Сегмент рынка
Товары
События
Директор ООО «Интекран ТР» А.С. Ярыгин
Технический директор «MATAEL LTD» Д. Каткин
"Алгоритм безопасности" № 1 2010
С введением с 01.05.2009г. Федерального закона от 22 июля 2008 г. № 123-ФЗ «Технический регламент на системы пожарной безопасности» (далее ФЗ-123) основным критерием выбора оборудования для системы пожарной сигнализации и управления автоматикой (далее ПСУА) является степень влияния технической надежности элементов системы пожарной сигнализации на расчетные величины пожарного риска в зданиях, сооружениях и строениях различных классов функциональной пожарной опасности.
Основываясь на ФЗ-123 и расчетах, проведённых по методикам утверждённым МЧС России, нами сделаны следующие выводы:
Далее приводятся расчеты, доказывающие вышеуказанное:
Данный расчет сделан на двух примерах оборудования:
«ПС» - оборудование, соответствующее требованиям ФЗ-123 и ГОСТ Р в плане наработки на отказ (извещатели – 60000 часов, приборы приемно-контрольные – 30000-40000 часов). Для примера взят популярный недорогой адресно-аналоговый извещатель отечественного производства; «ПС-ВК» – оборудование, соответствующее требованиям ФЗ-123 и с расчетной наработкой на отказ 438000 часов на все элементы системы согласно стандарту MIL-HDBK-217F. Для примера взят высококачественный адресно-аналоговый извещатель импортного производства (обязательная сертификация по MIL-HDBK-217F согласно UL и NFPA72).
Количество извещателей выбрано среднее для общественных и коммерческих зданий.
В соответствии с методикой изложенной в приложении к Приказу МЧС России от 30.07.2009г. №382 «Об утверждении методики определения расчетных величин пожарного риска в зданиях, сооружениях и строениях различных классов функциональной пожарной опасности» расчетная величина индивидуального пожарного риска Qв в каждом здании рассчитывается по формуле:
Qв=Qп⋅(1–Rап)⋅Pпp⋅(1–Рэ)⋅(1–Pп.з), (2)
где Qп – частота возникновения пожара в здании в течение года, определяется на основании статистических данных;
Rап – вероятность эффективного срабатывания установок автоматического пожаротушения (далее – АУПТ);
Рпр – вероятность присутствия людей в здании;
Рэ – вероятность эвакуации людей;
Рп.з – вероятность эффективной работы системы противопожарной защиты, направленной на обеспечение безопасной эвакуации людей при пожаре.
В свою очередь вероятность эффективной работы системы противопожарной защиты Рпз, направленной на обеспечение безопасной эвакуации людей, рассчитывается по формуле:
РПЗ = 1− (1− Rобн ⋅ RСОУЭ ) ⋅ (1− Rобн ⋅ RПДЗ ) , (4)
где Rобн – вероятность эффективного срабатывания системы пожарной сигнализации. Значение параметра Rобн определяется технической надежностью элементов системы пожарной сигнализации, приводимых в технической документации и у низконадёжных приборов не может быть выше, чем у высоконадёжных. При отсутствии сведений по параметрам технической надежности допускается принимать Rобн = 0,8;
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 противодымовой защиты в случае эффективного срабатывания системы пожарной сигнализации.
Т.к. речь идет о вероятности эффективного срабатывания системы пожарной сигнализации, то будем рассматривать самую многочисленную составляющую системы – пожарные извещатели, установленные в определенном помещении (части помещения).
Для начала необходимо определить нормативный тип и нормативное количество пожарных извещателей в защищаемом помещении. В соответствии с п.3.4 Таблицы М1 Приложения М и п.13.1 статьи 13 Свода правил СП 5.13130.2009 основной тип пожарных извещателей – дымовой. В соответствии с п.13.3.3 статьи 13 и с п.14.2 статьи 14 Свода правил СП 5.13130.2009 допускается установка 1-го пожарного извещателя в защищаемом помещении.
Исходные данные для проведения расчетов
Оборудование | ПС | ПС-ВК |
Срок эксплуатации системы, лет | 10 | 10 |
Наработка на от- каз, час | 60 000 | 438 000 |
Расчет:
Полной характеристикой надежности системы длительного использования, учитывающей состояние системы, ее безотказность и восстанавливаемость является вероятность нормального функционирования (общая надежность).
Общая надежность определяется из формулы для полной вероятности сложного события:
PП (t) = P0 P (t) + (1 - P0 ) V (t) P(t-t), где
P0 = Kг —значение вероятности исправного состояния системы в начальный момент времени, численно равной коэффициенту готовности Кг;
P(t)=e -t/Tm - вероятность безотказной работы к заданному времени;
(1 - P0 ) —вероятность неисправного состояния системы к начальному моменту времени ее применения;
V (t) —вероятность восстановления (т. е. обнаружения, устранения отказа и проверки работоспособности системы за время t < t; V(t)=1 - e -t/Tв;
P(t-t) — вероятность безотказной работы системы за оставшееся время (t-t), которое считается достаточным для выполнения задачи.
