Усовершенствование учебно-тренировочного комплекса подготовки пожарных-спасателей

Объектом исследования является учебно-тренировочный комплекс подготовки пожарных-спасателей в городе Челябинске.

Челябинск – крупный промышленный центр. В городе развиты предприятия металлургии и машиностроения, совокупный удельный вес которых в общем объеме промышленного производства составляет более 60%. Челябинск – один из крупнейших производителей металла в России, на предприятиях города изготавливается 43% отечественных ферросплавов.  Также хорошо развиты отрасли приборостроения, легкой и пищевой промышленности.[8]

Таким образом, на территории города сосредоточено много производственных сооружений, опасных (в случае аварии) по возможным последствиям социального, экономического и природоохранного характера. Это требует дальнейшего развития и совершенствования системы предотвращения и ликвидации последствий чрезвычайных ситуаций.

Особенности охраняемых объектов состоят в том, что территории, на которых размещаются объекты, в большинстве своем имеют значительную площадь. Производственные корпуса одно-, трехэтажные II-III степени огнестойкости. Часть производственных корпусов имеют большие площади и объемы, а так же подвалы и чердаки. Лабораторно-производственные корпуса в основном многоэтажные с техническим этажом и подвалом. Большинство подвалов в производственных корпусах используются для размещения в них технологического оборудования и коммуникаций, а так же гардеробные помещения и кладовые товарно-материальных ценностей.[8]

Пожарную опасность в перечисленных объектах составляет большое количество взрывчатых, легковоспламеняющихся и горючих жидкостей, наличие ядовитых веществ, применяемых в производстве и в технологических процессах, веществ выделяющих радиоактивные элементы, (спирт, бензин, сера, дихлорэтан, аммиак, мышьяк, сурьма, натрий металлический, ацетон, медь, хлор и другие, химически активные вещества).[7]

В реальных условиях пожара особую опасность для жизни людей на этих объектах будут представлять, воздействие на их организм дыма, газов, токсичных продуктов горения и разложения различных веществ. Пожары в этих зданиях могут привести к массовой гибели людей, так как в отдельных зданиях находится несколько сотен человек, и к огромному материальному ущербу. Поэтому организация тушения пожаров на этих объектах невозможна без применения личным составом пожарной охраны средств индивидуальной защиты органов дыхания (далее СИЗОД) – дыхательных аппаратов на сжатом воздухе.

Анализ статистических данных показал, что на пожарах часто гибнут люди. Цена человеческой жизни, не соизмерима ни с какими материальными ценностями, поэтому основной задачей личного состава гарнизона является спасение людей на пожарах и проведение пожарно-профилактических мероприятий направленных на сохранение человеческих жизней. Но никто не сбрасывает со счетов и прямые задачи по предупреждению и тушению пожаров.[8]

Работа пожарных в СИЗОД имеет свои особенности. Часто пожарным приходится преодолевать значительные расстояния в СИЗОД с необходимым пожарно-техническим вооружением, прежде чем они, достигнут очага пожара. Объясняется это большой площадью производственных помещений, цехов, высотностью зданий и сооружений. Это приводит к длительной работе в СИЗОД. Наличие на предприятиях сложного технологического оборудования, различных трубопроводов и коммуникаций, подвалов, кабельных тоннелей и проходных каналов требует от пожарных специальных знаний и подготовки.[2]

Большая часть пожароопасных участков удалена на значительном расстоянии от входов в производственные здания. В случае пожара в подобных помещениях, к моменту прибытия подразделения к месту вызова, задымление, как правило, бывает в большей части производственных помещений, поэтому действия пожарных с момента организации разведки и до полной его ликвидации ведутся в СИЗОД.[8]

Газодымозащитная служба (далее ГДЗС) является уникальной организованной системой, деятельность которой направлена на спасение людей, материальных ценностей и непосредственное тушение пожаров в непригодной для дыхания среде. Сложные условия работы, тяжелые физические нагрузки требуют от газодымозащитников высокой профессиональной подготовленности и большой физической выносливости.

Работа газодымозащитников на пожарах характеризуется постоянным нервно-психологическим напряжением, отрицательными эмоциональными воздействиями, большим физическим напряжением, работой в ограниченном пространстве, потенциальной опасностью перегревания, необычным способом передвижения. В ряде случаев только применение сил и средств ГДЗС позволяет ликвидировать возникающие пожары и не допускать гибель людей.

Для профессиональной подготовки личного состава ГДЗС и выполнения задач по спасению людей и тушению пожаров необходим учебно-тренировочный комплекс ГДЗС.[7]

Оборудование и оснащение теплодымокамер (далее ТДК) в Челябинске недостаточно отвечает требованиям руководящих документов и слабо позволяет создавать обстановку, максимально приближенную к реальной на пожаре. Что немало важно, обеспечивать безопасность газодымозащитников во время проведения занятий (удовлетворять требованиям правил охраны труда при проведении тренировок с личным составом ГДЗС).

