Содержание к диссертации
Целевые функции выбора систем противопожарной защиты в музеях.... 49
Модель оценки пожарной безопасности объектов культуры... 56
Требуемый уровень пожарной безопасности объектов культуры. Классификация музейных объектов 79
Оценка надежности систем обнаружения пожара в музеях.... 103
Принимая во внимание площадь музея-заповедника, количество исторических и архитектурных памятников, их размещение по территории можно утверждать, что штат сотрудников музея, длительное время наблюдающих за его состоянием, невелик.
Исходя из того, что музей-заповедник - объект культуры, а вопросы пожарной безопасности музея являются для сотрудников музея не профилирующими, уверенности в получении в полном объеме достаточно надежных сведений о наиболее часто встречающихся нарушениях противопожарного режима (ППР) и о местах в музее-заповеднике, где эти нарушения чаще всего бывают, нет.
модификации метода Гретенера [18];
метода аналитических иерархических процедур [13,14]; - метода главных компонент [15].
наличие сил и средств пожаротушения на объекте (огнетушители, внутренний противопожарный водопровод, обученность персонала);
наличие средств обнаружения пожара, автоматического пожаротушения, противодымной защиты, а также сил и средств пожарной охраны;
огнестойкость здания и наличие противопожарных преград. Допустимое значение пожарной опасности
огнестойкость междуэтажных перекрытий;
огнестойкость стен;
деление помещения на пожарные отсеки;
коридоры;
лестницы;
лифты;
поверхностное распространение пламени;
доступ в помещения;
распространение дыма;
эвакуационные выходы;
противопожарная экипировка;
прямой внешним доступ;
сигнализация;
аварийное освещение;
предупредительная система оповещения;
расстояние между этажами;
обучение персонала.
количество людей на объекте;
количество пожароопасных материалов;
способность людей к передвижению.
количество людей - W\ =0,636;
пожароопасные материалы - W2 =0,237;
мобильность людей - =0,078.
методы, основанные на моделировании процессов развития, тушения пожаров, эвакуации людей и т.д. (детерминированные модели);
вероятностные методы;
гибридные методы, сочетающие детерминированные и вероятностные подходы.
Перечень событий, представляющих угрозу для музеев и имевших место ранее.
Вероятности наступления выделенных событий.
Ожидаемые потери музеев в случае возникновения пожаров.
выбор системы параметров (факторов), определяющих пожарную безопасность музейных объектов;
разработка комплексного показателя пожарной безопасности музеев;
разработка иерархического метода комплексной оценки пожарной безопасности музейных объектов;
группировка объектов по уровню пожарной безопасности;
определение требуемого уровня пожарной безопасности музейных объектов;
обоснование первоочередных противопожарных мероприятий с учетом специфики объектов;
разработка вероятностного метода оценки прогнозируемых площадей горения в музейных объектах с учетом эффективности ряда противопожарных мероприятий;
разработка метода оценки вероятности распространения пожара на соседнее музейное здание V степени огнестойкости;
обоснование методов эффективного совершенствования противопожарной защиты музейного объекта в условиях ограниченных затрат.
Обеспечение безопасности всех людей в зданиях музея на момент возникновения пожара.
Ограничение распространения пожара за пределы некоторой музейной площади в течении заданного времени.
Сохранение уникальных экспонатов, раритеных образцов архитектуры, восстановление которых затруднено или практически невозможно.
Сохранение музейных зданий в случае возникновения пожара в них.
Оценка вероятности успеха тушения пожара первым прибывшим подразделением пожарной охраны 118
Области использования метода прогноза площадей пожаров
ПРИЛОЖЕНИЕ 1 180
ПРИЛОЖЕНИЕ 2
УСЛОВНЫЕ ОБОЗНАЧЕНИЯ И СОКРАЩЕНИЯ
Расшифровка обозначений, приводимая непосредственно в тексте имеет приоритет перед нижеследующим списком. Для всех физических величин использованы основные единицы измерения системы СИ, если явно не оговорено иное.
Латинские обозначения
- Рп - вероятность возникновения пожара, год'1-, и - показатель пожарной безопасности; У- уровень пожарной безопасности;
ц - плотность теплового потока , кВт/м ;
Ь, I- расстояние, м;
5- площадь, м 2;
V- скорость, м-с'\
Ы- количество;
Н, к- высота, м;
Т- температура в градусах Кельвина; время, с, мин;
2 I
В - дымообразующая способность горючего материала, Нп -м кг ; (Ун - низкая теплота сгорания, МДж-кг'1;
Греческие обозначения
А - разность или абсолютная погрешность; т1 - массовая полнота сгорания; - массовая скорость газификации топлива, кг/с\ т - момент времени, мин.
Сокращения
ПБ - пожарная безопасность;
СПБ - система пожарной безопасности;
СПЗ - система противопожарной защиты.
ОФП - опасные факторы пожара;
СНиП - строительные нормы и правила;
АУПТ - автоматическая установка пожаротушения;
АУПС - автоматическая установка пожарной сигнализации;
ППБ - правила пожарной безопасности;
ГПС - государственная противопожарная служба;
ППР - противопожарный режим;
ЦППС - центральный пульт пожарной сигнализации.
Введение к работе
Огромные материальные и духовные ценности, составляющие историко- культурное наследие народов России находятся в музеях, их утрата в случае пожара невосполнима. Статистика пожаров в России, а также зарубежный опыт подтверждают серьезность пожарного риска для музейных коллекций и зданий.
Практически каждый музей является уникальным объектом. Значительное число музейных зданий включают большие внутренние объемы, атриумы, дворики, галереи, открытые лестницы, что делает их уникальными и с точки зрения обеспечения пожарной безопасности. Согласно п. 1.5* СНиП 21-01-97* для таких зданий должны быть разработаны технические условия на их системы противопожарной защиты [6]. Целесообразно, чтобы часть предложений в технические условия подтверждалась расчетным путем.
В настоящее время финансирование музейных объектов по направлению обеспечения их пожарной безопасности весьма ограничено. Поэтому, обоснование необходимости и первоочередности противопожарных мероприятий по объектам должно быть особенно строгим, научно-обоснованным, что предполагает использование расчетных методов для выбора мероприятий.
Весьма часто в музеях нет возможности реализовать значительное количество противопожарных мероприятий, предусмотренных действующими противопожарными нормами и правилами [88,90]. Не выполняется около 70 % мероприятий, предлагаемых государственной противопожарной службой [92]. Вместе с тем, до последнего времени отсутствовали теоретические основы обоснования целесообразности выбора и оценки эффективности противопожарных мероприятий.
В данном случае может оказаться весьма эффективным «гибкое» нормирование, позволяющее найти и использовать рациональные варианты противопожарной защиты объектов.
При этом необходимо установить критерии и цели, которыми следует руководствоваться при выборе первоочередных мероприятий. То есть, целесообразно определить количественный показатель, соответствующий уровню пожарной безопасности для музейных объектов.
Таким образом, обеспечение сохранности историко-культурного наследия народов России является важнейшей задачей при любых экономических и социальных условиях, возникающих в истории России. Об этом свидетельствуют, в том числе, Указы Президента России, Указ Президента РФ от 30.11.92 г. №1487 «Об особо ценных объектах культурного наследия народов Российской Федерации» [1], «Об утверждении Перечня объектов историко-культурного наследия федерального (общероссийского) значения» [2], «О включении отдельных объектов в Государственный свод особо ценных объектов культурного наследия народов Российской Федерации», постановление Правительства России №919 от ЗОЛ 1.92 г. [3].
В России до настоящего времени отсутствует нормативный документ, регламентирующий требования пожарной безопасности для музеев, исходя из обеспечения в них требуемого уровня безопасности.