Тm – время безотказной работы.
Тв – время восстановления системы. На практике обычно Тв<Тm и P0 -» 1, поэтому вторым слагаемым, обычно, можно пренебречь. Для упрощения расчетов считаем, что рассматриваемые системы находятся в одинаковых эксплуатационных условиях и Кг=1.
1) Интенсивность отказов:
λ=1/T0,
где λ – вероятность отказов, 1/ч;
T0 – наработка на отказ, часы.
2) Вероятность отказа за период времени работы:
Q=λ⋅t,
где λ – вероятность отказов, 1/ч;
t – длительность периода времени работы, ч.
3) Вероятность безотказной работы к заданному времени:
P=e-λ⋅t
Результаты расчетов сведены в таблицы №1 и 2
Для наглядности результаты расчетов приведены на графике Рис.1:
График наглядно показывает, что надежность оборудования ПС-ВК не опускается ниже уровня 0,8, установленного методикой, за все время эксплуатации (10 лет). А надежность оборудования ПС опускается ниже уровня 0,8 после 1-го года эксплуатации и концу 6-го года эксплуатации значение вероятности отказа становится выше единицы, то есть такая система требует замены части оборудования начиная с первого года эксплуатации, а полная замена должна произвестись на шестом году (с заменой приборов приемно-контрольных). Сопутствующее заключение:
Вывод: выбор оборудования для ПСУА при установке в защищаемом помещении 1-го пожарного извещателя за оборудованием ПС-ВК, т.к. оно обеспечивает необходимый уровень надежности за все время эксплуатации.
Рассмотрим возможности увеличения надежности оборудования ПС. Единственный путь это увеличение количества пожарных извещателей в защищаемом помещении по п.14.3. статьи 1 Свода правил СП 5.13130.2009. В этом случае применяем формулу:
PN=1-(1-P1)N (для нескольких приборов, параллельное включение)
Результаты расчетов для 2-х и 3-х извещателей сведены в таблицу №3.
Для наглядности результаты расчетов приведены на графике Рис.2:
Анализ полученных данных не в пользу оборудования ПС, т.к. при 2-х кратном увеличении извещателей надежность оборудования снижается ниже уровня 0,8 после 3-х лет эксплуатации, а при 3-х кратном увеличении извещателей надежность оборудования снижается ниже уровня 0,8 после 5-ти лет эксплуатации.
При этом необходимо учитывать и экономические составляющие обоснования выбора – затраты на создание системы, затраты на техническое обслуживание системы и затраты на ремонт системы.
Совершенно очевидно, что более надежное (т.е. технически совершеннее) оборудование имеет более высокие стоимостные показатели, и система на низконадежном оборудовании будет в 2… 2,5 раза дешевле в момент покупки оборудования. Однако при 2-х кратном увеличении извещателей в низконадежной системе стоимость систем сравняется, а при 3-х кратном увеличении низконадежная система станет дороже примерно на 40…45%, так и не достигнув требуемого показателя надежности, т.е. затраты на ее создание неэффективны.
Стоимость затрат на техническое обслуживание систем с одинаковым количеством извещателей и прочего оборудования для низконадежной системы в полтора-два раза выше высоконадежной системы так как придётся часто менять оборудование на новое. Но с ростом количества извещателей в 2 или 3 раза для низконадежной системы пропорционально вырастут затраты на обслуживание.
Для затрат на ремонт/замену (для пожарных извещателей) можно сделать стоимостную оценку.
Зр = N*Q*C, где
N – общее количество извещателей системы;
Q – вероятность отказа за период работы;
С – стоимость извещателя.
Результаты расчетов сведены в таблицу №4.
Для наглядности результаты расчетов приведены на графике Рис.3:
Из анализа расчетов следует, что высоконадежное оборудование позволяет снизить эксплуатационные расходы в 2…7 раз.
При анализе систем необходимо обратить внимание на структурные особенности рассматриваемых систем. Так в системе ПС скорее всего будут использоваться приборы приемно-контрольные также изготовленные согласно принятым в России стандартам, то есть с наработкой на отказ в 40000 часов для систем малой емкости и в 30000 часов для систем большой емкости. У ПС-ВК все оборудование имеет наработку на отказ не менее 438 000 часов. Следовательно, при установке системы ПС изготовленной согласно стандартам принятым в России будьте готовы менять приборы приемно-контрольные каждые 3,5 – 4,5 года.
По результатам изучения новых законов, регламентов и методик мы считаем, что только использование высоконадежного оборудования может обеспечить необходимый уровень пожарных рисков и действительно спасти от пожара, обеспечив при этом экономию ваших средств. Мы так же считаем, что стандарты на системы безопасности должны требовать создания и использования высоконадёжного оборудования, как это принято в технически высокоразвитых странах.
Использованная документация:
Поделиться:
О проекте / Контакты / Политика конфиденциальности и защиты информации