Ю. В. Верюжський, д-р техн наук icon

Ю. В. Верюжський, д-р техн наук




Скачати 222.2 Kb.
НазваЮ. В. Верюжський, д-р техн наук
Дата16.08.2012
Розмір222.2 Kb.
ТипДокументи



I SSN 1813–1166. Вісник НАУ. 2004. №4

УДК 621.039.58-351.354

Ю.В. Верюжський, д-р техн.наук


МЕТОДИ АНАЛІЗУ НЕБЕЗПЕК БУДІВЕЛЬНИХ КОНСТРУКЦІЙ

БУДИНКІВ І СПОРУД НА ОСНОВІ ТЕОРІЇ РИЗИКІВ

Інститут екології та дизайну НАУ, e-mail: veruzhsky@mbox.com.ua

Показано ефективність поширення методології багатофакторного аналізу небезпек на дос-лідження екстремальних об’єктів, основним елементом яких є прогнозування поведінки деградуючої конструктивної структури у разі екстремальних впливів. Розглянуто універсальний апарат детерміністично-ймовірнісного чисельного моделювання, оцінок ризиків, експериментальних та проектно-дослідницьких робіт для екстремальних будівельних об’єктів.

Вступ


Сучасний стан розвитку людської цивілізації широко використовує технологічні процеси та будівельні об’єкти, що вимушено експлуатуються в районах стихійного лиха чи катастрофи, у важкодоступних та несприятливих для існування людини регіонах, підводному, підземному та
космічному просторі. Необхідність вирішення цих проблем ініціювала створення багатьох
ефективних конструкцій і технологій.

Але розвиток науково-технічного прогресу підвищує загрозу людського самознищення. Існування в нових умовах потребує досконалого визначення та управління ризиками. Потрібно прогнозувати та попереджувати події, які можуть призвести до тяжких аварійних ситуацій.

У результаті пошуку засобів попередження і послаблення негативних подій та наслідків, розроблення адекватних компенсуючих механізмів було сформовано новий науковий напрям, методологічну основу якого становить прикладна теорія ризиків [1–9].
Аналіз досліджень і публікацій

Проблемі захисту людей і довкілля від шкідливого впливу можливих катастрофічних подій та аварій техногенного чи природного характеру присвячено розвинуту законодавчу та нормативну базу України [1–5]. Вона визначає правові, економічні, соціальні й організаційні форми ді-яльності, які пов’язані з реальними загрозами виникнення надзвичайних ситуацій з локалізацією та ліквідацією їх негативних наслідків. Ці загрози нівелюються заходами, які регламентовано для об’єктів підвищеної небезпеки та потенційно небезпечних об’єктів [3]. Таку систему захисту методологічно розроблено на підставі визначення особливостей функціонального використання технологій виготовлення, переробки, збереження, реалізації та транспортування небезпечних речовин, які на небезпечних об’єктах можуть перевищувати порогову масу [3; 4].

Інженерна і наукова практика дослідження і проектування об’єктів, які можуть становити найбільші загрози, показує, що екстремальні умови надмірно ускладнюють поставлену задачу.

Методики [4], які побудовано на спрощених гіпотезах та узагальненнях, не можуть гарантувати достовірність оцінок ризиків.

На сучасному етапі видається велика кількість публікацій, в яких викладаються результати наукових досліджень, орієнтованих на розвиток засобів аналізу небезпек та управління ризиками небезпечних об’єктів. Але проблеми цього напряму невпинно зростають, супроводжуючи кожний наступний етап науково-технічного прогресу, і стають ще більш актуальними.

^ Постановка завдання – на прикладі характерних небезпечних об’єктів показати ефективність використання побудованих на міжгалузевому рівні методів та апаратів реалізації досліджень систем багатофакторного аналізу екологічної і загальнотехнічної небезпеки в умовах експлуатації та перетворень будинків і споруд, сформулювати методику елементів досліджень у вигляді прогнозування поведінки деградуючої конструктивної структури в разі екстремальних подій і впливів, реалізувати методику як універсальний апарат детерміністично-ймовірнісного числового моделювання, оцінок ризику, експериментальних та проектно-дослідницьких робіт.

^ Екстремальні об’єкти

Для визначення регламентованих термінів
у працях [3; 4] поряд з класами об’єктів підвищеної небезпеки та потенційно небезпечних об’єктів у працях [7–9] запропоновано виділяти підклас екстремальних об’єктів (ЕО) – конструкцій, будинків, споруд, машин, апаратів, обладнання та засобів індивідуального захисту людини, які спеціально орієнтовані чи випадково попали в природні або штучні середовища підвищеного ризику.

