Разработка и исследование мероприятий по повышению коэффициента защиты помещения

Введение

Темой данной работы является разработка и исследование мероприятий по повышению коэффициента защиты помещения.

Эта тема является актуальной в настоящее время, в связи с широким использованием атомной энергии.

Радиация несет в себе смертельную опасность для всего живого. Ошибки людей или сбои в работе машин могут привести к непоправимым последствиям. Поэтому необходимо создавать противорадиационные укрытия, способные защитить людей. Они обладают рядом свойств, одним из которых является коэффициент защиты. Чтобы убежище было надежным, коэффициент защиты должен соответствовать определенным требованиям.

Целью данной работы является расчет коэффициента защиты, разработка мероприятий по повышению коэффициента защиты, а также выбор наиболее экономически эффективного мероприятия.

Исходные данные для расчета по варианту №13

Примечания:

Размеры одного окна 1 этажа - 1,6x1,5м, площадь - 2,4 м2.

Суммарный вес 1м2 всех стен (кроме наружной) - более 1000 кг.

Расстояние от планировочной отметки до пола в зданиях без подвала -0,5м.

В скобках дана обозначенная на ленте выходная информация ЭВМ ЕС 1020.

Задание на расчетно-графическую работу.

Тема: разработка и исследование мероприятий по повышению коэффициента защиты помещения.

Вариант № 13.

Дано: Помещение в 1 этаже, в подвале многоэтажного здания, в заглубленном сооружении без настройки. Проникновение пыли через смежные помещения не предотвращено.

Заданный коэффициент защиты 130.

Выполнить:

Определить первоначальный коэффициент защиты помещения по расчетной формуле вручную.

Наметить 12 мероприятий по повышению коэффициента защиты помещения.

Составить таблицу исходной информации для расчета на ЭВМ коэффициентов защиты по каждому варианту.

По ленте выходной информации ЭВМ определить 4 конкурентоспособных мероприятия с К3 >130.

Определить эффективность намеченных мероприятий по степени повышения коэффициента защиты и по сравнительной трудоемкости работ.

Выбрать мероприятие, обеспечивающее повышение первоначального коэффициента защиты до заданного значения, при наименьших трудозатратах. Выполнить масштабную схему размещения помещения ПРУ в здании и показать на ней принятое мероприятие.

Понятие о коэффициенте защиты, расчетная формула СНиП, физический смысл коэффициентов

В соответствии со СНиП II-11-77 «Защитные сооружения ГО», защитные свойства ПРУ от гамма-излучений оцениваются коэффициентом защиты (к3).

Степень ослабления излучения характеризуется к3, показывающим во сколько раз доза радиации на открытой местности больше дозы радиации, получаемой людьми, находящимися в помещении ПРУ:

Кз=Дм/Дп>50

к3 определяется для точки геометрического центра помещения и на высоте 1м над полом.

Для помещения на первом этаже многоэтажного здания к3 определяется по формуле:

к3= (0,65- к{ кст- кг)/((1- кш)( ко' КсТ +1)' км )

Расчетные формулы для определения коэффициентов противорадиационной защиты являются эмпирическими и учитывают две группы факторов: барьерную и геометрическую защиты.

Барьерная защита учитывает ослабление излучений при прохождении через ограждающие конструкции за счет ослабления энергии ионизации. Кратность ослабления пропорциональна плотности материала и толщине ограждения.

Геометрическая защита учитывает ослабление излучения за счет рассеивания в объемах помещения и экранирования соседними зданиями. 1. Коэффициенты геометрической защиты.

K - характеризует фронт проникания излучений через все наружные и внутренние стены здания к точке, расположенной в геометрическом центре ПРУ. Принимается, что при суммарном весе наружных и внутренних стен в данном направлении более 1000 кгс/м2 излучение поглощается ими полностью.

К!= 360/(36+ Ја°)

где Set0 - сумма плоских углов с вершиной в центре помещения, против которых расположены стены с суммарным весом менее 1000 кгс/м2. В нашем здании только одна стена имеет вес менее 1000 кгс/м2.

к0 - учитывает снижение поглощающей способности наружных стен за счет оконных и дверных проемов.

к0 = nrSo/ Sn

где m - коэффициент, зависящий от высоты оконного проема над уровнем пола, m= F(h0)

So - суммарная площадь оконных проемов .

