Определение практической устойчивости объекта, его систем и технологических процессов в ЧС

Размещено на http://www.allbest.ru/

Размещено на http://www.allbest.ru/

Министерство образования И науки российской федерации

Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования

РОСТОВСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ СТРОИТЕЛЬНЫЙ УНИВЕРСИТЕТ

Институт инженерно-экологических систем

Кафедра пожарной безопасности и защиты в чрезвычайных ситуациях

КУРСОВОЙ ПРОЕКТ

на тему: Определение практической устойчивости объекта, его систем и технологических процессов в ЧС

Студент:

Д.М. Гунина

Проверил:

С.П. Куринный

Ростов-на-Дону, 2013.

Введение

Под устойчивостью любой технической системы понимается возможность сохранения ею работоспособности при нештатном (чрезвычайном) внешнем воздействии. Согласно этого определения под устойчивостью работы промышленного объекта понимается способность объекта выпускать установленные виды продукции в объемах и номенклатурах, предусмотренных соответствующими планами в условиях чрезвычайных ситуаций, а также приспособленность этого объекта к восстановлению в случаях повреждения. Для объектов, не связанных с производством материальных ценностей (транспорт, связь, линии электропередач и т. п.) устойчивость определяется их способность в той или иной мере выполнять свои прежние функции. Повышение устойчивости технических систем и объектов главным образом достигается за счет проведения соответствующих организационно-технических мероприятий, которым всегда предшествует исследование устойчивости конкретного объекта.

Защита населения, территорий и объектов экономики в ЧС является важнейшей функцией государства в области его безопасности и нормальной жизнедеятельности. Проблема обеспечения устойчивости функционирования объектов экономики в ЧС - это одна из проблем национальной безопасности страны. Она определяет возможность обеспечения экономической, военной, социальной и др. видов безопасности РФ.

В настоящее время наибольшую опасность представляют ЧС техногенного и природного происхождений. Сложность и масштабность проблемы обеспечения безопасности населения и окружающей природной среды в ЧС и необходимость ее решения органами государственной власти и управления всех уровней обусловливается тем, что в РФ насчитывается около 45000 потенциально опасных объектов (ПОО) различного типа и ведомственной подчиненности. В зоне непосредственной угрозы жизни и здоровью людей в случае возникновения ЧС проживает около 80 млн. человек, т.е. более 50% населения страны.

Экологические, социальные и политические последствия природных и техногенных источников ЧС, как показывает опыт, могут быть очень тяжелыми, если объекты экономики (ОЭ) не способны предупреждать аварии, катастрофы и противостоять действию их поражающий факторов, т.е. не обладают устойчивостью в ЧС.

В современных условиях проблема повышения устойчивости работы ОЭ в ЧС приобретает все большее значение по следующим причинам:

- ослабление механизмов государственного регулирования и безопасности в производственной сфере, снижение трудовой и технологической дисциплины;

- производства на всех уровнях, о также снижение противоаварийной устойчивости производства, произошедшие в результате затянувшейся структурной перестройки экономики России;

- высокий прогрессирующий износ основных производственных фондов, особенно на предприятиях химического комплекса, нефтегазовой, металлургической, горнодобывающей промышленности и ядерной энергетики с одновременным снижением темпов обновления этих фондов;

- повышение технологической мощности производства, продолжающийся рост объемов транспортировки, хранения и использования опасных веществ, материалов и изделий, а также накопления отходов производства, представляющих угрозу населению и окружающей среде;

- недостаточность в РФ законодательной и нормативно-правовой базы, обеспечивающей в новых экономических условиях устойчивое и безопасное функционирование промышленно опасных производств, стимулирующей мероприятия по снижению риска ЧС и смягчению их последствий, а также повышающей ответственности владельцев потенциально опасных объектов;

- отставание отечественной практики от зарубежной в области использования научных основ анализа приемлемого риска;

- снижение требовательности и эффективности работы органов государственного надзора и инспекций;

- повышение вероятности возникновения террористических актов и военных конфликтов.

Цель работы усвоение практических навыков проведения исследования устойчивости и функционирования объекта в ЧС.

Для ее реализации в ходе работы были поставлены следующие задачи:

1. Произвести расчет давления ударной волны для полных, сильных и средних разрушений.

2. Произвести расчет коэффициента защиты противорадиационного убежища.

3. Произвести расчет режимов защиты населения при действии на территориях, зараженных радиоактивными веществами.

Исследование устойчивости работы объекта заключается во всестороннем изучении условий, которые могут сложиться в военное время, и определении их влияния на производственную деятельность.

Цель оценки уязвимости объекта от воздействия ионизирующих излучений заключается в том, чтобы выявить степень опасности радиационного поражения людей в конкретных условиях работы (пребывания) на зараженной местности.

Для реализации поставленных целей необходимо решить следующие задачи:

- Определение практической устойчивости объектов технических систем технологических процессов.

- Расчет режимов радиационной защиты населения.

- Расчет устойчивости противорадиационной защиты противорадиационных укрытий.

- Оценка химической обстановки.

- Оценка пожарной и инженерной обстановки.

- Взрыв газо-воздушной смеси.

- Оценка устойчивости функционирования объекта в результате воздействия поражающих факторов.

- Проведение исследований, подготовительный этап, знакомство с основными документами.

