3.2. Допускается уровень обеспечения безопасности людей в зданиях (сооружениях) оценивать по вероятности Qв, в одном или нескольких помещениях, наиболее удаленный от выходов в безопасную зону (например верхние этажи многоэтажных зданий).
ПРИЛОЖЕНИЕ 3
Обязательное
МЕТОД ОПРЕДЕЛЕНИЯ ВЕРОЯТНОСТИ ВОЗНИКНОВЕНИЯ ПОЖАРА
(ВЗРЫВА) В ПОЖАРОВЗРЫВООПАСНОМ ОБЪЕКТЕ
Настоящий метод устанавливает порядок расчета вероятности возникновения пожара (взрыва) в объекте и изделии.
1. Сущность метода
1.1. Вероятность возникновения пожара (взрыва) в пожаровзрывоопасном объекте определяют на этапах его проектирования, строительства и эксплуатации.
1.2. Для расчета вероятности возникновения пожара (взрыва) на действующих или строящихся объектах необходимо располагать статистическими данными о времени существования различных пожаровзрывоопасных событий. Вероятность возникновения пожара (взрыва) в проектируемых объектах определяют на основе показателей надежности элементов объекта, позволяющих рассчитывать вероятность производственного оборудования, систем контроля и управления, а также других устройств, составляющих объект, которые приводят к реализации различных пожаровзрывоопасных событий.
Под пожаровзрывоопасными понимают события, реализация которых приводит к образованию горючей среды и появлению источника зажигания.
1.3. Численные значения необходимых для расчетов вероятности возникновения пожара (взрыва) показателей надежности различных технологических аппаратов, систем управления, контроля, связи и тому подобных, используемых при проектировании объекта, или исходные данные для их расчета выбирают в соответствии с ГОСТ 2.106, ГОСТ 2.118, ГОСТ 2.119, ГОСТ 2.120, ГОСТ 15.001, из нормативно-технической документации, стандартов и паспортов на элементы объекта. Необходимые сведения могут быть получены в результате сбора и обработки статистических данных об отказах анализируемых элементов в условиях эксплуатации.
Сбор необходимых статистических данных проводят по единой программе, входящей в состав настоящего метода.
1.4. Пожаровзрывоопасность любого объекта определяется пожаровзрывоопасностью его составных частей (технологических аппаратов, установок, помещений). Вероятность возникновения пожара (взрыва) в объекте в течение года Q (ПЗ) вычисляют по формуле
(36)
где Qi (ПП) — вероятность возникновения пожара в i-м помещении объекта в течение года;
n — количество помещений в объекте.
1.5. Возникновение пожара (взрыва) в любом из помещений объекта (событие ПП) обусловлено возникновением пожара (взрыва) или в одном из технологических аппаратов, находящихся в этом помещении (событие ПТАj,), или непосредственно в объеме исследуемого помещения (событие ПОi). Вероятность Qi (ПП) вычисляют по формуле
(37)
где Qj (ПТА) — вероятность возникновения пожара в j-м технологическом аппарате i-го помещения в течение года;
Qi (ПО) — вероятность возникновения пожара в объеме i-го помещения в течение года;
m — количество технологических аппаратов в i-м помещении.
1.6. Возникновение пожара (взрыва) в любом из технологических аппаратов (событие ПТАj) или непосредственно в объеме помещения (событие ПОi), обусловлено совместным образованием горючей среды (событие ГС) в рассматриваемом элементе объекта и появлением в этой среде источника зажигания (событие ИЗ). Вероятность (Qi (ПО)) или (Qj (ПТА)) возникновения пожара в рассматриваемом элементе объекта равна вероятности объединения (суммы) всех возможных попарных пересечений (произведений) случайных событий образования горючих сред и появления источников зажиганий
(38)
где К — количество видов горючих веществ;
N — количество источников зажигания;
ГСk — событие образования k-й горючей среды;
ИЗn — событие появления n-го источника зажигания;
∩— специальный символ пересечения (произведения) событий;
∪ — специальный символ объединения (суммы) событий.
Вероятность (Qi (ПО)) или (Qj (ПТА)) вычисляют по аппроксимирующей формуле
(39)
где Qi (ГСk) — вероятность появления в i-м элементе объекта k-й горючей среды в течение года;
Qi (ИЗn/ГСk) — условная вероятность появления в i-м элементе объекта n-го источника зажигания, способного воспламенить k-ую горючую среду.