Зокрема, ЕО ушкоджені запланованими чи наднормативними діями, але продовжують експлуатуватися в поставарійному або реконструйо-ваному режимі.

Екстремальні об’єкти мають великий нега-тивний потенціал, тому їх існування та експлуатація потребують досить точного визначення механізмів управління ризиками.

Унікальність ЕО робить майже непридатними стандартні апарати прогнозування розвитку негативних вихідних подій та аварійних процесів.

У Науково-дослідному інституті механіки швидкоплинних процесів (НДІМШП) Національного авіаційного університету розвиток цього напряму був пов’язаний передусім зі створенням наукового та проектного забезпечення переведення об’єкта “Укриття” (ОУ) Чорнобильської атомної електростанції (ЧАЕС) у контрольований стан та з розв’язанням інших проблем ліквідації наслідків чорнобильської катастрофи [7–9].

Методологію цих досліджень було поширено на інші ЕО, наприклад, на розроблення проекту реконструкції без зупинки експлуатації Одеського терміналу добрив, залізобетонні конструкції якого зазнали значних пошкоджень унаслідок впливу хімічного агресивного середовища.

Розроблена методика оцінок ризиків ЕО ставить на меті визначення на основі аналізу можливих аварій комплексного показника у вигляді добутку двох компонентів:

  • імовірності реалізації ризику (тобто ступеня імовірності постульованої негативної події, яка може відбутися безпосередньо на об’єкті чи за його межами у зв’язку з ним);

  • значущість наслідків реалізації аварій для людей, майна та довкілля.

Кількісні ймовірні показники ризику визначаються відносно одного року в регламентованому просторі для окремих груп ураження (індивідуальної, територіальної, соціальної та ін.).

Значущість реалізації ризику визначалася в обчислювальному чи грошовому еквіваленті у виробничих і невиробничих сферах життєді-яльності.

Оцінка ризиків ЕО має враховувати їх основні особливості:

– надзвичайну відповідальність об’єкта;

– наявність домінанти – головного завдання ЕО;

– складність та індивідуальну нетиповість проблеми, яка у більшості випадків має міжгалузевий характер;

– потребу використання наукових досліджень, які мають виключити помилки, що можуть призвести до значних негативних наслідків.

^ Дослідження безпеки об’єкта “Укриття”

Об’єкт “Укриття” розглядався як характерний приклад ЕО, на якому можливе реальне виникнення надзвичайної ситуації техногенного та природного характеру [7–9]. Його було створено як основний бар’єр на шляху розповсюдження радіоактивності в тимчасових заходах щодо ліквідації наслідків чорнобильської аварії 1986 р.

Значна частина ОУ складається з будівельних і технологічних конструкцій зруйнованого четвертого енергоблока ЧАЕС, тому їх надійність визначає поведінку системи в цілому зруйнування може викликати викид радіонуклідів у навколишнє середовище та призвести до інших негативних наслідків. Необхідно врахувати складні умови реалізації цього проекту – землетрус, смерч, наявність на поверхні потужного техногенного шару, який утворився внаслідок аварії та ліквідаційних заходів тощо.

Домінантою ОУ є першочергове приведення аварійного блока в контрольований стан, забезпечення ядерної, радіаційної та загально-виробничої безпеки персоналу, населення та
навколишнього середовища.

Об’єкт “Укриття” досліджувався як багато-компонентна система, що має великий рівень синтезу небезпек.

Побудову комплексної методики оцінки сучасного стану, можливостей стабілізації, реконструкції та інших робіт було виконано на основі послідовного ретроспективного аналізу зруйнування та перетворень ОУ.

Для визначення стану (у першу чергу, у важкодоступних зонах) було виконано послідовне моделювання запроектної аварії реактора, зруйнування четвертого енергоблока ЧАЕС, будівництва і реконструкції саркофага.

Першим етапом був аналіз процесів, які відбулися на початку аварії 1986 р. Головна увага приділялася динаміці зміни тиску в реакторному просторі з урахуванням надходження теплоносія в активну зону крізь зруйновані технологічні канали та одночасному виходу пароповітряної суміші крізь штатну систему пароскиду та утворені нещільності захисної оболонки. На цій основі було вивчено рух кришки реактора, а також взаємодію кришки, що підіймалася, з розвантажу-вально-завантажувальною машиною.

Таким чином, було знайдено тиск газу в реакторному просторі й розраховано тиск на стіни та перекриття приміщень барабанів–сепараторів і центрального залу після викиду кришки та виходу пароповітряної суміші з шахти реактора в сусідні приміщення.

