НАДЗВИЧАЙНОЇ СИТУАЦІЇ НА ВИБУХОВИХ І ПОЖЕЖОНЕБЕЗПЕЧНИХ ОБ’ЄКТІВ

У літературі вибух визначається як короткочасний процес виділення великої кількості енергії у невеликому об'ємі. Для оцінки і прогнозування інженерної обстановки при вибуху необхідно вивчити можливі ураження елементів ризику при впливі повітряної ударної хвилі, що виникає при вибуху.

Необхідно скласти “3- шарову карту”. Шар 1 - розподіл вражаючого чинника. Повітряна ударна хвиля, залежно від надлишкового тиску, викликає руйнування будинків, споруджень, ураження людей та ін. Для розподілу надлишкового тиску повітряної ударної хвилі при вибуху необхідно визначити характерні зони, на межах яких надлишковий тиск повітряної ударної хвилі складає 100, 50, 30, 20, 10 кПа.

Варто розрізняти вибухи, що виникають в результаті хімічних реакцій, ядерні вибухи і фізичні вибухи. Розглядаються НС при вибухах конденсованих, газоподібних вибухових речовин (ВР), лейкозаймистих (ЛР) і при ядерних вибухах. При вибуху конденсованих вибухових речовин радіуси характерних зон можна оцінити за формулою:

(м), (З.1)

де - маса вибухових речовин, що беруть участь у вибуху, у перерахуванні на тринітротолуол (потужність вибуху), кг; k - коефіцієнт, значення якого залежить від надлишкового тиску, що розраховується і дорівнює 11,1 - для надлишкового тиску 10 кПа; 7,0 - для надлишкового тиску 20 кПа; 5,4 - для надлишкового тиску 30 кПа; 4,0 - для надлишкового тиску 50 кПа; 2,9 - для надлишкового тиску 100 кПа.

При вибуху пари легкозаймистих рідин радіуси характерних зон визначаються за формулою (З.1), де масу ВР, що беруть участь у вибуху (потужність вибуху), визначають за формулою:

(кг) (З.2)

де k_ВВ - коефіцієнт, що враховує частку енергії вибуху, що витрачається на утворення повітряної ударної хвилі, k_ВВ = 0,1...0,85; - маса речовини, що бере участь в утворенні хмари, кг.

Зокрема, якщо виконується аналіз обстановки, що може виникнути при вибуху ємності з ЛЗР (бензин та ін.) необхідно визначити масу бензину, що знаходиться в пароподібному стані за формулою:

, (З.3)

де V - об'єм резервуара з ЛЗР, м³; - заповнення ємності з ЛЗР, %; c - концентрація ЛЗР у парах, %; - щільність парiв ЛЗР, кг/м³ (для бензину 0,75 кг/м³);

При ядерному вибуху радіуси характерних зон можна оцінити за законом подібності, відповідно до якого два заряди потужністю творюють надлишковий тиск на відстанях і відповідно:

(З.4)

Значення надлишкового тиску на базовій відстані для вибуху потужністю 1мт наведено у табл. З.1.

Таблиця З.1. Надлишковий тиск при вибуху потужністю 1 Мт

Тиск, кПа	Відстань, км	Тиск, кПа	Відстань, км
	14,0/11,1		3,6/4,0
	7,5/7,0		2,6/3,1
	5.3 / 5,4		2,2/2,9
Примітка: у чисельнику - для повітряного ядерного вибуху; у знаменнику - для наземного ядерного вибуху.

Характерні зони на карті, схемі або плані представлятимуть концентричні кола, радіуси яких відповідають обчисленим відстаням, а центри збігаються з епіцентром вибуху.

Шар 2 - розподіл елементів ризику, до числа яких відносяться будинки і спорудження. Люди одержують травми різного рівня важкості, в основному, не через вплив ударної хвилі, а за рахунок впливу на них вторинних уражуючих чинників - конструкцій, що при цьому руйнуються.

Ушкодження і руйнування будинків і споруджень залежать від їхнього конструктивного виконання, мiцнистих характеристик та ін. На відповідній карті, схемі або плані місцевості варто зазначити типи будинків, споруджень. У табл. З.2, З.3 наведена спрощена класифікація будинків і споруджень. Більш точні дані наведені у [24].

