
Вероятность эффективной работы системы дымоудаления P1,2,2,1 = 0,7 (на основании экспертного анализа).
Вероятность неэффективной работы системы дымоудаления P1,2,2,2 = 0,3.
Предполагая, что между зонами арены и трибун и зоной розничной торговли имеются автоматически блокируемые противопожарные двери, принимаем эффективность противопожарных преград P1,2,2,2,1 = 0,9 (предполагается, что противопожарные двери препятствуют распространению дыма).
Вероятность неэффективности противопожарных преград (не препятствуют распространению дыма в зону розничной торговли) P1,2,2,2,2 = 0,1 (если между зонами арены и трибун и зоной розничной торговли нет противопожарных дверей, принимаем вероятности
P1,2,2,2,1 = 0 и P1,2,2,2,2 = 1,0).
Предполагая, что между зонами арены и трибун и зоной розничной торговли имеются автоматически блокируемые противопожарные двери, принимаем их эффективной работы Р2,2,2,0,1 = 0,8 (необходимо, чтобы противопожарные двери препятствовали распространению дыма и пламени, поскольку пожар после вспышки поставит дверь под угрозу. Предполагается, что противопожарные двери способны сдерживать пожар в течение некоторого времени.)
Вероятность неэффективной работы противопожарных преград Р2,2,2,0,2 = 0,2.
Предполагая, что между складом и зонами арены/ трибун и розничной торговли имеются автоматически блокируемые противопожарные двери, принимаем вероятность эффективной Рз,2,2,0,1 = 0,8. Вероятность неэффективной работы этих преград Рз,2,2,0,2 = 0,2.
Условная вероятность каждого сценария вычисляется умножением вероятностей вдоль пути сценария. Например, условная вероятность при возникновении пожара для сценария S5 равна:
Ps5 = P1 * P1,2 * P1,2,2 * P1,2,2,2 * P1,2,2,2,2 = 0,2 * 0,5 * 0,5 * 0,3*0,1 = 0,0015.
Шаг 8 — Анализ последствий
Оценим последствия каждого сценария, используя экспертные оценки. Последствия должны быть выражены в соответствующих терминах, таких как количество жертв, количество пострадавших или материальный ущерб. Оценки должны быть консервативными и могут учитывать временную зависимость.
При выборе сценариев необходимо оценивать последствия каждого сценария с использованием экспертного заключения. В данном примере последствия выражены количеством пострадавших. Это количество не вычисляется явно для временной шкалы, как, например, относительное время возрастания значений опасных факторов пожара в противоположность времени, за которое эвакуируются посетители.
В данном примере принимаем, что количество людей на арене и трибунах - 2000, в зоне розничной торговли - 400, на складе - 10.
а) Пожары на арене и трибунах — сценарии SI - S5.
Последствия сценария S1. Пожар быстро потушен, поэтому воздействие ОФП на тех, кто не находился вблизи очага пожара, минимально. Последствия сценария 1 невелики, поэтому множество последствий Cs1 = 0, что в действительности означает, что последствия приемлемы.
Последствия сценария S2. Пожар не потушен в первые минуты, однако потушен позднее системой спринклерного пожаротушения. По-прежнему воздействие ОФП на тех, кто не находился вблизи очага пожара, минимально. Последствия сценария 2 невелики, поэтому множество последствий Cs2 = 0 (последствия приемлемы).
Последствия сценария S3. Пожар не потушен в первые минуты и позднее спринклерной системой. Однако своевременно сработала система дымоудаления, так что воздействие ОФП на тех, кто не находился вблизи очага пожара, минимально. Тем не менее предположим, что последствия сценария 3 - угроза для 1 % зрителей арены и трибун, тогда Cs3 = 0,01 * 2000 = 20.
Последствия сценария S4. Пожар не потушен в первые минуты и позднее спринклерной системой, не сработала система дымоудаления. Однако противопожарные преграды предотвращают распространение дыма в зону розничной торговли. Принимаем, что 50 % людей на арене и трибунах находятся под угрозой. Последствия сценария 4 CS4 = 0,5 * 2 000 = 1 000.
Последствия сценария S5. Пожар не потушен в первые минуты и позднее спринклерной системой, не сработала система дымоудаления, противопожарные преграды не предотвращают распространение дыма в зону розничной торговли. Принимаем, что 50 % людей на арене и трибунах и 10 % людей в зоне розничной торговли находятся под угрозой. Последствия сценария 5 Cs5 = 0,5 * 2 000 + 0,10 * 400 = 1 040.
b) Пожары в зоне розничной торговли — сценарии S6-S9.
Последствия сценария S6. Пожар быстро потушен, поэтому воздействие ОФП на тех, кто не находился вблизи очага пожара, минимально. Последствия сценария 6 невелики, поэтому множество последствий Cs6 = 0 (последствия приемлемы).
Последствия сценария S7. Пожар не потушен в первые минуты, однако потушен позднее системой спринклерного пожаротушения. По-прежнему воздействие ОФП на тех, кто не находился вблизи очага пожара, минимально. Принимаем, что последствия сценария 7 - угроза для 0,5 % людей в зоне розничной торговли, и CS7 = 0,005 * 400 = 2.
Последствия сценария S8. Пожар не потушен в первые минуты и позднее спринклерной системой. Однако противопожарные преграды предотвращают распространение дыма и огня в зону арены и трибун. Если люди с арены и трибун не эвакуируются через зону розничной торговли, можно предположить, что 0 % людей на арене и трибунах и 50 % людей в зоне розничной торговли находятся под угрозой. Последствия сценария 8: CS8 = 0,50 * 400 = 200.
Последствия сценария S9. Пожар не потушен в первые минуты и позднее спринклерной системой, противопожарные преграды не предотвращают распространение дыма и огня из зоны розничной торговли в зону арены и трибун. Принимаем, что существует угроза для 25 % людей в зоне арены и трибун и 50 % людей в зоне розничной торговли. Последствия сценария 9: Cs9 = 0,25 *2 000 + 0,50 * 400 =700.
с) Пожары на складе — Сценарии S10 - S13: Последствия сценария S10. Пожар быстро потушен, поэтому воздействие ОФП на тех, кто не находился вблизи очага пожара, минимально. Последствия сценария 10 невелики, поэтому множество последствий Cs10 = 0 (последствия приемлемы).
Последствия сценария S11. Пожар не потушен в первые минуты, однако потушен позднее системой спринклерного пожаротушения. По-прежнему воздействие ОФП на тех, кто не находился вблизи очага пожара, минимально. Последствия сценария И невелики, поэтому множество последствий Cs11 = 0 (последствия приемлемы).
Последствия сценария S12. Пожар не потушен в первые минуты и позднее спринклерной системой. Однако противопожарные преграды предотвращают распространение дыма и пламени в зону арены и трибун и зону розничной торговли. Последствия сценария 12 невелики, поэтому множество последствий Cs12 = 0 (последствия приемлемы).
Последствия сценария S13. Пожар не потушен в первые минуты и позднее спринклерной системой, противопожарные преграды не предотвращают распространение дыма и пламени из зоны склада в зону арены и трибун и зону розничной торговли. Принимаем, что 25 % людей в зоне арены и трибун и 25 % людей в зоне розничной торговли находятся под угрозой. Последствия сценария 13: CS13 = 0,25 * 2 000 + 0,25 * 400 = 600.
Шаг 9 — Оценка риска
Оценим сценарии по соответствующему им риску. Относительный риск вычисляется перемножением величин последствий (шаг 8) и вероятностей реализации (шаг 7) сценари