На другому етапі на базі архівної документації було:

– побудовано конструктивну схему вихідного експлуатаційного стану четвертого енергоблока ЧАЕС;

– розроблено різноманітні варіанти просторових скінченно-елементних моделей, які дозволяють із різним ступенем деталізації реалізувати дослідження поведінки конструкції схеми чет-вертого енергоблока;

– виконано розрахунки характерних напружено-деформованих станів споруди за різноманітних поєднань навантажень і впливів для оцінки ефективності варіантів моделей.

На основі аналізу отриманих результатів вибрано розрахункові моделі для подальших числових досліджень, зокрема, у процесі запроектної аварії та під час виконання локалізації та ліквідації її наслідків. Дослідження поведінки конструкцій четвертого енергоблоку ЧАЕС потребувало вирішення послідовних завдань аеродинаміки для встановлення значень аварійних впливів. Вони були використані в числовому дослідженні четвертого енергоблока під час вибуху. Для аналізу динамічної реакції системи на задане навантаження застосовували:

– числове інтегрування рівнянь руху за методом Ньюмарка;

– методику визначення критеріїв руйнування для залізобетонних конструкцій;

– аналіз результатів розрахунку.

Розроблення та застосування проблемно-орієнтованої методики дозволили:

– визначити показник небезпеки ОУ;

– досліджено характерні особливості методики, застосованої для аналізу безпеки (оцінки ризику) ОУ, з урахуванням особливостей самого об’єкта;

– розрахувати головні показники (функції) ризику, що визначають доцільність вибору з них у різних варіантах досліджень;

– математично врахувати невизначеності параметрів ОУ під час моделювання аварійних процесів, вплив цієї невизначеності на значення функцій ризику;

– визначити систему кількісних оцінок показників ризику ОУ з висновками щодо їх якості.

Основний сценарій реалізації негативного впливу в ОУ був використаний в аналізі утворення та переміщення пилової хмари для випадку руйнування. Розроблені методика і пакет прикладних програм, дозволяють досліджувати процес пилоутворення за різноманітних сценаріїв руйнування ОУ. Для дослідження термомеханічних процесів в ОУ моделювання чорнобильської аварії 1986 р. і потенційно можливих аварій, аналізу надійності та безпеки об’єкта було розроблено програмно-технічний комплекс. Для збереження та систематизації інформації, що стосується ОУ, створено базу даних.

^ Аналіз концептуального проекту

нового безпечного конфайменту

об’єкта “Укриття”

Запропоновану та реалізовану НДІМШП методику аналізу ОУ було використано для оцінки концептуального проекту нового безпечного конфайменту (НБК), який втілює основну акту-альну ідею ліквідації наслідків чорнобильської катастрофи на сучасному етапі [10–12]. Його спорудження ставить за мету забезпечення

– цілісності оболонки для обмеження радіаційного впливу на сто років

– зменшення ймовірності аварійного обвалення нестабільних конструкцій ОУ та можливих наслідків їх зруйнування за рахунок демонтажу найбільш загрозливих елементів під прикриттям НБК

– підвищення ядерної безпеки ОУ в результаті виключення попадання зовнішньої вологи у
внутрішній простір ОУ

– забезпечення реалізації стратегії перетворення ОУ на екологічно безпечну систему після створення НБК.

Стратегія концептуального проекту НБК визначалася особливістю цього об’єкта як комп-лексу будівельних конструкцій, систем і обладнання, в якому повною мірою наявні потенційні чинники радіаційної, ядерної, пожежної та інших видів загроз. Він має виконувати свої функції під час як нормальної експлуатації, так і аварійних ситуацій, включаючи аварії в процесі монтажу споруди, демонтажу нестабільних конструкцій ОУ, та поводження з радіоактивними матеріалами (РАМ)та ін.

Можливість технічного здійснення конструкції потребували розробити основні рішення арки і фундаменту, вибрати вантажопідйомне та спеціальне обладнання для поводження з радіоак-тивними відходами (РАВ) у період монтажу та демонтажу, визначити технологію будівництва НБК і необхідні системи управління процесами в об’єкті.

Техніко-економічне обґрунтування було розроблено на підставі технічного завдання (ТЗ), доповнень до нього, зауважень регулювальних органів, проектних критеріїв, загальної законодавчої бази України і регламентованих методик.

Ураховуючи унікальність споруди НБК, для визначення технічних і технологічних інженерних рішень використовували українські й закордонні норми.

За проектом НБК буде являти собою споруду у вигляді арки-склепіння прольотом близько
260 м, висотою 108 м, довжиною 150 м, технологічний корпус з ділянками дезактивації, фраг-ментації, упаковки, санітарні шлюзи та інші допоміжні приміщення.

Головним несучим елементом НБК є гратчаста конструкція, що складається з тринадцяти плоских арок із кроком 12,5 м, з’єднаних між собою в просторову систему горизонтальними в’язями. Поперечні перерізи арок – трубчасті.