2. Расчет вероятности образования горючей среды
2.1. Образование горючей среды (событие ГСk в рассматриваемом элементе объекта обусловлено совместным появлением в нем достаточного количества горючего вещества или материала (событие ГВ) и окислителя (событие ОК) с учетом параметров состояния (температуры, давления и т. д.). Вероятность образования k-й горючей среды (Qi (ГСk)) для случая независимости событий ГВ и ОК вычисляют по формуле
(40)
где Qi (ГВl) — вероятность появления достаточного для образования горючей среды количества l-го горючего вещества в i-м элементе объекта в течение года;
Qi (ОКm) — вероятность появления достаточного для образования горючей среды количества m-го окислителя в i-м элементе объекта в течение года;
k, l, m— порядковые номера горючей среды, горючего вещества и окислителя.
2.2. Появление в рассматриваемом элементе объекта горючего вещества k-го вида является следствием реализации любой из αn причин. Вероятность Qi (ГВk) вычисляют по формуле
(41)
где Qi (αn) — вероятность реализации любой из αn причин, приведенных ниже;
Qi (α1) — вероятность постоянного присутствия в i-м элементе объекта горючего вещества k-го вида;
Qi (α2) — вероятность разгерметизации аппаратов или коммуникаций с горючим веществом, расположенных в i-м элементе объекта;
Qi (α3) — вероятность образования горючего вещества в результате химической реакции в i-м элементе объекта;
Qi (α4) — вероятность снижения концентрации флегматизатора в горючем газе, паре, жидкости или аэровзвеси i-го элемента объекта ниже минимально допустимой;
Qi (α5) — вероятность нарушения периодичности очистки i-го элемента объекта от горючих отходов, отложений пыли, пуха и т. д.;
z — количество αn причин, характерных для i -го объекта;
п — порядковый номер причины.
2.3. На действующих и строящихся объектах вероятность (Qi (αn) реализации в i-м элементе объекта αn причины, приводящей к появлению k-го горючего вещества, вычисляют на основе статистических данных о времени существования этой причины по формуле
(42)
где Кσ — коэффициент безопасности, определение которого изложено в разд. 4;
τр — анализируемый период времени, мин;
m — количество реализаций αn причины в i-м элементе объекта за анализируемый период времени;
τj — время существования αn причины появления k-го вида горючего вещества при j-й реализации в течение анализируемого периода времени, мин.
Общие требования к программе сбора и обработки статистических данных излажены в разд. 4.
2.4. В проектируемых элементах объекта вероятность (Qi (αn)) вычисляют для периода нормальной эксплуатации элемента, как вероятность отказа технических устройств (изделий), обеспечивающих невозможность реализации αn, причин, по формуле
(43)
где Pi (αn) — вероятность безотказной работы производственного оборудования (изделия), исключающего возможность реализации αn причины;
λ — интенсивность отказов производственного оборудования (изделия), исключающего возможность реализации αn причины, ч-1;
τ — общее время работы оборудования (изделия) за анализируемый период времени, ч.
2.5. Данные о надежности оборудования (изделия) приведены в нормативно-технических документах, стандартах и паспортах. Интенсивность отказов элементов, приборов и аппаратов приведена в разд. 5.
2.6. При отсутствии сведений о параметрах надежности анализируемого оборудования (изделия), последние определяют расчетным путем на основе статистических данных об отказах этого оборудования (изделия).
2.7. Появление в i-м элементе объекта k вида окислителя является следствием реализации любой из bn причин.
Вероятность (Qi (ОKk)) вычисляют по формуле
(44)
где Qi (bn) — вероятность реализации любой из bn причин, приведенных ниже;
Qi (b1) — вероятность того, что концентрация окислителя, подаваемого в смесь i-го элемента объекта, больше допустимой по горючести;
Qi (b2) — вероятность подсоса окислителя в i-й элемент с горючим веществом;
Qi (b3) — вероятность, постоянного присутствия окислителя в i-м элементе объекта;
Q (b4) — вероятность вскрытия i-го элемента объекта с горючим веществом без предварительного пропаривания (продувки инертным газом);
z — количество bn причин, характерных для i-го элемента объекта;
n — порядковый номер причины.
2.8. Вероятности (Qi (bn)) реализации событий, обуславливающих возможность появления окислителя k-го вида в опасном количестве, вычисляют для проектируемых элементов по формуле (43), а для строящихся и действующий элементов по формуле (42).