Таблиця З.2. Класифікація промислових будинків і споруджень

Поверховість	Тип	Характеристика	Позначення
Одноповерхові	Легкий	Вантажопiдйомнiсть до 20 т	П1
	Середнiй	Вантажопiдйомнiсть до 50 т	П2
	Тяжкий	Вантажопiдйомнiсть до 100 т	П3
Багатоповерховi	Звичайний		П4
	Змiшанийй	Одноповерховi с адмi­нi­стра­тивною надбудовою	П5

Таблиця З.3. Класифікація житлових будинків

Тип бу­до­ви	Характеристика	Позначення
Безкаркаснi дерев’яні	Дерев’яні будови	Ж0
Безкаркаснi	Стiни з цегли, блокiв та цегляних панелей	Ж1
Каркаснi	Стiни з великих панелей та дерев’яних матерiалiв	Ж2

Шар 3 - оцінка обстановки шляхом визначення можливих руйнувань будинків, споруджень і оцінки кількості постраждалих з обліком ваги ураження.

Руйнування будинків і споруджень спрощено можуть бути визначені за табл. З.4. Для цього необхідно на карті, схемі або плані на будинках і спорудженнях зазначити такi цифри:

1 - руйнування будинку (спорудження) не відбувається;

2 - можливі слабкі руйнування будинку (спорудження);

3 - можливі середні руйнування будинку (спорудження);

4 - можливі сильні руйнування будинку (спорудження);

5 - можливо повне руйнування будинку (спорудження).

Таблиця З.4. Вражаючий вплив ударної хвилі на спорудження

Будова	Надлишковий тиск на фронті ударної хвилі, кПа
	5---->10---->20---->30---->40---->50---->60---------->90--->100
П1
П2
П3
П4
П5
Ж0
Ж1
Ж2
Примітка: 11111 – руйнування немає; 22222 – слабкi руйнування; 33333 – середнi руйнування; 44444 – сильнi руйнування; 55555 – повне руйнування.

При вибухах кількість людей, що знаходяться на вулиці, як правило, не піддається оцінці. Крім того, вага травм при руйнуваннi будинків (табл. Ж.5) вище, нiж при безпосередньому впливі на людину повітряної ударної хвилі (табл. З.6). Тому оцінка постраждалих за руйнуванням буде верхньою оцінкою числа постраждалих при вибуху.

Загальна кількість постраждалих П, санітарні втрати і безповоротні втрати при руйнуваннi будинків і споруджень можуть бути оцінені за формулами:

, (З.5)

, , (З.6)

де i - ступінь руйнування (1 - немає руйнувань, 2 -слабкі, 3 -середні, 4 - сильні, 5 - повне); - кількість будинків, що одержали i-ю ступінь руйнування; - кількість людей, що знаходяться в будинках j-го типу, що одержали i-у ступінь руйнування; - коефіцієнти втрат при i-ї ступені руйнування, що відповідають безповоротним і санітарним утратам (табл. З.5).

Таблиця З.5. Втрати людей при руйнуванні будинків (споруджень), %

Втрати	Руйнування будинку
	Нема	Слабкі	Середні	Сильні	Обвали
Загальні
Безповоротнi
Санiтарнi

Для оцінки втрат людей, на котрих безпосередньо впливає ударна хвиля, варто скористатися даними табл. З.6.

Таблиця З.6. Втрати при впливі на незахищених людей повітряної ударної хвилі, %

Втрати	Надлишковий тиск повiтряної ударної хвилi, кПа
Загальні
Безповоротнi
Санiтарнi

Для визначення очікуваної середньорічної кількості постраждалих варто застосувати формули (З.3), (З.4).

Необхідно чітко уявляти таку послідовність аналізу НС шляхом прогнозування інженерної обстановки:

1) за формулами (З.1) - (З.4) і табл. З.1 визначити межi характерних зон надлишкового тиску повітряної ударної хвилі;

2) нанести на карту, схему, план визначені характерні зони;

3) з урахуванням табл. З.2, З.3 на карті, схемі, плані зазначити тип усіх будівель, на які впливає повітряна ударна хвиля при вибуху;

4) застосовуючи табл. З.4, визначити ступінь руйнування будівель і зазначити її на карті, схемі, плані;

5) за даними перебування людей у будинках за формулами (З.5) і (З.6) визначити можливе число постраждалих при вибуху;

6) за формулами (З.3) і (З.4) визначити можливу середньорічну кількість постраждалих при заданій імовірності вибуху.