О ПОЖАРООПАСНОСТИ ОБЪЕКТОВ В АРКТИЧЕСКОЙ ЗОНЕ И НА КРАЙНЕМ СЕВЕРЕ
В статье показана необходимость развития наших станций и объектов в Арктике и на Крайнем Севере с учётом экономических и политических инте-ресов. Ввиду высокой энергонасыщенности модулей и помещений станций сделан вывод о повышенном риске возникновения в них пожаров. Показана сложность тушения пожаров при экстремально низких температурах. Сделан вывод о необходимости и изыскания инновационных способов тушения по-жаров в условиях низких температур и невозможности оказания оперативной помощи извне.
Авторы публикации
Журнал
Журнал «Научный лидер» выпуск # 41 (43), декабрь ‘21
Дата публикации 10.12.2021
Поделиться

Введение
Арктика - единый физико-географический район Земли, примыкающий к Северному полюсу и включающий окраины материков Евразии и Северной Америки, почти весь Северный Ледовитый океан с островами, а также прилегающие части Атлантического и Тихого океанов. Южная граница Арктики совпадает с южной границей зоны тундры. Площадь - около 27 млн. км². Иногда Арктику ограничивают с юга Северным полярным кругом, в этом случае её площадь составляет 21 млн. км². Исторически она находилась в зоне интересов многих стран, в т. ч. не имеющих к ней непосредственного выхода.
Россия, имея наибольшую границу в Арктике, в настоящее время уделяет особое внимание развитию нашей Арктической зоны (АЗ) и районов Крайнего Севера (КС), а также инфраструктуры и Северного морского пути (СМП).
Арктические станции
Освоение АЗ и КС (точнее, повторное возвращение после развала СССР и оттока населения из этих районов) требует создания новых станций и объектов, реконструкции действующих. В 90-е годы было закрыто по разным причинам порядка 30 станций в АЗ и на КС – рис.1, табл.1.
Рис.1 – Заброшенные объекты в Арктике (а – станция спутниковой связи, б – аэродром, в – посёлок). Здесь и далее все материалы из открытого доступа в интернете
Таблица 1. Российские станции в АЗ и на КС, прекратившие существование
Примечание. Принята следующая классификация станций: АМС(Г) – авиаметеорологические, ГФ – геофизические, МГ - морские гидрометеорологические, ОГМС - объединенные станции, АЭ – аэрологические, Г – гидрологические. Цифрами указаны разряды станций,
Такое положение дел в принципе неприемлемо ещё и с учётом агрессивных планов стран NATO (только в 2021 году они провели учения «Arctic Challenge Exercise» и «Agile Dagger»). К настоящему времени нашим Правительством приняты решительные шаги по исправлению ситуации - в АЗ и на КС в настоящее время действуют 27 российских станций (табл.2), причём 3 из них открыты после 1991 г. На рис.2 приведены некоторые из станций.
Таблица 2. Действующие российские станции в АЗ и на КС
Для справки: зарубежных станций 35 (Гренландия/Дания, Индия, Исландия, Италия, Канада, Китай, Норвегия, Польша, США, Финляндия), причём канадских – более трети от их количества.
Пожароопасность арктических объектов
В методиках приведены частоты λ возникновения пожаров на объектах различных классов функциональной пожарной опасности (ФПО) (табл.3, 4), характерных и для станций в АЗ и на КС. Однако модули и помещения объектов, функционирующих в условиях экстремально холодных температур, в отличие от объектов в умеренном климате, обладают повышенной энергеносыщенностью Е (отношением потребляемой мощности Р к объёму V), как показано в монографии, - более, чем в 10 раз. Там же выдвинута гипотеза, что и частота возникновения пожаров на арктических объектах будет соответственно больше.
Рис.2 – Арктические станции (а – исследовательская, б – дрейфующая, в – станция связи, г – добывающая)
Таблица 3 – Частоты пожаров на объектах различных классов ФПО
№ п/п |
Объект |
λ, год-1 |
Примечания |
1 2 3 4 5 6 7 |
Столовые Общежития, гостиницы Госпитали, стационары Медпункты Тренажёрные залы Зрелищные помещения Библиотеки |
3,88∙10-2 2,81∙10-2 3,66∙10-2 0,89∙10-2 1,83∙10-3 0,69∙10-2 1,16∙10-3 |
2,06∙10-3 на одного работающего 3,26∙10-4 на одно место 2,36∙10-4 на одно койко-место 5,37∙10-5 на одного посетителя
|
8 9 10 |
Электростанции Склады Цеха |
2,2∙10-5 (1,2 ÷ 9,0)∙10-5 (0,6 ÷ 2,7)∙10-5 |
(м2 год)-1
|
Таблица 4 – Диапазоны частот пожаров на промышленном оборудовании
|
||
№ п/п |
Оборудование |
λ |
1 2 3 4 5 |
Резервуары и ёмкости под давлением Насосные установки Компрессорные установки Резервуары с ЛВЖ и ГЖ (при атм. давлении) Разрывы трубопроводов |
3,0∙10-7 ÷ 4,0∙10-5, год-1 1,0∙10-4 ÷ 4,3∙10-3, год-1 1,0∙10-4 ÷ 1,1∙10-2, год-1 5,0∙10-6 ÷ 8,8∙10-5, год-1 3,2∙10-9 ÷ 1,4∙10-8, (м∙год)-1 |
С другой стороны, пожары на объектах в холодном климате не менее опасны (рис.3), а тушить их намного сложнее ввиду замерзания рукавов и гидрантов, тяжёлых условий работы пожарных (рис.4).