Выбор рационального комплекса мероприятий по обеспечению пожарной безопасности музейных объектов, по крайне мере наиболее пожароопасных, целесообразно определять, основываясь на детальных оценках фактического состояния системы противопожарной защиты объектов.
Рассмотренные выше аспекты пожарной безопасности музейных объектов определяют актуальность работы.
Целью работы является создание методов оценки пожарной безопасности (опасности) музейных объектов, учитывающих особенности и широкий спектр противопожарных мероприятий на конкретном объекте, на основе которых может быть установлен перечень первоочередных противопожарных мероприятий для рассматриваемого музея с учетом его специфики.
Для достижения указанной цели в работе были поставлены и решены следующие задачи:
выбор системы параметров (входных факторов), определяющих пожарную безопасность музейных объектов;
разработка комплексного показателя пожарной безопасности музеев; разработка метода комплексной оценки пожарной безопасности музейных объектов;
группировка музеев по уровню пожарной безопасности; определение требуемого уровня пожарной безопасности музейных объектов;
разработка вероятностного метода оценки прогнозируемых площадей горения в музейных объектах с учетом эффективности ряда противопожарных мероприятий;
разработка моделей оценки эффективности первичных средств пожаротушения, пожарной сигнализации, использования первого пожарного подразделения на пожаре, пожарных разрывов для музейных зданий V степени огнестойкости;
обоснование методов эффективного совершенствования противопожарной защиты музейных объектов.
Объектом исследования является пожарная безопасность музейных объектов.
Теоретической и методологической основой работы являются труды отечественных и зарубежных исследователей в области обеспечения пожарной безопасности зданий и сооружений, в том числе H.H. Брушлинского, И.С. Молчадского, В.И. Присадкова, A.B. Матюшина, В.А., Холщевникова, В.И. Зигерн-Корна и многих других ученых.
Методы исследования, использованные в диссертации, основаны на теории системного анализа, теории множеств, математическом и физическом моделировании развития пожаров, имитационном моделировании, опросе экспертов при помощи анкет.
Научная новизна работы заключается в следующем: разработана методика комплексной оценки пожарной безопасности музейных объектов;
установлен требуемый уровень пожарной безопасности музеев; проведена группировка особо ценных музеев России (29 музеев) по уров- ню-пожарной безопасности;
разработан вероятностный метод оценки прогнозируемых площадей горения в музеях, позволяющий учесть эффективность ряда противопожарных мероприятий;
разработана модель для оценки временных и пространственных характеристик распространения пожара между музейными зданиями V степени огнестойкости;
на основе предложенных методов количественного анализа разработана методика комплексной оценки пожарной безопасности объектов культуры.
Практическая ценность и реализация результатов работы заключается в следующем:
создан инструмент для совершенствования противопожарной защиты музейных объектов, «гибкого» нормирования ряда элементов системы противопожарной защиты музеев на основе методики оценки уровня пожарной безопасности объектов;
результаты диссертации позволили ранжировать ряд известных музеев страны по уровню пожарной безопасности и выделить группу музеев с наибольшим уровнем пожарного риска;
разработан проект «Рекомендаций по оценке уровня пожарной безопасности объектов культуры»;
создан банк данных «Музеи», переданный для использования подразделениями государственной противопожарной службы;
результаты диссертации были использованы при совершенствовании систем противопожарной защиты ряда музеев России. На защиту выносятся следующие положения:
методика комплексной оценки пожарной безопасности музейных объектов;
- результаты оценки пожарной безопасности представительной выборки музеев:
обоснование требуемого уровня пожарной безопасности музейных объектов;
метод оценки прогнозируемых площадей пожара в музеях при учете эффективности мероприятий противопожарной защиты;
обоснование комплекса вероятностных моделей по оценке эффективности противопожарных мероприятий в музейных объектах.
Апробация работы . Основные результаты работы докладывались на следующих Всероссийских и международных конференциях и семинарах:
«Пожарная безопасность». XIII Научно-практическая конференция. ВНИИПО, 1995г.,
«Пожарная безопасность -история, состояние, перспективы». XIV Научно-практическая конференция. ВНИИПО, 1997г.,
International Symposium on Fire Science and Technology (ISFST97). Seoul, Korea, 1997r.,
Конференция «Пожарная безопасность музеев и библиотек». Петрозаводск, 1997г.,
III International Symposium «Fire Protection of Historical Monuments». Chestochowa-Krakow, Poland, 1999г.,
XV Международная конференция «Проблемы горения и тушения пожаров на рубеже веков». ВНИИПО, 2000г.,
Международная конференция «Сопряженные задачи механики и экологии». Томск, 2000 г.,
II международный семинар «Защита культурного наследия от различных видов опасности». Krakow, Poland, 2001г.,
«Крупные пожары: предупреждение и тушение». XVI Научно- практическая конференция. ВНИИПО, 2001г.,
Выставка «Системы безопасности». Москва, ВВЦ, 2002 г. Публикации . По результатам диссертации опубликовано 9 печатных работ и докладов на конференциях.
Объем работы. Диссертация состоит из введения, четырех глав, выводов и одного приложения. Основные положения диссертации изложены на 179 страницах машинописного текста, содержат 26 таблиц, 21 рисунок. Приложения занимают 32 страницы.
1. СОСТОЯНИЕ ВОПРОСА ОЦЕНКИ ПОЖАРНОЙ БЕЗОПАСНОСТИ ЗДАНИЙ ОЩЕСТВЕННОГО НАЗНАЧЕНИЯ. ЦЕЛЬ И ЗАДАЧИ ИССЛЕДОВАНИЯ
1.1. Основания проведения исследования
В музеях России сосредоточены огромные материальные и историко- культурные ценности. В то же время пожары, имевшие место в музеях в последние годы (дом-музей Блока в Шахматово, дом-музей A.M. Пешкова в Нижнем Новгороде, Пушкинский музей в д. Захарково, музей «Поленово») свидетельствуют, что обеспечение пожарной безопасности музеев в России находится не на должном уровне. Что характерно не только для России. Статистика пожаров за рубежом также подтверждает это. Например, в музеях США ежегодно происходит более сотни пожаров с материальными потерями свыше 2 миллионов долларов [4].
В этих условиях наука призвана разработать методологию, позволяющую оценить реальный уровень пожарной безопасности музейных объектов, выделить музеи с наибольшей пожарной опасностью, установить приоритетные направления совершенствования противопожарной защиты музеев.
Проведение соответствующих исследований стимулировали Указы Президента России № 1487 от 30.11.92 г., № 176 от 20.2.95 г., постановление Правительства России № 919 от 30.11.92. [1,2,3]. В связи с указанными документами в МВД России был выпущен приказ № 18 от 18.01.93 г. "О мерах по реализации правовых актов России "Об особо ценных объектах культурного наследия народов Российской Федерации". В главном управлении ГПС МВД России был разработан план реализации приказа и график проверки противопожарного состояния указанных объектов с участием специалистов ВНИИПО. При этом предусматривалась, в том числе оценка состояния пожарной безопасности объектов культурного наследия для подготовки заключения об уровне их противопожарной защиты и разработке предложений по его повышению.
Известно, что эксплуатация зданий музеев, театров и других объектов культуры, связанных с массовым пребыванием людей, допускается при наличии разрешения органов Государственного пожарного надзора [5].
При подготовке соответствующего документа сотрудники Государственной противопожарной службы исходят в первую очередь из выполнения на объекте требований действующих противопожарных норм и правил. Такой подход полностью применим к объектам достаточно простым. Сложности возникают при рассмотрении больших музеев, расположенных в зданиях старой постройки, архитектурно-ландшафтных музеев, музеев деревянного зодчества, музейных комплексов, которые, по сути, являются особо сложными и уникальными объектами, потери от пожаров для которых невосполнимы.
