Показатели инженерной обстановки

К основным показателям инженерной обстановки относят:

· количество зданий, получивших полные, сильные, средние и слабые разрушения;

· объем завала;

· количество участков, требующих укрепления (обрушения) поврежденных или разрушенных конструкций;

· количество аварий на коммунально-энергетических сетях (КЭС);

· протяженность заваленных проездов.

Кроме основных показателей, при оценке инженерной обстанов­ки могут определяться вспомогательные показатели, к которым относятся:

· дальность разлета обломков от контура здания;

· высота завала;

· максимальный вес обломков;

· максимальный размер обломков.

Рассмотрим порядок определения показателей, характеризую­щих инженерную обстановку.

Для чрезвычайных ситуаций, выз­ванных взрывами, при оперативном прогнозировании обстановки принято рассматривать четыре степени разрушения зданий - сла­бые, средние, сильные и полные (табл. 9).

Таблица 9

Характеристика степеней разрушения зданий

Степени разрушения	Характеристика разрушения
Слабые	Частичное разрушение внутренних перегородок, кровли, дверных и окон­ных коробок, легких построек и др. Основные несущие конструкции со­храняются.
Средние	Разрушение меньшей части несущих конструкций. Большая часть несущих конструкций сохраняется и лишь частично деформируется.Здание выводится из строя, но может быть восстановлено.
Сильные	Разрушение большей части несущих конструкций. При этом могут сохра­няться наиболее прочные элементы здания, каркасы, ядра жесткости, час­тично стены и перекрытия нижних этажей. При сильном разрушении обра­зуется завал.В большинстве случаев восстановление нецелесо­образно.
Полные	Полное обрушение здания, от которого могут сохраниться только повреж­денные (или неповрежденные) подвалы и незначительная часть прочных элементов. При полном разрушении образуется завал. Здание восстановлению не подлежит.

Количество зданий, получивших полные, сильные, средние и сла­бые разрушения определяют путем сопоставления давлений, ха­рактеризующих прочность зданий, и давлений, характеризующих воздействие взрыва.

В таблице 10 приведены интервалы давлений, вызывающих ту или иную степень разрушения жилых, общественных и произ­водственных зданий при взрывах ВВ и горючих смесей. Данные, приведенные в таблице, представляют аппроксимацию законов определенных степеней разрушения зданий в виде ступенчатой функции.

Таблица 10

Степени разрушения зданий от избыточного давления при

взрывах горючих смесей

Типы зданий	Степени разрушения и избыточные давления, кПа
	слабые	средние	сильные	полные
Кирпичные и каменные: малоэтажные многоэтажные	8 - 20 8 - 15	20 - 35 15 - 30	35 - 50 30 - 45	50 - 70 45 - 60
Железобетонные крупнопанельные: малоэтажные многоэтажные	10 - 30 8 - 25	30 - 45 25 - 40	45 - 70 40 - 60	70 - 90 60 - 80
Железобетонные монолитные: многоэтажные повышенной этажности	25 - 50 25 - 45	50 - 115 45 - 105	115 - 180 105 - 170	180 - 250 170 - 215
Железобетонные крупнопанельные с железобетонным и металлическим каркасом и крановым оборудованием грузоподъемностью, в тоннах: до 50 от 50 до 100	5 - 30 15 - 45	30 - 45 45 - 60	45 - 75 60 - 90	75 - 120 90 - 135
Здания со стенами типа " Сэндвич " и крановым оборудованием грузоподъемностью до 20 тонн	10 - 30	30 - 50	50 - 65	65 - 105
Складские помещения с металлическим каркасом и стенами из листового металла	5 - 10	10 - 20	20 - 35	35 - 45

Взрывы на объектах, содержащих менее 10 тонн горючих га­зов, воздействуют на ограниченной площади.

При этом, в большинстве случаев, здания полностью не раз­рушаются. К таким случаям относятся также взрывы в отдель­ных помещениях больших зданий.

Оценку характера разруше­ния зданий в этом случае можно провести в следующей последовательности:

1. Определить расстояние r от предполагаемого места взры­ва до основных несущих и ограждающих элементов здания.

2. Вычислить границы зоны г₀ детонационной волны.

3. Определить значение избыточного давления DР_ф в местах размещения элементов конструкций.

4. Если DР_ф > |DР_ф|, то элемент считается вышедшим из строя. Значения |DР_ф| определяются по таблице 11.

Таблица 11

Предельные значения давлений |DР_ф|, вызывающих различные степени разрушении отдельных конструктивных элементов зданий

ΔРф 1 , кПа	Разрушаемые элементы здания
0,5 - 3.0	Частичное разрушение остекления
3,0-7,0	Полное разрушение остекления
	Перегородки, оконные и дверные рамы
	Перекрытия
	Кирпичные и блочные стены
	Металлические колонны
	Железобетонные колонны

О степени разрушения здания в целом судят по характеру раз­рушения отдельных его элементов, используя известные описания степеней разрушения здания или таблицы (приведенные в спра­вочной литературе) по прочности зданий к воздействию воздуш­ной ударной волны ядерного взрыва.