Производственные аварии и катастрофы возникают по различным причинам:

- нарушение нормативных требований при проектировании и строительстве хозяйственных объектов и отдельных сооружений;

- нарушение правил эксплуатации зданий и сооружений и технологических установок;

- применение опасных технологий без должных мер, гарантирующих от возникновения аварий и катастроф;

- воздействие внешних природных факторов, приводящих к старению или коррозии материалов конструкций, сооружений и снижению их физико-химических показателей (воздействие блуждающих токов в грунте, гниение древесины и т.д.);

- отсутствие должного учета последствий вероятных стихийных бедствий и возможных при этом аварий и катастроф, проявляющиеся как вторичные поражающие факторы в дополнение к поражающим факторам самого стихийного бедствия.

В подавляющем большинстве случаев указанные причины носят субъективный характер, обуславливаются человеческим фактором - недостаточностью других требований, безответственностью должностных лиц, грубейшими нарушениями производственной и технологической дисциплины.

1. Определение практической устойчивости объектов, технических систем, технологических процессов

Под пределом устойчивости инженерно- технического комплекса объекта (здания, сооружения) принимают такую степень разрушений, при которой производство полностью сохраняется, а в случае разрушения отдельных элементов объекта (здания), их возможно восстановить и возобновить производство в кратчайшие сроки.

При этом восстановление предполагается силами предприятия и привлекаемых формирований ГО.

За предел устойчивости, по избыточному давлению, можно, как правило, принять внутреннюю границу слабых разрушений основных производственных элементов.

Однако общую устойчивость инженерно-технического комплекса следует оценивать не только по физической устойчивости его элементов по отношению к ударной волне ядерного взрыва, но и, прежде всего, по срокам их восстановления.

При прогнозировании невозможно рассчитать устойчивость конструкций зданий и сооружений от конкретных взрывов, так как ни расстояние до эпицентра, ни вид взрыва, ни его мощность, ни направление движения ударной волны неизвестны, и возможны многие варианты приложения соответствующих нагрузок.

Для оценки устойчивости определяют значения избыточного давления, вызывающие соответствующие степени разрушения, зависящие от конструктивных особенностей здания и вида применения материалов, а не от источника этого давления.

Теоретически задачу можно решить, руководствуясь законами строительной механики для определения разрушающей эквивалентной статической нагрузки, соответствующей реальной динамической нагрузке и расчетной конструктивной схеме. Однако расчет этот сложен и, в известной степени, условен, так как нет достаточно точных критериев для определения коэффициентов динамичности и оценки того, какой вид нагрузок будет действовать - отражения, обтекания, скоростной напор или давление в свободно распространяющейся ударной волне. Эти вопросы требуют дальнейшего теоретического осмысления для разработки научно обоснованной методики расчета.

Можно рекомендовать для оценки устойчивости зданий и эмпирические формулы, апробированные ВЦОК ГО, которые, в отличие от таблиц, дают однозначные решения и более широко учитывают некоторые конструктивные особенности зданий и сооружений.

Предлагаются формулы:

- для производственных зданий:

?Рф=0,14 • Кп • Кк • Км • Кс • Кв • Ккр; (1)

Для жилых, общественных и административных зданий:

?Рф=0,23 • Кп • Кк • Км • Кс • Кв, (2)

Где: ?Рф - величина избыточного давления при соответствующем значении Кп;

Кп - числовой коэффициент, характеризующий степень разрушения - Кп = 1 для полных;

Кп - 0.87 для сильных;

Кп - 0,56 для средних и Кп = 0,35 для слабых разрушений;

Кк - коэффициент, учитывающий тип конструкции: бескаркасная - 1, каркасная -2. монолитная железобетонная - 3,5;

Км - коэффициент, учитывающий вид материала: дерево - 1, кирпич - 1,5, железобетонные, с коэффициентом армирования м < 0,03 - 2, тоже м > 0,03 или с металлическим каркасом м - 3;

Кс - коэффициент, учитывающий сейсмичность: для объектов, запроектированных без учета сейсмики - 1, для учитывающих сейсмику -1,5;

Кв - коэффициент, учитывающий высоту зданий (парусность) определяется по формуле:

Кв= (Нзд-2)/(3(1+0,43(Нзд-5))) (3)

Где: Нзд - высота здания, м;

Ккр - коэффициент, учитывающий влияние на устойчивость кранового оборудования, определяется по формуле:

Ккр =1+4,65 • 10ОіQ, (4)

Где: Q - грузоподъемность крана, т; при наличии кранов разной грузоподъемности прими мается их среднее значение.

К приведенным формулам целесообразно ввести дополнительный поправочный коэффициент, учитывающий степень проемности (Кпр), так как увеличение проемности уменьшает парусность объекта. Величину коэффициента можно принять равным коэффициентам динамичности при расчете стен убежищ по табл. 16 СНиП II-11-77* по предельному состоянию 1.а (кроме слабых разрушений, когда стены не повреждаются).

Величина Кпр составит: при проемности до 10% - 1, от 10 до 50% - 1,1, больше 50% - 1,3. К площади проемов целесообразно плюсовать площадь легко разрушаемых наружных стен (масса меньше 100кгс/м³).

Здание цеха с металлическим каркасом м - 3, высота 16м, грузоподъемность кранов 20 кг, проемность 30%, район не сейсмичный.

Кк=2;

Км=2;

Кс=1;

Кпр=1.