На подобные здания, при их строительстве или реконструкции, кроме соблюдения действующих норм должны быть разработаны технические условия, отражающие особенности их противопожарной защиты, включая комплекс дополнительных пожарно-технических и организационных мероприятий [6].
Решение соответствующих задач должно основываться на комплексных оценках пожарной безопасности музейных объектов, учитывающих специфику зданий и сооружений музеев, характеристики их противопожарной защиты.
Музеи, как и большинство бюджетных организаций, находятся в достаточно жестких финансовых рамках. Поэтому, ограниченные средства, отпускаемые на систему противопожарной защиты музейных объектов должны в первую очередь тратиться на те направления, реализация которых позволит в условиях конкретных музеев наиболее эффективно повысить их пожарную безопасность в рамках нормативных требований.
Таким образом, задача оценки пожарной безопасности (опасности) музейных объектов является основой совершенствования их противопожарной защиты с учетом влияния отдельных элементов на систему в целом.
Также трудности методического плана, вызванные недостаточностью разработки методов оценки пожарной опасности объектов, существенно снижают эффективность и обоснованность принимаемых решений по предотвращению пожаров и противопожарной защите музейных объектов.
Разработанные в рамках диссертационного исследования количественные методы прогноза потенциальной пожарной опасности (безопасности) музеев в определенной степени отвечают на поставленные выше вопросы. При этом использованные методы отражают результаты работы автора с рядом специалистов из ведущих музеев страны, в том числе Государственного историко- архитектурного и этнографического музея-заповедника «Кижи».
1.2. Анализ возможных причин и источников пожаров в музейных
объектах
Пожарная опасность музеев формируется под влиянием целого ряда факторов, характеризующих природно-климатические условия функционирования объекта, его географическую и административно-территориальную принадлежность, социальную нагрузку территории, особенности архитектурно- планировочных решений, огнестойкость зданий и сооружений, уровень телефонизации, водоснабжения, состояние системы обеспечения пожарной безопасности, включая систему предотвращения пожара, противопожарной защиты и организационно-технических мероприятий.
Одни из этих факторов оказывают определяющее влияние на возможность возникновения пожара (грозовая активность атмосферы, наличие большого скопления людей на объекте, отсутствие или недостаточно эффективное ведение пожарно-профилактической работы и т.д.), другие - на его развитие и размеры последствий (скорость ветра, состояние и эффективность технических средств обнаружения и тушения пожаров, наличие оперативных пожарных подразделений и своевременность их прибытия к месту пожара и др.), третьи оказывают влияние и на возможность возникновения пожара, и на его развитие, и на последствия (огнестойкость строений, наличие горючих материалов и т.д.).
Для выявления характерных причин и источников возникновения пожаров в музеях существуют две принципиально различные возможности:
Анализ существующей официальной статистики по аналогичным объектам;
Сбор и обработка субъективных мнений людей (экспертов), которые в силу своих служебных обязанностей или при условии проживания на территории скансена длительное время имели возможность наблюдать за событиями различного рода, происходящими на его территории.
Первый путь дает возможность решить поставленную задачу при наличии достаточной статистики.
Недостатком его является то, что можно, получать только те ответы на поставленные вопросы, информация о которых имеется в данных статистики. Это же в свою очередь определяется формой сбора статистических данных. Учитывая результаты классификации (памятников охранной зоны) музеев и результаты поисков требуемой статистики следует констатировать, что
1. Музейные объекты, в том числе памятники разнородны по следующим факторам:
исторической и культурной ценности, а, следовательно, по статусу в музее (музее-заповеднике);
фактическому использованию, что накладывает сильный отпечаток на возможность возникновения пожаров в них;
местонахождению и доступности для пожарной охраны.
Весьма часто не имеется достаточной статистики пожаров в целом для подобного рода объектов.
В настоящее время имеется только статистика пожаров, например, жилья 5 степени огнестойкости, которую с определенными допущениями можно распространить на памятники музея-заповедника, используемые под жилье. Допущения будут сводиться к не учету следующих положений:
не все памятники, использующиеся под жилье, задействованы круглый год; наиболее близко подходят для данной статистики памятники, находящиеся в личной собственности граждан 6 %) от общего количества памятников;
на поведение людей, проживающих в таких памятниках, должны накладываться морально-правовые аспекты, следующие из их отношений с администрацией музея, в ведении которой такие памятники находятся.
Реализуя первое направление с целью выявления наиболее характерных причин возникновения пожара на аналогичных объектах была собрана статистическая информация о пожарах в учреждениях культуры РСФСР за период с 1982-1990 г.г.(табл. 1.1).
Анализ статистических данных до 1991 года показывает неуклонный рост числа пожаров на объектах Министерства культуры РСФСР. Из данных табл. 1.1 видно, что наиболее характерными причинами пожаров в учреждениях культуры являются: неосторожное обращение с огнем - 29,1 %; нарушение правил пожарной безопасности при эксплуатации электрооборудования и бытовых электроприборов - 22,8 % (17,2 % и 5,6 % соответственно).
Динамика пожаров на объектах культуры РСФСР по причинам их
возникновения
Практически каждый десятый пожар (9,7 %) возникает из-за детской шалости с огнем. Установленные поджоги составляют 8,6 % от общего числа пожаров на исследуемых объектах. Следует отметить, что не все из представленных данных в таблице причин пожаров характерны для музеев, особенно для музеев-заповедников. Некоторые из них более вероятны в учреждениях культуры зрелищного характера, где возможно массовое пребывание людей в течение продолжительного времени, например, театры, библиотеки, клубы, дворцы культуры, кинотеатры и т.д.
С целью уточнения полученных ранее результатов были проанализированы-статистические данные, выбранные из банка данных «Пожары» ВНИИПО МВД РФ. Был проведен анализ пожаров в музеях, театрах, архивах и библиотеках на территории России за последние 5 лет (табл. 1.2).
К сожалению, еще рано говорить об устойчивой тенденции снижения количества пожаров на объектах культуры, но положительные тенденции все же прослеживаются (рис 1.1).
Из диаграммы рисунка 1.2. и таблицы 1.3. видно, что наиболее часто пожары возникают из-за нарушения правил эксплуатации электрических приборов, причем в архивах и библиотеках по этой причине пожары возникали в 2 раза чаще, чем в музеях, а в театрах - в 3 раза чаще, чем в музеях.
Музеи страдают от пожаров, как правило, по причине неосторожного обращения с огнем (в том числе при курении). Пожар возникает чаще за пределами здания. Внутри здания в музеях причиной пожара являются нарушения правил монтажа электропроводки.
Для театров настоящую угрозу представляет неосторожность при курении, неисправные электроприборы и нарушение противопожарной безопасности при проведении электрогазосварочных работ.
Рис. 1.1 Динамика пожаров на объектах культуры в 1996-2000 годах
театры
Б музеи
V архивы и библиотеки
Поджог
Неосторожное обращение с огнем
Неосторожность при курении
Нарушение правил пожарной безопасности при газо-электросварке
Нарушение правил монтажа электрооборудования
Неисправные электроприборы
Нарушение правил эксплуатации электроприборов и оборудования
Нарушение правил устройства и эксплуатации отопительных систем
Рис 1.2 Основные причины возникновения пожаров на объектах культуры
Основные причины возникновения пожаров на объектах культуры России
Динамика пожаров на объектах культуры России в 1996-2000 годах
Таблица 1.3.
