Разработка мобильного рентгеновского аппарата

4. Проверка правильности работы реле количества электричества.

Установить переключатель S2, расположенный на пульте управления, в положение 40 мА·с, нажать клавишу снимка и одновременно запустить секундомер. После окончания времени снимка выключить секундомер. Во время снимка, который будет длиться приблизительно 3-5с, по миллиамперметру, отметить значение анодного тока. Произведение тока на измеренное время будет истинной величиной количества электричества. При правильной работе реле количества электричества истинная измеренная величина будет равна установленной на переключателе S3. Если они не равны друг другу, нужно добиться их равенства вращением с помощью отвертки регулировочного вала движка резистора R26. Вращение по часовой стрелке приводит к увеличению отрабатываемых миллиамперсекунд, а против часовой стрелки - к уменьшению отрабатываемых миллимперсекунд. Сделать несколько снимков, каждый раз корректируя перед снимком резистор R26. Операцию по проверке правильности работы реле количества электричества и его настройку нужно вести только на отбалансированном усилителе, в противном случае реле количества электричества может быть настроено неверно.

5. Проверка блока управления завершена. Необходимо выключить питание и снять блок управления с проверочного стенда.

4.9 Расчет надежности

Надежность - это свойство изделия, заключающееся в его способности выполнять определенные задачи в определенных условиях эксплуатации в течение требуемого промежутка времени.

Надежность может включать в себя безотказность, долговечность, ремонтопригодность или сочетание этих свойств объекта.

В данном случае рассчитать надежность аппарата - это значит по данным количественным характеристикам надежности его элементов определить количественные показатели в целом.

Расчет надежности проводится с использованием теории вероятностей, представляющей математические методы для определения времени безотказной работы при заданной интенсивности отказов его отдельных элементов [11].

Интенсивности отказов элементов, входящих в состав аппарата, приведены в таблице 2.2.

Таблица 4 - Интенсивности отказов отдельных элементов.

Наименование изделия	Коэффициент нагрузки, Кн	Число элементов, , шт	Интенсивность отказов, , 1/ч	Поправочный коэффициент,	··
микросхемы	0,8	12	0,01	0,12	0,014
конденсаторы	0,6	17	0,1	0,5	0,85
резисторы	0,6	76	0,16	0,5	3,8
диоды	0,8	44	0,2	0,8	7,04
разъемы	0,4	5	0,04	0,7	0,14
переключатели	0,6	4	0,06	0,6	0,144
трансформаторы	0,4	3	0,15	0,6	0,27

Время безотказной работы аппарата определяется как величина : ратная суммарной интенсивности отказов по формуле:

,

где - количество однотипных изделий,

m - количество типов изделий,

- интенсивность отказов,

- поправочный коэффициент.

81579,38 ч.

Вероятность безотказной работы аппарата вычисляется по формуле:

,

где t - отрезок времени, за который определяется вероятность, t= 1000 часов.

=0,98.

Отсюда вероятность безотказной работы на 1000 часов равна 0,98. Таким образом, аппарат обладает достаточной степенью надежности.

5. ОРГАНИЗАЦИОННО-ЭКОНОМИЧЕСКАЯ ОЦЕНКА РАЗРАБОТКИ МОБИЛЬНОГО РЕНТГЕНОВСКОГО АППАРАТА

5.1 Организационно-экономическая характеристика мобильного рентгеновского аппарата

Существует ряд аппаратов и комплексов, которые выполняют аналогичные с проектируемым аппаратом функции. Достоинствами применения разрабатываемого аппарата являются его компактность, малые габариты и вес.

Основным преимуществом является невысокая стоимость аппарата по сравнению с аналогичными аппаратами.

5.2 Расчет себестоимости и цены палатного рентгеновского диагностического аппарата

Расчет стоимости покупных изделий

Стоимость покупных изделий М рассчитывается по следующей

формуле [12]:

,

где - количество i-тых изделий, шт.;

- цена одного изделия, руб.;

= 0,05 - коэффициент, учитывающий транспортные расходы;

= 0,07-коэффициент неучтенных затрат.

Результаты расчёта покупных изделий приведены в таблице 5.1.

Таблица 5.1- Стоимость покупных изделий

Наименование покупных изделий	Количество, шт	Цена, руб/ед.	Сумма, руб.
1	2	3	4
Микросхемы
КР140УД7	8	34	272
К1564ЛА7	3	18	54
К1564ИЕ10	1	16	16
Резисторы
С2-33	58	0,5	29
С2-29В	12	2,5	30
СП5-22	5	12	60
Конденсаторы
К50-35	6	4	24
К73-11	10	11	110
К75-10	3	19	57
Диоды
КД102А	13	3,2	41,6
КД209В	3	1,5	4,5
КД522Б	2	2	4
КЦ405Д	2	6,3	12,6
Стабилитроны
Д814Б	1	2	2
Д815Д	2	6	12
КС 133 А	1	2	2
Транзисторы
КТ646А	7	3	21
Светодиоды
АЛ336Б	1	3	3
Оптронные тиристоры
Т0132-25-6-2	3	160	480
Фоторезисторы
ФР-765	1	10	10
Трансформаторы
6ДП. 174.208	1	90	90
6ДП.174.209	1	90	90
6ДП. 174.279	1	90	90
Переключатели
Д703	2	40	80
11П1НПМ2	2	50	100
Реле
РП21-24В	1	35	35
РПГ-6-24В	3	78	234
Лампа
ОП11-10	1	21	21
Пьезоэлектрический звонок
ЗП-1	1	50	50
Рентгеновская труба
1,7 БДМ 18-100	1	10000	10000
ИТОГО	12034,7
Транспортно-заготовительные расходы (5 % от итога)	601,74
Неучтенные затраты (7 % от итога)	842,43
ВСЕГО	13478,87

Стоимость основных материалов М определяется по формуле [12]:

,

где - норма расхода i-того материала;

- цена i-того материала, руб.( цены приняты по данным сайта

www.narodtex.ru);

- коэффициент, учитывающий транспортные расходы (5 %);

- коэффициент неучтённых затрат (7 %).