Кв=(16-2)/(3(1+0,43(16-5)))=1,81.

Ккр=1+4,65• 10Оі • 20=1,93.

Для слабых разрушений (Кп=0,35), ?Р=4,25 кгс/мІ (42 кПа);

- для средних (Кп=0,56)(Кпр=1,3), ?Р=6,80 кгс/мІ (87 кПа);

- для сильных (Кп=0,87)(Кпр=1,3), ?Р=1,70 кгс/мІ (135 кПа);

- для полных (Кп=1)(Кпр=1,3), ?Р=0,94 кгс/мІ (155 кПа).

Предел устойчивости принимаем как среднее значение для слабых и средних разрушений (4,25+6,80):2=5,52 кгс/мІ.

Предел устойчивости остальных элементов цеха определен по таблицам (граница слабых и средних разрушений).

После оценки устойчивости каждого цеха (здания, сооружения) составляется таблица по определению устойчивости (табл. 1)

Таблица 1:

Элементы цеха и их краткая характеристика	Степень разрушения ?Р кгс/мІ	Предел устойчивости
	0,4	0,8	0,9	1,3	1,5
ЗДАНАЕ: каркасное, высота 12м, крановое оборудование Q=30кг, проемность 60%, сейсмостойкое	слаб. 4,25	сред. 6,80		сильн. 1,70	полн. 0,94	(4,25+6,80)/2=5,52

Под предел устойчивости не проходит только средние разрушения, значит они невозможны для этого здания.

Здание нужно укрепить наложением кирпича.

2. Расчет режимов радиационной защиты населения

Уровень радиации при взрыве зависит от расстояния от эпицентра, мощности и вида взрыва, и от зоны радиоактивного заражения, в которой может оказаться объект, или формирование ГО. Поэтому, заранее разрабатывают режимы (3-5 для каждой зоны) радиационной защиты, в зависимости от вероятных пределов уровней радиации для данного объекта или населенного пункта.

Фактические защитные свойства защитных сооружений определяются по формулам раздела «6» СНиП II-11-77* ( коэффициент ослабления «А» для убежищ и коэффициент защиты «Кз» для ПРУ).

В соответствии с требованиями нормативных документов на объектах экономическою хозяйства и в районах рассредоточения рабочих, служащих и формирований ГО, выведенных в районах сооружения (зона возможных слабых разрушений и 20 км зона) с введением угрожаемого положения, все ПРУ должны усиливаться с доведением коэффициента защиты до установленного норматива дли юн и соответствующих категорий укрываемых.

На остальной территории загородной зоны, на объектах экономического хозяйства и для населения, коэффициент защиты ПРУ должен быть также доведен до нормативных значений, установленных для зоны.

Фактические защитные свойства зданий и сооружений, простейших укрытий, приспосабливаемых подвалов и других заглублений сооружений также смогут быть определены по формулам «Кз» или приняты по справочным данным. Например, деревянные жилые дома обеспечивает коэффициент ослабления Косл(з)=2;

- в каменных одноэтажных домах - Косл(Кз) = 10:

- в каменных многоэтажных домах - Косл(Кз) = 20-30;

- в производственных многоэтажных зданиях - Косл(Кз) - 7 и т.д.

Необходимо учитывать отдаленность жилья от места работы и возможность использования транспортного средства. Для пешего движения Косл=l, для всех видов транспорта Косл=2. Отдыхающие смены предприятий, продолжающих свою деятельность в городах, должны размещаться так, чтобы общее время доставки туда и обратно не превышало четырех часов, из них пешее движение - не более одного часа в одном направлении.

При разработке режимов поведения необходимо учитывать возможность прекращения производственной деятельности по сигналам ГО, опасность вторичных факторов - возможность затопления, взрывов, пожароопасность и т.п. Должна учитываться сменность работы (одна или две смены по 10 - 12 часов).

Режим работы является частью общего режима в районе следа радиоактивного облака. Под режимом поведения людей понимают, повторяющееся с определенной периодичностью в течении суток, продолжительность и условия работы, передвижения и отдыха рабочих и служащих (населения).

Режим работы рабочих и служащих и режим поведения населения определяют руководители объектов и штабы ГО, из условия, чтобы за время пребывания на радиоактивно зараженной местности люди не получили дозу облучения выше допустимой для данного случая.

Режим радиационной защиты можно определить расчетным путем, используя усредненные показатели, учитывающие защитные свойства зданий (сооружений) и продолжительность пребывания в них людей. Такими усредненными показателями являются:

- коэффициент защищенности людей (Сэ);

- коэффициент безопасной защищенности людей (Сбз);

Коэффициент защищенности показывает, во сколько раз доза радиации, накопленная людьми за сутки при установленном режиме поведения, меньше дозы, которую они получили бы за сутки, находясь непрерывно на открытой местности.

С= 24/ ( t1+t2/K2+t3/K3+tn/Kn) (5)

Где:

24 - количество часов в сутках;

t1 - время открытого пребывания людей на зараженной местности (t1);

t₂, t3, tn - время пребывания людей в течении этих суток в укрытиях, зданиях, транспортных средствах и т.п. (ч);

К1, К₂, Кn, - коэффициенты ослабления гамма-излучения укрытиями, зданиями и т.п.