В архивах и библиотеках спектр причин, по которым происходят загорания более широкий.
Если в музеях и театрах мы отмечаем не значительное количество пожаров по причине поджога, то в архивах и библиотеках поджоги происходят в 2 раза чаще. Но больше всего пожаров возникает из-за неосторожного обращения с огнем, в том числе при курении. Электрооборудование также часто является причиной пожара при его не правильном монтаже и использовании. Многие библиотеки и архивы в провинциальных городах и в сельской местности имеют автономные системы отопления. И достаточно часто на этих объектах пожары возникают из-за не правильного устройства или нарушения правил эксплуатации этих систем.
Как правило, при возникновении пожара можно избежать серьезных последствий, если вовремя и правильно организовано тушение.
Однако, в 70 % случаев (от числа крупных пожаров) происходит задержка обнаружения пожара и сообщения о нем в дежурную службу пожарной охраны, потому что многие объекты не оборудованы автоматической пожарной сигнализацией, или сигнализация находится в нерабочем состоянии (табл.1.4).
Для библиотек и архивов одной из причин развития пожаров является их значительная удаленность (более 5 км) от пожарной части, что соответственно влияет на время прибытия пожарных машин.
Так же, в ходе анализа рассматривались средства тушения, применяемые на пожарах. От 55 до 82 % пожаров тушились компактной струей воды, подаваемой от пожарного гидранта или пожарного водоема. В таблице 1.5 представлена частота использования различных огнетушащих средств. Обращает на себя внимание тот факт, что автоматические установки пожаротушения для тушения музеев и библиотек не были использованы ни разу.
Причины, повлиявшие на развитие пожаров ( в % от общего количества пожаров по данной группе объектов)
Таблица 1.5.
Использование огнетушащих средств ( в % от общего количества пожаров по данной группе объектов)
Проблемы организации пожарной безопасности учреждений культуры стоят сейчас в России очень остро. Как показывает практика, в большинстве случаев ущерб, наносимый при ликвидации пожаров из-за воздействия
пожаротушащих веществ, как правило, потоков воды, во много раз превышает ущерб, причиняемый непосредственно огнем.
Так в Библиотеке Академии наук в Санк-Петербурге в результате пожара и последующего тушения потоками воды было утрачено 25 % газетного фонда, содержащего уникальные подшивки, и свыше 10 % русского книжного фонда. Но больше всего пострадал иностранный книжный фонд: были уничтожены сотни тысяч изданий [93,94].
Учитывая особенности музеев-заповедников, например «Кижи», малочисленность постоянно живущих на острове людей, отсутствие железнодорожных линий и сельхозугодий в окрестности музея, запрещение использования устройств с применением открытого огня для освещения и обогрева помещений, можно заключить, что невозможно или маловероятно возникновение пожара от целого ряда причин. Такие причины как нарушение ГТПБ при эксплуатации электроприборов, детская шалость с огнем, нарушение правил ППБ при эксплуатации печей, неправильное устройство и неисправность печей и дымоходов характерны скорее для зданий музея, используемых под жилье сотрудниками или работниками, пребывающими на остров в летний период.
Анализ данных табл. 1.1-1.5 и работ [40-47,80,88,90-98,102] позволяет выделить следующие причины пожаров, наиболее характерные для музеев:
неосторожное обращение с огнем, включая курение;
нарушение правил монтажа и эксплуатация электроприборов и электрооборудования;
нарушение ППБ при проведении ремонтных и реставрационных работ;
поджог;
нарушение правил устройства и эксплуатации отопительных систем;
разряды атмосферного электричества.
Практика показывает, что возникновение и развитие пожара на объектах, выполненных из деревянных конструкций, в большинстве случаев заканчивается либо полным уничтожением, либо значительными повреждениями таких объектов. В любом случае это приводит к невосполнимым потерям для национальной культуры.
Следует сравнить, приведенные выше результаты по причинам пожаров с данными зарубежных исследований.
Из сведений Национальной противопожарной ассоциации США (NFPА) по причинам пожаров, имевших место в музеях в течение 1998 г. 23 % пожаров были вызваны неисправностями в электрических системах. По причине поджога произошло 13 % пожаров, отопительные системы и оборудование были причиной - 9 %, процесс приготовления пищи - 9 %, открытое пламя (фонари) - 9 % и другое оборудование - 12 % [4].
В США ежегодное количество зафиксированных пожаров в музеях значительно выше, чем в России (около 100 ). Также в США выше процент числа поджогов. Возможно, это связано с особенностями организации сбора данных о пожарах.
Вместе с тем в США, также как в России весьма невелико количество пожаров в музеях, обусловленное детской шалостью, грозовой деятельностью, оборудованием экспозиций. В США основное внимание уделяется профилактике пожаров от электроустройств, тепловых агрегатов, а также поджогов.
Следует также отметить, что статистические данные не идентифицируют количество пожаров в музеях при реконструкции и реставрации. Вместе с тем, практика борьбы с пожарами требует быть особенно внимательными к проведению профилактических мероприятий в этот период. Тем более, что выделение места проведения работ противопожарными преградами с пределом огнестойкости не менее El 45, как это предусмотрено в [8] в условиях музеев практически невозможно.
Второй путь решения стоящей задачи предлагает использование метода экспертных оценок. При таком подходе анализ наиболее характерных причин и мест возможного возникновения пожара складывается из субъективных оценок экспертов, при этом есть возможность получить оценки экспертов по таким различным факторам, которые невозможно оценить официальной статистикой. Методические аспекты использования этого метода изложены в [48-50].
Необходимо отметить следующие особенности, характерные для таких объектов, как, например, музей-заповедник «Кижи».
Вместе с тем, для объектов такого класса целесообразно провести два экспертных опроса. Первый опрос предназначен для выявления наиболее опасных зон в музее-заповеднике с точки зрения частоты фиксирования нарушений ППР сотрудниками музея. Здесь предварительно необходимо обобщить и сгруппировать наиболее характерные виды нарушений. Ценность результатов такого опроса в их привязке к конкретному объекту. Недостаток в том, что информацию дают не специалисты, поэтому анкета в данном случае должна быть предельно простой по структуре и понятной по содержанию.
Второй опрос предназначен для получения наиболее полной картины по опасности каждого из возможных источников зажигания и источников горючей
среды для такого объекта. Этот опрос адресован работникам пожарной охраны.
Методика подобного опроса и обработка экспертных данных разработана Е.С. Студеникиным и приведена в отчете [28].
1.3. Современные подходы к оценке пожарной безопасности
(опасности) объектов
Согласно [6] "пожарная опасность здания (сооружения, помещения, пожарного отсека) - состояние объекта, характеризуемое вероятностью возникновения пожара и величиной ожидаемого ущерба".
Более широко в литературе трактуется понятие «пожарная безопасность». Например, в федеральном законе о пожарной безопасности: «пожарная безопасность - состояние защищенности личности, имущества, общества и государства от пожаров» [9]. Вместе с тем, такое определение не содержит даже намека на количественную меру "состояния защищенности". Впрочем, нет оснований требовать от закона детальной расшифровки понятий.
Более конкретно следующее определение: «пожарная безопасность здания (сооружения, помещения, пожарного отсека) - состояние объекта, при котором меры предупреждения пожара и противопожарной защиты соответствуют нормативным требованиям» [10].
При квалифицированной экспертизе и обследовании объекта достаточно грамотными специалистами нельзя найти в России достаточно сложного действующего объекта, на котором не было бы ни одного отступления от противопожарных требований действующих норм и правил, хотя бы по причине постоянного совершенствования нормативных документов.
По-видимому, наиболее глубоким определением в отечественной литературе является следующее.
