Перейти на Sec.Ru
Рейтинг@Mail.ru

12 декабря 2012

Расчет пожарного риска и теория вероятности

Статья опубликована в журнале "Системы безопасности" №4, 2012

Игорь Неплохов
Технический директор по ПС компании ADT/Tyco, к.т.н
.

В последние годы нормативная база в области пожарной безопасности претерпела коренные изменения. Федеральный закон № 123 "Технический регламент о требованиях пожарной безопасности" ввел понятие индивидуального пожарного риска, который может привести к гибели человека в результате воздействия опасных факторов пожара. Величина риска рассчитывается по теории вероятности, зависит от множества факторов и в значительной степени определяется надежностью и эффективностью систем пожарной автоматики

За рубежом снижение стоимости страховки при уменьшении величины пожарных рисков стимулирует использование наиболее эффективных систем противопожарной защиты. Благодаря этому экономическому рычагу наибольшее распространение на Западе получили адресно-аналоговые системы, которые используются не только на крупных и средних объектах, но даже и на сравнительно небольших, где количество адресно-аналоговых извещателей, адресных ручных извещателей, модулей и сирен в сумме не превышает 125 устройств. Но у нас подзаконные акты свели на нет все преимущества нового подхода в плане продвижения более эффективных систем пожарной автоматики. После изменений, внесенных в Методику определения пожарного риска приказом МЧС России от 12.12.2011 г. № 749, вероятность работоспособности пожарной автоматики вообще перестала учитываться при расчете пожарного риска. Вероятности работоспособности противопожарных систем были заменены коэффициентами, величины которых при их соответствии нормативным требованиям являются фиксированными и уже не зависят от типа системы, от вероятности выполнения функций и даже от включения или выключения систем. Тем самым по новой методике стало невозможно снизить величину пожарного риска за счет использования более эффективных и надежных систем пожарной автоматики.

Соответственно экономические рычаги, направленные на повышение реального уровня пожарной защиты, к сожалению, так и не появились. Причем в Техническом регламенте "О требованиях пожарной безопасности" в ст. 79 и 93 указано: "Риск гибели людей в результате воздействия опасных факторов пожара должен определяться с учетом функционирования систем обеспечения пожарной безопасности зданий и сооружений", а по новой версии методики расчета риска вероятность функционирования систем пожарной автоматики не учитывается.

Требования Технического регламента

В соответствии с требованиями, изложенными в ст. 79 и 93 величина индивидуального пожарного риска гибели человека в зданиях и сооружениях не должна превышать одной миллионной в год, причем риск гибели людей в результате воздействия опасных факторов пожара должен определяться с учетом функционирования систем обеспечения пожарной безопасности. Но, с другой стороны, в соответствии со ст. 6 безопасность объекта защиты считается обеспеченной при выполнении обязательных требований пожарной безопасности, установленных техническими регламентами, принятыми в соответствии с Федеральным законом "О техническом регулировании", и требований нормативных документов по пожарной безопасности, - расчет пожарного риска в этом случае не требуется.

Значит ли это, что выполнение норм обеспечивает величину индивидуального пожарного риска менее одной миллионной в год независимо от работоспособности пожарной автоматики? Но ведь требования к техническим средствам пожарной автоматики при введении Технического регламента практически не изменились. Требования по надежности пожарных извещателей, ППКП и ППУ перешли в ГОСТ Р53325-2009 из НПБ конца прошлого века без каких-либо изменений. Работоспособность извещателей в процессе эксплуатации в части сохранения технических характеристик все так же не контролируется, требования по защите от помех остались на прежнем низком уровне, что определяет высокий уровень ложных тревог и отключение извещателей или всей системы целиком. В целом требования к средствам пожарной автоматики остаются предельно низкие, что определяет возможность выпуска продукции, не соответствующей современным условиям эксплуатации.

Условные вероятности

В первом варианте методики, приведенной в приложении к приказу МЧС России от 30.06.2009 № 382, вероятность эффективной работы системы противопожарной защиты РПЗ, направленной на обеспечение безопасной эвакуации людей при пожаре, определялась по формуле:

РПЗ= 1 - (1 - RобнRСОУЭ)(1 - RобнRПДЗ),    (1)

где Rобн - вероятность эффективного срабатывания системы пожарной сигнализации;
RСОУЭ - условная вероятность эффективного срабатывания системы оповещения людей о пожаре и управления эвакуацией людей в случае эффективного срабатывания системы пожарной сигнализации;
RПДЗ - условная вероятность эффективного срабатывания системы противодымной защиты в случае эффективного срабатывания системы пожарной сигнализации.