Основные недостатки в оснащении и оборудовании ТДК следующие:

- в помещении ТДК отсутствует звуковое и световое сопровождение, имитирующее возникновение и развитие пожара;

- отсутствует система слежения;

- система аварийной вентиляции не обеспечивает проветривание помещения за требуемое время и часто находится в нерабочем состоянии.

Имеющиеся учебно-тренировочные комплексы представляют собой приспособленные помещения, не отвечающие правилам охраны труда в подразделениях ГПС МЧС России .[10]

Следовательно, необходимы разработка и строительство ТДК для работы и обучения звеньев ГДЗС в городе Челябинске, так как в гарнизоне нет ни одной ТДК, полностью отвечающей требованиям, предъявляемым к подготовке газодымозащитников, и обеспечивающей наиболее качественную подготовку личного состава ГДЗС.

ТДК представляет собой отдельно стоящее здание, предназначенное для проведения занятий по подготовке и адаптации личного состава подразделения ГПС для работы в непригодной для дыхания среде.[5]

ТДК строятся по проекту. Инженерное оборудование ТДК должно отвечать предъявляемым требованиям, позволять создавать обстановку, максимально приближенную к реальной на пожаре и обеспечивать безопасность газодымозащитников при проведении тренировок.

Система электрооборудования ТДК должна выполняться в соответствии с Правилами устройства электроустановок и включать в себя следующие виды освещения: рабочее (общее и местное) - 220 В; аварийное - 220 В; эвакуационное - 220 В; ремонтное - 36 В.

Необходимо предусматривать аварийное освещение задымляемых  помещений, включая лестничные клетки, для чего на стенах устанавливаются светильники с зеркальными лампами, которые улучшают видимость в задымленных помещениях в случае экстренной эвакуации газодымозащитников. Аварийное освещение подключается к двум независимым источникам питания. Задымление должно создаваться только в тренировочных помещениях.

Для удаления дыма из тренировочных помещений должны быть предусмотрены три обособленные системы дымоудаления, состоящие из вытяжной, приточной и аварийной установок. Производительность каждой системы должна обеспечивать десятикратный воздухообмен в обслуживаемом помещении. Аварийная принудительная вентиляция подключается к основному и независимому, резервному источникам питания.[5]

Система слежения:

При тренировке газодымозащитников в ТДК необходим контроль над их местонахождением и передвижением. Для этих целей предлагается устройство система «Контур».

Система «Контур» представляет собой однопутевую ультразвуковую дальномерную систему с синхронизацией радиосигналов и временным разделением каналов. Состав системы следующий: носимые ответчики, выдаваемые каждому вошедшему в ТДК; передатчик запроса с антенной, расположенной по периметру здания ТДК; приемники ответного сигнала, установленные в задымляемых помещениях; кабельная сеть; концентратор; компьютер; зарядное устройство для аккумуляторов ответчиков.

Каждый ответчик имеет свой индивидуальный номер. На экране монитора изображается план здания, и положение газодымозащитников, снабженных отметками об идентификационных номерах соответствующих газодымозащитникам. При разработке программного обеспечения интерфейс был рассчитан на неподготовленного пользователя и максимально упрощен.

Кроме основных функций система выполняет ряд сервисных, а именно: обнаружение неподвижности газодымозащитников и контроль корректного выхода из задымленной зоны:

- в случае если газодымозащитник неподвижен в течение 20 секунд, система выделяет его красным цветом и выдает звуковое предупреждение;

- в случае если система слежения перестала принимать сигнал от ответчика в помещении, из которого нет выхода за пределы задымленной зоны (например, газодымозащитник упал и закрыл собой ответчик, ответчик отключили, разрядился аккумулятор ответчика и т.д.), то место его последнего нахождения обозначается красным крестиком и раздается звуковое предупреждение. Если вскоре система обнаружила сигнал от этого ответчика, то она возвращается к работе в штатном режиме.

Система используется следующим образом. Перед входом в ТДК группы тренирующихся руководитель занятий включает ответчики и закрепляет их на лямке аппарате каждого газодымозащитника. В процессе тренировки руководитель наблюдает на экране монитора перемещение тренирующихся, и при необходимости выдает по радиостанции указания. При выдаче системой сообщений и сигналов о потенциально опасных ситуациях руководитель занятий должен немедленно запросить командира звена по радиостанции об обстановке в задымленной зоне и в случае необходимости принять меры по оказанию помощи.

По окончании тренировки руководитель занятий снимает ответчики с тренирующихся и выключает их. На основании наблюдений за ходом тренировки руководитель имеет возможность проанализировать ошибки участников тренировок и дать соответствующие указания.

Следует отметить целесообразность оснащения ТДК системой контроля за местонахождением пожарных.

Технические характеристики системы следующие: рабочая частота ультразвука 40 кГц, точность местоопределения (с вероятностью 0,9) – 1 м; максимальное число контролируемых объектов (число ответчиков) – 20; время непрерывной работы ответчика – 8 ч; масса ответчика не более 200 г; период обновления информации о положении объектов – 1 с; число приемников – 120 шт.; компьютер мощностью не менее Pentium core i3. При необходимости конфигурация системы может быть легко изменена в соответствии с конкретными требованиями.