"Пожарная безопасность объекта - состояние объекта, при котором с регламентируемой вероятностью исключается возможность возникновения и развития пожара и воздействия на людей опасных факторов пожара, а также обеспечивается защита материальных ценностей " [11].
В настоящее время в отечественных нормах применительно к общественным зданиям нормируются только два показателя по допустимому уровню пожарной опасности [12]:
вероятность воздействия опасных, факторов пожара в год на человека не должна превышать величину Рдоп=\0'6 год;
' вероятность возникновения пожара от электрического или другого единичного технологического изделия не должна превышать значение 10"6 в год.
Одновременно в [12] есть положение, что величина допустимой вероятности пожара от изделий на объекте должна определяться расчетом, исходя из требований не превышения Рдоп.
То есть, вероятность возникновения пожара на объекте РП ограничивается косвенно, исходя из ограничения " Рдоп", то есть из условия обеспечения безопасности людей при пожаре.
Таким образом, нам не удалось установить из нормативных документов, с какой "регламентируемой вероятностью" исключается возможность возникновения и развития пожара в музейных объектах, а также обеспечивается «защита материальных ценностей».
Вместе с тем, используемые в литературе термины «пожарная опасность» и «пожарная безопасность» намного шире, чем в приведенных выше определениях.
Обычно указанные понятия связываются с решением конкретных задач, с возможностями использования конкретного математического метода.
Поэтому далее рассмотрим направления оценки уровня пожарной опасности (безопасности) объектов, связав их с типом показателей уровня.
1.3.1. Безразмерные показатели пожарной опасности (безопасности)
Безразмерные показатели пожарной опасности объектов устанавливаются при использовании точечных методов:
Типичными примерами развития метода Гретенера являются работы [16,17].
В работе [16] предлагается для оценки пожарной опасности помещений или группы помещений (далее объекта) использовать показатели Я и У, которые рассчитываются по выражениям:
У = С1-2)
где П - пожарная опасность объекта;
У - уровень пожарной опасность объекта;
Р - потенциальная пожарная опасность объекта, учитывающая совокупность вариантов, реализация которых способствует возникновению и развитию пожара;
А - фактор активации, отражающий появление необходимых и достаточных условий возникновения пожара;
3 - фактор противопожарной защиты, учитывающий совокупность организационно-технических мероприятий на объекте, направленных на предотвращение возникновения и развития пожара;
Пд - допустимое значение пожарной опасности, величина которого учитывает угрозу воздействия опасных факторов пожара на людей.
В методике предлагается потенциальную пожарную опасность «Р» рассчитывать через произведение факторов, учитывающих фактор временной пожарной нагрузки, фактор горючести материалов, фактор дымообразования материалов, а также через фактор объемно-планировочных решений и этажности здания.
Фактор активации А учитывает функциональное назначение зданий (функциональную пожарную опасность здания), характер производства или использования помещений.
Фактор противопожарной защиты 3 учитывает три группы элементов противопожарной защиты:
пд=\,зкл, (1.3)
где 1,3 - принятое численное значение «нормативной» пожарной опасности;
Кл - коэффициент, учитывающий повышенную угрозу для людей в зданиях с массовым пребыванием людей (школы, гостиницы, театры, музеи и т.д.).
Расчетные соотношения для оценки Р,А,3 записываются в мультипликативном виде.
В связи с чем следует обратить внимание на нелинейные связи, возникающие между отдельными входными факторами. Ошибки при установлении значений конкретных входных факторов могут возрастать за счет принятой расчетной схемы.
В качестве еще одного метода точечных схем следует остановиться на методе ERIK, разработанном и использованном во Франции для оценок пожарного риска при решении задач страхования [17].
(1.6)
(1.7)
(1.8)
(1.9)
Риск для людей и материальных ценностей предложено определять по формулам соответственно
(1.4)
(1.5)
Рх — t f i ' г с,
P2=q-e-g-f-k-a-c,
М, =sxe,d,e
м2 = s2t2e2d2f2
Здесь:
- риск для людей;
Я2 - риск для материальных ценностей
Р\ - потенциальная опасность пожара для людей;
Р2 - потенциальная опасность пожара для материальных ценностей;
М\ - мероприятия для предотвращения пожара и обеспечения безопасности людей;
М2 - мероприятия для предотвращения пожара и обеспечения защиты материальных ценностей;
/ - коэффициент, учитывающий время эвакуации людей из здания;
/ коэффициент, учитывающий степень задымления в помещениях;
/ - коэффициент, учитывающий токсичность продуктов, дымообра- зование при сгорании материалов;
г - коэффициент, учитывающий активность находящихся в здании людей (работа с различными источниками воспламенения) и их возможность эвакуироваться при пожаре;
с - коэффициент, учитывающий горючесть материалов;
д - коэффициент, учитывающий пожарную нагрузку;
е - коэффициент, учитывающий высоту здания и число этажей ниже цоколя;
g - коэффициент, учитывающий площадь и линейные размеры пожарного отсека;
к - коэффициент, учитывающий опасность коррозии;
а - коэффициент, учитывающий активность людей, находящихся в здании;
5*1,2 - коэффициент, учитывающий водоснабжение объекта в условиях пожара;
Т\ 2 - коэффициент, учитывающий время обнаружения, извещения обитателей, передачи сигнала в диспетчерскую службу пожарной охраны и задействования автоматических средств противопожарной защиты;
Е\у2 - коэффициент, учитывающий влияние огнетушащих средств объектовой противопожарной службы и расстояние между объектом и городской противопожарной службой;
Д\2 - коэффициент, учитывающий влияние задымленности здания при пожаре на безопасность людей и материальных ценностей;
Fi ,2 - коэффициент, учитывающий огнестойкость строительных конструкций.
Несмотря на то, что некоторые коэффициенты в методе полностью не разработаны (г, к и др.), а коэффициенты с, е, а и g заимствованы полностью или частично из метода [18], рассматриваемый метод дает возможность более углубленно анализировать пожарную опасность объектов, вычислять риск для людей и материальных ценностей и намечать заранее защитные мероприятия, которые бы удовлетворяли требования пожарной безопасности. Вместе с тем, метод ERIK остается эмпирическим и не дает возможности для надежной защиты людей и оптимизации противопожарной защиты объекта.
Разработанные в США аналогичные точечные методы оценки риска и оценки необходимых защитных мероприятий, известны под названием "Пирамида решения". Эти разработки в определенном смысле стали антиподом европейским методикам.
Например, первый метод для оценки пожарной безопасности стандартизирован в США [19]. Оценка, которую он дает, базируется на 17 факторах, охватывающих основные составляющие пожарной безопасности:
В настоящее время подобные методы эвристического программирования пожарной безопасности, основанные на оценках (осознании) экспертами законов формирования пожарной безопасности, получили дальнейшее развитие.
Во-первых, это обусловлено появлением теоретического обобщения аппарата для построения показателей пожарной безопасности объектов.
При этом идентифицируются различные факторы, определяющие пожарную безопасность объектов. Более того, эти факторы гармонизируются с помощью весовых коэффициентов для оценки одного безразмерного показателя. Соответствующая проблема классифицируется как проблема принятия решений при многих критериях, так как требует учета большого числа факторов, влияющих на решение. Среди известных методов многокритериального принятия решений выявлено, что метод аналитических иерархических процедур (analytic hierarchy process, АНР) является наиболее эффективным [13,14].
Во-вторых, этот метод позволяет относительно просто построить структуру, концепцию модели оценки пожарной безопасности объекта, отражающую формально закономерности формирования пожарной опасности (безопасности) объекта. При этом модель может иметь достаточно большое количество входных факторов, влияние которых оценивается экспертно.
