Результаты оценки устойчивости объекта к воздействию урагана силой 13 баллов

№	Элементы объекта	Краткая характеристика элемента	Степень разрушения при DРф, кПа																Предел устойчивости		Целесообразный предел повышения устойчивости объекта, кПа
			10			20			30		40		50		60		70	80	Элемента, кПа	Объекта, кПа
1	Производственное здание	Кирпичное малоэтажное здание																	15	12	30
2	Технологическое оборудование	Станки средние																	25
		Трубопроводы на металлических эстакадах																	30
		Компьютерный класс																	12
3	Электроснабжение	Трансформатор 560 кВт																	30
		Воздушные линии высокого напряжения																	30
		Кабельные наземные линии																	30
4	Воздухоснабжение	Воздухопроводы на металлических эстакадах																	30

 

	Слабые разрушения
	Средние разрушения

	Сильные разрушения
	Полные разрушения

 

Приложение В

Варианты заданий на расчетно-графическую работу для студентов

Механического и электротехнического факультетов

Вариант	Сила урагана в баллах	Сила урагана в м/с	Сила урагана в км/ч	Избыт. давление ΔР, кПа	Элементы цеха, их характеристика
1	13	39,2	141,1	20	Административное многоэт. здание Станки средние Станки легкие Компьютерный класс Трансформатор 750 кВа Воздушные линии высокого напряж.
2	17	332	1195	55
3	15	48,6	174,9	30
4	12	32,7	117,7	10
5	14	43,9	158	25
6	16	51,8	186,5	40
7	13	39,2	141,1	20	Кирпичное многоэтажное здание Станки средние Промышленные роботы Электродвигатели от 2 до 10 кВт Воздушные линии связи Водонапорная башня
8	15	48,6	174,9	30
9	12	32,7	117,1	10
10	14	43,9	158	25
11	17	332	1195	55
12	16	51,8	186,5	40
13	13	39,2	141,1	20	Бетонные и железобетонные здания Станки тяжелые Станки средние Компьютерный класс Кабельные наземные линии Стеллажи
14	16	51,8	186,5	40
15	12	32,7	117,1	10
16	14	43,9	158	25
17	17	332	1195	55
18	15	48,6	174,9	30
19	12	32,7	117,7	10	Кирпичное бескаркасное здание Станки средние Станки легкие Эл. двигатели от 2 до 10 кВт Трансформаторы обычные Технологические трубопроводы
20	15	48,6	174,9	30
21	17	332	1195	55
22	12	32,7	117,7	10
23	12	32,7	117,7	10
24	13	39,2	141,1	20
25	14	43,9	158	25	Одноэтажные здания с мет. каркасом Станки средние Компьютерный класс Краны и крановое оборудование Воздушные линии связи Кабельные наземные линии
26	15	48,6	174,9	30
27	16	51,8	186,5	40
28	17	332	1195	55
29	12	32,7	117,7	10
30	12	32,7	117,7	10

 

Продолжение приложения В

Вариант	Сила урагана в баллах	Сила урагана в м/с	Сила урагана в км/ч	Избыт. давление ΔР, кПа	Элементы цеха, их характеристика
31	12	32,7	117,7	10	Пром. здание с металлич. каркасом Станки средние Станки тяжелые Компьютерный класс Открытое распределит. устройство Кабельные наземные линии
32	13	39,2	141,1	20
33	14	43,9	158	25
34	15	48,6	174,9	30
35	16	51,8	186,5	40
36	17	332	1195	55
37	12	32,7	117,7	10	Администр. многоэтажное здание Станки тяжелые Станки средние Станки легкие Компьютерный класс Кабельные наземные линии
38	12	32,7	117,7	10
39	12	32,7	117,7	10
40	13	39,2	141,1	20
41	13	39,2	141,1	20
42	14	43,9	158	25
43	14	43,9	158	25	Здание с легким метал. каркасом Станки средние Станки легкие Промышленные роботы Ленточный конвейер Кабельные наземные линии
44	15	48,6	174,9	30
45	15	48,6	174,9	30
46	16	51,8	186,5	40
47	17	332	1195	55
48	17	332	1195	55
49	13	39,2	141,1	20	Массивное промышленное здание Станки тяжелые Аппаратура программного управлен. Технологические трубопроводы Эл. двигатель 10 кВт Водонапорная башня
50	14	43,9	158	25
51	12	32,7	117,7	10
52	12	32,7	117,7	10
53	15	48,6	174,9	30
54	16	51,8	186,5	40
55	12	32,7	117,7	10	Кирпичное бескаркасное здание Станки средние Компьютерный класс Технологические трубопроводы Краны и крановое оборудование Кабельные наземные линии
56	12	32,7	117,7	10
57	13	39,2	141,1	20
58	14	43,9	158	25
59	14	43,9	158	25
60	15	48,6	174,9	30

 

Задание 4

4. Оценка инженерной защиты рабочих и служащих промышленного объекта.