Пример. Определить коэффициенты защищенности рабочих при следующем режиме поведения: на работу они идут пешком (t1), работают в производственном многоэтажном здании - Косл(Кз) - 7 в течении 10 ч (t2), возвращаются домой 2 часа пешком (t1) в течении остальных 8 часов (t3) - находятся в деревянном доме (К=13).

С1= 24 /(2+10/5 + 8/13)= 5,2.

Переоблучение рабочих и служащих не произойдет, если доза облучения на открытой местности будет лишь в 5,2 раза больше установленной. Так, если на первые сутки допустимая для них доза облучения установлена в 45 Р, и она обеспечивается при указанном коэффициенте защищенности (Сз=8), то при открытом пребывании на местность в течении тех же суток, без рекомендованного выше режима поведения, люди получат дозу облучения, равную 432 Р (45•9,6).

На зараженной территории коэффициент защищенности (Сз) может не обеспечить безопасную жизнедеятельность людей. Поэтому введен второй усредненный показатель - коэффициент безопасной защиты - (Сбз).

Коэффициент безопасной защищенности (Сбз) - значение коэффициента защищенности при таком режиме поведения рабочих, служащих или населения, когда люди за данные сутки не получат дозу облучения выше установленной (допустимой).

Следовательно, если люди будут соблюдать в течении суток режим поведения, соответствующей определенной величине (Сбз), они не переоблучаться выше допустимых величин.

Сбз рассчитывают на каждые сутки пребывания людей на зараженной РВ местности делением величины дозы, которую они получат, находясь в течении суток на открытой местности, на установленную, для тех же, суток дозу облучения:

Для населения, рабочих и служащих, исходя hi конкретных местных условий, рассчитывают варианты режимов поведения.

Режим поведения на зараженной РВ местности определяют в такой последовательности: рассчитывают величину коэффициента защищенности (Сз) для желаемого режима поведения; рассчитывают коэффициенты безопасной защищенности людей (Сбз) па первые, вторые и последующие сутки, исходя их фактически сложившейся радиационной обстановки; сравнивают величины (Сбз) и (Сз), имея в виду, что (Сз) должен быть либо больше, либо равен Сбз (Сз>Сбз).

Если коэффициент (Сбз) больше коэффициента (Сз), тогда в режим поведения вносят коррективы, то есть, сокращает время пребывания людей на открытой местности, а домах или на работе и увеличивают продолжительность их пребывания а укрытиях.

Существуют два способа определения режимов поведения рабочих и служащих объектов промышленности.

Первый используют чаще, так как он применим на большей части зараженной территории (зоны А,Б), где уровни радиации, приведенные на 1ч после ядерного взрыва, сравнительно невелики (до 240 Р/ч), в основу расчета принимают однократно допустимую дозу (за 4 сут.).

При этом режим поведения устанавливают на каждый день первых четырех суток.

В этих случаях, производственная деятельность людей, зачастую, может быть возобновлена сразу после окончания выпадения радиоактивных осадков и допустимые дозы облучения устанавливаются на каждые сутки.

3. Расчет устойчивости противорадиационной защиты противорадиационных укрытий

Защита рабочих и служащих и неработающего населения от радиоактивных воздействий при радиоактивном заражении местности обеспечивается укрытием их в ПРУ или простейших укрытиях, имеющих достаточную величину.

Коэффициент защиты - число, показывающее, во сколько раз меньшую дозу радиации получит человек, укрывающийся в защитном сооружении, по сравнению с дозой, которую он получил бы, находясь на открытой местности.

Для ПРУ коэффициент защиты нормируется и задается в задании на проектирование.

ПРУ, кроме защиты от радиационных воздействий, должны обеспечивать условия для пребывания укрываемых в пределах расчетного срока укрытия.

Простейшие укрытия обеспечивают только ослабление радиационных воздействий в пределах фактического Кз.

Увеличение Кз обеспечивается за счет осуществления мероприятий по увеличению массы площадей ограждающих конструкций, эффективность некоторых из них рассмотрена в примерах расчета.

Расчет фактических коэффициентов защиты.

Коэффициент защиты для помещений укрытий в одноэтажных зданиях (цех, жилой дом, служебное или вспомогательное помещение) определяют по формуле:

Кз= 0,65*K1*Кст*Кпер

V1 * Кст * К 1+(1 - Кш )(Ко * Кст + 1)Кпер* Км (6)

Где:

К1 - коэффициент, учитывающий долю радиации, проникающей через наружные и внутренние стены и принимаемый по формуле:

К1= 360? ? ai+36 (7)

ai - плоский угол в градусах с вершиной в центре помещения, против которого расположена i-я стена укрытия, при этом учитываются наружные и внутренние стены здания, суммарный приведенная масса 1 м² которых в одном направлении менее 1000 кгс.

Приведенную массу определяют по формуле - (Номера формул и таблиц здесь и далее даны в соответствии с СНиП:

Q*p=Q(1-So/Scc) (8)

So - площадь окон i-й стены укрытия;

Кст - кратность ослабления стенами первичного излучения в зависимости от суммарной массы ограждающих конструкций.

Примечания:

- Определяют приведенные массы и суммируют массы всех стен против i-ro плоского внутреннего угла.

- При определении Кст учитывают только стены с приведенным суммарной массой менее 1000 кгс/м².

