Различают четыре степени разрушения зданий и сооружений: полные, сильные, средние и слабые.

Тема 2. ЧРЕЗВЫЧАЙНЫЕ СИТУАЦИИ

2.1. Воздействие поражающих (негативных) факторов, характерных для ЧС, на человека.

Цель: Дать понятие о воздействии ударной волны, пожаров, ионизирующих излучений, вредных веществ и бактериологических (биологических) веществ на здания и сооружения, живые организмы.

Учебные вопросы:

1.Поражающие факторы, присущие ЧС.

2.Ударная волна: единицы измерения, воздействие на препятствие и на
живой организм.

3.Пожары, общие сведения. Основные параметры пожаров. Классификация.

4. Ионизирующие излучения. Виды и источники излучения. Дозы облучения. Лучевая болезнь и другие заболевания.

5.Вредные вещества. Классификация, агрегатное состояние. Действие
вредных веществ на живой организм. Предельно-допустимые концентрации
ВВ в окружающей среде.

6.Бактериологические (биологические) вещества.

Литература

1. Аварии и катастрофы. Предупреждение и ликвидация последствий. Книга 2 / Под редакцией В.А. Котляревского. М.: Изд-во АСВ, 2003.

2. Акимов В.А.. Воробьев Ю.Л., Фалеев М.И. Безопасность жизнедеятельности. Безопасность в чрезвычайных ситуациях природного и техногенного характера: Учебное пособие. М.: Высш. шк., 2006.

3.Атлас природных и техногенных опасностей и рисков чрезвычайных ситуаций. МЧС России. М.: ООО «Дизайн», 2007.

4. Баринов А.В. Чрезвычайные ситуации природного характера и защита от них. М.: ВЛАДОС-ПРЕСС, 2003.

5. Вишняков Я. Д. и др. Безопасность жизнедеятельности. Безопасность в

чрезвычайных ситуациях природного и техногенного характера: М.:

Издательский центр «Академия», 2008.

 

 

Вопрос 1. Ускорение темпов научно-технического прогресса, расширение масштабов производ­ственной деятельности с использованием сложных технических систем и опас­ных компонентов увеличивают риск их эксплуатации и создают реальную угрозу для здоровья и жизни людей, окружающей Среды, нормального функционирова­ния производства, способствуют возникновению ЧС в мирное время, связанных с авариями и катастрофами на объектах.

Несмотря на принимаемые в этом направлении меры, угроза аварий с опас­ными выбросами, пожаров и взрывов остается, что подтверждают аварии на Чер­нобыльской АЭС, на химических заводах в Бхопале (Индия), в Базеле (Швейца­рия), Ионаве (Литва), транспортные аварии в г. Арзамасе, Екатеринбурге (РФ), взрыв на газопроводе в Башкирии и т.д.

Возрастание негативных последствий ЧС, отмечаемое во всем мире, имеет место и на территории нашей страны, чему способствует множество причин.

На территории России эксплуатируется около 2300 объектов повышенной опасности. Аварии и катастрофы на них в среднем происходят один раз в 10-15 лет с ущербом более 2 млн. долларов, раз в 8 - 12 месяцев с ущербом до 1 млн. долларов и раз в 15 - 45 дней с ущербом до 100 тыс. долларов.

Основными объектами, на которые приходится большая часть ЧС, являются радиационно-, химически-, пожаро- и взрывоопасные объекты.

В стране эксплуатируется 11 АЭС, на которых функционирует 34 реактора общей мощностью 18213 Мвт. Только в 30-и километровой зоне вокруг действующих АЭС проживает более 1 млн. человек. Вследствие радиационных аварий происшедших в разные годы в Кыштыме на НПО “Маяк” и в Чернобыле в России к настоящему времени суммарная площадь зон радиоактивного загрязнения местности в пределах внешних границ зон жесткого контроля достигает 32 тысяч кв.км.

Другим источником опасности являются предприятия химической промышленности. В Российской Федерации находится более 1900 химически опасных объектов, расположенных в основном в девяти регионах (Московском, С.Петербургском, Нижегородском, Башкирском, Поволжском, Северо_Кавказском, Уральском, Кемеровском и Ангарском) с населением в зонах опасности около 39 млн человек. Наиболее опасная химическая обстановка складывается в Москве, Волгограде, Дзержинске, Иркутске, Самаре, Кемерово, Новосибирске, Омске, Перми, Уфе и Челябинске). Ежегодно в химических отраслях промышленности происходит около 1500 некатегорированных аварий, связанных с утечкой взрывоопасных и вредных продуктов с загораниями, взрывами и выбросами.

