Оценка устойчивости зданий и сооружений к воздействию ударной волны

Соору-	DРф, кПа
жения
Цех № 1		слабое разрушение		среднее разрушение	сильное разрушение	полное разрушение
Цех № 2		слабое разрушение		среднее разрушение	сильное разрушение	полное разрушение
Цех № 3		слабое разрушение		среднее разрушение		сильное разрушение
Цех № 4	слабое разрушение		среднее разрушение	сильное разрушение		полное разрушение
Цех № 5			слабое разрушение		среднее разрушение	сильное разрушение
Цех № 6		слабое разрушение		среднее разрушение		сильное разрушение
Цех № 7	слабое разрушение	среднее разрушение	сильное разрушение		полное разрушение

Критерием устойчивости объекта по ударной волне является средняя степень разрушения, при которой объект восстанавливается собственными силами предприятия. В приведенной табл. 5.3 средняя степень разрушения большинства элементов объекта наступает при избыточном давлении, равном 30 кПа. Этот показатель в данном случае и принимается за предел устойчивости по ударной волне объекта в целом, а устойчивость тех элементов, которые получают средние разрушения при меньшем _DР_ф, инженерными мероприятиями доводится до общеобъектовых значений.

При ядерных воздушных взрывах избыточное давление во фронте ударной волны можно определить по формуле (1.6), либо по следующей приближенной формуле

(5.5)

где q – тротиловый эквивалент ядерного взрыва, кг;

а - коэффициент, учитывающий долю энергии взрыва, расходуемую на образование ударной волны;

R – расстояние от центра взрыва, м.

Принимая = 30 кПа и задавшись тротиловым эквивалентом q предполагаемого ядерного взрыва, из формулы (5.5) можно определить расстояние R, в пределах которого возможны средние разрушения.

Устойчивость по световому излучению. Световое излучение может поражать людей находящихся на открытой местности и вызывать воспламенение горючих материалов, в результате чего при определенных условиях возникают пожары. Поражающие возможности светового излучения характеризуются величиной светового импульса U, кДж/м². При оценке устойчивости по световому импульсу элементов инженерно-технического объекта пользуются справочными таблицами (см. табл. 5.4 и 5.5.) и материалами в следующей последовательности:

1. Определяют значения светового импульса, при которых происходит возгорание элементов объекта.

2. Определяют расстояние от центра взрыва, на которых возникают эти импульсы для расчетного эквивалента ядерного заряда.

3. Определяют величины избыточного давления, на территории объекта, где возможны возгорания зданий и сооружений;

4. Сопоставляют степени поражения от ударной волны и светового излучения с целью определения фактора, дающего наибольшую долю поражения.

Если воздействие светового излучения на объект по своим поражающим возможностям превосходит избыточное давление ударной волны на расчётных расстояниях, то световое излучение учитывают, в обратном случае - нет.

Возникновение пожаров во многом зависит от степени разрушения зданий и сооружений ударной волной. Отдельные и сплошные пожары возможны только на тех предприятиях, здания и сооружения которых сохранились, т.е.

Таблица 5.4

Величины световых импульсов U, при которых может произойти

воспламенение горючих материалов

Материалы	U, кДж/м2
Деревянная обшивка зданий, толь кровельный Хлопчатобумажные драпировки и обивочный мебельный материал Шерстяные обивочные материалы, ковры и обивка сидений автомобилей Тенты из хлопчатобумажной парусины Тенты из прорезиненной парусины Сухая древесина, обтирочные материалы Обрывки бумаги, стружка	420-500 630-710 1260-1470 420-500 1050-1260 335-420 130-210

Таблица 5.5

Максимальные величины световых импульсов U, соответствующие

избыточным давлениям _DР_ф во фронте ударной волны на одинаковом расстоянии

от центра взрыва

DРф, кПа
U, кДж/м2

Примечание. Приведенные в таблице величины световых импульсов соответствуют условиям, наиболее способствующим образованию очагов воспламенения.

получили в основном слабые и средние разрушения. Если же они сильно или полностью разрушены, то в завалах возможно образование только отдельных очагов тления и горения горючих материалов, к которым имеется доступ воздуха. Нужно учитывать, что при повреждении зданий (разрушение, остекления, дверей и других непрочных конструкций) происходит более интенсивное развитие пожара, чем в неповрежденных зданиях.

Ориентировочно можно принимать, что возникновение и развитие пожара (а не тления или горения в завалах) в зданиях I, II и III степени огнестойкости возможно при световом импульсе 3800... 7150 кДж/м², а в зданиях IY и Y степеней - при 1300... 1700 кДж/м².