Очевидно, что при неработающей системе пожарной сигнализации не произойдет ни включения системы оповещения людей о пожаре, ни включения системы противодымной защиты (рис. 1). Поэтому вероятности RСОУЭ и RПДЗ определены как условные. Вероятность обнаружения очага Rобн определялась надежностью элементов системы пожарной сигнализации, приведенной в технической документации, а при ее отсутствии допускалось принимать Rобн = 0,8.


Рис. 1 Структура системы противопожарной защиты

Те же самые указания и допущения относительно величин RСОУЭ и RПДЗ были приведены в другом разделе и уже без упоминания об условных вероятностях:

"Значение параметра RСОУЭ для данного технического решения определяется технической надежностью элементов системы оповещения людей о пожаре и управлением эвакуации людей, приводимых в технической документации. При отсутствии сведений по параметрам технической надежности допускается принимать RСОУЭ = 0,8.
Значение параметра RПДЗ для данного технического решения определяется технической надежностью элементов автоматики управления противодымной защитой, а также технической надежностью элементов противодымной защиты, приводимой в технической документации. При отсутствии сведений по параметрам технической надежности допускается принимать RПДЗ = 0,8».

Но если выражение (1) справедливо для условных вероятностей RСОУЭ и RПДЗ, то в случае использования безусловных вероятностей работоспособности систем получается завышенная оценка, которая соответствует суммарной надежности двух отдельных систем пожарной сигнализации, одна из которых используется для запуска СОУЭ, а другая - для запуска дымозащиты.

Причем из выражения (1) следует, что безопасная эвакуация людей обеспечивается не только при одновременном включении СОУЭ и ПДЗ, но и при включении только CОУЭ, без запуска дымозащиты, и даже при включении только дымоудаления, без включения оповещения о пожаре. При сохранении данной предпосылки величину вероятности эффективной работы системы противопожарной защиты РПЗ при использовании безусловных вероятностей функционирования RСОУЭ и RПДЗ можно вычислить по формуле:

РПЗ= Rобн[1 - (1 - RСОУЭ)(1 - RПДЗ)] .                 (2)

В выражении (2) в круглых скобках вычисляются вероятности отказа СОУЭ и ПДЗ, при RСОУЭ = RПЗД = 0,8 вероятность отказа каждой системы равна 0,2. Их произведение дает вероятность отказа одновременно обеих систем, которая равна 0,2 х 0,2 = 0,04. Вычитая это значение из единицы, получим вероятность работы хотя бы одной из систем: 1 – 0,04 = 0,96. Далее, умножив эту величину на вероятность обнаружения пожара системой пожарной сигнализацией, получим вероятность эффективной работы системы противопожарной защиты, в данном случае равную RПЗ = 0,8 х 0,96 = 0,768. Эта величина получилась довольно высокой только из-за того, что включение дымоудаления при неработающей СОУЭ и наоборот считается достаточным для безопасной эвакуации людей.
Если безопасная эвакуация людей при пожаре может быть обеспечена без включения дымоудаления, то должны быть одновременно работоспособны пожарная сигнализация и система оповещения о пожаре:

РПЗ= RобнRСОУЭ.     (3)

И из этого выражения получаем RПЗ = 0,8 х 0,8 = 0,64.
А если для эвакуации людей в обязательном порядке требуется, кроме оповещения, включение дымоудаления, то все три системы должны быть работоспособны, и в предположении независимости их отказов получим весьма простое выражение:

РПЗ= RобнRСОУЭRПДЗ.                 (4)

И при Rобн = RСОУЭ = RПЗД = 0,8 величина вероятности эффективной работы системы противопожарной защиты примерно равна 50%: RПЗ = 0,8 х 0,8 х0,8 = 0,512.
А если подставить эти же значения Rобн = RСОУЭ = RПЗД = 0,8 в выражение (1), приведенное в методике, получим завышенную вероятность безопасной эвакуации людей при пожаре, равную РПЗ = 0,87, при вероятности обнаружения пожара, равной 0,8.
По данным ФГУ ВНИИПО МЧС России, реальная эффективность работы установок пожарной сигнализации при пожарах еще ниже:

  • в 2010 г. - из 981 установки при пожаре задачу выполнили только 703, то есть сработали с вероятностью ниже 0,72! Из оставшихся 278 установок 206 не сработали, 3 не выполнили задачу (в сумме 21,3%) и еще 69 (7%) вообще не были включены;
  • в 2009 г. было еще хуже - из 1021 установки задачу выполнили только 687, с вероятностью 0,67! По остальным 334 установкам: 207 не сработали, 3 не выполнили задачу (в сумме 20,6%) и 124 (12,1%) не были включены.
Что означает вероятность эффективного срабатывания системы пожарной сигнализации на уровне 0,7-0,8? Это значит, что на 20-30 объектах из 100 пожарная сигнализация находится в нерабочем состоянии, либо на всех объектах в течение 20-30% времени (примерно 2,5-3,5 месяца в году), либо 20-30% пожарных шлейфов постоянно отключены. Если основной вклад в отсутствие работоспособности вносят ненадежные пожарные извещатели, то для обеспечения вероятности обнаружения пожара на уровне 0,7-0,8 с учетом их резервирования примерно половина извещателей должна быть неисправна.