Результаты расчёта стоимости основных материалов приведены в таблице 5.2.

Таблица 5.2- Стоимость основных материалов

Наименование материала	Единица измерения	Норма расхода	Цена единицы	Сумма, руб
1	2	3	4	5
Припой ПОС-61	кг	0,5	300	150
Канифоль А, ГОСТ 21415-75	кг	0,2	80	16
Спирт этиловый 96%, ГОСТ 18 300-87	л	0,3	100	30
ЛакУР-231 ТУ6-10863-84	л	0,3	150	45
Стеклотекстолит СФ-2-50 ГОСТ 10316-76	кг	0,1	190	19
Провод ПЭВ-2-0,5 ГОСТ 26615-85	м	10	2	20
Фоторезист пленочный	кг	0,4	95	38
Корпус			4500	4500
Итого стоимость основных материалов	4818
Транспортно-заготовительные расходы (5 % от итога)	240,9
Неучтенные затраты (7 % от итога)	337,26
Всего	5396,16

5.3 Расчет проектной себестоимости аппарата рентгеновского диагностического в условиях опытного производства

Расчёт себестоимости разрабатываемого аппарата производится по методу, основанному на структуре себестоимости аналогичного изделия.

Себестоимость характеризует проектный уровень затрат на проектирование и изготовление единицы продукции модернизированного образца в условиях опытного производства.

Рассчитываем технологическую себестоимость изделия:

,

где - технологические затраты на изделие на планируемый период, руб;

- затраты, планируемые на возмещение технологических потерь на изделие, руб.

Технологические затраты на изделие рассчитываем на планируемый период по формуле:

,

где М - расходы на основные, вспомогательные материалы и покупные полуфабрикаты, а также полуфабрикатов собственного изготовления, руб;

3 - проектная величина основной и дополнительной заработной платы научного и производственного персонала с отчислениями единого социального налога, руб;

Ро - расходы по содержанию и эксплуатации оборудования, руб.

Нормативные затраты на изделие по основной и дополнительной заработной плате научно-производственного персонала с отчислениями единого социального налога рассчитываем по формуле:

Дополнительная заработная плата равна:

,

где -процент дополнительной заработной платы, %;

- основная заработная плата.

Рассчитаем основную заработную плату.

Статья «Основная заработная плата разработчиков проекта» включает в себя основную заработную плату научных сотрудников, инженеров, рабочих, занятых данной НИОКР. Фонд основной заработной платы L0 определяется трудоемкостью работ в чел.-ч. и стоимостью одного чел.-ч. по действующим тарифным ставкам.

,

где - фонд основной заработной платы;

- планируемая трудоемкость i-ой работы;

- среднечасовая заработная плата работника (оклады данных категорий работников 4000-13000, руб/мес).

Рассчитаем номинальный фонд времени для 2010 календарного года в соответствии со ст. 112 Трудового Кодекса Российской Федерации: Для 2010 года номинальный фонд времени в днях Тнд:

Тнд=КД-КВ-КП,

где КД - количество дней в году;

КВ - количество выходных дней в году;

КП - количество праздничных дней в году, не совпадающих с выходными.

Тнд =365-104-12=249 дней.

Номинальный фонд времени на 2010 год в часах, с учетом сокращенной продолжительности семи предпраздничных дней.

Тнч=244·8+5·7=1952+35=1987 час/год.

Среднечасовые ставки работников рассчитываем по формуле:

,

где О - месячный оклад работника, руб.;

Тмес= Тнч/12=165,58 час/мес.

Расчет основной заработной платы проектировщиков прибора представлен в таблице 5.3.

Таблица 5.3 - Расчет основной заработной платы разработчиков прибора.

Категории исполнителей	Трудоемкость работ, чел.-ч	Среднечасовая ставка, руб.	Сумма, руб.
1	2	3	4
1 Ведущий инженер	352	71,94	25322,88
2 Инженер	704	41,97	29546,88
3 Техник	160	23,98	3836,8
4 Лаборант	160	23,98	3836,8
ИТОГО:			62543,36

Рассчитываем дополнительную заработную плату:

Зд =0,01·62543,36·10=6254,34 руб.

Отчисления во внебюджетный фонд рассчитываем по формуле:

,

где =26,9% - процент отчислений во внебюджетный фонд с учётом отчислений по травматизму работающих.

=0,01(62543,36+6254,34)·26,9 = 18506,58 руб.

Нормативные расходы по содержанию и эксплуатации оборудования, приходящееся на одно изделие, определяем по формуле (нормативные данные используются по величине этих расходов в приборостроении)

,

где - процент расходов по содержанию и эксплуатацию оборудования, %.

Ро =0,01·62543,36·80 =50034,69 руб.

Расходы на заработную плату:

3 =62543,36+6254,34+18506,58=87304,28 руб.

Материальные затраты определяются по данным таблиц 5.1 и 5.2, как сумма затрат на материалы, затрат на полуфабрикаты и затрат на покупные изделия:

М =13478,87+5396,16=18875,03 руб.

Технологические затраты на изделие:

Нтн =18875,03 +87304,28 +50034,69 =156214 руб.

Планируемые затраты на возмещение технологических потерь на одно изделие рассчитываются укрупнено по формуле:

,

где - коэффициент планируемых потерь.

руб.

Рассчитываем технологическую себестоимость прибора:

Ст =156214 + 9372,84 =165586,84 руб.

Цеховую себестоимость рассчитываем по формуле:

Сц =СТ+РЦ,

где -цеховые расходы на одно изделие, руб.:

,

где -процент цеховых расходов, %.

Рц =0,01·(62543,36+50034,69)·10=11257,8 руб.

Сц =165586,84 +11257,8 =176844,64.

Производственную себестоимость рассчитываем по формуле:

,

где - общезаводские расходы, руб.;

-процент общезаводских расходов, %;

=0,01 (62543,36+50034,69)·12 =13509,37 руб.

=176844,64+ 13509,37 = 190354 руб.