Склепіння має зовнішню покрівельну (металевий профіль) та внутрішню стельову (пластикову) обшивку з проміжним шаром ізоляції. Конструкції торцевих стін вирішено аналогічно. Вузли підпирання арок приймаються шарнірно-нерухомими.

Фундаменти споруди запроектовані з урахуванням двох головних вимог до інженерного рішення необхідності сприймання розпірки під час експлуатації та комплексу зусиль під час насування споруди в проектне положення. Ці умови задовольняє багаторядний фундамент глибокого закладання, об’єднаний на поверхні залізобетонним ростверком.

З метою зменшення радіаційного впливу під час процесу будівництва споруда монтується на віддаленні від ОУ і потім насувається в проектне положення по стрічкових фундаментах, на які укладаються полотна з нержавіючої сталі та еластомерні прокладки.

Технологія будівництва НБК полягає у створенні інфраструктури, влаштуванні фундаментів та колій насування, будівництві технологічного комплексу, складанні арочного склепіння, де-монтажу вентиляційної труби, насуванні споруди, влаштуванні торцевих стін та герметизації простору НБК, підключення інженерних мереж та організації шляхів доступу.

Унікальність цього об’єкта і складність комплексних проблем, які виникають під час його проектування, мають бути приректи на невдачу намагання отримати хоча б концептуальне рішення на підставі використання лише стандартних методик обґрунтування принципових положень проекту.

Постановка проблеми потребувала визначення рівнів ризиків реалізації проекту на окремих етапах, починаючи з урахування основних подій та аварій, які викликають істотне порушення функціональної системи НБК. Для всього комплексу вихідних подій необхідно було виконати аналіз наслідків найбільш несприятливих їхніх поєднань.

Відповідно до методології прикладної теорії ризиків ці комплексні багатофакторні дослідження зводяться до побудови ряду сценаріїв поведінки об’єкта за різних вихідних подій та аналізу результатів їх проявлення. Ці розрахунки мають бути коректними не лише на найближчих стадіях монтажу, стабілізації та демонтажу елементів системи ОУ, але і на наступних етапах поводження з РАМ.

В окремих розділах проекту НБК ці проблеми було вирішено досить успішно. Прикладом методично послідовного вирішення завдань цього класу є виконаний проектантами попередній аналіз ризиків демонтажу вентиляційної труби (ВТ) [10; 11].

Дослідження ґрунтується на повних даних, потрібних для проведення аналізу ризиків. Ос-новна вихідна інформація дає загальний опис стану ВТ її конструкції, радіаційних обставин на об’єкті та уздовж шляхів доступу, взаємодії проектів НБК та демонтажу ВТ з урахуванням потреби в її виробничому використанні. У частині, пов’язаній з демонтажем ВТ, аналізуються місця встановлення кранів, рівні можливого опромінювання персоналу в районі ВТ, організація вільних площадок, задоволення вимог безпеки та вста-новлення систем контролю.

На підставі аналізу вихідної інформації було розроблено три основні варіанти стратегії демонтажу ВТ:

– з використанням надпотужного крана

– без використання спеціальних кранів згідно з існуючими конструкціями;

– безпосередньо з ВТ.

Для кожного сценарію визначаються головні розділи

– взаємодія з існуючими конструкціями;

– виведення обладнання з експлуатації;

– технічні можливості виконання сценаріїв;

– вплив несприятливих умов та форсмажорних обставин на виконання робіт.

Аналіз ризиків реалізації кожного сценарію надав можливість визначення загальної оцінки варіанта.

Екстремальність об’єкта була суттєвим джерелом його невизначеності (наприклад, обставини шляхів доступу потенціального радіаційного та ядерного станів об’єкта) [10].

Результати досліджень ризиків окремих варіантів реалізації були зведені до невеликої кількості показників

– час виконання кожного виду роботи з урахуванням умов разового навантаження

– загальний термін реалізації сценаріїв за різних метеорологічних обставин;

– кошторис колективної дози

– можливість поводження з РАВ

– варіанти падіння вантажів та обладнання

– загальні витрати з урахуванням вартості ресурсів і обладнання.

Критерії ризиків, які були визначені досить обґрунтовано, дозволили визначити рейтинг
кожного із запропонованих варіантів.