Большую потенциальную опасность на территории страны представляют нефте- и газопромыслы, а также трубопроводы: Уренгой-Помары-Ужгород, Уренгой-Покровск-Новомосковск, Саратов-Н.Новгород и др. Общая протяженность газопроводов более 300 тыс. км.

По территории 5 областей (Самарской, Саратовской, Томбовской, Воронежской и Белгородской) проходит аммиакопровод Тольятти - Одесса протяженностью 1252 км, который одновременно вмещает 125 тыс тонн сильнодействующего ядовитого вещества - аммиака.

Продолжают оставаться источником опасности железные дороги России, на которых ежегодно при перевозке опасных грузов фиксируется около 1000 аварийных происшествий и инцидентов.

Всего же на территории РФ ежегодно происходит по техногенным причинам более 1300 ЧС, в крупнейших из которых погибает около 1500 человек, а 25 тысяч человек являются пострадавшими в той или иной степени. Материальный ущерб от этих ЧС составляет более 1 млрд. долларов. Эти потери по данным РАН возрастают с каждым годом в среднем на 10%.

 

С каждым годом сохраняется общая тенденция роста числа аварий и катастроф, сопровож­дающихся ростом числа жертв и материальных потерь. Это объясняется возрас­танием использования громадных объемов потенциально опасного сырья, ус­ложнением технологических процессов и другими факторами. Не менее опасны и ЧС, возникающие в результате стихийных бедствий, при которых также воз­можны огромные человеческие жертвы и материальные потери. Как следствие аварий, катастроф и стихийных бедствий могут возникнуть взрывы, пожары, воздействие ударной волны, ионизирующих излучений, сильнодействующих ядовитых и других вредных веществ, появиться бактериологическое (биологиче­ское) заражение.

Рассмотрим воздействие поражающих факторов, характерных для ЧС на здания и сооружения, на живые организмы.

Наиболее частым и опасным поражающим фактором являются взрывы. Взрывы могут быть ядерных и обычных боеприпасов, твердых взрывчатых ве­ществ, газо-топливных, воздушно-пылевых и других смесей, горючих веществ и других материалов. Основным поражающим фактором любого взрыва является воздействие ударной волны.

 

Вопрос 2. Ударная волна. Ударная волна взрыва - область резкого сжатия среды, распространяющаяся во все стороны от места взрыва со сверхзвуковой скоростью. В зависимости от Среды распространения различают ударную волну воздушную, в воде или грунте. Источником ударной волны является высокое дав­ление в центре взрыва, достигающее миллионов атмосфер.

Ударная волна сопровождается резким скачком давления на передней ее границе (во фронте ударной волны), характеризующимся величиной избыточ­ного давления, т.е. давления, превышающего атмосферное и обозначается знаком ΔРф и измеряется в паскалях – "Па",

1 Па = 1,02· 10^-5 кг/см²; 1 кгс/см² = 100 000 Па = 100 кПа

Закономерность распространения ударной волны приведена на рис.2.1,

где Ро - величина нормального атмосферного давления.

Распространение ударной волны при взрыве

 

зона разряжения зона сжатия

 

Рис.2..1

 

На участке кривой "ed" происходит постепенный спад давления до значе­ний, меньших чем "Ро", а затем в точке "С" давление восстанавливается до "Ро". Возникают фазы сжатия и разряжения.

Ударная волна вызывает не только изменения давления, но и резкое изме­нение плотности и температуры воздуха, а также приводит в движение воздух, образуя скоростной напор, проявляющийся как ветер ураганной силы.

Скорост­ной напор выражается формулой:

 

где ΔРф- величина избыточного давления во фронте ударной волны, кг с/см²;

Ро- нормальное атмосферное давление (кг с/см²).

Избыточное давление во фронте ударной волны ΔРф при взрыве обычных взрывчатых веществ рассчитывают по формуле:

где q - тротиловьй эквивалент, в т;

R - расстояние от центра взрыва, в м;

а для ядерного воздушного взрыва по формуле:

ΔРф =3,7 ·в·

где в - коэффициент усиления отраженной волны;

а - коэффициент, учитывающий долю энергии взрыва, в процентах;

R - расстояние от центра взрыва, м.

Взаимодействие ударной волны с преградой. Решая вопросы устойчивости зданий и сооружений к воздействию ударной волны, мы имеем дело не просто с избыточным давлением, а с комплексом нагрузок, вызываемых отражением ударной волны от различных преград.