В третьих, необходимость проведения таких работ обусловлена запросами практики. Например, в США разработана национальная программа аккредитации пожарной службы, разработчиками которой являются международная ассоциация глав пожарной службы и международная ассоциация управления городом (ICMA). В рамках указанной программы отдельные пожарные части проводят оценку пожарной опасности объектов, расположенных в их районе выезда.
При этом пожарный риск объектов оценивается через вероятность возникновения пожара Рш и прогнозную величину последствий пожаров С, на /-ом объекте
Risk, =WpPni +WcC, (1.10)
где WpuWc - весовые коэффициенты вероятности возникновения
пожара и последствии пожаров; Risk\
Riskh Wpi, С, - безразмерные величины;
[РП1] = год1;
ТО = год.
Вероятность возникновения пожара Рш устанавливается из данных по боевым выездам на объекты региона. Последствия пожаров дифференцированы по типам объектов (зданий) в районе выездов.
Каждый объект характеризуется тремя факторами:
В свою очередь, каждый из указанных факторов подразделяется на ряд подуровней.
Влияние каждого из факторов на уровень риска оценивается также через весовые коэффициенты, определяемые экспертно. В модели установлены следующие значения весовых коэффициентов:
То есть
С г (люди)+ (материалы)+ Щ (мобильность) (1-11)
Далее значения (люди), (материалы), (мобильность) также оцениваются через линейную комбинацию входных показателей соответствующих значений подуровней. Весовые коэффициенты в формулах для подсчета значений факторов через исходные данные по подуровням также устанавливаются экспертно.
При этом структура формул достаточно проста.
К недостаткам этой модели можно отнести весьма ограниченное количество входных факторов, отсутствие учета в ней нормативных требований.
В отечественной практике точечный метод использован при разработке «Методики оценки противопожарного состояния объектов народного хозяйства» [20].
Состояние пожарной безопасности объекта оценивается значением критерия КПБ
КПБ=К1+ К2 + К3+ К5 + К6 + К7. (1.12)
где К\ - критерий комплексной оценки показателей, характеризующих выполнение требований пожарной безопасности, предписанных органами Госпожнадзора, а также предложенных пожарно- техническими комиссиями и объектовой пожарной охраной;
К2 - критерий комплексной оценки показателей, характеризующих наличие и боеготовность технических средств обеспечения пожарной безопасности;
К?, - критерий комплексной оценки показателей, характеризующих объем выполненных на объекте мероприятий по обеспечению пожарной безопасности;
К\ - критерий комплексной оценки показателей, характеризующих деятельность добровольных пожарных дружин и пожарно- технических комиссий;
К5 - критерий оценки повышения пожарной безопасности объекта за счет замены легковоспламеняющихся и горючих веществ негорючими;
Кв - критерий оценки состояния работы по пропаганде знаний требований пожарной безопасности на объекте;
К7 - критерий оценки снижения пожарной безопасности объекта за счет происшедших пожаров и загораний.
В методике предложены формулы для расчета АГ,-=(/=1,.. .7). Воспользоваться этой моделью невозможно в нашем случае, т.к. она ориентирована на производственные объекты.
Некоторые результаты в части оценки пожарной безопасности объектов могут быть получены с помощью метода главных компонент [15].
Однако, их трактовка весьма затруднительна. Прежде всего, надо установить, что представляет 1-ая главная компонента: показатель опасности или безопасности. Даже после этого, в расчетной формуле могут содержаться числа со знаками, противоречащими физическому смыслу соответствующих входных факторов.
1.3.2. Методы оценки пожарной безопасности, основанные на физических представлениях развития и тушения пожаров
Можно выделить следующие методы, позволяющие получить оценки пожарной безопасности (опасности) объектов через величины, имеющие физический смысл:
Детерминированные расчеты основаны на научных положениях и дают результаты в строгих рамках принятых условий и предположений. По- видимому, в этом направлении на сегодня получены наиболее значимые результаты по различным направлениям пожарной науки.
Например, в работе [21] предложены методы оценки пожарной безопасности общественных зданий, зданий с массовым пребыванием, людей, через показатель
б= ;
(1.13)
где /бл _ время блокирования опасными факторами пожара путей эвакуации, эвакуационных выходов из здания, мин;
t06 - время обнаружения пожара, мин;
ton - время оповещения людей о пожаре, мин;
tcl5 - время подготовки людей к эвакуации, мин;
tp3 - расчетное время эвакуации людей из здания, мин.
Методы, изложенные в [21,22,23], позволяют в принципе оценить t^ , t0e , ton в зависимости от принятых объемно-планировочных решений зданий, наличия и эффективности автоматических установок пожаротушения, параметров систем обнаружения пожара и управления эвакуацией людей при пожаре, устройства и параметров систем дымоудаления.
Таким образом, оценки безопасности людей при пожарах на основе методов [21,22,23] вполне приемлемы также для музейных объектов.
Развитие пожара в здании можно условно представить в виде последовательных фаз, связав их, например, с площадью горения [25] или тепловой мощностью пожара [26].
В первом случае, предложенный У. Аоки [25] метод оценки пожарной безопасности объектов основывается на оценке вероятности наступления определенной стадии пожара в помещении, которая учитывает назначение и конструкцию здания, систему мероприятий противопожарной защиты и вид источника зажигания.
Развитие пожара рассматривается на семи стадиях:
начального горения - число горящих материалов вместе с источником зажигания не более двух;
местного горения - число горящих материалов не менее трех. Площадь горения пола составляет не более 0,3 площади помещения;
развитого горения - площадь горения составляет 0,3 - 0,7 площади помещения;
горение всего помещения - площадь горения составляет 0,7 - 1 площади помещения;
распространение пожара в соседние помещения - горение происходит в пределах этажа пожара;
распространение пожара в смежные этажи;
развитие пожара в здании - пожар охватывает большую часть здания.
Вероятность наступления определенной фазы пожара определяется критериями Хаяши [ 19]
(1.14)
х]к - код уровня и вида факторов, определяющих противопожарную защиту объектов;
} - вид фактора;
к - уровень реализации фактора;
5{(]к) - наличие или отсутствие у-го фактора уровня к;
где х„
у к
/ - номер помещения пожара.
При этом основные факторы, которые учитываются при противопожарной защите объектов, следующие: источники зажигания, назначение помещения, пожарная нагрузка, этаж расположения помещения, степень огнестойкости здания, время от получения сообщения о пожаре до подачи первого ствола, время тушения пожара.
После определения критерия Хаяши а, на основе экспериментальных данных строится плотность распределения числа пожаров принадлежа
щих к соответствующей группе объектов, и определяется вероятность наступления определенной стадии пожара в зависимости от а,-.
" Если иметь в виду и вероятность возникновения пожара на данном объекте по причине т, то для вероятности возникновения загорания в данном объекте и развития до стадии ? получается
(1.15)
где Рзт - вероятность загорания по причине т на объектах данного класса;
Рт - условная вероятность перерастания загорания по причине т в пожар до стадии Г;
N - число источников зажигания.
Для оценки пожарной безопасности объекта предлагается формула:
(1.16)
индекс пожарной безопасности; стадия пожара; число стадий;
где / г
коэффициент, учитывающий класс объектов, который определяется экспертным путем (весовой коэффициент);
, 5 «А
Ф'1 - инверсия нормированного нормального распределения;
Р[ - вероятность наступления стадии ? пожара.