Sn - площадь пола помещения

Sn = rb

кш - учитывает какую часть зараженной территории занимает крыша здания и зависит от В (ширины здания).

кш= F(B) определяется по таблице 29 СНиП по первой строке.

км - учитывает экранирующее влияние соседних зданий и зависит от ширины зараженного участка, прилегающего к зданию. (Д) км= Ґ(Д) определяется по таблице 30 СНиП.

2. Коэффициенты барьерной защиты.

Кет - учитывает поглощение излучений наружной стеной.

KcT=F(qnp)

где qnp- приведенный вес 1 м2 наружной стены. qnp=q-((SCT-S0)/SCT)

q - вес 1 м2 сплошной стены

SCT - площадь стены, SCT = 1' hi

КсТ определяется по таблице 28 СНиП

кг - коэффициент герметичности.

кг= 1, если соседние помещения загерметизированы.

Если нет, то при

S0/Sn<0,3, кг = 0,8;

S0/Sn>0,5, кг=0,45.

Определение первоначального коэффициента защиты.

Вариант № 13

1 = 12м 1. к1=360/(36+2а°)=360/(36+106)=2,54

b = 9м Ki= 2,54

В = 18м 2. Ko = m-So/Sn

hi = Зм при h0 < 0,8, m=0,8

Д=10м Sn = rb=Sn=12'9=108M2

La° = 106 ко = 0,8' 12,0/ 108=0,09

So = 12,0м2 к0 = 0,09

ho = 0,8м 3. таблица 29, В=18м, значит

q = 450 кгс/м2 кш = 0,38

Найти: к3 4. таблица 30, Д=10м, значит

км = 0,55 5.qnp=q-((SCT-S0)/SCT)

SCT = rhi=12'3=36M2

So = 12,0м2

q = 450 кгс/м2

qnp= 450 • ((36 - 12,0 )/36)= 300кгс/м2

при qnp= 300кгс/м2

кст = 8

So/ Sn= 12,0/108=

0,1 <0,3
кг = 0,8

к3= (0,65- к{ КсТ- кг)/((1- кш)( Ко1 кст +1) • км )=

(0,65- 2,54- 8- 0,8)/((1- 0,38)( 0,09" 8 +1)' 0,55)=16,7

к3= 16,7

Вывод: по приведенным расчетам полученный коэффициент защиты (к3=16,7) оказался меньше заданного (130). Поэтому необходимо разработать мероприятия по повышению коэффициента противорадиационной защиты помещения.

Таковыми являются:

1. Закладка окон:

полностью

с оставлением 0,3 м сверху

закладка на 1,7м от пола

При этом уменьшаются расчетная площадь проемов и величина коэффициента ко.

Устройство пристенного экрана различной толщины и из различных материалов. Это мероприятие значительно увеличивает суммарный вес стен и повышает кратность ослабления излучений КсТ.

Любые сочетания перечисленных мероприятий.

ш

Определение переменных параметров

ho ,So- зависят от типа закладки окон.

1. При закладке полностью
ho=O,

S0=0

2. При закладке с оставлением 0,3м сверху
ho = понач +1,3м = 0,8+1,3 =2,1м

So = 0,3- 1,5" Soнач /2,4= 0,31,5 '12/ 2,4= 2,25

3. При закладке 1,7м от уровня пола
ho= 1,7м

Покна= понач +1,6 - 1,7= 0,8 - 0,1= 0,7

So = h0KHa-1,5- S0Ha4 /2,4= 0,Т 1,5' 12 /2,4= 5,25

q - зависит от наличия и типа пристенного экрана

q = qHa4+q3 =

экрана нет. q = 450 кгс/м2

кирпич, 25см. q = 450+450=900 кгс/м2

кирпич, 38см. q = 450+680=1130 кгс/м2

бревна, ё=20см. q = 450+140=590 кгс/м2

бетонная плита, 20см. q = 450+300=750 кгс/м2

мешки с песком, 40см. q = 450+480=930 кгс/м2

грунтовая засыпка, 20см. q = 450+360=810 кгс/м2

грунтовая засыпка, 30см. q = 450+520=970 кгс/м2

Разработка мероприятий по повышению коэффициента защиты и его

расчет по вариантам

В этом разделе приведена лента выходной информации ЭВМ с ее расшифровкой. В графе результатов расчета таблицы исходной информации занесены значения коэффициентов защиты. Отберем варианты, обеспечивающие заданную степень противорадиационной защиты, и далее рассмотрим их экономическую эффективность.