Полная себестоимость, равная сумме производственной себестоимости и внепроизводственных расходов, определяем по формуле:

,

где -внепроизводственные расходы на единицу продукции, руб.:

где -процент внепроизводственных расходов, %.

=0,01·190354 ·9=17131,86 руб.

С=190354 + 17131,86 =207485,86 руб.

Нормативную прибыль определим по нормативу рентабельности к себестоимости по формуле:

,

где R - норматив рентабельности к себестоимости, 25%;

- нормативная прибыль, руб.

=0,01·207485,86 ·25=51871,45 руб.

Рассчитываем проектную цену без налогов:

Цпр =С + ПН = 207485,86 +51871,45 =259357,33 руб.

Таблица 5.4 - Результат расчета проектной себестоимости и цены изделия с учётом затрат на научные исследования

Наименование статей расхода	Затраты	Основание затрат
	Руб.	%
Материальные затраты	18875,03	3,29	по таблице 5.1 и 5.2
Основная заработная плата научно-производственного персонала	62543,36	14,88	по таблице 5.3
Дополнительная заработная плата научно-производственного персонала	6254,36	1,49	по расчету
Отчисления во внебюджетный фонд	18506,58	4,41	26.9% от (ст.2+ст.З)
Расходы по содержанию и эксплуатации оборудования	50034,69	11,91	по расчету
Затраты на возмещение технологических потерь	9070,44	2,16	по расчету
Технологическая себестоимость	165586,84	38,15	сумма ст. 1-6
Цеховые расходы	11257,8	24,12	по расчету
Цеховая себестоимость	176844,64.	62,26	сумма ст. 1-7
Общезаводские расходы	13509,37	29,48	по расчету
Производственная себестоимость	385400,55	91,74	сумма ст. 1-8
Внепроизводственные расходы	17131,86	8,26	по расчету
Полная себестоимость	207485,86	100	сумма ст. 1-9
Норматив рентабельности к себестоимости, %		25	исходные данные
Нормативная прибыль	51871,45	-	по расчету
Проектная цена (без налогов)	259357,33	-	по расчету

По среднестатистическим данным при серийном производстве аппарата доля основной заработной платы составляет 12% от себестоимости; доля материальных затрат 49% и доля остальных 39% (с учётом дополнительной заработной платы и единого социального налога). Тогда рассчитаем на основе этих данных прогнозируемую цену аппарата в условиях серийного производства. Она равна 17428,81рублей.

Калькуляция себестоимости и цены разрабатываемого мобильного рентгеновского аппарата в серийном производстве представлена в таблице 5.5.

Таблица 5.5 - Калькуляция себестоимости и цены разрабатываемого аппарата в серийном производстве

Наименование статей затрат	Затраты
	руб.	%
Всего материальных затрат	6832,1	49
Основная заработная плата производственных рабочих	1673,17	12
Дополнительная заработная плата производственных рабочих	167,32	1,2
Отчисления во внебюджетный фонд	501,95	3,6
Остальные затраты	4768,52	34,2
Полная себестоимость	13943,05	100
Норматив рентабельности к себестоимости, %		25
Нормативная прибыль	3485,76	-
Оптовая цена разрабатываемого аппарата	17428,81

5.4 Маржинальный анализ особенностей производства мобильного рентгеновского аппарата в условиях серийного выпуска

В качестве исходных данных для проведения расчета принимаются следующие:

- 17428,81 руб. / шт. - цена продажи разрабатываемого аппарата;

П - 100 шт./год.- планируемый объём продаж данного прибора, шт./год;

- переменные затраты на единицу изделия, руб./шт.;

- постоянные затраты, рассчитанные на объём продаж, руб./шт.

Переменные издержки:

= 6832,1+1673,17+167,32+501,95 =9174,54 руб./шт.

Постоянные издержки:

=4768,51 руб./шт.

Затраты постоянные необходимо рассчитать на планируемый объем продаж приборов:

=·П.

=4768,52·100=476851 руб./год.

Основные формулы для проведения оптимизационного расчёта получают из преобразования уравнения по определению объёма реализации в стоимостном выражении, руб.:

.

Расчет критического объёма производства приборов в натуральном выражении производится следующим образом. Формулу для определения критического объёма Пкр шт., получаем преобразованием исходного уравнения:

.

,

где - маржинальный доход на единицу изделия, руб.

= 17428,81- 9174,54 =8254,27.

Пкр= 476852 /8254,27=58 шт.

Расчет критического объёма выручки в стоимостном выражении В, руб.:

Обозначим как объём реализации в стоимостном выражении или как выручку от реализации изделия конкретного типа: В=, тогда критический объём выручки:

.

В=476852/(8254,27/17428,81)=1006868,31 руб.

Далее произведём расчет критического уровня постоянных затрат. Для расчёта используется исходная формула:

;

отсюда получаем:

;

.

= 58·8254,27= 478747,66 руб./год.

Цена реализации определяется исходя из заданного объема реализации и уровня постоянных и переменных затрат в расчёте на единицу изделия.

или .

Отсюда:

.

476852/100+9174,54 =23334,76 руб.

Рассчитаем уровень минимального маржинального дохода.

Уровень минимального маржинального дохода Д в % к выручке определится из соотношения:

Д=476851/1006868,31 ·100=47,4 %

Построим график безубыточности производства мобильного рентгеновского аппарата (рисунок 5.1).

По вертикали - данные о затратах и объёме выручки от реализации продукции.

По горизонтали - количество единиц продукции.



Рисунок 5.1- График безубыточности производства разрабатываемого мобильного рентгеновского аппарата

График показывает, что при серийном производстве мобильного рентгеновского аппарата плановый объём выпуска не должен быть ниже критического объема выпуска 58 штук в год, так как в противном случае предприятие будет нести убытки. Объем производства в 100 штук в год находится в зоне прибыли.

5.5 Анализ целесообразности разработки и применения мобильного рентгеновского аппарата

Медицинская эффективность разработки состоит в уменьшении дозовой нагрузки рентгеновского излучения за счет применения новейшего рентгеновского излучателя, которая позволит улучшить жизнь пациента.