- При наличии нескольких стен с суммарно приведенной массой менее 1000 кгс/м² коэффициент Кст определяют:

а) при разнице масс менее 200 кгс/м² по средней массе всех стен:

Qcp= ?Qi* ai ?ai (8)

б) при большей разнице массе - как средний коэффициент для всех Кст:

Kстср= ?Кстi * ai ?ai (9)

Кпер - кратность ослабления первичного излучения перекрытием.

V1 - коэффициент, зависящий от высоты и ширины помещения.

Ко - коэффициент, учитывающий понижение в помещении вторичного излучения.

Км - коэффициент, учитывающий снижение дозы радиации зданиях, расположенных в районе застройки, от экранирующего действия соседних соединений.

Примечание. Для промежуточных значений масса 1 м ограждающих конструкций коэффициенты Кст, Клер, Кп следует принимать по интерполяции.

Кш - коэффициент, зависший от ширины зданий принимаемый (учитывает долю излучений от пыли, выпавшей непосредственно на покрытие здания).

Коэффициент Ко следует принимать при расположении низа оконного проема (светового отверстия) в наружных стенах на высоте подоконника от пола укрытия до 0,8 м равным 0,8а: 1,5 м - 0,15а, 2 м и более - 0,09а. Коэффициент «а» определяют по формуле:

a=So / Sn (10)

Где:

So - площадь оконных и дверных проемов (площадь незаложенных проемов и отверстий);

Sn - площадь пола укрытия.

Коэффициент защиты для помещений укрытий на первом этаже в многоэтажных зданиях из каменных материалов и кирпича определяют по формуле:

Кз = 0,65 • Кст • К1 (1-Кш)(Ко• Кст+1)Км (11)

Коэффициент защиты для помещений укрытий, расположенных на первом этаже внутри многоэтажного здания, котла ни одна стена этих помещений непосредственно не соприкасается с радиоактивно-зараженной территорией:

Кз= 3,25 • Кст • К1 (1 - Кш)(Ко • Кст +1)Км (12)

Формула (12) идентична формуле (11) при значении К=5, она не учитывает всего разнообразия возможной толщины наружных стен, соприкасающихся с зараженной территорией, и степени их проемвости, поэтому желательно пользоваться формулой (11) при наличии стен Р с суммарной приведенной массой меньше 1000 кгс/м² или формулой (14) при суммарной проведенной массой всех стен в одном направлении больше 1000 кгс/м².

Значения коэффициентов защиты, полученные по формулам (4) и (10) (12) и (14) для противорадиационных укрытий, следует умножить на коэффициент 0,45 для зданий с > 0,5 и на 0,8 - для с < 0,3, («а» по формуле 13), в случае, если не предотвращено заражение с радиоактивными осадками смежных и лежащих над укрытием помещений.

Коэффициент защиты Кз для укрытий, расположенных в не полностью заглубленных подвальных и цокольных этажах:

Кз= 0,77 • Кс • К1 • Кn (1 - Кш )[(К о • Kcт +1) + Кn (КоКст + 1)]Км (13)

Где:

Кп - кратность ослабления перекрытием подвала (цокольного этажа) вторичного излучения, рассеянного в помещении первого этажа, определяемая в зависимости от массы 1 м² перекрытия.

Ко - коэффициент, принимаемый при расположении низа оконного и дверного проемов (светового отверстия) в стенах на высоте от пола первого этажа 0,5 м и ниже, равным 0,15; и 1 ми более - 0,09а.

Дня подвальных и цокольных помещений, пол которых расположен ниже уровня планировочной отметки земли меньше, чем на 1,7 м, коэффициент защиты следует определять по формуле (10) как для помещений первого этажа, а при обваловании стен этих помещений на полную высоту - по формуле (15).

В массы перекрытия над первым, цокольным или подвальным этажом производственных зданий промышленных предприятий при определении Кп в формулу (12) необходимо включать дополнительно массы стационарного оборудования, но не более 200 кгс/м² с площади, занимаемой оборудованием.

Указанная масса оборудования принимается равномерно распределена по перекрытию.

В массу 1 м² перекрытия над цокольным или подвальным этажом жилых и общественных зданий, расположенных в зоне действия ударной волны, следует дополнительно включать массу 75 кгс/м² от внутренних перегородок и несущих стен. Для загубленных в грунт или обсыпанных сооружений (без надстройки) с горизонтальными, наклонными, тупиковыми или вертикальными входами, коэффициент защиты определяют по формуле:

Кз= 0,77 Кпер V1+x Кпер (14)

х = Квх • П 90 (15)

Где:

П90 - коэффициент, учитывающий тип и характеристику входа;

Квх - коэффициент, характеризующий конструктивные особенности входа и его защитные свойства.

В сооружениях арочного типа при определении Кпер толщину грунтовой обсыпки принимают для самой высокой точки покрытия.

Коэффициент защиты полностью загубленных подвалов и помещений, расположенных во внутренней части не полностью загубленных подвалов, а также не полностью загубленных подвалов и цокольных этажей, при суммарной массе выступающих частей наружных стен с обсыпкой 1000 кгс/м² и более определяют по формуле:

Кз= 4,5 • Кп VV1+х • Кп (16)

Примечание. Для промежуточных значений размеров входов коэффициент Квх принимается по интерполяции.