Але, на жаль, основну частину проекту НБК виконано настільки недосконало, що неможливо вважати досягнутою хоча б одну з поставлених головних завдань [10–12]. Замість оцінки ризиків, необхідної для обґрунтування проекту, яка мала б підтвердити вибрану стратегію технічних і технологічних інженерних рішень для переходу до стадії детального проектування за контрактом “під ключ”, зроблено ескізний проект, де лише декларується досягнення мети, яку було сформульовано у ТЗ. Позитивні висновки виводяться на підставі використання розрахункових моделей, які неможливо вважати хоча б у принципі адекватними об’єкту, та використання методів, що не можуть вирішити поставлені задачі. У проекті порушуються ряд положень, які є обов’язковими для регламентованих обґрунтувань концептуальних проектів. Прийнятий арочний варіант НБК автори безапеляційно вважають кращим порівняно з іншими пропозиціями (“Рама, малогабаритний конфаймент” –Науково-дослідний інститут будівельних конструкцій, “Консоль, док-кесон” – Державне конструкторське бюро “Південна”, “Моноліт” – автори проекту “Укриття”) без додаткового обґрунтування доцільності та економічної ефективності НБК на підставі попередніх директивних рішень, які приймалися в умовах, коли ЧАЕС активно експлуатувалася.

Зупинка та виведення третього блока ЧАЕС з експлуатації, запроектованого як єдиний технологічний комплекс разом з четвертим блоком, створили принципово нову ситуацію, що потребувала відповідного аналізу.

Крім того, роки, що минули після прийняття попередніх рішень, характеризувалися значними негативними загальними соціальними проявами та змінами. Тому скорочення орієнтовного переліку зовнішніх впливів, здатних призвести до виникнення небезпечних подій, який регламентується нормативно [4], не є виправданим. У концептуальному проекті не береться до уваги можливість диверсій і терористичних актів, саботажу, війни та подій, які з огляду на сторічний проектний термін існування НБК та зовнішнє міжнародне становище не характеризуються
нульовою ймовірністю.

Проектування НБК виконано при послабленні ряду найважливіших вихідних параметрів порівняно із ТЗ на подібну минулу роботу. Ідею контайменту (важкого герметичного покриття) замінено на значно полегшений варіант конфайменту [10]. Але, крім такої принципової відмінності, проект контайменту консорціум Альянс у 1995 р. відповідав значно суворішим вимогам.

Суттєве звуження функціональних вимог до об’єкта та зменшення характеристик природних факторів потребували залучення наукового підходу – детерміністично-ймовірнісної теорії ризиків під час моделювання сценаріїв екстремальних і запроектних впливів на будівельні конструкції споруди НБК та ОУ. Замість цього в проекті НБК критерії замінено фактично без потрібного обґрунтування: якщо в ТЗ для “Альянсу” задавалося максимальне розрахункове значення землетрусу сім балів з урахуванням підвищення рівня ґрунтових вод, то в НБК – шість балів. Смерч класу 3.0 тепер визначається як запроектне навантаження.

Основні параметри несучої конструкції арки визначалися на підставі розрахунків, які було значно спрощено навіть порівняно з нормативними методиками проектування стандартних об’єктів.

У концептуальному проекті аналіз сейсмостійкості виконувався без використання акселерограм майданчика ЧАЕС. Вплив снігового навантаження оцінювався без урахування унікальних особливостей конфайменту (маси заледеніння та динаміки сходу криги на великогабаритній поверхні), виключено більшість варіантів роботи кранового обладнання. Значні похибки в результатах розрахункового аналізу пов’язані з представленням лише центрально симетричних плоских моделей екстремального навантаження арки, хоча така структура склепіння в принципі дуже чутлива до зміни варіантів просторових і несиметричних навантажень.

У розділі проектування основних несучих конструкцій не приділено належної уваги розрахункам на етапі монтажу. Наприклад, унаслідок динамічних впливів на фундамент НБК у процесі насування споруди в проектне положення несуча здатність ґрунтів (дрібнозернисті водонасичені піски) буде зменшуватися. Унаслідок цього можуть з’явитися значні лінійні переміщення та перекоси, що стануть великою перепоною для пересування блока. Ці зміщення потрібно було б визначити в процесі моделювання з урахуванням динаміки навантаження та структурної нелінійності роботи підвалин.

Велика кількість недоліків концептуального проекту виникла внаслідок формального розділення НБК та ОУ, які у дійсності складають єдину конструктивну і виробничо-технологічну систему.

Технічне обґрунтування НБК запроектовано без урахувань практичних робіт з перетворення ОУ в екологічно безпечний стан. Одне з голов- них завдань НБК – зменшення наслідків радіаційної аварії, пов’язаної з можливим зруйнуванням ОУ. Оцінка ефективної ліквідації наслідків такої аварії потребувала від авторів проекту детального порівняння двох типів сценаріїв раптового розвалювання ОУ у випадку, коли НБК зведено, та в сучасному варіанті ОУ без НБК. Набутий досвід експлуатації ОУ свідчить, що виконання технологічних процесів усередині НБК з метою локалізації аварії чи ліквідації її наслідків буде набагато складнішим, ніж тепер. Позитивні твердження авторських положень мають бути предметом спеціального аналізу оцінок впливу проектованої діяльності на навколишнє середовище.