Социальная эффективность состоит в конструктивных решениях, позволяющих просто и удобно эксплуатировать и транспортировать аппарат. Универсальность позволит проводить рентгенографические исследования различных частей тела и в любом положении исследуемого объекта.

Экономическая эффективность в сфере производства основана на использовании более дешевой, но в то же время современной элементной базы, следовательно, идет экономия на сборочных материалах.

Экономическая эффективность в сфере эксплуатации состоит в более полном удовлетворении спроса на современную и удобную медицинскую

технику для проведения различного рода исследований, в данном случае для проведения рентгенографии.

В таблице 5.6 показан расчёт экономической эффективности при эксплуатации мобильного рентгеновского аппарата.

мобильный рентгеновский аппарат плата

Таблица 5.6 - Расчёт экономической эффективности при эксплуатации мобильного рентгеновского аппарата

Эксплуатационно-технические характеристики	Экономия
1	2
1 Габариты и вес изделия	Высвобождение производственных площадей, а также снижение затрат, связанных с транспортировкой и установкой. Сокращение затрат, связанных с транспортно-заготовительными расходами: , , , где - транспортно-заготовительные расходы для аналога и разрабатываемого прибора соответственно, 5% от цены. = 80000·0,05=4000 руб./год на один прибор; =17428,81 ·0,05=871,44 руб./год на один прибор; =4000-871,44 =3128,56 руб./год на один прибор.
2 Потребляемая мощность	Так как мощность разрабатываемого аппарата совпадает с потребляемой мощностью аналога, то сокращения затрат, связанных с потреблением электроэнергии не происходит.
3 Долговечность аппарата	Снижение годовых амортизационных отчислений при увеличении срока службы прибора, которые определяются следующим образом исходя из балансовой стоимости оборудования: , где - цена приобретения аппарата, руб.; - коэффициент, характеризующий дополнительные затраты, связанные с доставкой, монтажом и наладкой оборудования. В настоящее время эти затраты могут составлять 5 % стоимости прибора. Общая схема расчета амортизационных отчислений () следующая: , где - балансовая стоимость аппарата, руб.; - соответствующий норматив амортизационных отчислений, % (определяется как 1·100/n, где n- срок службы аппарата). Срок службы аналога определяем по паспортным данным аппарата: n = 10 лет. Тогда: = 1·100/10=10%.
	Срок службы проектируемого аппарата определяем исходя из проведённого расчёта надёжности разработки: n = 15 лет. Тогда: = 1·100/15=6,67 %. Рассчитаем балансовую стоимость и амортизационные отчисления для аналога и проектируемого аппарата: =80000·(1+5/100) = 84000 руб./год; = 84000·10/100=8400 руб./год; =17428,81 ·(l+5/100)=18299,51 руб./год; = 18299,51 ·6,67/100=1220,58 руб./год =8400 - 1220,58 = 7179,42 руб./год на один прибор.
4 Ремонтопригодность Разрабатываемого аппарата	Снижение затрат на ремонт следующее: = 0,05·, = 0,05·84000 =4200 руб./год; = 0,05·18299,51 =914,98 руб./год. = 4200 - 914,98 =3285,02 руб./год на один прибор

Суммарная годовая экономия в сфере эксплуатации составляет Э=++=3128,56 +7179,42 +3285,02 =13593 руб./год на один прибор, поэтому проектирование мобильного рентгеновского аппарата целесообразно.

6 ВОПРОСЫ БЕЗОПАСНОСТИ ПРИ ЭКСПЛУАТАЦИИ МОБИЛЬНОГО РЕНТГЕНОВСКОГО АППАРАТА В БОЛЬНИЧНОЙ ПАЛАТЕ

Мобильный рентгеновский аппарат предназначен для проведения рентгенографических исследований в условиях больничных палат, травматологических пунктов нетранспортабельных больных, которых невозможно доставить в рентгенодиагностический кабинет.

Внешний вид прибора представлен на рисунке 6.

Рисунок 6 - Мобильный рентгеновский аппарат

Аппарат предназначен для работы от однофазной сети переменного тока с номинальным напряжением 220 В и частотой 50 Гц. Номинальное сопротивление сети составляет 1 Ом.

Потребляемые аппаратом ток и мощность зависят от состояния сети и выбранного режима работы, но не могут превысить 25 А и 5,5 кВ·А кратковременно в момент снимка.

Мобильный рентгеновский аппарат предназначен для эксплуатации при номинальном значении температур от +5 до +40°С, относительной влажности воздуха до 80%.

6.1 Санитарно-гигиенические требования к микроклимату

В соответствии с требованиями СанПиН 2.2.4.548 - 96 «Гигиенические требования к микроклимату производственных помещений» в больничных палатах должны обеспечиваться оптимальные параметры микроклимата [13].

К показателям микроклимата относятся: температура, влажность, подвижность воздуха.

В холодные периоды года оптимальная температура воздуха от 20 до 22°С, относительная влажность 40-60%, скорость движения воздуха 0,1 м/с.

В теплые периоды года оптимальная температура воздуха от 22 до 24°С, относительная влажность 40-60%, скорость движения воздуха 0,1 м/с.

Так как на территории данного региона среднегодовые колебания температур составляют довольно значительную величину, то для обеспечения оптимальных параметров микроклимата необходимо применять увлажнители воздуха, системы вентиляции и системы отопления.

Расчет вентиляции

Для качественной оценки эффективности воздухообмена применяют понятие кратности воздухообмена кв - это отношение объёма воздуха, поступающего в помещение в единицу времени L, мі/ч, к объёму вентилируемого помещения V, мі. При правильно организованной вентиляции кратность воздухообмена должна быть значительно больше единицы.

Рассчитаем объем вентилируемого помещения.