При наличии нескольких входов, значение X определяют как сумму значений по всем входам. Если во входе предусматривается устройство стенки экрана или двери массой более 200 кгс/м, то значение X определяется по формуле:

Х= ?Квх/Кстэ • П90 (17)

Где:

Квх, П90 - обозначения те же, что и в формуле (15);

П- количество входов; Кстэ - кратность ослабления излучения стенкой экраном (дверью).

Для вертикального входа, оборудованного в перекрытии и закрываемого люком размером 0,7 х 0,7 м, величину коэффициента Квх следует принимать при расстоянии между осью входа и центром помещения от 1,5 м - 0,001; 3 м - 0,0005; 6 м, и более - 0,0001.

Оценка химической обстановки:

Неблагоприятная химическая обстановка может сложиться на определенной территории при авариях на технологических емкостях и хранилищах, при транспортировке СДЯВ(ОВ) железнодорожным, трубопроводным и другими видами транспорта, а также в случае разрушения химически опасных объектов (ХОО) при стихийных бедствиях.

Выброс СДЯВ в атмосферу может произойти в газообразном, парообразном или аэрозольном состоянии.

Опасность поражения людей СДЯВ или ОВ требует быстрого выявления и оценки химической обстановки для организации аварийно-спасательных и других неотложных работ и учета ее влияния на производственную деятельность и жизнедеятельность людей.

Под оценкой химической обстановки понимают определение масштаба характера заражения СДЯВ и ОВ, анализ их влияния на деятельность объектов населения.

Исходными данными для оценки химической обстановки при применении ОВ являются: тип отравляющих веществ, район и время применения химического оружия, метеоусловия, характер местности, степень защищенности людей.

Решают следующие задачи:

- определение границ очага химического поражения, площади зоны заражения и типа ОВ;

- определение глубины распространения зараженного воздуха;

- определение стойкости ОВ на местности;

- определение времени пребывания людей в средствах защиты;

- определение возможных потерь в очаге химического поражения.

Масштаб заражения СДЯВ, в зависимости от их физических свойств и агрегатного состояния, рассчитывают по первичному и вторичному облаку. Например:

- для снижения газов - отдельно по первичному и вторичному облаку;

- для сжатых газов - только по первичному облаку;

- для ядовитых жидкостей, кипящих выше температуры окружающей среды - только по вторичному облаку.

Исходными данными для прогнозирования масштабов заражения СДЯВ являются:

- общее количество СДЯВ на объекте и данные по размещению их запасов в емкостях и технологических трубопроводах;

- количество СДЯВ, выброшенных в атмосферу и характер их разлива на подстилающей поверхности;

- высота поддона или обваловки складских емкостей;

- метеоусловия: температура воздуха, скорость ветра на высоте 10м, степень вертикальной устойчивости воздуха;

- топографические условия местности и характер застойки;

- степень защищенности людей.

При заблаговременном прогнозировании масштабов заражения (загрязнения) на случай производственной аварии в качестве исходных данных рекомендуется применять:

- за величину выброса СДЯВ (Q0)- единичной емкости ( технологической, складской, транспортной), а для сейсмических районов - общий запас СДЯВ;

- метеоусловия: скорость ветра, степень вертикальной устойчивости воздуха - (инверсия).

Для прогноза масштабов заражения непосредственно после аварии берут конкретные данные о количестве выброшенного (разлившегося) СДЯВ и реальные метеоусловия. Внешние границы зоны заражения СДЯВ рассчитывают по поражающей токсодозе при ингаляционном воздействии на организм человека.

При расчетах принимают следующие допущения:

- емкости, содержащие СДЯВ, при авариях разрушаются полностью;

- толщина слоя жидкости для СДЯВ (h), разлившихся свободно на подстилающей поверхности применяется равной 0,05и и по всей площади разлива; для СДЯВ, разлившихся в поддон или обваловку, определяются из соотношения h= 0,2 где Н -высота поддона (обваловки) в метрах.

Предельное время пребывания людей в зоне заражения и продолжительность сохранения неизменными метеоусловия (степень вертикальной устойчивости воздуха, направление и скорость ветра) составляет 4ч.

Первичное облако - облако СДЯВ, образующееся в результате мгновенного (1-3 мин) перехода в атмосферу части содержания емкости со СДЯВ, при ее разрушении.

Вторичное облако - это облако СДЯВ, образующееся в результате испарения разлившегося вещества с подстилающей поверхности.

Оценка химической обстановки, сложившейся в результате аварий с выбросом СДЯВ.

Она сводится к решению задач:

- расчет глубины зоны заражения;

- расчет глубины зоны возможного заражения при разрушении ХОО;

- определение площади зоны заражения;

- определение времени подхода зараженного воздуха к объекту;

- определение продолжительности поражающего действия СДЯВ.

Прогнозирование глубины зон заражения СДЯВ

Значение глубины зон заражения при аварийном выбросе (разливе) СДЯВ определяется в зависимости от количественных характеристик выброса и скорости ветра.

Определение количественных характеристик выброса СДЯВ

Количественные характеристики выброса СДЯВ для расчета масштабов заражения определяют по их эквивалентным значениям.

Эквивалентные количества вещества по первичному облаку (в тоннах) определяют по формуле:

Qэ1=К1 К3 К5 К7 Qс, (18)

Где:

К1- коэффициент, зависящий от условий хранения СДЯВ;

К3 - коэффициент, равный отношению поражающей токсодоза хлора к поражающей токсодозе другого СДЯВ;

К5 - коэффициент, учитывающий степень вертикальной устойчивости воздуха;

К7 - коэффициент, влияния температуры воздуха;

Qс - количество выбрашенного (разлившегося) при аварии вещества.