Достоинство метода в том, что полученную вероятность наступления определенной стадии пожара можно связать с возможными потерями от пожара для соответствующей стадии и этим способом оптимизировать затраты для противопожарной защиты и соответственно оптимизировать систему защитных мероприятий. Вместе с тем, предлагаемый метод имеет ряд недостатков:
не учитывает конкретные характеристики зданий и помещений;
ориентирован на использование ограниченного числа факторов, которые оказывают влияние на противопожарную защиту объектов;
предполагает обширные статистические данные о пожарах.
По-видимому, в современных условиях наиболее перспективным в части получения физически значимых показателей пожарной опасности зданий является сочетание детерминированных и вероятностных методов.
Суть в том, что невозможно однозначно установить и контролировать факторы, влияющие на процесс пожара. К тому же, элементы СПБ имеют некоторую надежность. Некоторые входные параметры не могут быть установлены точно и должны быть оценены в вероятностном плане. К ним относится эффективность использования первичных средств пожаротушения, АУПТ, противопожарных разрывов и т.д., включая оперативные подразделения пожарной охраны.
В этом случае для исследования пожарной опасности в здании эффективен аппарат полумарковских цепей [24]. При этом вводятся вероятности перехода пожара от одной выделенной стадии пожара к другой, и время пребывания пожара в выделенных фазах пожара.
Исходные данные для моделей пожарной опасности промышленных зданий [24] были получены из данных статистики или расчетным путем. При этом вероятности перехода пожара между отдельными фазами зависят от эффективности элементов противопожарной защиты, а случайное время пребывания в определенной фазе также, от объемно-планировочных и конструктивных решений помещений (зданий).
1.4. Современные методы оценки пожарной безопасности музейных
объектов
Вопросы количественного измерения уровня противопожарной защиты музеев, пожарной безопасности музейных объектов, пожарного риска взаимосвязаны. Соответствующие работы в основном касаются отдельных аспектов обеспечения пожарной безопасности музеев, например, эвакуации людей при пожаре в музее, профилактики пожаров, использованию пожарной автоматики [27,28]. В последние годы в России и за рубежом стали появляться работы, в которых ставились задачи системного анализа проблем безопасности музеев [29,30,31].
Целесообразно остановиться на работе [31], в которой наиболее полно представлены современные идеи системной оценки пожарной опасности музеев. При этом оцениваются три фактора, характеризующих опасность. Для наглядности изложения ниже суть экспертного метода адаптирована именно на пожарную опасность.
Реализация экспертного метода включает пять этапов.
На первом этапе идентифицируются основные потенциальные причины возникновения (события) пожаров в музеях.
На втором этапе собираются данные о пожарах в музее, имевших место ранее в данном музее. Им присваиваются баллы от 0 до 5 в зависимости от тяжести последствий. Балл 0 отвечает событиям (причинам), не имевшим место в истории музея, балл 5 присваивается музеям при числе пожаров более двух за время существования музея в случае тяжких последствий пожаров.
На третьем этапе оценивается вероятность возникновения пожаров по установленным на первом этапе причинам. Шкала вероятностей от 0 до 1 разбивается на шесть интервалов, каждому из которых присваивается балл от 0 до 5. Значение вероятностей изменяются в пределах от 0 (фактически невозможное событие в будущем при текущем состоянии защиты объекта) до 1 (наверняка происходящее событие в будущем при сегодняшнем состоянии защиты объекта).
На четвертом этапе прогнозируется тяжесть последствий пожаров по выделенным в третьем этапе причинам. Тяжесть причин также кодируется в баллах в диапазоне от 0 (соответствует нулевой вероятности на третьем этапе) до 5 (музей прекращает действовать полностью после пожара).
На последнем этапе проводился анализ и ранжирование потенциальных причин (событий) пожаров для условий конкретного музея. Ранжировка проводится по причинам пожаров.
Изложенный метод является чисто экспертным. К недостаткам его относятся невозможность учета системы противопожарной защиты, характеристик самого музея. Ценность - в самом экспертном подходе, позволяющем соединить совершенно разнохарактерные факторы в единую систему.
Из работ значительно более детального плана следует отметить «анкету Шредера» [32]. Анкета основана на предложениях Х.Х. Шредера по учету факторов, определяющих безопасность музеев. Эта анкета является классическим документом, обобщающим мировой опыт в концептуальном исследовании безопасности музеев. Анкета Шредера не предназначена для количественной оценки, в том числе, пожарной безопасности музеев. Она классифицирует физическое состояние музеев и дает лицу, принимающему решение, предельно близкую к действительности картину по противопожарной защите музеев. К сожалению, анкета Шредера не определяет методы оценки уровня противопожарной защиты музеев.
Новый подход к изучению пожарной опасности музейных объектов, к контролю за уровнем противопожарной защиты разрабатывался во ВНИИПО, в частности, на примере музеев-заповедников "Кижи" и "Коломенское" [28,29]. В этих работах на основе тщательного обследования музеев выделены наиболее пожароопасные объекты, зоны, причины и описаны сценарии возникновения пожаров. На этой основе разработаны рекомендации, реализация которых позволяет наиболее эффективно в существующих условиях повысить пожарную безопасность. Часть рекомендаций к настоящему моменту внедрена.
В данном случае был использован индивидуальный подход к оценке уровня противопожарной защиты объекта, связанный с выездом на место бригады сотрудников института. В современных условиях реализация такого подхода практически невозможна.
К сожалению, современные нормативные документы не содержат указаний по методам оценки пожарной безопасности музейных объектов [5,36].
Казалось бы, использование известных методов оценки пожарной безопасности музейных зданий не должно существенно отличаться от других общественных зданий. Однако необходимость применения элементов пожарной безопасности в зданиях должно быть тщательно обосновано.
Во-первых, существуют ограничения в применении пожарных технологий в музеях по сравнению со зданиями другого назначения, особенно новыми, не являющимися памятниками истории, архитектуры.
Во-вторых, должны быть в этом случае применены другие противопожарные мероприятия, эквивалентные отсутствующим и не снижающие уровень пожарной безопасности.
В-третьих, проверить эквивалентность мероприятий можно только при наличии методов, позволяющих количественно оценить уровень пожарной безопасности (пожарного риска) музейных объектов.
1.5. Цель и задачи исследования
. Выше мы убедились, что объекты культуры, особенно музейные объекты весьма часто являются уникальными. Последствия пожаров на таких объектах в первую очередь являются социальными, связанными с потерями образцов духовного наследия человечества, а также угрозами для жизни людей.
Нередко объемно-планировочные решения музейных объектов включают большие внутренние объемы (пассажи, атриумы с галереями и балконами, открытые на несколько этажей лестницы), которые не могут быть изменены и доработаны в соответствии с противопожарными требованиями действующих нормативных документов, так как объекты являются памятниками архитектуры.
Предъявление к таким объектам требований только на основе действующих норм, жестко предписывающих определенные положения, не может быть достаточно эффективным, особенно в случае музейных комплексов, включающих несколько зданий.
Для достаточно сложных музейных объектов кроме соблюдения требований противопожарных норм должны быть разработаны технические условия, отражающие специфику их противопожарной защиты, включая комплекс дополнительных инженерно-технических и организационных мероприятий.
Обоснование противопожарных мероприятий для объекта должно, в первую очередь, проводиться системно с учетом фактического уровня пожарной опасности объекта. Во-вторых, выбор конкретных мероприятий должен сопровождаться оценкой их эффективности, вклада в повышение уровня пожарной безопасности объекта, подтвержденного количественно. В третьих, такой подход предполагает использование расчетных методов анализа, являющихся основой для современных эффективных методов «гибкого» нормирования.
В четвертых, «гибкое» нормирование идеально сочетается с финансовой стороной задачи обоснования системы противопожарной защиты объекта.