V = A·B·H,

где А - длина -3 м,

В - ширина-2 м,

Н - высота - 2,4 м,

V=3·2·2,4 =14,4 mі

Необходимый для обмена объем воздуха L определим исходя из уравнения[14]:

,

где _ избыточная теплота, Вт;

С - удельная теплопроводность воздуха, l кДж/кг°С;

р - плотность воздуха, подаваемого в помещение, р =1,193 кг/мі;

- температура удаляемого из помещения воздуха;

- температура подаваемого в помещение воздуха.

Температура удаляемого из помещения воздуха определяется по формуле:

,

где - температура в рабочей зоне, °С

- градиент температуры по высоте помещения, =1°С/м;

Н - высота помещения, м.

В соответствие с СанПиН 2.6.1.1192-03 «Гигиенические требования к устройству и эксплуатации рентгеновских кабинетов, аппаратов и проведению рентгенологических исследований" принимаем температуру в рабочей зоне палаты равной = 21°С.

Следовательно, температура воздуха, удаляемого из помещения, равна:

22°C.

Температура подаваемого в помещение воздуха равна:

,

где - допустимый перепад температур воздуха, подаваемого в помещение, и воздуха в рабочей зоне,

,

где - температура наружного воздуха в тёплый период года, принимается равной средней температуре июля месяца в 13 часов.

Согласно СНиП 2.04.05 - 91 эта температура для Ростова-на-Дону равна = 27,3 °С.

6,3 °С.

°С.

Теплота, поступающая в помещение является суммой теплоизбытков и определяется по формуле:

,

где - теплоизбытки в помещении, вносимые человеком, нагретыми поверхностями оборудования, электрическим освещением и солнечной радиацией соответственно.

Тепловыделения одного человека для категории работ Iб составляют 110 Вт, что соответствует 396 кДж/ч. Следовательно, поступления явного тепла от людей за счёт конвекции и лучеиспускания равно:

,

где Ч - количество работающих человек в помещении, Ч =2

(врач-рентгенолог и пациент).

Qч=396·2=792 кДж/ч,

Тепловыделения от аппарата Qап производится по формуле:

,

где W - номинальная мощность аппарата, Вт;

- коэффициент, учитывающий использование установочной мощности аппарата, его загрузку по мощности, долю перехода электрической энергии в тепловую.

Для данного аппарата = 0,75, W = 60 Вт. Тогда тепловыделения от прибора составят:

=60(1-0,75)=15 Вт или 54 кДж/ч.

Тепловыделения от электрического освещения Q0CB производятся по

формуле:

Q0CB= р·Е,

где Е - коэффициент потерь электроэнергии на теплоотвод , Е=0,55 (в соответствии с СанПиН 2.2.4.548 - 96 «Гигиенические требования к микроклимату производственных помещений»),

р - общая мощность светильников.

В палате имеется 2 светильника на две лампы мощностью 30Вт. Следовательно р=30·2·2=120 Вт.

Q0CB= 120·0,55=66 Вт или 57,67 кДж/ч.

Для тёплого периода года учитывается и тепло, вносимое солнечной радиацией, главным образом через остеклённые поверхности. Солнечная радиация через стены незначительна.

Количество тепла, поступающего в помещение от солнечной радиации определяется по формуле [14]:

,

где - солнечная радиация, кДж/м2·ч;

- коэффициент, учитывающий техническую характеристику светового проёма;

- площадь остекления в помещении,

,

где n- количество окон, n=1,

S - площадь окна, S==0,7·1,5=1,05 м2,

=1,05 м2.

Для окна с двойным остеклением (две рамы) с деревянными переплётами, ориентированного на северо-запад, значение солнечной радиации составляет =75 Вт/м2, что соответствует 270 кДж/м2·ч. Для двойного остекления коэффициент Аост=1,15.

Следовательно, количество тепла, поступающего в

больничную палату от солнечной радиации, составит:

=326,03 кДж/ч.

кДж/ч.

Таким образом, необходимый воздухообмен для удаления избыточного тепла из помещения определяется по формуле:

мі /ч.

Кратность воздухообмена составляет:

kB=L/V;

kB=145,18/14,4=10,1 1/ч.

По полученной кратности kB = 10,1 >1 можно сделать вывод, что при выбранном кондиционере с L ?145,8 мі/ч для больничной палаты вентиляция будет эффективной.

6.2 Санитарно-гигиенические требования к световой среде

Нормирование освещённости регламентируется СНиП 23-05-95 «Естественное и искусственное освещение». Отсутствие или недостаток естественного света на рабочем месте зависит от времени суток, вида естественного освещения, и для обеспечения оптимальных условий работы естественного освещения недостаточно, необходимо использование искусственного освещения [15].

Помещение, где эксплуатируется аппарат имеет следующие размеры:

А - длина - 3м,

В - ширина - 2м,

Н - высота - 2,4м.

Ориентация окон: северо-запад.

Количество окон - 1 окно размером 0,7м* 1,5 м.

Система естественного освещения: боковое одностороннее. Характеристика окна: двойное вертикальное остекление, переплет деревянный.

Расчёт естественного освещения

Естественное освещение - освещение помещений солнечным светом, проникающим через световые проемы в наружных ограждающих конструкциях. Основной задачей светотехнических расчетов является расчёт требуемой площади световых проёмов.

Произведем расчет естественного освещения для больничной палаты.

Расчетная точка располагается на расстоянии 1=2 м от окна (в соответствии с рекомендациями СНиП 23-05-95 расчетная точка принята на расстоянии 1м от стены, наиболее удаленной от светового проема).

Высота от уровня условной рабочей поверхности до верха окна =1,7м.

Коэффициент отражения поверхности помещения:

=70%,

=50%,

=30%,

где ,, - коэффициенты отражения потолка, стен и пола соответственно.

Определение предварительной площади световых проемов, необходимых для создания нормального значения коэффициента естественного освещения КЕО при боковом освещении производится по формуле [15]:

,

где So - площадь световых проемов;

Sn - площадь пола помещения,

Sn=A·B=2·3=6 м2;

- нормативное значение КЕО.

eN =eH·· mN =1·0,8 = 0,8%,

где eH = 1% - значение КЕО по таблицам СНиП 23-05-95 «Естественное и искусственное освещение» для зрительное работы малой точности,

mN = 0,8 - коэффициент светового климата для Ростовской области.