Устойчивость объекта при радиоактивном и химическом заражении. Во время войны с применением ядерного оружия практически любой экономический объект может оказаться в зоне радиоактивного заражения. Определить заранее вероятную радиационную обстановку и степень радиоактивного заражения того или иного объекта невозможно, поскольку они зависят не только от точности прогнозирования действий противника, но и от таких факторов, как скорость и направление ветра на различных высотах, характер грунта в центре ядерного взрыва и т.д. Поэтому моделирование уязвимости объекта при воздействии других поражающих факторов ядерного взрыва, производится для ряда возможных вариантов развития ситуации.

При проведении оценочных расчетов для большинства предприятий, основные сооружения которых находятся на поверхности земли, могут быть назначены следующие расчётные величины уровней радиации Р_о, на один час после взрыва: 100, 200, 300, 500, 700, 1000, 1500, 2000 и 3000 Р/ч. На некоторых объектах степень заражения может быть больше, но вероятность попадания объекта в зоны с уровнем более 3000 Р/ч во много раз меньше, чем в зоны с указанными выше уровнями. Конечная цель расчета по вариантам состоит в разработке мероприятий, которые, с одной стороны, обеспечивали бы безопасность людей и, с другой стороны, в минимальной степени влияли на снижение выпуска продукции на предприятии.

В качестве основных показателей, характеризующих уязвимость объекта при радиоактивном заражении, можно рассматривать возможное время продолжения функционирования элементов объекта в сложившейся обстановке и время вынужденного приостановления работы элементов с тем, чтобы не подвергнуть риску поражения рабочих и служащих. Кроме того, большое значение имеют допустимая доза облучения людей и коэффициент ослабления радиации в помещениях, где они находятся. Допустимая доза облучения в расчетах может назначаться меньше предельно допустимой величины на 25-50 %. Объясняется это тем, что если человек получит предельно допустимую дозу, то дальнейшее пребывание его в условиях радиоактивного заражения может быть ограничено или запрещено. Если же допустимая доза будет накапливаться человеком постепенно в течение более 4 суток, то это позволит ему при обоснованной соответствующими расчетами длительности рабочих смен в работе объекта более продолжительное время, вплоть до перевода предприятия на обычный режим работы после спада уровней радиации. Все расчеты сводятся в таблицу режима защиты рабочих, служащих и производственной деятельности объекта.

В настоящее время централизованно рассчитаны 8 типовых режимов радиационной защиты, 4 из которых предназначены для защиты рабочих и служащих. В основу каждого из них заложены исходные данные, характеризующие объект по защитным возможностям его зданий и защитных сооружений через коэффициенты ослабления уровней радиации. По этим показателям в процессе исследования устойчивости работы предприятия выбирается номер режима радиационной защиты для своего объекта. И при попадании предприятия в зону радиоактивного заражения руководствуются рекомендациями по времени нахождения людей в защитных сооружениях, времени начала и продолжительности работы смен и общего времени действия режима защиты, исходя из уровня радиации на территории объекта на 1 час после взрыва.

Химическое заражение создает особо опасную обстановку, которая вынуждает прекратить работу на объекте, принять меры к защите людей и ликвидации последствий заражения. При определении возможности работы объекта оценивают:

обеспеченность рабочих и служащих средствами защиты и их обученность в использовании этих средств;

подготовку производственных помещений к герметизации на случай заражения;

наличие и готовность убежищ с фильтровентиляционными агрегатами;

готовность системы оповещения рабочих и служащих;

наличие и готовность сил и средств для обеззараживания территории и элементов объекта.

Устойчивость объекта к воздействию вторичных поражающих факторов. К вторичным поражающим факторам относятся пожары, взрывы, загазованность, обвалы конструкций и т.п., возникающие в результате ядерного взрыва.

Масштабы поражающего действия этих факторов нередко могут превосходить разрушения и поражения непосредственно от поражающих факторов ядерного взрыва.

Для оценки устойчивости объекта к воздействию вторичных поражающих факторов нужно выявить все возможные причины их возникновения. Такими причинами могут быть:

внутренние - резервуары и ёмкости с легковоспламеняющимися горючими жидкостями, сильнодействующими ядовитыми веществами; склады взрывчатых веществ, взрывоопасные технологические установки; коммуникации газа, пара, воды, линии электропередач; легковоспламеняющиеся сооружения;

внешние - близлежащие химические, нефтеперерабатывающие заводы, нефтебазы и т.п.; холодильники с запасом аммиака; водопроводные станции с запасом жидкого хлора и аммиака; гидросооружения, водохранилища и т.д.