. При наличии достоверной информации о стоимости элементов противопожарной защиты окончательный выбор противопожарного мероприятия должен проводиться с учетом его эффективности и стоимости в сравнении с другими элементами.
Наконец, в пятых, существует настоятельная задача повышения пожарной безопасности объектов всемирного наследия ЮНЕСКО, объектов культурного наследия народов России, расположенных на обширной территории и включающих до нескольких десятков отдельных зданий и сооружений, например, музей-заповедник Кижи, Соловки, в определенный степени Валаам. В силу масштабности таких объектов ожидаемые затраты на обеспечение их безопасности весьма высоки. Поэтому обоснование необходимости первоочередных мероприятий по ним должно быть особенно строгим, научно-обоснованным.
Изучение литературных данных показало, что в настоящее время не существует общих или достаточно общих методов оценки пожарной безопасности (опасности) музейных объектов. В результате отсутствуют теоретические основы обоснования целесообразности выбора и оценки эффективности противопожарных мероприятий, намечаемых к внедрению в музеях в первую очередь.
Таким образом, г(елью настоящего диссертационного исследования является разработка методов количественной оценки пожарной безопасности (опасности) и на их основе методов принятия решений по совершенствованию противопожарной защиты объектов культуры (музейных объектов) с учетом их специфики.
Отметим, что в первую очередь речь идет о существующих музейных объектах. Вновь создаваемые музеи должны строиться согласно требований противопожарных норм и правил.
Хотя необходимо уточнить, что разрабатываемые методы в полном объеме лрименимы также к новым музеям и тем более могут быть использованы для рационализации отдельных противопожарных мероприятий.
Для достижения установленной цели в работе были поставлены и решены следующие задачи:
Достижение указанной цели обеспечивается в работе исследованиями по двум направлениям.
Первое направление основано на формализации через один показатель разнохарактерных параметров, определяющих пожарную безопасность музея. В этом подходе используются экспертные оценки и представления о структуре формирования пожарной безопасности объектов.
По сути это разновидность метода иерархических процедур [18]. Ценность метода заключается в возможности одновременного учета большого числа входных факторов.
Второе направление основано на физических представлениях о формировании пожарной опасности, оценке эффективности противопожарных мероприятий, учете случайной природы входных факторов.
Сочетание принципиально различных подходов к оценке пожарной безопасности музейных объектов в одной работе расширяет спектр исследования, дает возможность оценить пожарную опасность (безопасность) объекта с различных точек зрения, повысить достоверность выводов.
1,6. Целевые функции выбора систем противопожарной защиты в
музеях
Можно утверждать, что целью противопожарной защиты музеев является следующее.
Критерием для обеспечения безопасности людей в случае «1» является величина
= (1.17)
или индекс безопасности
1 =
(1.18)
где 16л - время блокирования опасными факторами пожара путей эвакуации;
/э - время эвакуации , равное промежутку времени от момента возникновения пожара до выхода наружу последнего человека из здания [12,21,37].
Стандарт [12] требует, чтобы вероятность воздействия опасных факторов пожара в год на человека:
Р < Р
1 ОФП — 1 о,m _ (119)
Величина частоты допустимого воздействия нормируется: Рдоп = Ю-6 год''в года на человека [12].
Пожарный риск для людей в зданиях музея также можно оценить как:
Risk = ——, (1.20)
где - общее число людей в здании на момент возникновения пожара;
Ne - количество людей, блокированных в здании опасными факторами пожара.
Для обеспечения безопасности людей в здании музея при пожаре необходимо выполнение следующих условий:
AT > 0,
/>0,
Р <Р
л ^ 1 don ?
Risk = 0.
Система противопожарной защиты должна обеспечивать выполнение одного или нескольких вышеуказанных условий. Решение вопросов обеспечения безопасности людей в зданиях музеев выходит за рамки настоящей работы, так как должны быть темой самостоятельного исследования.
Площадь пожара ^я - случайная величина, закон распределения которой Д^/) зависит, для определенного здания музея, от места очага пожара и эффективности (надежности) элементов системы противопожарной защиты музея (рис. 1.3).
Математическое ожидание площади пожара
5/7(0 = \(р(8пьг)^8п ^ ^
где ф$п>?) - плотность распределения площади горения, 5/7 в момент времени
Система противопожарной защиты музея должна быть устроена таким образом, чтобы
^/7(0 (1.22)
что обеспечит выполнение требований «2», «3» и «4», установленных выше.
Ограничительная часть (1.22) 5^(0 устанавливается с учетом возможностей оперативных подразделений пожарной охраны, в радиусе выезда которых находится музей. Типичный вид 5^(0 приведен на рис. 1.4. При этом, например,
= (1-23)
где 0(1) - расход огнетушащих средств, обеспечиваемый первым прибывшим подразделением;
Зт - требуемая интенсивность тушения установленными огнетуш- щими средством.
Рис. 1.3. Плотность распределения площади пожара (р (5/7, О
Рис. 1.4. Математическое ожидание площади пожара
Вопросы получения оценок 5/7 (*) будут рассмотрены ниже в главе 4.
Следует отметить, что при решении вопросов выполнения целей «3» и «4» в работе учитываются также инженерные средства противопожарной защиты и организационно-технические мероприятия на основе получения и использования интегральных показателей пожарной опасности объектов (главы 2 и 3 работы).
Этот подход отвечает так называемому «гибкому» нормированию систем противопожарной защиты музейных объектов.
При этом целью принятия решений является обеспечение пожарной безопасности музеев, соответствующей требуемому уровню пожарной безопасности.
На рис. 1.5. представлена структура диссертационного исследования.
Выводы по 1-ой главе
До последнего времени в России отсутствовали методы комплексной оценки пожарной безопасности музейных объектов.
Сформулирована цель и задачи исследования, выполнение которых позволит получить количественные оценки безопасности (опасности) музеев, что обеспечит гибкий подход к выбору противопожарных мероприятий на объекте.
Установлены критерии, целевые функции и показатели, которые следует использовать для выбора систем противопожарной защиты в музеях.
Рис. 1.5. Структура диссертационного исследования
2. МЕТОД КОМПЛЕКСНОЙ ОЦЕНКИ ПОЖАРНОЙ БЕЗОПАСНОСТИ МУЗЕЙНЫХ ОБЪЕКТОВ
Изложенный ниже метод можно отнести к универсальным экспресс- методам оценки влияния различных по природе внешних и внутренних параметров, системы пожарной безопасности и самого объекта на его уровень пожарной безопасности [38,99-101]. При этом часть из них может контролироваться, а другие могут быть заданными априори.
Конечно, универсальность разработанного метода приводит к некоторой потери точности выводов. Причем, чрезмерное увеличение числа параметров (входных факторов) может приводить к снижению точности метода.
С другой стороны, представленный метод относится к классу иерархических процедур [13,14], которые в настоящее время достаточно часто применяются в научно-прикладных исследованиях.
Метод предназначен для оценки пожарной безопасности здания или группы зданий музея (всего музея).
Метод позволяет:
оценить текущее состояние пожарной безопасности музея;
оценить «нормативную» (потенциальную) пожарную безопасность, соответствующую выполнению всех требований противопожарных норм и правил;
ранжировать музейные объекты по уровню пожарной безопасности;
провести группировку музеев по уровню пожарной безопасности;
определить эффективные противопожарные мероприятия по повышению пожарной безопасности музейных объектов.
В разработке концептуальной части соответствующей методики принимали участие сотрудники ГУГПС МВД России Ю.В Логинов и В.В. Ставнов .
Разработанная методика может быть также использована для других объектов культуры: театров, архивов, библиотек. Поэтому, без потери общности ниже изложение основных положений методики приводится одновременно для всех указанных объектов культуры.