Розрахунки будівельних конструкцій НБК без урахування взаємного впливу структур НБК та ОУ не дозволяють оцінити ризики виконання робіт на різних етапах монтажу, наступної експлуатації та реконструкції.

Висновки про прийнятний рівень безпеки у відповідній декларації цієї системи підвищеної безпеки потребує розрахунків для використання повної просторової моделі структури НБК із ОУ, в якій робота ґрунтів та деяких інших елементів розрахункової системи визначається нелінійними рівняннями та відповідно реалізується алгоритмами методів скінченних чи граничних елементів.

Недостатнє розроблення плану організації робіт монтажу та транспортування споруди зумовлено відсутністю технологічних карт на виконання основних процесів, схеми яких фактично лише декларуються.

Технологію процесів представлено настільки формально, що на наступних етапах проектування цей розділ доведеться виконувати з нуля. З одного боку, заплановано виконувати роботи засобами “з діда-прадіда”: фрагментацію демонтованих конструкцій – різними терморізками, дезактивацію конструкцій – піскоструминною технологією, кріплення огороджувальних панелей – гвинтами-саморізками, виключаючи електрозварювання тощо.

З другого боку, заплановано використовувати новітні технології та технічні рішення складного монтажу в радіаційно небезпечних умовах, що зовсім не апробовано в атомній промисловості, до яких навіть не розроблені відповідні норми пожежної та загальної безпеки. Однак це є порушенням консервативного принципу виконання робіт в атомній енергетиці, оскільки виконання таких ризикованих експериментів потребують відповідного теоретичного та практичного
обґрунтування.

На наступних стадіях проектування планується виконати великий обсяг числових розрахунків і навіть фізичне моделювання дії смерчу на оболонку в аеродинамічній трубі. Але на цьому етапі такі розрахунки лише формально заповнюють потрібні розділи пояснювальної записки, що може призвести до повної переоцінки запропонованого конструктивного рішення.

Значні зауваження виникають на підставі аналізу оцінок впливу проектованої діяльності на навколишнє середовище. У звіті не приділено належної уваги суттєвим негативним впливам НБК, оскільки використовуються спрощені та неверифіковані моделі чи взагалі не розраховуються відповідні сценарії. Це не дозволяє зробити достовірні висновки про забезпечення регламентованої безпеки НБК.

Наприклад, ресурс існування об’єкта 100 років не забезпечується технічними рішеннями огороджувальних конструкцій, бо тонколистові панелі обшивок (зовнішні з металу, внутрішні – з пластмаси) мають міжремонтний ресурс 15–20 років. Ці огороджувальні конструкції недостатньо захищають від розповсюдження радіоактивних речовин, що може стати перешкодою під час виконання ремонтно-профілактичних робіт.

Аналіз наслідків викидів пилу в навколишнє середовище внаслідок обвалення ОУ потрібно будувати на базі складних математичних моделей процесу утворення та переміщення пилової хмари в ОУ в різних варіантах сценаріїв падіння конструкції даху [8; 9]. Наступне числове оперативне мезомасштабне моделювання розпов-сюдження домішок від миттєвих і стаціонарних джерел викиду потребує використання достатньо повної вихідної інформації про поля швидкостей вітру, температури, тиск, хмарність, опади в
реальних умовах в області з довільними лінійними розмірами, де вивчається трансграничне перенесення забруднення в атмосфері. Але автори проекту обмежуються використанням спрощених точкових моделей і майже не враховують реальні розміри об’єкта. Верифікація таких моделей приречена на одержання негативного результату, тому отримані в проекті результати аналізу колапсу НБК недостовірні.

Модель не дозволяє навіть прогнозувати наслідки зміни радіаційної обстановки всередині ОУ в разі забруднення внутрішньої поверхні огорожі НБК. Тому основна декларація про те, що радіологічні наслідки для людей, що знаходяться за межами зони відчуження ЧАЕС, зменшуються приблизно в 500 разів [10], зовсім необґрунтована.