При оценке устойчивости объекта необходимо определить:

характер воздействия вторичных факторов на объект;

ожидаемый срок и продолжительность воздействия;

объем возможных разрушений и потерь;

меры защиты рабочих и служащих;

способы ликвидации последствий поражающего действия вторичных факторов.

Одно из наиболее эффективных мероприятий по ограничению ущерба от вторичных факторов - удаление пожаро- и взрывоопасных, а также сильнодействующих ядовитых веществ на безопасное расстояние от объекта. В тех случаях, когда осуществить это по условиям производства невозможно, следует свести к минимуму, необходимому для поддержания технологического процесса, количество указанных материалов на территории предприятия. Кроме того, можно усилить конструкцию ёмкостей, в которых хранятся эти вещества, обваловать их или заглубить.

Устойчивость объекта экономики при нарушении системы снабжения и производственных связей. Заблаговременно осуществленные мероприятия по материально-техническому обеспечению работы объекта во многом определяют возможность нормального его функционирования в условиях военного времени. К числу основных мероприятий могут быть отнесены следующие: сокращение до минимума имеющихся на объекте запасов материально-технических средств путем размещения их в загородной зоне; создание запасов материально-технических средств в загородной зоне - резервов оборудования, деталей строительных конструкций, строительных материалов, сырья, инструментов. При создании запасов сырья, полуфабрикатов, комплектующих изделий следует учитывать их уязвимость при ядерном взрыве. Некоторые виды сырья, топлива и оборудования обладают высокой сопротивляемостью при разрушении объекта, и их можно хранить частично непосредственно на территории предприятия.

Подготовка к восстановлению объекта. Заблаговременная подготовка к восстановлению объекта в ходе войны имеет целью сокращение времени на проведение работ, направленных на возобновление функционирования предприятия после повреждения. Разработка плана восстановления объекта производится на основе анализа вариантов возможного повреждения объекта при ядерных взрывах с учётом поражающего действия вызываемых ими вторичных факторов. Чем больше рассмотрено и проанализировано таких вариантов, тем выше вероятность того, что один из них совпадёт с реальными условиями, в которых может оказаться объект во время войны.

По каждому варианту разрабатывается план восстановления объекта. В расчётах обычно исходят из возможностей осуществления восстановительных работ силами и средствами самого предприятия. Для этого прежде всего целесообразно планировать использование аварийно-спасательных формирований объекта.

Расчеты по восстановлению объекта при средних и особенно сильных его повреждениях весьма трудоемки. Зачастую они могут потребовать разработки специальных инженерных решений. Однако если они будут заблаговременно выполнены, то это во многом сократит сроки восстановления объекта.

Обеспечение устойчивого управления. Для обеспечения непрерывного производства предприятиями, продолжающими работу в военное время, в городах рекомендуется иметь защищенный пункт управления в убежище на территории объекта и запасной - в загородной зоне. Обеспечению чёткого и непрерывного управления объектом будет способствовать заблаговременная подготовка ведущих специалистов к взаимозаменяемости и организация круглосуточного дежурства руководящих работников предприятия.

Защита рабочих и служащих от оружия массового поражения. Наиболее эффективная защита рабочих и служащих на объектах, расположенных в зонах вероятного воздействия ядерных взрывов и не прекращающих работы в военное время, обеспечивается убежищами. Указанные предприятия обязаны иметь емкость защитных сооружений (убежищ) из расчета на наиболее многочисленную смену.

На объектах расположенных вне зоны вероятного воздействия поражающих факторов ядерного взрыва, т.е. в загородной зоне, вместо убежищ оборудуются ПРУ.

На основе результатов оценки степени устойчивости работы объекта разрабатывается план-график мероприятий, которые необходимо провести с целью повышения устойчивости предприятия во время войны (или при иных ЧС). Основная часть работ проводится в мирное время, но ряд мероприятий, главным образом, инженерно-технических планируют на угрожаемый период. Имеются ввиду мероприятия, отдача от которых может быть полезна только во время войны. При прочих равных условиях всегда следует стремиться устранить уязвимые места и в первую очередь решать задачи по защите рабочих и служащих, а также по удовлетворению энергетических и транспортных потребностей объекта, так как без этих видов обеспечения невозможно будет не только восстановить производство продукции во время войны, но и выполнить в короткие сроки спасательные и аварийные работы на объекте.