Управление Ростехнадзора по Калужской области

Промышленная безопасность и мониторинг технического состояния зданий и сооружений.

Н.А. Махутов,

чл.-кор. РАН (РГ РАН «Риск и безопасность»)

Н.П. Четверик

(Ростехнадзор)

 

Х.М. Ханухов,

канд. техн. наук (НПК Изотермик»)

 

Проблемы, связанные с обеспечением безопасности строительных конструкций зданий и сооружений опасных производственных объектов (ОПО), всегда существовали, и решение их в настоящее время может быть осуществлено за счет значительного прогресса в инновационных технологиях, программном обеспечении и аппаратных средствах, в разработке эффективных алгоритмов сбора и обработки информации. Одна из таких проблем — мониторинг технического состояния ОПО в режиме реального времени.

Более 75 % основных фондов ОПО выработали свой ресурс, но продолжают эксплуатироваться. В условиях отсутствия возможности глобальной модернизации экономики возрастает роль безопасной эксплуатации стареющих объектов. При этом аварии на промышленных предприятиях, связанные с обрушением конструкций зданий и сооружений, происходят постоянно с ущербами в виде человеческих жертв, экономических потерь и вреда окружающей среде. Некоторые примеры аварийного обрушения конструкций производственных зданий промышленных предприятий (взятые из открытых источников) представлены в таблице.

Анализ риска и причин аварий промышленных зданий и сооружений показывает, что аварии, как правило, происходят в зданиях и сооружениях, не подвергавшихся обследованию технического состояния и экспертизе промышленной безопасности, а также при несоблюдении сроков очередной экспертизы промышленной безопасности; аварийное разрушение возможно на любой стадии жизненного цикла ОПО; обследование технического состояния и экспертиза промышленной безопасности зданий и сооружений имеют периодический характер при отсутствии постоянного мониторинга технического состояния конструкций, ответственных за несущую способность здания или сооружения в целом; из-за нарушения норм эксплуатации аварии возможны в период между очередными обследованиями технического состояния и экспертизами промышленной безопасности.

Все вышесказанное усугубляется общими сложностями и недостатками сложившейся практики обеспечения промышленной безопасности зданий и сооружений, а именно: отсутствием системного подхода при оценке безопасности сооружений отдельно взятого ОПО; отсутствием или недостаточностью критериальных оценок и методов определения технического состояния зданий и сооружений в любой момент эксплуатации; сложностью и новизной разрабатываемых и внедряемых технологий комплексного мониторинга технического состояния конструктивных элементов зданий и сооружений. Поэтому в настоящее время чрезвычайную актуальность приобретает возможность следить за техническим состоянием зданий и сооружений в режиме реального времени.

Важнейшими направлениями обеспечения промышленной безопасности зданий и сооружений на ОПО являются нормативно-техническое обеспечение безопасной эксплуатации зданий и сооружений, организационные мероприятия Ростехнадзора и организационно-технические вопросы мониторинга технического состояния строительных конструкций зданий и сооружений.

Мировая практика показывает, что приживаются и завоевывают прочный статус документов, обязательных к применению, только те документы, работа над которыми не прекращается с их изданием и которые модернизируются и переиздаются в течение последующих лет единой группой разработчиков (организаций и специалистов). Таким же образом разрабатывались и переиздавались ГОСТы и СНИП в советское время (раз в 3–5 лет). А в США разработка нормативных документов в нефтегазовой отрасли в течение более чем 80 лет ведется Американским нефтяным институтом — АРI. Изданные им стандарты, имеющие формально статус рекомендательных, фактически признаны обязательными во многих странах мира (чему способствовала позиция ведущих мировых страховых компаний.

Существующая в настоящее время отечественная нормативная документация по промышленной безопасности зданий и сооружений касается, в основном, вопросов обследования их технического состояния и привязана или к конструктивным элементам строительных конструкций, или к производственным зданиям отраслевого назначения. Однако обследование технического состояния является только частью (весьма важной, трудоемкой и ответственной) экспертизы промышленной безопасности ОПО.

Основные цели выхода таких нормативных правовых документов: повышение уровня промышленной, экологической, энергетической безопасности производственных зданий и сооружений, включая дымовые и вентиляционные трубы; снижение уровня административного давления на отрасли малого и среднего бизнеса; повышение квалификации персонала и компетентности органов оценки соответствия состояния зданий и сооружений требованиям безопасности; обеспечение соответствия научно-техническому прогрессу методических документов, применяемых при оценке соответствия на объектах, подконтрольных Ростехнадзору; повышение ответственности владельцев зданий и сооружений ОПО за обеспечение безопасности.