При авариях на хранилищах сжатого газа величина Q0 рассчитывается по формуле:

Q0 = d • Vх (19)

Где:

d - плотность СДЯВ, в т/м;

Vх - объем хранилища, м3.

При аварии на газопроводе, величина Q0 рассчитывается по формуле:

Q0 = n•d•Vt 100 (20)

Где:

n- процентное содержание СДЯВ в природном газе;

d - плотность СДЯВ, в т/м3;

Vt - объем секции газа провода между автоматическими отсеками, м3.

При определении величины Qэ1 для снижения газов, не вошедших в таблицу значение коэффициента К7 принимают равным 1, а значение коэффициента К1, рассчитывают по соотношению:

К1= Ср ?Т ? Нисп (21)

Где:

Ср - удельная теплоемкость жидкого СДЯВ кДж/кг.град;

?Т - разность температур жидкого СДЯВ до и после разрушения емкости, ?С;

Нисп - удельная теплота испарения жидкого СДЯВ при температуре испарения в кДж/кг.

Определение эквивалентного количества вещества по вторичному облаку.

Эквивалентное количество по вторичному облаку рассчитывают по формуле:

Qэ2 = (1-К1)• К2• К3• К4• К5• К6• Q0 • К7 n• d (22)

Где:

К2 - коэффициент, зависящий от физико-химических свойств СДЯВ; К4 - коэффициент, зависящий от скорости ветра; К6 - коэффициент, зависящий от времени прошедшего после начала аварии - N.

Значение коэффициента К6 определяют после расчета продолжительности испарения вещества Т. При N ? Т, значение К6 принимают таким же, как для N = Т, а при N? Тнас - К6 принимают для 1 ч.

d - плотность СДЯВ,в т/м3;

h - толщина слоя СДЯВ,м.

При определении величины Qэ2 для веществ, не входящих в таблицу, значение коэффициента К1, принимают равным 1, а значение коэффициента К2, определяют по формуле:

К2=8,10•10 •Р v М (23)

Где:

Р давление насыщенного пара вещества при заданной температуре воздуха в мм.рт.ст.; М - молекулярная масса вещества.

Расчет глубины зоны заражения при аварии на ХОО.

Расчет глубины зон заражения первичным (вторичным) облаком СДЯВ при авариях на технологических емкостях, хранилищах и транспорте ведут с помощью таблиц: глубина зон возможного заражения СДЯВ и предельное значение глубины переноса воздушных масс за 4 часа при различных скоростях ветра.

Полную глубину зоны заражения (Г) в километрах, обусловленную воздействием первичного и вторичного облака СДЯВ определяют:

Г= Г' +0,5 Г' (24)

Где:

Г'- наибольший;

Г''- наименьший из размеров Г1 и Г2.

Полученное значение «Г» сравнивают с приведенными в таблице «Предельное значение глубины переноса воздушных масс за 4 часа при различных скоростях ветра» предельно возможными значениями глубин переноса воздушных масс, соответствующих различным скоростям ветра при четырех - часовой продолжительности сохранения метеоусловий. Следует принимать меньшее из двух сравниваемых между собой значений.

Расчет глубины зоны возможного заражения при разрушении химически опасного объекта.

В случае разрушения ХОО при прогнозировании глубины заражения рекомендуется брать данные на одновременный выброс суммарного запаса СДЯВ на объекте и следующие метеорологические условия: инверсия, скорость ветра -1,0 м/с. Эквивалентное количество СДЯВ в облаке зараженного воздуха определяют аналогично рассмотренному выше методу для вторичного облака при свободном разливе. При этом суммарное эквивалентное количество Q, рассчитывают по формуле:

Qэ = 20• K4•K5? К2i •К3i• К6i• К7i• (Qi/ di) (25)

Где:

K2i - коэффициент, зависящий от физико-химических свойств i-гo СДЯВ;

К3i коэффициент, равный отношению поражающей токсодозе хлора к поражающей токсодозе i-гo СДЯВ;

К_6i коэффициент, зависящий от времени, прошедшего после разрушения объекта; K_7i - поправка на температуру для i-гo СДЯВ; Qi - запасы i-гo СДЯВ на объекте; d - плотность i-ro СДЯВ, т/м³.

5. Оценка пожарной и инженерной обстановки в ЧС и взрыв газо-воздушной смеси

Под инженерной обстановкой понимают степень разрушения зданий и сооружений, состояние дорог и проездов, оказавшихся в очаге поражения (ОП).

В результате разрушения зданий и сооружений в городах и на объектах образуются сплошные и местные завалы. Характер завалов определяется, главным образом, высотой зданий, плотностью застройки, шириной улиц и величиной избыточного давления во фронте ударной волны. Ориентировочно высоту завалов можно определить по формуле:

Нх=Нз (1-Lx/L) (26)

Где:

Нх - высота завала на расстоянии Lx от здания, м;

Нз - высота завала в пределах контура здания, м; L - дальность разлета обломков, м;

Нз и L определяют по таблицам в зависимости от давления во фронте ударной волны, этажности зданий и материала, из которого выполнена конструкция здания.