Характер взаимодействия ударной волны с преградой на пути ее распро­странения зависит не только от величины избыточного давления, но и от свойств преграды (сооружения), ее прочности, формы, размеров, положения относи­тельно направления действия ударной волны, от продолжительности действия нагрузки и от ряда других факторов.

Пока ударная волна движется, не встречая препятствий, она создает изме­няющуюся со временем нагрузку, равную избыточному давлению (ΔРф) в про­ходящей волне. При подходе к преграде волна отражается, происходит тормо­жение движущегося воздуха. Это приводит к динамическим нагрузкам на препят­ствие, значительно превышающим избыточное давление во фронте ударной волны (от 2-х до 8 раз), образуя давление отражения - Δ Ротр. В результате преграда испытывает удар огромной силы.

слайд 9 Величина давления отражения может быть рассчитана по формуле:

По мере движения волны избыточное давление отражения быстро падает до значения ΔРф, однако, пока ударная волна еще не полностью обтекла соору­жение, на передней стенке давление гораздо выше, чем на задней. Создается сдвигающая сила, называемая нагрузкой обтекания:

В этой формуле второе слагаемое соответствует величине скоростного на­пора, следовательно:

 

Таким образом, ударная волна создает на своем пути сложный комплекс нагрузок, достигающих значительных величин, вызывающих разрушение зданий и сооружений и поражение людей.

Различают четыре степени разрушения зданий и сооружений: полные, сильные, средние и слабые.

Полные разрушения характеризуются разрушением и обрушением всех или большей части стен, деформацией или обрушением перекрытий - восстанов­ление невозможно, (возникают при ΔРф > 0,5 кгс/см²).

Сильные разрушения характеризуются разрушением верхних этажей, части стен и перекрытий нижних этажей, использование помещений невозможно или нецелесообразно (возникают при ΔРф = 0,5 - 0,3 кгс/см²).

Средние разрушения характеризуются разрушением, главным образом, встроенных элементов, трещинами в стенах, обрушением чердачных перекры­тий, подвалы сохраняются, завалы не образуются - требуется капитальный ре­монт (возникают при ΔРф = 0,3 - 0,22 кгс/см²).

Слабые разрушения характеризуются разрушением оконных и дверных заполнений, легких перегородок, появлением трещин в стенах верхних этажей -восстановление возможно путем капитального ремонта (возникают при ΔРф = 0,2-0,1 кгс/см²).

Границы названных зон разрушений, т.е. зон полных, сильных, средних, и слабых разрушений характеризуются соответствующими радиусами, которые в зависимости от вида и мощности взрыва определяют по соответствующим спра­вочникам.

Воздействия ударной волны на людей. При воздействии ударной волны на незащищенного человека наблюдается прямое (непосредственное) и косвенное воздействие. Прямое действие оказывает избыточное давление во фронте удар­ной волны (ΔРф). В результате мгновенного повышения давления и сжатия чело­века со всех сторон, организм человека испытывает резкий удар. Прямым дейст­вием обладает также скоростной напор (Δ Рск), способный отбросить человека и причинить травмы. Косвенное поражающее действие вызывают летящие облом­ки разрушенных зданий и различных предметов, осколки стекол и т.п.

В результате воздействия ударной волны, на незащищенного человека, мо­гут возникать травмы. По тяжести их подразделяют на легкие, средние, тяжелые и крайне тяжелые.

Легкие травмы, возникающие при ΔРф = 0,2 - 0,4 кгс/см² (20 - 40 кПа), характеризуются ушибами, вывихами, временной потерей слуха, общей контузи­ей.

Средние - при Δ Рф = 0,4 - 0,6 кгс/см² (40-60 кПа) - характеризуется поте­рей сознания на короткое время, временной потерей слуха, кровотечением из но­са и ушей, вывихами конечностей, сильными контузиями всего организма.

Тяжелые - при Δ Рф - 0,6-1,0 кг с/см² (60-100 кПа) - характеризуется тя­желыми контузиями всего организма, тяжелыми переломами конечностей и сильным кровотечением из носа и ушей.

Крайне тяжелые - при Δ Рф (100 кПа) - характеризуется силь­ным повреждением внутренних органов, могущими привести к смертельному ис­ходу.

Вопрос 3. Пожары.

Пожары - стихийные бедствия, возникающие в резуль­тате самовозгорания, разряда молнии, производственных аварий, при нарушении правил техники безопасности и по другим причинам. Пожары уничтожают зда­ния, сооружения, оборудование и другие материальные ценности, при невозможности выйти из зоны пожара, от ожогов различной степени или от отравления продуктами сгорания происходит поражение и гибель людей и животных.