Анализ безопасности строительных конструкций необходимо проводить с учетом использования зданий и сооружений в сфере малого, среднего и крупного бизнеса и снижения административного давления на него. Из общего числа зданий и сооружений, находящихся на территории промышленных предприятий, к сфере ОПО относятся около 20 %, к сфере применения в среднем бизнесе — 45 % и в малом бизнесе — 35 %. Параллельно с этим используются пять категорий опасности зданий и сооружений (по взрывопожарной и пожарной опасности). Такое разграничение значительно расширяет сферу действия и ответственности малого и среднего бизнеса.

Одна из важнейших проблем — качество экспертизы промышленной безопасности строительных конструкций зданий и сооружений ОПО. При этом в ряде случаев низкое качество проведения экспертизы промышленной безопасности обусловлено следующими причинами:

некомплектность или отсутствие на промышленных предприятиях проектной, исполнительской и эксплуатационно-технической документации;

крайняя изношенность зданий и сооружений, которым на ОПО уделялось меньше внимания, чем техническим устройствам (технологическому оборудованию, от технического состояния которого зависит экономическое положение предприятия). Сроки ремонтов затягиваются, проводятся не в полной мере, на ремонтах зданий и сооружений, к величайшему сожалению, экономят и т.п.;

привлечение неквалифицированных организаций, предлагающих свои услуги по демпинговым ценам, поскольку при выборе подрядчика для проведения экспертизы промышленной безопасности зданий и сооружений определяющим для заказчика является стоимость работ, а не качество экспертизы;

рассмотрение и утверждение экспертиз промышленной безопасности зданий и сооружений ОПО территориальными управлениями Ростехнадзора, зачастую не располагающими высокопрофессиональными кадрами в области строительства.

Представляется целесообразным, чтобы рассмотрение и утверждение экспертиз промышленной безопасности зданий и сооружений ОПО, подлежащих декларированию, объектов с иностранными инвестициями, а также зданий и сооружений, имеющих строительный объем более 30 тыс. м3, для всех видов надзора осуществляли специалисты Управления государственного строительного надзора Ростехнадзора.

Чтобы повысить качество экспертизы промышленной безопасности следует избавиться от многочисленных недобросовестных, непрофессиональных фирм, которые за счет демпинговой цены оказываемых услуг, обусловленной неполным объемом и низким качеством работ, вытесняют с рынка экспертных услуг компании, обладающие высокопрофессиональными экспертами и специалистами и современным диагностическим оборудованием.

Все это стоит немалых затрат. Системы лицензирования и аккредитации, существующие в настоящее время, пока в недостаточной мере стали барьером на пути этого множества компаний.

Во исполнение Указа Президента Российской Федерации от 15 мая 2008 г . № 797 «О неотложных мерах по ликвидации административных ограничений при осуществлении предпринимательской деятельности» надо провести следующие программные мероприятия, связанные с совершенствованием законодательной и нормативной правовой базы в данном направлении:

внесение в 2008 г . изменений в нормативные правовые акты для приведения их в соответствие с Градостроительным кодексом Российской Федерации (в том числе в части создания более эффективной единой системы строительного контроля, совершенствования системы комплексного государственного строительного надзора);

развитие и совершенствование самого Градостроительного кодекса Российской Федерации в части снижения административных барьеров и совершенствования административно-правового механизма по разгосударствлению функций;

разработка технических регламентов (ТР), устанавливающих требования безопасности, которые должны соблюдаться при строительстве, реконструкции и капитальном ремонте объектов капитального строительства, а также при производстве строительных материалов (ТР «О безопасности лифтов», ТР «О безопасности зданий и сооружений», ТР «О безопасности строительных материалов» и др.);

в развитие темы технического регулирования разработка национальных стандартов и сводов правил «О безопасности дымовых и вентиляционных промышленных труб», «О безопасности зданий и сооружений на опасных производственных объектах», «Порядок реализации проектных решений в области мониторинга технического состояния опасных производственных объектов», «Оценка надежности конструкций покрытий большепролетных сооружений», «Оценка и обеспечение безопасности от прогрессирующего обрушения при аварийных воздействиях» и др.;

внесение изменений в законодательство об экологической экспертизе, предусмотрев проведение государственной экологической экспертизы федерального уровня по всем проектам особо опасных, технически сложных и уникальных объектов капитального строительства.