У проекті аналогічні вади має також оцінка впливу НБК на водне середовище, бо замість аналізу зміни екологічної ситуації системи з ґрунтових вод, рік Прип’яті та Дніпра протягом розрахункового терміну НБК, знову дуже недостовірно досліджується лише варіант колапсу НБК. У ньому фактично немає аналізу го-ловного технологічного процесу, який має реалізуватися у заплановані 100 років – поводження з РАМ під час будівництва, демонтажу конструкцій, експлуатації і її завершення. Тому обов’яз-ковий регламентований додаток “Заява про наміри” не відповідає своєму призначенню, має формальний та недостовірний характер. Можна вважати, що фактично автори довели протилежне їх заключному висновку, що користь від створення НБК, яка обумовлюється забезпеченням надійної ізоляції радіонуклідів від навколишнього середовища, буде переважати можливу шкоду, пов’язану з будівництвом НБК для навколишнього середовища. Отже, характеристики НБК незадовільні і не можуть бути поліпшені без значного
збільшення затрат на його будівництво та експлуатацію під час доопрацювання проекту. Умови для роботи персоналу ОУ будуть погіршені порівняно із сучасним станом.

Незавершеність проекту значно перевищує обсяг недоробок, які допускаються нормативами.

Авторами пропонується перенести на наступні етапи проектування досягнення головних цілей обґрунтування концепції проекту (експлуатаційної надійності, довговічності панелей, технології складання та монтажу конструкцій, визначення конструктивної структури несучих еле-ментів, фундаменту та підвалин, числове моделювання системи НБК разом з ОУ під час експлуатаційних та екстремальних навантажень тощо).

Проведення додаткових досліджень робіт на наступних етапах призведе до значного збільшення вартості та тривалості реалізації всього проекту.

Визначення технологій наступного поводження з РАМ та кінцевого зняття з експлуатації НБК залишилися поза увагою авторів проекту.

Після виконання більш детального порівняння аналізу проекту “Арка” з іншими варіантами можна з великою ймовірністю прогнозувати, що він програє своїм конкурентам за техніко-економічними показниками головних ризиків.

Аналіз матеріалів концептуального проекту НБК [10–12] свідчить про те, що відсутність його обґрунтування не лише на підставі сучасних засобів реалізації теорії ризиків, але й з урахуванням нормативних вимог регламентованої бази
[1–5] ставить під сумнів не тільки можливість переходу до наступної стадії будівництва НБК, але й доцільності його спорудження взагалі.

Висновки

На підставі виконаних наукових та технічних розробок НДІМШП можна вважати доведеною потребу подальшого нормативного впровадження методології теорії ризиків в інженерну будівельну практику.

Нехтування цим науковим підходом для проектування ЕО (таких як НБК) можуть призвести до потреби перегляду затвердженого проекту, зриву термінів, перевищенню узгодженого бюджету або виявитись практично нездійсненим у реальних умовах.

Список літератури

  1. Управление риском: Риск. Устойчивое развитие. Синергетика. – М.: Наука, 2000. – 431 с.

  2. Аварии и катастрофы. Предупреждение и ликвидация последствий / Под ред. В.А. Котляревского, А.В. Забегаева. – М.: АСВ, 1998. – 208 с.

  3. Закон України про об’єкти підвищеної небезпеки // ВВР. – 2001. – №15, ст.73. – С. 3–51.

  4. Методика визначення ризиків та їх прийнятних рівнів для декларування безпеки об’єктів підвищеної небезпеки. – К. Основа, 2003. – 192 с.

  5. Склад і зміст матеріалів оцінки впливів на
    навколишнє середовище (ОВНС) при проектуванні і будівництві підприємств, будинків і споруд. Основні положення проектування, ФБН А. 2,2-1-95. –К. Держкоммістобудування України, Мінекобезпеки України, 1996. – 22 с.

  6. Синицин А.П. Расчет конструкций на основе теории риска. – М.: Стройиздат, 1985. – 304 с.

  7. Veruzsky Y.V. Theoretical and practical methods for research of structures for extreme environments // The First International Design for Extreme Environments Assembly. – University of Houston, 1991. – Р. D/c. 3.1.2–3.1.18.

  8. Верюжский Ю.В. Исследование объекта “Укрытие” как представителя класса экстре-мальных объектов //Проблеми Чорнобильської зони відчуження. – 1998. – Вип. 6. – С. 3–15.

  9. Верюжский Ю.В. Методы анализа безопас-ности объекта “Укрытие” // Проблеми Чорнобильської зони відчуження. – 1998. – Вип. 6. –
    С. 58–70.

  10. Концептуальный проект (ТЭО) нового безопасного конфаймента. Пояснительная записка. Sip, EXN-001. – К. ГСП ЧАЭС, 2003. – 86 с.

  11. Концептуальный проект нового безопасного конфаймента. Предварительный анализ рисков демонтажа вентиляционной трубы SIPVS-103. –К. ГСП ЧАЭС, 2003. – 46 с.

  12. Токаревский В.В. О новом конфайменте для объекта “Укрытие” //Журн. ГНЦУ систем контроля и аварийного регулирования. – К.: Укр.
    ядерное о-во. – 2004. – Т. 4, №1. – С. 82–94.