Система задымления:

Существующие способы и средства задымления ТДК требуют затрат материальных средств, сжигания материалов занимает часть рабочего времени персонала тренировочного комплекса личного состава ГДЗС. Продукты сгорания отлагаются на конструкциях здания, на стенах, потолках, что вызывает дополнительные работы по уборке помещений.

В качестве источника задымления предлагается устройство JEM «ZR 12 AL / ZR 12 DMX», портативная дымовая машина (генератор дыма) среднего размера высокой производительности, способная обеспечить непрерывный поток сухого, плотного дыма. Мощность нагревательного элемента 1000 Вт. Время нагрева до рабочей температуры 7 минут. Защита от перегрева. Пульт дистанционного управления с автоматическим таймером, регулятором интенсивности выхода дыма, и памятью режимов. Канистра для жидкости 2,5 литра. Максимальный расход жидкости 70 мл/мин при выходе дыма 500 м3/мин. Габаритный размер: 500х225х165 мм. Вес: 11 кг.

Дополнительно приобретаются гибкие шланги для подачи дыма и  DMX - интерфейс. ZR12 DMX конструктивно аналогичен ZR12 AL. Единственное отличие в том, что аналоговый многофункциональный пульт управления заменён DMX интерфейсом, который позволяет управлять генератором с любого светового пульта, поддерживающего стандартный цифровой протокол DMX512.

Системы аварийной вентиляции:

Общими рекомендациями по устройству ТДК предусматривается аварийная принудительная вентиляция и аварийное освещение. Применение этих аварийных систем обеспечивает безопасную эвакуацию звена ГДЗС в случае возникновения непредвиденных случаев, которые могут негативно влиять на здоровье газодымозащитников и создавать угрозу их жизни.

Аварийное дымоудаление (аварийная вентиляция) из тренировочных помещений осуществляется обособленными системами с механическим побуждением из расчета тридцатикратного воздухообмена в час.

Система аварийной вентиляции должна иметь искусственное побуждение, чтобы в любое время обеспечивалась надежность ее действия и можно, было удалять газы и пары из разных зон помещения.

Для компенсации аварийной вытяжки и создания воздушного подпора предусматриваются приточные системы с механическим побуждением без подогрева воздуха. Включение вытяжных и приточных систем – дистанционное. Вытяжные шахты систем приняты в виде факельного выброса.

Удаление дыма из тренировочных помещений в обычных условиях предусматривается вытяжными системами без включения приточных систем.

Функциональные схемы автоматизации приточных систем должны предусматривать следующее:

-автоматическое открытие и закрытие клапана наружного воздуха при включении и выключении приточного вентилятора;

- местное и дистанционное управление электродвигателем приточного вентилятора с пульта управления;

- ручное опробование исполнительного механизма наружного клапана со щита автоматизации;

- местное и дистанционное управление электродвигателем наружного воздуха с пульта управления;

- световую сигнализацию о нормальной работе электродвигателя приточного вентилятора.

Функциональные схемы вытяжных систем автоматизации аналогичны схемам автоматизации приточных систем. Задымляемые помещения оснащаются приборами местного контроля температуры и влажности.

Аварийная вентиляция должна обеспечивать содержание в помещении ТДК СО не более 5%, СО₂ не более 0,024% в течение 2 мин. с момента ее включения.

Экологические аспекты обеспечения функционирования ТДК:

Во время тренировок газодымозащитников в ТДК используется водоглицериновая смесь для получения задымления в помещении ТДК. Эта смесь не оказывает значительного воздействия на организм человека, тем более что пребывание в ней газодымозащитников происходит ограниченное время и в СИЗОД. Чтобы вредные примеси веществ, которые могут образовываться в помещении ТДК, после включения вентиляции для очистки и проветривания помещения от дыма не попали в атмосферу, необходимо на воздуховодах вытяжной вентиляции установить фильтры-очистители промышленного образца.

После окончания занятий в ТДК, остатки вредных веществ, осевшие  на пол, стены и перекрытия камеры, должны быть смыты ручными стволами в сток, который соединяется с промышленной канализацией. Предварительно сточные воды должны пройти через грязеуловитель.

Грязеуловитель работает по принципу песколовок и представляет собой горизонтальный или вертикальный резервуар из бетона, кирпича или металла с устройством для удаления осадка, с той лишь разницей, что скорость движения сточных вод значительно меньше.

Расчетная скорость движения жидкости должна быть обеспечена от 0,005 до 0,01 м/с, продолжительность отстаивания 8-10 мин., при расходах сточных вод не более 2,8-3,0 л/с. Грязеуловитель состоит из приточной отстойной части и емкости для двухдневного накопления осадка. Грязеуловитель устанавливается вне здания. Таким образом, УТК не представляет вреда для окружающей среды.

В ходе разработки и усовершенствовании ТДК предложена система слежения, произведён выбор системы задымления, произведён выбор системы аварийной вентиляции, подобраны вентиляторы для нормального и аварийного режимов работы, проведена экологическая оценка влияния ТДК на окружающую среду.