При строительстве, реконструкции и капитальном ремонте объектов капитального строительства необходимо внедрять систему независимого строительного контроля (включая авторский и технический надзор), успешно реализуемую в странах с развитой экономикой, на основе следующих основных принципов:

независимый строительный контроль должен осуществляться организациями, имеющими все необходимые лицензионно-разрешительные документы, профессиональный штат инженерно-технических работников, проектировщиков, строителей, лабораторное оборудование и прочую материально-техническую базу, достаточную для проведения всего комплекса контрольных мероприятий при строительстве, реконструкции и капитальном ремонте, в первую очередь — олимпийских объектов;

между лицами, непосредственно осуществляющими строительство и независимый строительный контроль, не должно заключаться возмездных договоров либо в заключенных возмездных договорах не должны содержаться условия, позволяющие оказывать финансовое давление на организации, которые проводят независимый строительный контроль;

сотрудники организаций, осуществляющих независимый строительный контроль, должны быть обучены и аттестованы в рамках Единой системы оценки соответствия на объектах, подконтрольных Ростехнадзору (ЕС ОС Ростехнадзора);

организации, осуществляющие независимый строительный контроль, должны определяться на конкурсной основе;

деятельность организаций, осуществляющих независимый строительный контроль, должна быть застрахована на основе независимой оценки рисков и процедур предстраховой экспертизы. Особенность заключается в том, что результаты проверки передаются третьей стороне — страховой компании, для определения размера страхового взноса. Документом проверки служит экспертное заключение. Размер страховых взносов зависит от состояния объектов, поэтому страховые компании и страхователи напрямую заинтересованы в получении объективной информации о состоянии объектов, поскольку переоценка опасности ведет к неоправданно высоким страховым тарифам и взносам, недооценка (по вероятности возникновения и тяжести последствий) — к занижению страховых тарифов и в результате страхового случая может привести к тяжелым последствиям, как для страховых компаний (по частоте и объемам выплат), так и страхователей (в случае недостаточного для ликвидации последствий аварийной ситуации и покрытия ущерба). Решить эту проблему и должны страховые компании, использующие современные технологии проверок;

в целях обеспечения оптимального взаимодействия лиц, занятых на строительстве, с органами государственного строительного надзора целесообразно в договорах между застройщиками и организациями, выполняющими независимый строительный контроль, предусматривать включение в обязанность последних представлять интересы застройщиков перед органами государственного строительного надзора, а также предоставление необходимой информации о ходе проведения независимого строительного контроля органам государственного строительного надзора.

Эти организационные мероприятия будут прежде всего направлены на создание условий для снижения административных барьеров при осуществлении предпринимательской деятельности в строительстве, для развития конкуренции и расширения доступа застройщиков к кредитным ресурсам; реализацию мер градостроительного и антимонопольного регулирования; на обеспечение контроля за деятельностью застройщиков при привлечении средств участников долевого строительства; на внедрение механизмов привлечения кредитных и инвестиционных средств для обеспечения земельных участков коммунальной инфраструктурой в целях строительства, реконструкции и капитального ремонта объектов капитального строительства; на содействие внедрению механизмов проведения комплексного строительного надзора при строительстве, реконструкции и капитальном ремонте объектов капитального строительства.

Важнейший элемент обеспечения безопасности строительных конструкций (новое направление) — разработка и внедрение систем мониторинга технического состояния строительных конструкций (в том числе и автоматизированных). Актуальность этого направления обусловливается, кроме вышеперечисленных факторов, отсутствием необходимого количества квалифицированных специалистов и организацией в области проектирования, изготовления, экспертизы и эксплуатации комплексных автоматизированных систем мониторинга технического состояния строительных конструкций зданий и сооружений.

Однако производственные здания и сооружения обладают весьма существенными специфическими особенностями, связанными с высокими рисками и условиями эксплуатации: высокая механическая нагруженность (статическая, малоцикловая, усталостная, вибрационная — от технологического и кранового оборудования, технологических трубопроводов и т.д.); воздействие агрессивных продуктов от технологических процессов и газовоздушной общезаводской среды; изношенность строительных конструкций зданий и сооружений на ОПО, превышающая 80 %; риски аварий и катастроф, связанные с обрушением строительных конструкций зданий и сооружений и последующим выходом из строя технологического оборудования, что, в свою очередь, угрожает жизни и здоровью работников предприятий, населению близлежащих территорий, экологической обстановке местного и территориального масштаба. В результате на зараженной территории могут остаться без электроэнергии, воды и жилья десятки и сотни тысяч человек; материальный ущерб от последствий только одной аварии средней категории на химическом или нефтеперерабатывающем заводе исчисляется миллионами долларов.