К3 - коэффициент запаса. Для общественных зданий при естественном освещении и расположении светопропускающего материала вертикально - К3= 1,2.

= 15 - световая характеристика окна, зависящая от отношений размеров помещения A/B=3/2=l,5; B/h1=2/l,7=1,18 (определяется по таблицам СНиП 23-05-95 «Естественное и искусственное освещение»);

- коэффициент учитывающий затенение окон противостоящими зданиями. Так как противостоящие здания не перекрывают световой поток =1.

- общий коэффициент светопропускания.

,

где - коэффициент светопропускания материала. Для оконного листового двойного стекла = 0,8;

- коэффициент, учитывающий потери света в переплетах светового проема. Для деревянных двойных раздельных переплетов = 0,65;

- коэффициент, учитывающий потери света в несущих конструкциях, = 0,8 (стекло незначительно загрязнено);

- коэффициент, учитывающий потери света в солнцезащитных устройствах, = 1;

- коэффициент, учитывающий потери света в защитной сетке, устанавливаемой под фонарями (в расчет не включаем).

- коэффициент учитывающий повышение КЕО при боковом освещении благодаря свету отраженному от поверхности помещения . Он зависит от отношения А/В, B/h1 и рср, где рср - это средневзвешенный коэффициент отражения потолка, стен и пола:

,

где - площадь потолка, = 6мІ ;

- площадь стен, SCT= 24мІ;

- площадь пола, = 6мІ .

=.

При боковом одностороннем освещении: = 0,5, A/B=3/2=l,5; B/h1=2/l,7=1,18, коэффициент = 4.

мІ.

Таким образом, для создания требуемой освещенности необходимая площадь световых проемов составляет 0,52мІ , а площадь стены, выходящей на северо-запад, на которой находится окно, равна 4,8 мІ. Следовательно, в палате имеется достаточно места для размещения светового проема не менее 0,52 мІ. Чтобы обеспечить достаточную освещенность в помещении, имеющем одно окно, его ширину следует выбирать не менее 0,6 м, а высоту -не менее 0,9 м. В палате имеется одно окно размером 0,7мЧ1,5м, то есть естественное освещение в кабинете соответствует нормам.

Расчёт искусственного освещения

В соответствии со СанПиН 2.6.1.1192-03 "Гигиенические требования к устройству и эксплуатации рентгеновских кабинетов, аппаратов и проведению рентгенологических исследований" освещение на рабочем месте должно быть 200 лк. Освещение должно осуществляться системой общего равномерного освещения.

Расчет искусственного освещения рабочего места осуществляется

методом коэффициента использования светового потока.

При расчете необходимый световой поток ламп Ф определяется по формуле:

,

где Ф - световой поток светильника;

Е - нормированное значение освещенности, Е=200Лк;

Кз - коэффициент запаса, для общественных помещений при искусственном освещении люминесцентными лампами Кз = 1,5;

S- освещаемая площадь, S=3·2=6m2;

Z- коэффициент неравномерности освещения, для люминесцентных ламп Z =1,2;

з- коэффициент использования светового потока.

Для определения коэффициента использования находим индекс помещения:

,

где А=3 м - длина помещения;

В=2 м - ширина помещения;

h- высота подвеса светильников над рабочей поверхностью.

h = hп-hст-hсв,

где hп =2,4м - высота помещения;

hст=0,4 - высота рабочей поверхности;

hсв =0,3 - длина свеса.

h = 2,4-0,4-0,3=1,7м.

.

С помощью индекса помещения (i=0,71) и коэффициентов отражения (=70%, =50%.) находим коэффициент использования з =0,39 .

Определим величину требуемого светового потока в помещении:

= 5538,46 лм.

Принимаем светильники типа ЛД на 2 лампы типа ЛБ30 мощностью 30Вт с номинальным потоком 1740 Лм. Общий поток одного светильника

Фсв =2·1740 = 3480 лм. Габаритные размеры светильника 0,908Ч0,054 м.

Определим необходимое число светильников:

шт

- наивыгоднейшее расстояние между светильниками :

,

где - коэффициент, для люминесцентных ламп =1,2 (определяется

по таблицам СНиП 23-05-95 «Естественное и искусственное освещение»).

=1,2·1,7=2,04 м.

Расстояние от светильника до стены:

=0,3·=0,3·2,04=0,61м.

На рисунке 6.3 представлена схема расположения светильников.

Рисунок 6.3 - Схема расположения светильников

6.3 Электробезопасность

В соответствии с классификацией по электробезопасности, регламентированной ГОСТ 12.2.025-76 «Изделия медицинской техники» по способу защиты от поражения электрическим током аппарат относится к классу I, то есть в дополнение к основной изоляции имеет специальный контакт для подсоединения доступных для прикосновения металлических частей и приборов к заземляющему устройству; по степени защиты - к классу Н, то есть с нормальной степенью защиты.

Палата питается от сети с изолированной нейтралью трансформатора.

В палате применяют защитное заземление.

Защитное действие заземления основано на снижении напряжения прикосновения при переходе напряжения на нетоковедущие части, что достигается уменьшением потенциала корпуса относительно земли как за счет малого сопротивления заземления, так и за счет повышения потенциала примыкающей к оборудованию поверхности земли.

Расчет защитного заземления.

В соответствии с ПУЭ в сетях с изолированной нейтралью с напряжением до 1000В допустимое сопротивление заземляющего устройства =4 Ом.

Естественный заземлитель не используется, тогда =4 Ом.

Определим удельное сопротивление грунта: в нашем случае грунт - суглинок.

Выбираем удельное сопротивление грунта ргр= 60 Ом·м.

С учетом климатического коэффициента удельное сопротивление грунта определяем по формуле:

Ом·м,

где К - климатический коэффициент (для измерений при сухом грунте).

Вид заложения заземлителя приведён на рисунке 6.4.