Из приведенных вариантов повышения противорадиационной защиты помещения, выбираем те варианты, которые обеспечивают заданную или более высокую степень защиты. Получили следующие варианты:

Теперь необходимо выбрать только один вариант исходя из критерия экономической эффективности. В качестве критерия сравнительной экономической эффективности мероприятий по повышению защитных свойств ПРУ принят минимум трудозатрат по их реализации.

Выбор окончательного варианта исходя из критериев экономической

эффективности

Исходя из подходов к выбору требуемого коэффициента защиты, необходимо определить трудозатраты на их реализацию. Трудоемкость вычисляется по формуле:

А= азР3 + a3F3 , где

а3 - удельная трудоемкость закладки окон

а, - удельная трудоемкость устройства пристенного экрана

F3 - площадь закладки

F3- площадь экрана

1. полная закладка

-п — с нач

Эh3

1Э =1+ 0,6м

2. с оставлением 0,3м сверху
F3= 1,3" 1,5- S0Ha4/2,4

F3 = 13 h3 1Э =1+ 0,6м h3=O,5+hoHa4+l,3 = l,8+hoHa4

3. закладка на 1,7 от пола

F3 = (l,7-h0Ha4)M,5-S0Ha4/2,4 F3=l3h3 1Э =1+ 0,6м h3=0,5+l,7=2,2M

Рассчитаем трудоемкость для выбранных вариантов:

1. Закладка на 1,7м, экран - кирпич 25см
аз=1

F3 = (1,7 - hoHa4) • 1,5- So нач /2,4 = (1,7 - 0,8) • 1,5" 12 /2,4 = 6,72 аз-1

F3 = 1Э Ьэ= (1+ 0,6)2,2= (12+0,6)2,2=27,72 А= a3F3 + а^ = V6,75+Г 27,72= 34,47

2. Закладка на 1,7м, экран - бетонная плита 20см
а3=1

F3 = (1,7 - понач)' 1,5' S0Ha4 /2,4 = (1,7 - 0,8)' 1,5' 12 /2,4 = 6,72 а, =0,6

F3= 1Эh3= (1+ 0,6)2,2= (12+0,6)2,2=27,72 А= a3F3 + аэРэ = V6,75+0,6" 27,72= 23,382

3. Закладка на 1,7м, экран - грунтовая засыпка 20см
а3=1

F3 = (1,7 - Ьонач) • 1,5' 80нач /2,4 = (1,7 - 0,8)' 1,5' 12 /2,4 = 6,72 аэ =0,9

F3 = 1ЭЬэ= (1+ 0,6)2,2= (12+0,6)2,2=27,72 A= a3F3 + аэРэ = V 6,75+0,9* 27,72= 31,698

4. Закладка полностью, экран - бревна d=20cMа3=1

F3=S0Ha4=12 аэ=0,8

F3 = 1Э h3 = (1+ 0,6)(2,1+ h0Ha4 ) = (12+0,6)(2,1+0,8) = 36,54

А= a3F3 + a3F3 = V12 + 0,8' 36,54 = 41,232

Сводим полученные результаты в таблицу сравнения вариантов

Вывод.

Сравнивая величины, имеем, что вариант 4 предпочтительнее, так как при меньших трудозатратах дает большую защиту. Таким образом, в качестве основного варианта повышения коэффициента противорадиационной защиты выбираем мероприятие, заключающееся в закладке окон на 1,7 метра от пола и устройстве пристенного экрана из кирпича 25см, при этом коэффициент защиты помещения, выбираемого в качестве ПРУ, составляет 328,18.

Список использованной литературы

1. СНиП II-11-77Л1; Стройиздат» 1985, 60с

Руководство по проектированию противорадиационных укрытий.М.:
Стройиздат, 1981, 97с

Защита населения и территорий в ЧС: Учебник/Журавлев В. П. и др.
Изд.АВС,1999

Ильяшев А. С. Специальные вопросы архитектурно-строительного
проектирования, М.: Стройиздат, 1985, 165с

Методические указания по выполнению расчетно-графической работы
Л.: ЛИСИ, 1986,40с

11