С другой стороны, современное качественное оборудование имеет значительно более высокие характеристики по надежности. Зарубежные средства пожарной автоматики, разработанные по жестким европейским стандартам серии EN 54 и сертифицированные в крупнейших европейских сертификационных центрах, даже при установке по одному извещателю в помещении обеспечивают вероятность эффективного срабатывания, близкую к 1. Причем высокая надежность зарубежных извещателей подтверждается при сертификации по стандарту IEC 61508. Естественно, использование более эффективного и надежного оборудования позволяет значительно снизить пожарный риск. Но с конца 2011 г. эффективность пожарной автоматики в методике, как ни странно, просто перестала учитываться!

"Безусловные" коэффициенты

В конце 2011 г. приказом МЧС России от 12.12.11 № 749 были утверждены "Изменения, вносимые в Методику определения расчетных величин пожарного риска в зданиях, сооружениях и строениях различных классов функциональной пожарной опасности, утвержденную приказом МЧС России от 30.06.2009 № 382".
Теперь величина индивидуального пожарного риска определяется не исходя из вероятности эффективной работы системы противопожарной защиты RПЗ, а по коэффициенту KПЗ, учитывающему соответствие системы противопожарной защиты, направленной на обеспечение безопасной эвакуации людей при пожаре, требованиям нормативных документов по пожарной безопасности. В исходном выражении (1) условные вероятности заменены на "безусловные" коэффициенты:

КПЗ= 1 - (1 - КобнКСОУЭ)(1 - КобнКПДЗ),      (5)

где Kобн - коэффициент, учитывающий соответствие системы пожарной сигнализации требованиям нормативных документов по пожарной безопасности;
KСОУЭ - коэффициент, учитывающий соответствие системы оповещения людей о пожаре и управления эвакуацией людей требованиям нормативных документов по пожарной безопасности;
KПДЗ - коэффициент, учитывающий соответствие системы противодымной защиты требованиям нормативных документов по пожарной безопасности.
Вот как стало просто - никаких условных и безусловных вероятностей работоспособности, одни коэффициенты, учитывающие выполнение норм. Еще интереснее определение оценки параметров Kобн, KСОУЭ и KПДЗ. Значения коэффициентов принимаются равными 0,8, если здание оборудовано системой пожарной сигнализации, СОУЭ и ПДЗ в соответствии с требованиями нормативных документов по пожарной безопасности либо оборудование данной системой не требуется по нормативным документам.

Таким образом, при соблюдении нормативных требований величина коэффициента KПЗ будет иметь наибольшую величину, равную 0,8704. Если не соответствует нормам одна из систем - или СОУЭ, или ПДЗ, - величина KПЗ снизится до 0,64. В случае если система пожарной сигнализации не соответствует нормам, либо одновременно СОУЭ и ПДЗ не соответствуют нормам, либо все три системы не соответствуют нормам, то KПЗ = 0.

Следовательно, независимо от надежности и эффективности систем максимальное значение коэффициента KПЗ будет равно 0,8704. Однако выполнение норм не гарантирует не только эффективную работу систем пожарной безопасности, но и просто их работу. Непонятно, чем руководствовались разработчики изменений, но их содержание очевидно противоречит требованиям Технического регламента "О требованиях пожарной безопасности", по которым риск гибели людей в результате воздействия опасных факторов пожара должен определяться с учетом функционирования систем обеспечения пожарной безопасности зданий и сооружений (ст. 79 и 93), а коэффициенты соответствия этих систем требованиям нормативных документов по пожарной безопасности совершенно этого не учитывают.

Safety Integrity Level - SIL

Данное развитие методики с заменой вероятностей на постоянные коэффициенты по меньшей мере странно, так как полностью противоречит введенному в действие около 5 лет назад ГОСТ Р МЭК 61508 "Функциональная безопасность систем электрических, электронных, программируемых электронных, связанных с безопасностью" в нескольких частях, тексты которых аутентичны международному стандарту IEC 61508 Functional Safety of Electrical/Electronic/Programmable Electronic Safety-Related Systems 1998 г. Во введении ГОСТ Р МЭК 61508  отмечается: "Настоящий стандарт устанавливает общий подход к вопросам обеспечения безопасности для всего жизненного цикла систем, состоящих из электрических и/или электронных и/или программируемых электронных компонентов [электрических/электронных/программируемых электронных систем (E/E/PES)], которые используются для выполнения функций безопасности. Этот унифицированный подход был принят для того, чтобы разработать рациональную и последовательную техническую концепцию для всех электрических систем, связанных с безопасностью. Основной целью при этом является содействие разработке стандартов".