В связи со сложностью проблемы рассмотрим некоторые ключевые элементы системы управления рисками и мониторинга технического состояния зданий и сооружений ОПО.

Решение существующих проблем промышленной безопасности может обеспечить системный подход к оценке управления рисками на основе теории. Это позволит максимально повысить защищенность ОПО от аварийного разрушения при эффективном расходовании средств. Такой подход основан на применении на практике методов оценки безопасности (см. рисунок), из которого следует, что будущее — за новыми методами оценки безопасности, оценки живучести и риска.

Для разработки системы управления рисками и мониторинга технического состояния зданий и сооружений необходимо собрать исходную информацию, а именно: провести анализ генерального плана и технологической схемы предприятия, технических параметров зданий, сооружений и оборудования; условий эксплуатации, режимов нагружения, ремонтов, обследований, инцидентов и аварий; про анализировать функционирование системы промышленной безопасности и оценить уровень подготовки персонала. Результат — анализ потенциальных рисков и вероятностей возможных аварий.

Далее мониторинг технического состояния зданий и сооружений ОПО осуществляется выборочно по отдельным конструкциям, узлам или элементам здания, работоспособность которых определяет безопасную эксплуатацию всего здания.

Таким образом, основные этапы разработки системы управления рисками и мониторинга технического состояния: обследование и экспертиза промышленной безопасности строительных конструкций зданий и сооружений; анализ взаимосвязи поврежденности конструкций и технологического оборудования; анализ деградации свойств материалов конструкций, оценки уровня фактических и допустимых рисков. Далее по критериям риска назначаются уровни ответственности зданий и сооружений и определяются критически важные зоны конструкций и узлов. Цель комплексного мониторинга технического состояния зданий и сооружений — безаварийная и, в перспективе, непрерывная (без остановок на обследования) эксплуатация объекта. Задачи комплексного мониторинга технического состояния зданий и сооружений — своевременное обнаружение дефектов в конструкции, сбор, обработка и хранение данных технического диагностирования и прогнозирование изменения технического состояния конструкций во времени; автоматизация технического диагностирования и снижение роли человеческого фактора.

Этапы создания такой системы предусматривают: выбор методов неразрушающего контроля, оптимальных для решения задач мониторинга; определение типов и характеристик датчиков и других источников объективной информации; разработка программных комплексов, системы критериев и принятие решений; разработка и изготовление аппаратурной части системы; опытная эксплуатация; составление рекомендаций по действиям в критических ситуациях.

Современное приборостроение способно удовлетворить требования к приборам и оборудованию неразрушающего контроля и определения напряженно-деформированного состояния. Методы, используемые в комплексном мониторинге: акустическая эмиссия; вибродиагностика; тепловидение; измерение напряженно-деформированного состояния, линейных перемещений и углов наклона; метод свободных колебаний для элементов конструкций, зданий и сооружений в целом; измерение параметров газовоздушной среды внутри и снаружи зданий и сооружений, параметров сейсмологической и геотектонической обстановки в зоне нахождения зданий и сооружений ОПО.

Важные элементы системы комплексного мониторинга — разработка и ведение баз данных (электронных паспортов) зданий и сооружений ОПО, позволяющие в режиме реального времени получать информацию о техническом состоянии объекта. Эта идея была высказана в начале 2000-х г г. применительно к техническим устройствам ОПО (в частности, предлагалось начать с резервуарных парков-хранилищ взрывопожароопасных и химически опасных продуктов). Ее реализация возможна в ходе выполнения федеральной целевой государственной программы «Электронная Россия» (2002–2010 гг.). Идея может быть реализована сначала для зданий и сооружений особо опасных производственных объектов. Постоянно обновляемая информация о техническом состоянии зданий и сооружений позволит повысить действенность государственных надзорных и контрольных органов (в частности, Ростехнадзора) за безопасной эксплуатацией ОПО, а также моделировать аварийные ситуации и прогнозировать поведение конструкций с учетом их ремонтов и реконструкций.