2.9. Вероятность (Qi (b2)) подсоса окислителя в аппарат с горючим веществом вычисляют как вероятность совместной реализации двух событий: нахождения аппарата под разрежением (событие S1) и разгерметизации аппарата (событие S2) по формуле
(45)
2.10. Вероятность (Qi (S1)) нахождения i-го элемента объекта под разрежением в общем случае вычисляют по формуле (42), принимают равное единице, если элемент во время работы находится под разрежением, и 0,5, если элемент с равной периодичностью находится под разрежением и давлением.
2.11. Вероятность (Qi (S2)) разгерметизации i-го элемента на разных стадиях его разработки и эксплуатации вычисляют по формуле (42 и 43).
2.12 При расчете вероятности образования в проектируемом элементе объекта горючей среды (Qi (ГС)), нарушения режимного характера не учитывают.
2.13. При необходимости учитывают и иные события, приводящие к образованию горючей среды.
3. Расчет вероятности появления источника зажигания (инициирования взрыва)
3.1. Появление n-го источника зажигания (инициирования взрыва) в анализируемом элементе объекта (событие ИЗn) обусловлено появлением в нем n-го энергетического (теплового) источника (событие ТИn) с параметрами, достаточными для воспламенения k-й горючей среды (событие Вnk). Вероятность (Qi (ИЗn/ГСk)) появления n-го источника зажигания в i-м элементе объекта вычисляют по формуле
(46)
где Qi (ТИп) — вероятность появления в i-м элементе объекта в течение года n-го энергетического (теплового) источника;
Qi (Bnk) — условная вероятность того, что воспламеняющая способность появившегося в i-м элементе объекта n-го энергетического (теплового) источника достаточна для зажигания k-й горючей среды, находящейся в этом элементе.
3.1.1. Разряд атмосферного электричества в анализируемом элементе объекта возможен или при поражении объекта молнией (событие C1), или при вторичном ее воздействии (событие C2), или при заносе в него высокого потенциала (событие С3).
Вероятность (Qi (ТИп)) разряда атмосферного электричества в i-м элементе объекта вычисляют по формуле
(47)
где Qi (Cn) - вероятность реализации любой из Сn причин, приведенных ниже;
Qi (C1) — вероятность поражения i-го элемента объекта молнией в течение года;
Qi (C2) — вероятность вторичного воздействия молнии на i-й элемент объекта в течение года;
Qi (С3) — вероятность заноса в i-й элемент объекта высокого потенциала в течение года;
n — порядковый номер причины.
3.1.2. Поражение i-го элемента объекта молнией возможно при совместной реализации двух событий — прямого удара молнии (событие t2) и отсутствия неисправности, неправильного конструктивного исполнения или отказа молниеотвода (событие t1). Вероятность (Qi (C1)) вычисляют по формуле
(48)
где Qi (t1) — вероятность отсутствия, неисправности, неправильного конструктивного исполнения или отказа молниеотвода, защищающего i-й элемент объекта;
Qi (t2) — вероятность прямого удара молнии в i-й элемент объекта в течение года.
3.1.3. Вероятность (Qi (t2)) прямого удара молнии в объект вычисляют по формуле
(49)
где Nу.м — число прямых ударов молнии в объект, за год;
τр — продолжительность периода наблюдения, год.
Для объектов прямоугольной формы
(50)
Для круглых объектов
(51)
где S — длина объекта, м;
L — ширина объекта, м;
H — наибольшая высота объекта, м;
R — радиус объекта, м;
ny — среднее число ударов молнии на 1 км2 земной поверхности выбирают из табл. 3.
Таблица 3
Продолжительность грозовой деятельности за год, ч | 20—40 | 40—60 | 60—80 | 80—100 и более |
Среднее число ударов молнии в год на 1 км2 | 3 | 6 | 9 | 12 |
3.1.4. Вероятность (Qi (t1)) принимают равной единице в случае отсутствия молниезащиты на объекте или наличия ошибок при ее проектировании и изготовлении.
Вывод о соответствии основных параметров молниеотвода требованиям, предъявляемым к молниезащите объектов 1, 2 и 3-й категорий делают на основании результатов проверочного расчета и детального обследования молниеотвода. Основные требования к молниеотводам объектов 1, 2 и 3-й категорий приведены в СН-305—77. При наличии молниезащиты вероятность (Qi (t1)) вычисляют по формуле
(52)
где Кσ — коэффициент безопасности, определение которого изложено в разд. 4;
τр - анализируемый период времени, мин;
τj — время существования неисправности молниеотвода при j-й ее реализации в течение года, мин;