Рисунок 6.4 - Заземлитель

Выберем длину трубы = 2 м, диаметр трубы d = 0,05 м, глубину заложения t0 = 0,7 м.

м.

Определим сопротивление одной трубы:

Ом.

Задаемся количеством заземлителей n=6 и значением расстояния между ними а=2м.

Сопротивление трубы с учетом коэффициента использования , который при =1 и n=6 равен 0,61:

Ом.

Расположение заземлителей приведено на рисунке 6.5.



Рисунок 6.5 - Предварительный план размещения заземлителей

Определим длину L соединительной полосы:

L=n·a= 6·2=12м.

В качестве соединительной полосы используем стержень диаметром D=0,03 м, изображённый на рисунке 6.6.

Рисунок 6.6 - Соединительная полоса

Рассчитаем сопротивление соединительной полосы:

,

где Н - глубина заложения полосы.

Ом.

Сопротивление полосы с учетом коэффициента использования , который при =1 и n=6 равен 0,4:

Ом

Определим суммарное сопротивление вертикальных заземлителей:

Ом.

Так как сопротивление заземления R=2,25 Ом, что не превышает

=4 Оm, to конструкция заземления удовлетворительна. Таким образом схема заземления состоит из шести труб, соединённых полосой. Сопротивление заземления составляет 2,25 Ом.

6.4 Пожарная безопасность

Согласно СНиП 21-01-97 «Пожарная безопасность зданий и сооружений» помещение, в котором происходит эксплуатация

рентгеновского аппарата, относится к зданиям первой степени по огнестойкости [16]. Основные конструкции стены перегородки выполняются из негорючих материалов, элементы каркаса - из стальных незащищенных конструкций с пределом огнестойкости 0,25 ч.

Причиной пожара может послужить пробой изоляции, короткое замыкание, воспламенение горючих веществ, неудовлетворительное состояние контактов, пользование нагревательными приборами. Горючими веществами в кабинете являются: строительные материалы для эстетической отделки помещений, перегородки, бумага, мебель, обрезки пленок.

Пожарная профилактика является наиболее важной частью пожарной безопасности. Она включает в себя мероприятия, направленные на предупреждение пожаров, ограничение сферы распространения огня, обеспечение быстрой эвакуации людей и имущества из помещений.

Определение необходимого времени эвакуации

Определяем свободный объем помещения:

мІ,

где a, b, h - геометрические размеры палаты.

Определяем размерный комплекс В:

,

где - удельная изобарная теплоемкость продуктов горения при 100°С, =0,001185 МДж/кг·К;

- коэффициент теплопотерь, = 0,65;

- коэффициент полноты горения, =0,82;

- низшая теплота сгорания, =26,6 МДж/кг.

кг.

Определяем размерный параметр А для кругового распространения пожара:

,

где - линейная скорость распространения пламени, = 0,05 м/с;

- удельная массовая скорость выгорания, =0,033 кг/мІ·с.

кг/сі.

Определяем безразмерный параметр Z:

,

где h - высота рабочей зоны,

H - высота помещения, H=2,4 м.

Высота рабочей зоны определяется по формуле:

,

где - высота площадки, на которой находятся люди, над полом помещения, =0 м;

- разность высот пола, = 0 м.

м.

.

Определим значение критической продолжительности пожара по повышенной температуре:

,

где - начальная температура воздуха в помещении, =22°С;

n- показатель степени, учитывающий изменение массы выгорающего материала во времени, n=3.

с.

Определим значение критической продолжительности пожара по потери видимости:

,

где - коэффициент отражения предметов на путях эвакуации, =0,65;

- начальная освещенность, = 70 лк;

- предельная дальняя видимость в дыму, = 30 м;

- дымообразующая способность горящего материала, =88,1 Hn·мІ/кг.

с.

Определим значение критической продолжительности пожара по пониженному содержанию кислорода:

,

где - удельный расход кислорода, =2,31 кг/кг.

с.

Определим значение критической продолжительности пожара по каждому из газообразных продуктов горения:

,

где - предельно допустимое содержание токсичного газа в помещении, =1,16·10Пі кг·мПі;

- удельный выход токсического газа при горении 1 кг материала, =0,262 кг/кг.

с.

,

где - предельно допустимое содержание токсичного газа в помещении, =0,11·10Пі кг·мПі;

- удельный выход токсического газа при горении 1 кг материала, =0,467 кг/кг.

с.

Определим значение критической продолжительности пожара:

=2,51 с

Определим необходимое время эвакуации:

мин.

Расчет времени эвакуации

Расчетное время эвакуации следует определять как сумму времени движения людского потока по отдельным участкам пути по формуле:

,

где - время движения людского потока на первом участке пути, мин;

- время движения людского потока на каждом из следующих после первого участка пути, мин.;

План эвакуации изображен на рисунке 6.7



Рисунок 6. 7 - План эвакуации при пожаре

Расчет времени эвакуации tp выполним согласно расчетной план-схемы эвакуации, представленной на рисунке 6.8.

Рисунок 6. 8 - Расчетная план-схема эвакуации

Весь путь эвакуации разделен на 16 участков. Рассчитаем плотность потока людей на первом участке:

,

где - плотность людского потока на первом участке;

- количество человек на первом участке, = 2 человека;

- средняя площадь горизонтальной проекции человека, =0,1m2 (значение берется из ГОСТ 12.1.004-91 « Пожарная безопасность»);

-длина первого участка пути, =3 m;

- ширина первого участка пути, =2 m.

0,03 мІ/мІ.

Плотности людского потока 0,03 мІ/мІ соответствует = 5 м/мин и скорость =100m/mиh (значения берем в соответствии с таблицей ГОСТ 12.1.004-91 « Пожарная безопасность»).

Время движения людского потока на первом участке определяем по формуле:

=3/100=0,03 мин.

Так как геометрические размеры и количество людей на участках 1,2,4,5,7 и 8 совпадают, то есть ======3 m, ======2 m, ======2 человека, следовательно:

======0,03 мин,

На третьем участке происходит слияние двух потоков. Интенсивность на этом участке определяем по формуле:

,

где =1,5 м,

=6 м/мин.