Для решения этих сложных, но перспективных задач необходима специальная структура, для создания которой потребуется организационная и материальная поддержка Ростехнадзора. Такую структуру предлагается создать в форме некоммерческой организации «Российский центр мониторинга технического состояния и рисков опасных производственных объектов» (далее — Центр мониторинга), основными функциями и задачами которого будут: разработка единой технической политики и приоритетных направлений в оснащении ОПО системами мониторинга технического состояния; создание баз данных о техническом состоянии ОПО; анализ и подготовка информации, в режиме реального времени, о техническом состоянии объекта для принятия органами Ростехнадзора решений о дальнейшей безопасной эксплуатации объекта; координация разработок, составление и утверждение нормативных и законодательных документов для оснащения вновь строящихся и находящихся в эксплуатации объектов системами мониторинга; координация работ по проектированию систем мониторинга и оснащению ими ОПО; консультационно-информационная поддержка работ по оснащению зданий и сооружений ОПО системами мониторинга технического состояния; координация разработок, составление и утверждение нормативных документов по аттестации средств, методик, специалистов, персонала, лабораторий мониторинга технического состояния строительных конструкций зданий и сооружений ОПО; повышение квалификации персонала, эксплуатирующего системы мониторинга ОПО, переход на управление безопасностью по критериям рисков.

Для решения отдельных проблем могут привлекаться специалисты научно-исследовательских и проектно-конструкторских организаций. Следует отметить, что создание Центра мониторинга целесообразно поручить организации, работающей в сфере промышленной безопасности ОПО, но не занимающейся проектированием; разработкой; изготовлением приборов, оборудования, аппаратных и программных комплексов. Это позволит избежать опасности монополизации рынка услуг по мониторингу технического состояния зданий и сооружений ОПО, повысить конкуренцию среди проектировщиков, разработчиков и производителей. Заказы на оснащение такими системами должны направляться в Центр мониторинга, который предлагает заказчику ряд аккредитованных в Центре специализированных организаций.

Центр мониторинга может участвовать в разработке структурированной системы комплексного мониторинга безопасности и рисков. Основной функцией этой системы будет автоматизированный контроль за состоянием ОПО от стадии строительства до стадии эксплуатации с возможностью передачи данных в режиме реального времени в единую дежурную диспетчерскую службу муниципальных образований. Далее необходимый объем данных мониторинга передается в межрегиональный филиал Центра мониторинга и межрегиональное территориальное управление Ростехнадзора. На основании полученной информации принимается решение о проведении внеочередного обследования или дальнейшей эксплуатации.

Таким образом, организационная структура Центра мониторинга должна состоять из центрального отделения (в г. Москве) и филиалов в федеральных округах. Благодаря поставляемой Центром мониторинга органам Ростехнадзора информации о состоянии и рисках ОПО, надзорные мероприятия могут выйти на новый качественный уровень, отвечающий задачам и потребностям XXI в.

В заключение следует отметить, что в области промышленной безопасности зданий и сооружений ОПО внедрение системы комплексного мониторинга технического состояния и рисков зданий и сооружений ОПО целесообразно начинать с уникального и высокорискового класса зданий и сооружений — на крупных и ответственных промышленных объектах гражданского и оборонного назначения. Именно для них определение безопасности по критериям риска аварий и катастроф будет наиболее эффективным оснащением системами мониторинга.

Год

Описание аварии

Сведения об ущербах

2001

 

Обрушение диска покрытия здания термокалибровочного цеха в ОАО «Златоустовский металлургический завод»

Нет

2003

Обрушение диска покрытия цеха точного литья в ОАО «Чебоксарский агрегатный завод»

46 млн. руб.

2005

Обрушение стенки котельной (г. Киров)

Нет

2005

Обрушение несущих конструкций на фабрике (г. Магнитогорск)

—«—

2005

Обрушение стены и крыши на мясокомбинате (г. Лиски)

—«—

2005

Обрушение кровли цеха обогатительной фабрики (г. Норильск)

—«—

2006

Обрушение конструкций здания вращающихся печей в ОАО «Коркинский цементный завод»

—«—

2006

Обрушение блока покрытия здания вращающихся печей в ОАО «Магнитогорский цементный завод». Площадь обрушения 1760 м 2

Без человеческих жертв

2006

Обрушение блока здания листопрокатного цеха № 5 в ОАО «Магнитогорский металлургический комбинат». Площадь обрушения 5000 м 2

Погибли 8 человек

2006

Обрушение 4 этажей несущего каркаса, 2 пролетов по длине здания и 3 — по ширине первого промышленного массива квартала № 7, стр. 11 (г. Ангарск, Иркутская обл.)

Пострадал 1 чел., погиб 1 человек

2006

Обрушение металлической фермы и конструкций покрытия в ОАО «Вольский завод АЦИ» (Саратовская обл.)

Нет