В этом случае значения, вы­зывающие различные степени разрушения зданий, увеличивают в 1,5 - 1,7 раза.

Объем завала полностью разрушенного здания определяют по формуле:

V= , м³ (3.2)

где: А, В, Н - длина, ширина и высота здания, м;

g- объем завала на 100 м³ строительного объема здания, принимаемый:

для промышленных зданий - g = 20 м³ ; для жилых зданий - g = 40 м³.

Объем завала здания, получившего сильную степень разруше­ния, принимают равным половине от объема завала полностью разру­шенного здания.

Количество участков, требующих укрепления (обрушения) по­врежденных или разрушенных конструкций, принимают из рас­чета один участок на здание, получившее сильное разрушение.

Количество аварий на коммунально-энергетических сетях (КЭС) принимают равным числу разрушенных вводов комму­никаций в здание (электро-, газо-, тепло- и водоснабжения). Кро­ме того, проверяется возможность разрушения головных элемен­тов коммуникаций и линий снабжения. Ввод коммуникации считается разрушенным, если здание получило полную или силь­ную степень разрушения. При отсутствии исходных данных можно принять, что каждое здание имеет четыре ввода коммуникации.

Протяженность заваленных проездов оценивается с учетом ширины улиц и дальности разлета обломков. При отсутствии дан­ных ширина улиц принимается равной:

· 30 м - для магистральных улиц;

· 18м - районных улиц;

· 10 - 12 м - проездов и переулков.

Дальность разлета обломков разрушенных зданий определя­ется для оценки заваливаемости подъездов. Дальность разлета обломков принимают равным половине высоты здания.

Высота завала вычисляется для выбора способа проведения спа­сательных работ. Расчеты высоты завала проводят по формуле:

h= (3.3)

где: Н - высота здания, м.

Максимальный вес и размер обломков, определяющих грузо­подъемность и вылет стрелы кранов может быть принят в соот­ветствии с табл. 12

Таблица 12

Максимальный вес и размеры обломков зданий

Тип здания	Пролет зда­ния, м	Максималь­ный вес, т	Максимальный размер, м
Производственное одноэтажное легкого типа			Колонны до 7,2 т
среднего типа			Колонны до 10,8 т
тяжелого типа			Колонны до 1 8 т
Производственное многоэтажное	6-9		Колонны до 14,8 т
Жилое		2,5	Колонны до 8 т Плиты - 6

К основным показателям, влияющим на объемы поисково-спасательных работ и жизнеобеспечение населения, относятся:

· общая численность пострадавших людей;

· число пострадавших, оказавшихся в завале;

· число людей, оказавшихся без крова (для жилых районов);

· потребность во временном жилье;

· пожарная обстановка в зоне разрушений;

· радиационная и химическая обстановка в районе аварии.

Кратко рассмотрим рекомендации по прогнозированию этих показателей.

При взрывах на объектах люди поражаются непосредственно воздушной ударной волной, осколками остекления и обломками зданий, получивших полные и сильные разрушения, значитель­ная часть людей может оказаться в завалах.

На основании анализа случившихся аварий основным факто­ром, определяющим потери, является степень повреждения зда­ний. Принимается, что:

· в полностью разрушенных зданиях поражают получают 100%
находящихся в них людей, при этом полагают, что все пострадавшие находятся в завалах;

· в сильно разрушенных зданиях поражения получают до 60% находящихся в них людей, при этом считают, что 50% из их чис­ла может оказаться в завале, остальные поражаются обломками, стеклами и избыточным давлением в воздушной ударной волне;

· в зданиях, получивших средние разрушения, может постра­дать до 10-15 % находящихся в них людей.

Тогда максимальное количество людей, получивших пораже­ние в зданиях, составит:

N_об.зд.=N_п.р.+0.6·N_с.р.+0.15·N_ср.р. (3.4)

где: N_об.зд, N_п.р., N_с.р, N_ср.р - количество людей, находящихся в зданиях, получивших соответственно полные, сильные и средние разрушения.

Общее число пострадавших людей, размещенных на открытой местности, можно определить из выражения:

N_об.о.м =d·φ (3.5)

где: d - доля людей, которые в момент взрыва могут оказать­ся в опасной зоне вне зданий (при отсутствии данных величина d может быть принята равной 0,05);

j- плотность размещения людей, чел./км²;

F_i - площадь территории объекта, где воздействует воздуш­ная ударная волна с давлением DР_ф;

P_i - вероятность поражения персонала, находящегося в i-ой зоне воздействия ударной волны взрыва (табл.13).