Рис.3 – Пожары в арктических широтах: в модуле полярной станции (а), на нефтебазе (б), на морской добывающей платформа (в)
Рис.4 – Сложность тушения пожаров в условиях низких температур (а, б – работа пожарной техники, в – пожарный при -300С)
Конечно, для обеспечения пожарной безопасности арктических объектов принимаются меры – применяются автоматические установки пожаротушения (АУП) и оборудуются пожарные части (ПЧ).
Сложность применения АУП на арктических объектах в следующем (табл.5):
- ограниченный перечень огнетушащих веществ (вода, порошки и аэрозоли по известным причинам трудноприменимы), в основном газовое пожаротушение, предполагающее наличие баллонов под высоким давлением газа;
- высокая стоимость АУП;
- необходимость в периодическом обслуживании квалифицированными специалистами, что сложно ввиду удалённости объектов;
- невысокой надёжностью АУП – по данным ВНИИПО МЧС России около половины АУП при пожаре либо не срабатывают, либо отключены, либо, сработав, не выполняют своих функций.
Таблица 5 – Недостатки основных типов АУП
|
|||
Водяные и пенные |
Аэрозольные |
Порошковые |
Газовые |
- нельзя тушить электрооборудование; - вытеснительная подача (баллоны, насос); - требуется обогреваемый объём для хранения запаса ОТВ |
- одноразовые; - разогрев генератора аэрозоля; - ложные срабатывания; |
- не тушат тлеющие вещества и горящие без доступа О2; - порошок может не попасть к очагу при сложной конфигурации пожарной нагрузки; - порошок портит металлы; |
- хранение газов в баллонах под давлением в помещении; |
- требуется уборка помещения; |
|||
- опасность для персонала |
|||
- недостаточно надёжны, требуют квалифицированного обслуживания |
Применение известной пожарной техники арктического исполнения, базирующейся в ПЧ (рис.5), также сложно по причинам:
- высокой стоимости автоцистерн арктического исполнения, необходимость содержания их в обогреваемом депо и расходования топлива на прогрев двигателя;
- необходимости оборудования ПЧ в крупных населённых пунктах и АСЦ МЧС России, что в условиях удалённости арктических объектов и тяжёлого климата (снежные заносы, низкие температуры, полярная ночь) не позволяет своевременно прибыть к месту пожара.
Рис.5 – ПЧ (а) и техника (б - АЦ-СЕВЕР на шасси IVECOAMT6339) в АЗ и на КС (в - развод караула, г – учения по тушению энергообъекта)
Вышеуказанное свидетельствует о высоком риске для арктических объектов в случае пожаров и необходимости изыскивать инновационные методы пожаротушения в условиях экстремально низких температур.
Выводы
Таким образом, в работе показана сложность функционирования объектов в АЗ и на КС, в частности, их повышенная пожароопасность и сложность тушения пожаров традиционными методами в условиях экстремально низких температур. В дальнейшем представляется целесообразным рассмотреть и обосновать применение принципиально нового способа сдерживания и тушения пожара – посредством продувки объёма низкотемпературным наружным воздухом с дозированной подачей снега.
Список литературы
- А.А.Инджиев. Битва за Арктику. Будет ли Север русским? М.: Яуза: Эксмо, 2010. – 224 с.
- А.Б.Широкорад. Арктика и Северный морской путь. Безопасность и богатство России. М.: Вече, 2017. – 416 с.
- Таранцев, А.А. История и перспективы освоения Арктической зоны и Крайне-го Севера / А.А. Таранцев, М.А. Лосев, А.А. Таранцев. - СПб.: ИПТ РАН, 2020. – 48 с. (ISBN 978-5-6041745-8-6).
- Постановление Президиума ЦИК СССР от 15.04.1926 «Об объявлении терри-торий Союза ССР земель и островов, расположенных в Северном Ледовитом Океане».
- Закон Российской Федерации от 01.04.1993 г. №4730-1 «О государственной границе Российской Федерации» (с изменениями).
- Указ Президента РФ от 27.06.2017 г. № 287 «О сухопутных территориях Арктической зоны Российской Федерации».
- Основы государственной политики РФ в Арктике на период до 2035 года. – Утверждены Президентом РФ 05.03.2020, № 164.
Предоставляем бесплатную справку о публикации, препринт статьи — сразу после оплаты.