Ориентировочная оценка заваливаемости улиц может быть произведена с помощью данных таблицы, в которой приведены усредненные значения давлений ударной волны, соответствующие образованию на улицах участков сплошных завалов. В зонах, где избыточное давление во фронте ударной волны меньше значений, приведенных в таблице, возможно образование местных завалов на улицах и заездах.

1. определение избыточного давления во фронте ударной волны (?Рф), при взрыве взрывчатого вещества в зависимости от расстояния:

?Рф = 1,06 іv Сэф + 4,3 (іv Сэф )І +14,0 (іv Сэф)і R R R (27)

?Рф - избыточное давление во фронте ударной волны, кгс/смІ или кПа;

R- радиус в метрах от центра взрыва до рассматриваемой точки;

Сэф - эффективная масса заряда взрывчатого вещества, приведенного к тротилу (учитывающего качество взрывчатого вещества), в кг.

Таблица 2:

Этажность зданий	Значение давления ударной волны, при которых на улицах образуется сплошные завалы(КПа)
	Внутриквартальные улицы и проезды шириной 10-20м	Магистральные улицы шириной 20-35м	Магистральные улицы шириной 40-60м
2-3 4-5 6-7 8-10	50 40 30 25	90 70 50 40	120 110 110 100

Эффективная масса заряда взрывчатого вещества (ВВ) Сэф:

Сэф = К G (28)

Где:

G - масса взрывчатого вещества, кг;

К - коэффициент качества взрывчатого вещества.

Коэффициент К для гексогена равен - 1,28, для тритонола - 1,53, для аммонита - 0,94, для пикриновой кислоты - 0,97.

2. радиусы зон разрушений (полных, сильных, средних, слабых) в зависимости от вида и качества взрывчатого вещества:

R = 0,6 • v Cэф d (29)

Где:

d - толщина стен, м.

Толщину стен принимают:

- для панельных зданий - d = 0,3 м;

- для кирпичных зданий - d = 0,5 м.

3. предполагаемую степень поражения объекта (Д) можно определить по формуле:

Д = Sр Sонк (30)

Sр - площадь разрушений, м при определенных значениях ?Рф;

Sо- площадь территории объекта, мІ.

При этом:

S0,3 = р RІ0,3 = 3,14 * 153 = 73504 мІ (31)

Таблица 3:

Степень поражения	Зоны разрушений
Д< 0,2 Д< 0,2 - 0,5 Д< 0,5 - 0,8 Д> 0,8	Слабые Средние Сильные Полные

Исходя из степени поражения (= 0,24) можно сказать, что здание входит в зону средних разрушений.

Рекомендации: повысить устойчивость здания за счет укрепления его стен более прочными материалами.

Заключение

Инженерно-технические мероприятия включают комплекс работ, направленных на предотвращение и уменьшение возможных потерь и разрушений от последствий ЧС, а также на успешное проведение аварийно- спасательных и других неотложных работ.

В ходе курсовой работы выявлена недостаточная устойчивость цеха здание не устойчиво к воздействию ударной волны. Необходимо повысить предел устойчивости элементов до уровня, который бы позволил выдержать избыточное давление ударной волны.

Для этого необходимо сделать следующее:

- Повысить устойчивости здания цеха путем установки более прочного металлического каркаса, установки более прочных рам для дверей и окон, уменьшение пролета несущих конструкций, а также укрепление стен здания более прочными материалами.

- Для повышения устойчивости станков к воздействию ударной волны целесообразно обеспечить их жесткую фиксацию на прочном фундаменте, располагать оборудование за прочными элементами здания и сооружений на вероятном направлении действия ударной волны, для кранов и кранового оборудования необходимо обеспечить дополнительные точки фиксации и крепления. Также необходимо устанавливать контрфорсы, повышающие устойчивость оборудования к действию скоростного напора ударной волны.

- Для повышения устойчивости КЭС наземные трубопроводы и кабельные электросети следует поместить под землю. Также возможно укрепление трубопроводов путем установки на них дополнительных ребер жесткости, упрочняющих хомутов; кабельные электросети могут быть укреплены за счет укладки их внутри труб, а также за счет применение бронированных кабелей.

Список использованных источников

1. Защита населения и территорий в чрезвычайных ситуациях: Учебное пособие /В.П.Журавлев и др. - Изд-во АСВ / 2006 -376 стр.

2. Безопасность жизнедеятельности: Учебное пособие/ С.В. Белов - Москва, 2007. население противорадиационный авария

3. СНиП 2.01.51-90.

4. Безопасность жизнедеятельности: Миргородский В.Р.

5. Аварии и катастрофы. Предупреждение и ликвидация последствий. Кн. 2 / под ред. К. Е. Кочеткова, В. А. Котляревского, А. В. Забегаева. М.: Изд-во АСВ, 1996.

6. Акимов В. А., Новиков В. Д., Радаев Н. Н. Природные и техногенные чрезвычайные ситуации: опасности, угрозы, риски. М.: ЗАО ФИД «Деловой экспресс», 2005.

7. Атаманюк В. А., Ширшнев JI. Г., Акимов Н. И. Гражданская оборона. М.: Высшая школа, 1986.

8. Безопасность и защита населения в чрезвычайных ситуациях: учебник / под ред. Г. Н. Кириллова. М.: Изд-во НЦ ЭНАС, 2003.

Размещено на Allbest.ru

...