Таблица 13

Вероятность поражения персонала,

ΔРф, кПа	< 13	13-35	35-65	65- 120	120-400	>400
Рi		0,75	0,35	0,13	0,05

Площадь F_i вычисляется путем поочередного вычитания из площади зоны поражения с давлением DРф площади зоны пора­жения с давлением ΔРф i.

Общие потери людей на объекте будут суммироваться из чи­сел пострадавших в зданиях и вне зданий:

N_o6 = N_об.зд + N_об.о.м.. (3.6)

Безвозвратные потери людей на объекте составят:

N_без = 0,6·N_oб, (3.7)

Санитарные потери:

N_c = N_oб - N_без. (3.8)

Число пострадавших, оказавшихся в завалах, определяется из выражения:

N_зав = N_п.р. + 0,3N_с.р. (3.9)

Радиусы зон теплового поражения людей, в случае горения смеси по дефлаграционному режиму, могут быть определены с использованием зависимостей, приведенных В.Маршаллом:

получение ожогов III степени: R_п=80 , м (3.10)

получение ожогов II степени: R_п=150 , м, (3.11)

где Q - количество газа в смеси в т.

Число людей, оказавшихся без крова, принимается равным чис­ленности людей, проживающих в зданиях, получивших средние, сильные и полные разрушения.

Потребность в жилой площади во временных зданиях, доми­ках и палаточных городках может быть определена из расчета размещения:

· 3-4 человека (или 1 семья) в комнате сборно-разборного домика, площадью 8-10 м²;

· 4-5 человек (или 1 семья) в одной лагерной палатке;

· до 20 человек в палаточном общежитии УСБ-56 и до 30 коек
при использовании палаток УСБ-56 для развертывания больниц
и медицинских пунктов при двухъярусном размещении больных.

Радиационная и химическая обстановка в районе аварии оце­нивается по соответствующим методикам.

При этом учитыва­ется, что незащищенные емкости с АХОВ могут разрушаться от воздушной ударной волны при давлениях DРф = 70 - 75 кПа.

При заблаговременной оценке обстановки вдоль трассы маги­стрального газопровода выделяют, как правило, четыре полосовых

участка параллельно газопроводу (с каждой стороны).

Эти по­лосовые участки соответствуют характерным зонам разрушений:

· полных разрушений (DРф > 50 кПа);

· сильных разрушений (30 < DРф < 50 кПа);

· средних разрушений (20 < DРф < 30 кПа);

· слабых разрушений (10 < DРф < 20 кПа).

Список литературы

1. Денисов Е.Т., Саркисов О.М., Лихтенштейн Г.И. Химическая кинетика. М.: Химия, 2000.

2. Хитрин Л.Н. Физика горения и взрыва. – М.: изд-во МГУ, 1997.

3. Краткие справочные данные о ЧС техногенного, антропогенного и природного происхождения. М.: Штаб ГО РФ, 1990.

4. Безопасность в чрезвычайных ситуациях /под ред. Н. К. Шишкина. -М.:ГУУ, 2000.

5. Гражданская оборона /под ред. Е. П. Шубина. - М.:Просвещение,1991.

6. Мастрюков, Б.С. Безопасность в чрезвычайных ситуациях/ Б.С. Мастрюков - М.: Изд. Центр "Академия", 2003.

7. Основы защиты населения и территорий в ЧС / под ред. В. В. Тарасова. - М.:МГУ,1998

8. Цивилёв, М. Размеры зон разрушений при детонационных взрывах газо- и паровоздушных смесей углеводородных веществ. Гражданская защита. 1995. №11. с. 57-60.

9. Чрезвычайные ситуации (источники, прогноз, защита): учеб. пособие/ М.П. Пьянзин, А.Ф. Борисов. НГАСУ, Вента, Н.Новгород, 2004

10. Гражданская защита: учеб. пособие/ П.П. Титоренко. - М.: МГТУ,1997.

11. Устойчивость объектов экономики в ЧС.: учеб. пособие/ В.И. Васильев. - СПб: СПб ГПУ, 2002.

12. Промышленные взрывы. Оценка и предупреждение / М. В. Бесчастнов. - М.: Химия, 1991.

13. Стихийные бедствия, аварии, катастрофы. Вып.1//Библиотечка журнала "Военные знания".- М., 1998.

14. Справочные данные по расчету ЧС техногенного и экологического происхождения. - М.: Штаб ГО СССР, 1990.

15. Демиденко Г. П. Защита объектов народного хозяйства от оружия мас-сового поражения: Справ., Киев: ВШ, 1989.

16. https://bgd.iate.obninsk.ru/next.htm. Расчетные работы «Прогнозирование состояния объекта экономики при аварии со взрывом». Сайт штаба БЖД Обнинского государственного технического университета атомной энергетики (ИАТЭ).2010.

17. https://ru.wikipedia.org/wiki/Взрывчатка

ПРИЛОЖЕНИЕ 1