Скорость людского потока на третьем участке V3=100m/мин (определяется по таблице ГОСТ 12.1.004-91 « Пожарная безопасность в соответствии с рассчитанным значением плотности людского потока).

Время движения людского потока на третьем участке:

=2/100=0,02 мин.

На шестом участке происходит слияние трех потоков. Интенсивность на этом участке:

,

где =1,5 м,

q6 = (6·1,5+5·0,9+5·0,9)/1,5=12 м/мин.

Скорость людского потока на шестом участке V6=60 м/мин (по таблице в соответствии с рассчитанным значением интенсивности людского потока).

Время движения людского потока на шестом участке:

=2/60=0,03 мин.

На девятом участке происходит слияние трех потоков. Интенсивность на этом участке:

,

где =1,5 м.

q9 = (12·1,5+5·0,9+5·0,9)/1,5=18 м/мин.

Скорость людского потока на девятом участке V9=19 м/мин (по таблице в соответствии с рассчитанным значением интенсивности людского потока).

Время движения людского потока на девятом участке:

=2/19=0,11 мин.

Так как геометрические размеры и количество людей на участках 1, 10, 11 и 14 совпадают, то есть ======3 m, ======2 m, ======2 человека, следовательно:

======0,03 мин,

На пятнадцатом участке происходит слияние трех потоков. Интенсивность на этом участке:

,

где =1,5 м,

q15 = (5·1,5+5·0,9+5·0,9)/1,5=11 м/мин.

Скорость людского потока на пятнадцатом участке V15=60 м/мин (по таблице в соответствии с рассчитанным значением интенсивности движения потока).

Время движения людского потока на девятом участке:

=3/60=0,05 мин.

На шестнадцатом участке происходит слияние двух потоков. Интенсивность на этом участке:

,

где =3м,

q16 = (18·1,5+11·1,5)/3=14,5 м/мин.

Скорость людского потока на шестнадцатом участке V16=31 м/мин (по таблице в соответствии с рассчитанным значением интенсивности движения потока).

Время движения людского потока на шестнадцатом участке:

=2,5/31=0,08 мин.

Расчетное время эвакуации:

= 0,03 + 0,02 + 0,03+ 0,08 = 0,16мин.

, 0,16 > 0,03

Расчетное время эвакуации больше необходимого, безопасность людей в здании не обеспечена, необходимо изменить объемно-планировочное решение в здании.

6.5 Радиационная безопасность

Наиболее опасный вредный производственный фактор при проведении рентгенологических исследований является рентгеновское излучение, поэтому радиационная защита персонала является одним из главных условий техники безопасности и охраны здоровья трудящихся при проведении рентгенологических исследований.

В соответствии с СанПиН 2.6.1.1192-03 "Гигиенические требования к устройству и эксплуатации рентгеновских кабинетов, аппаратов и проведению рентгенологических исследований" обеспечение радиационной безопасности при проведении рентгенологических исследований включает

должны располагаться в стороне от направления рабочего пучка излучения и иметь свинцовый эквивалент, обеспечивающий допустимое значение мощности дозы на рабочем месте.

К передвижным средством коллективной защиты относятся защитные ширмы. Их устанавливают в кабинетах, где отсутствует комната управления, в помещениях для дентальных аппаратов, в помещениях для флюорографии, вообще во всех случаях, когда необходимо временно защитить часть помещения. Как правило, защитные ширмы имеют прозрачное окно для наблюдения, выполненное из просвинцованного стекла. Основание ширмы снабжают колесами, которые позволяют перемещать ее по ровному полу.

Помимо больших ширм существуют малые, предназначенные для установки на рабочем месте рентгенолога, перед поворотным столом -штативом. Эти ширмы также снабжены колесами. Часто они имеют регулируемое по высоте сидение и тормоз, препятствующий самопроизвольному перемещению ширмы при работе. Рентгенолог, сидящий за экраном для просвечивания, обязательно должен пользоваться передвижной малой ширмой.

Средства индивидуальной защиты

Средствами индивидуальной защиты персонала являются защитные перчатки, фартуки, юбки, очки. Свинцовый эквивалент этих средств составляет, как правило, не менее 0,3 мм. Все индивидуальные средства защиты должны иметь заводские штампы или отметки, указывающие их свинцовый эквивалент и дату проверки. Проверку свинцового эквивалента средств защиты производят не реже 1 раза в 3 года. Применять средства защиты, не имеющие требуемой маркировки, не разрешается.

Врач-рентгенолог при проведении рентгеновских и специальных исследований обязан применять индивидуальные средства защиты. При пальпации с использованием люминесцирующего экрана врач должен работать в защитных перчатках, которые защищают не только кисти рук, но и предплечья. Однако, работая и в перчатках, необходимо по возможности сокращать время нахождения рук в зоне действия прямого излучения. Рентгенозащитные перчатки используют также для поддерживания ребенка при просвечивании и снимках. По окончании перчатки следует вымыть с мылом, просушить и обработать спиртом. Внутренние поверхности рекомендуется присыпать тальком.

При работе на рентгенодиагностическом аппарате при горизонтальном положении штатива все лица, участвующие в исследовании (врач-рентгенолог, анестезиолог, рентгенолаборант и другие), должны быть в защитных фартуках и по возможности в перчатках. Лица, помогающие проводить обследование детей младшего возраста (поддерживающие детей, в случае отсутствия специальных приспособлений), также должны быть снабжены индивидуальными средствами защиты.

Требования по технике безопасности при эксплуатации аппарата.

1. При работе с рентгеновским аппаратом необходимо пользоваться руководством по эксплуатации.

2. Не применять аппарат во взрывоопасной среде.

3. В случае нарушения изоляции или неисправности в электрических цепях, штатив аппарата может оказаться под напряжением по отношению к земле. Во избежание этой опасности необходимо всегда заземлять аппарат.

4. Для уменьшения рассеянного излучения при работе аппарата необходимо использовать регулируемую диафраг...