Стаття надійшла до редакції 22.09.04.
^
Ю.В. Верюжский

Методы анализа опасностей строительных конструкций зданий и сооружений на основе теории рисков

Показана эффективность распространения методологии многофакторного анализа опасностей на исследования экстремальных объектов, основным элементом которых является прогнозирование поведения деградирующей конструктивной структуры при экстремальных воздействиях. Рассмотрен универсальный аппарат детерминистически-вероятностного численного моделирования, оценок рисков, экспериментальных и проектно-изыскательских работ для экстремальных строительных объектов.
Y.V. Veruzhsky

Safaty analysis methods of the structure constructions and buildings based on the theory of risk assessmant

An efficiency of applying a methodology is considered to be a subject to multi-factor safety analysis of extreme objects problems solution. The key point of the research is a prognosis of behaviour of the structure being degradeated under extremely combined influences. A vastpurposed technique is developed for deterministic and probabilistic numerical modeling, risk assessment, experimental and desighn works of the building extreme objects.

Схожі:

Ю. В. Верюжський, д-р техн наук iconГосударственный стандарт союза сср конструкции и изделия железобетонные радиационный метод определения толщины защитного слоя бетона, размеров и расположения
Л. Г. Родэ, канд техн наук; В. А. Клевцов, д-р техн наук; Ю. К. Матвеев; И. С. Лифанов; В. А. Воробьев, д-р техн наук; Н. В. Михайлова,...
Ю. В. Верюжський, д-р техн наук iconМіжнародна науково-технічна конференція, присвячена 80-річчю Дніпропетровської області та 90-річчю
В. а д-р техн наук, проф.; Перегудов В. В., д-р техн наук, проф.; Рудь Ю. С., д-р техн наук, проф.; Сидоренко В. Д., д-р техн наук,...
Ю. В. Верюжський, д-р техн наук iconСтроительные нормы и правила отопление, вентиляция и кондиционирование сниП 04. 05-91*
Ссср (д-р техн наук Е. Е. Карпис, М. В. Шувалова), вниипо мвд СССР (канд техн наук И. И. Ильминский), мниитэп (канд техн наук М....
Ю. В. Верюжський, д-р техн наук iconА. Г. Шалимов, д-р техн наук; С. А. Голованенко
А. Г. Шалимов, д-р техн наук; С. А. Голованенко, д-р техн наук, В. Т. Абабков, канд техн наук; Н. Н. Киселев; В. В. Зайцев; Е. Д....
Ю. В. Верюжський, д-р техн наук iconМ. І. Волков, д-р техн наук; О. М. Алексєєв, канд техн наук; О. М. Кочевський, канд техн наук
Створення бібліотеки електронних підручників для студентів спеціальностей напряму “інженерна механіка”
Ю. В. Верюжський, д-р техн наук iconПо делам строительства москва разработан министерством промышленности строительных материалов СССР исполнители
В. А. Лопатин, канд техн наук; Н. Н. Бородина, канд техн наук; Т. А. Мелькумова; В. И. Голикова; Л. Г. Грызлова, канд техн наук;...
Ю. В. Верюжський, д-р техн наук iconГосударственный стандарт союза сср трапы чугунные эмалированные технические условия гост 1811-81
О. П. Михеев, канд техн наук (руководитель темы); В. И. Фельдман, канд техн наук; В. И. Горбунов, канд техн наук
Ю. В. Верюжський, д-р техн наук iconГосударственный стандарт союза сср трубы чугунные канализационные и фасонные части к ним сортамент гост 6942. 1-80
О. П. Михеев, канд техн наук (руководитель темы); В. И. Фельдман, канд., техн наук; В. Н. Бехалов, канд техн наук
Ю. В. Верюжський, д-р техн наук iconГосударственный стандарт союза сср трубы чугунные канализационные и фасонные части к ним. Ревизии конструкция и размеры гост 6942. 24-80
О. П. Михеев, канд техн наук (руководитель темы); В. И. Фельдман, канд техн наук; В. Н. Бехалов, канд техн наук
Ю. В. Верюжський, д-р техн наук iconГосударственный стандарт союза сср трубы чугунные канализационные и фасонные части к ним. Муфты конструкция и размеры гост 6942. 22-80
О. П. Михеев, канд техн наук (руководитель темы); В. И. Фельдман, канд техн наук; В. Н. Бехалов, канд техн наук
Додайте кнопку на своєму сайті:
Документи


База даних захищена авторським правом ©zavantag.com 2000-2013
При копіюванні матеріалу обов'язкове зазначення активного посилання відкритою для індексації.
звернутися до адміністрації
Документи