Поскольку система пожарной сигнализации относится к функции безопасности, работающей "в режиме высокой интенсивности запросов или в режиме непрерывных запросов", то вероятность опасных отказов в час на уровне полноты безопасности 1 (Safety Integrity Level -- SIL) должна быть в пределах >10-6 - < 10-5, на уровне полноты безопасности 2 -- в пределах >10-7 - < 10-6, на уровне полноты безопасности 3 -- в пределах >10-8 - < 10-7, на уровне полноты безопасности 4 -- в пределах >10-9 - < 10-8 (табл. 3 ГОСТ Р МЭК 61508-1).

В табл. В.6 ГОСТ "Эффективность методов и средств для предотвращения систематических ошибок" в качестве одного из методов указаны полевые испытания с низкой эффективностью: "10 000 ч эксплуатации; по крайней мере один год эксплуатации как минимум десяти устройств в различных применениях; статистическая точность 95%; отсутствие каких-либо критических отказов безопасности", а с высокой эффективностью: "10 млн. часов эксплуатации; по крайней мере два года эксплуатации, как минимум 10 устройств в различных применениях; статистическая точность 99,9%; подробная документация всех изменений (включая мельчайшие) в период прошлой эксплуатации".
За рубежом системы противопожарной безопасности и пожарные извещатели проходят сертификацию по стандарту IEC 61508. На рис. 2 в качестве примера приведен сертификат на адресно-аналоговые извещатели серии 830/850. Как указано в сертификате, они соответствуют уровню полноты безопасности 2 (SIL 2) по стандарту IEC 61508.


Рис. 2 Сертификат на адресно-аналоговые извещатели серии 830/850
по стандарту IEC 61508

Каковы приоритеты?

По данным ДНД МЧС России, в 2011 г. было зарегистрировано 168 205 пожаров, на которых погибли 11 962 человека из 143 млн. человек, таким образом, риск погибнуть при пожаре равняется 11 962: 143 000 000 = 83,65х10-6. Следовательно, с учетом времени нахождения людей в зданиях величина индивидуального риска более чем в 100 раз превышает требуемую по Техническому регламенту величину 1/1 000 000.

В 2011 г. причинен прямой материальный ущерб в размере 16 882,3 млн. руб., что на 15,9% превышает ущерб от пожаров в 2010 г. При этом, по данным ФГУ ВНИИПО МЧС России, в 2009 г. из 78 установок пожаротушения при пожарах задачу выполнили только 20, не выполнили 37, не сработали 10, были выключены 11. Так, вероятность эффективного срабатывания равна 20/78 = 0,256! В 2010 г. из 64 установок пожаротушения задачу выполнили только 22 не выполнили 23, не сработали 13, были выключены 6, вероятность эффективного срабатывания равна 22/64 = 0,344. Несмотря на эту статистику, в методике вероятность эффективного срабатывания АУПТ и коэффициент, учитывающий соответствие АУП требованиям нормативных документов по пожарной безопасности  принимается равным 0,9?!

Но пожару, как известно, все равно, пожар не обращает внимания ни на назначенные вероятности эффективной работы АУПТ, в 3 раза превышающие среднестатистические, ни на соответствие нормам неработающих систем пожарной автоматики. Защита от пожара - современная, надежная, работающая пожарная автоматика, использование которой, к сожалению, у нас не имеет никаких приоритетов.

Просмотров: 5027

Ваши комментарии:

Для того, чтобы оставлять коментарии, Вам нужно авторизоваться на Sec.Ru. Если У Вас еще нет аккаунта, пройдите процедуру регистрации.


Автор

Информация

  • Снимай крутую видеорекламу - выкладывай на Sec.Ru!

    Рекламный ролик - один из самых эффективных способов донесения информации. И он отлично подходит для рекламирования любой продукции, в т.ч. и продукции рынка систем безопасности.
    Поэтому редакция Портала решила составить свой рейтинг лучших рекламных видеороликов. Все они разные и все чем-то покоряют: красотой, задумкой, стилем съемки, посылом, необычным финалом.
    Некоторые из них язык не повернется назвать иначе как шедевром короткого метра. Смотрим, наслаждаемся, делаем заметки, учимся творить рекламу правильно.
    Если Вы хотите выложить видеоролик о своей продукции на Sec.Ru, пишите о своем желании на adv@sec.ru!

    Картинка: Jpg, 100x150, 16,47 Кбайт

    Мотор!

Отраслевые СМИ

Все права защищены 2002 – 2018
Rambler's Top100 �������@Mail.ru