Инженерная защита рабочих и служащих объекта – это защита с использованием инженерных сооружений, убежищ и противорадиационных укрытий.

Она достигается заблаговременным проведением инженерных мероприятий по строительству и оборудованию защитных сооружений с учетом условий расположения промышленного объекта и требований строительных норм и правил.

Оценка инженерной защиты проводится на наиболее экстремальную ситуацию, которая возможна в чрезвычайных ситуациях мирного времени – это взрыв газовоздушной смеси на промышленном объекте, укрытие рабочих и служащих в случае урагана, при авариях на атомных электрических станциях, химически опасных объектах, изменение количества работающих на производстве, а также в условиях военного времени с применением современных средств поражения.

Рассмотрим вариант оценки инженерной защиты рабочих и служащих промышленного объекта.

Пример к заданию 4

4.1. Исходные данные:

– объект расположен в районе с умеренным климатом (средняя температура в июле 20–25°С, климатическая зона – II);

– емкость с углеводородным газом Q = 8 т;

– расстояние от емкости до объекта r = 250 м;

– время на заполнение убежища укрываемыми t_норм = 8 мин;

– расположение рабочих участков №1 (N₁=200 чел.) R₁=100 м, участок №2 (N₂=310 чел.) R₂=300 м. Всего рабочих и служащих на промышленном объекте N=N₁+N₂=200+310=510 человек;

– на промышленном объекте имеется одно убежище, встроенное, выдерживающее динамические нагрузки до 100 кПа;

– помещение для укрываемых S₁ = 300 м²;

– помещение для пункта управления S₂ = 12 м²;

– коридоры S₃ = 10 м²;

– санитарные узлы S₄ = 70 м²;

– помещение для хранения продуктов питания S₅ = 14 м ²;

– продолжительность укрытия – 3 суток;

– высота помещения для укрываемых h = 2,4 м;

– система воздухоснабжения – 3 комплекта ФВК–1, 1 комплект ЭРВ–72–2;

– расчет пункта управления – 5 человек;

– водоснабжение от общегородской системы, аварийный запас воды – 4500 л;

– электроснабжение – от сети промышленного объекта, аварийный источник – аккумуляторы батареи.

4.2. Перечень решаемых задач:

Оценить инженерную защиту рабочих и служащих промышленного объекта по следующим показателям:

– вместимости;

– защитным свойствам;

– по оценке систем жизнеобеспечения убежища;

– по своевременному укрытию.

4.2.1. Оценка убежища по вместимости.

1. Определяем общую площадь основных и вспомогательных помещений:

– общая площадь основных помещений

 

S_{общ. осн.} = S₁ + S₂ = 300 + 12 = 312 м²,

 

где S₁ – площадь для укрываемых;

 S₂ – площадь пункта управления;

Общая площадь всех помещений в зоне герметизации (кроме помещений для ДЭС, тамбуров и расширительных камер) определяем по формуле:

 

S_{общ. всех} = S_{общ. осн.} + S₃ + S₄ + S₅ = 312 + 10 + 70 + 14 = 406 м².

 

2. Определяем вместимость (М_s) убежища в соответствии с площадью:

– при двухъярусных нарах норма на одного укрываемого S_н = 0,5 м², следовательно:

 

 (мест).

 

3. Определяем вместимость убежища по объему всех помещений в зоне герметизации:

 

(мест),

 

где V_Н – норма объема помещения на одного человека составляет 1,5 м³;

h – высота помещения, м.

4. Сравниваем данные вместимости по площади (М_s) и объему (М_v).

Фактическая вместимость принимается минимальная из этих величин. Таким образом, вместимость убежища составляет М_S = 624 человека.

5. Определяем необходимое количество нар для размещения укрываемых. Высота помещения (h = 2,4 м) позволяет установить двухъярусные нары.

При длине нар 180 см (и нормируемом значении Н_норм=5 человек на одни нары) необходимо установить:

 

нар.

 

6. Определяем коэффициент вместимости убежища:

 

 

Выводы. 1. Объемно-планировочные решения убежища соответствуют требованиям СНиП.

2. Убежище позволяет принять 122% рабочих и служащих, т.е. по вместимости убежище имеет коэффициент запаса.

3. Для размещения укрываемых в убежище необходимо установить 125 двухъярусных нар, обеспечивающих 20% мест для лежания и 80% – для сидения.

4.2.2. Оценка убежища по защитным свойствам.

1. Определяем требуемые защитные свойства. По исходным данным емкости Q = 8 т и расстоянию r = 250 м определяем по рис. 1.2. «Зависимость радиуса внешней границы действия избыточного давления от количества взрывоопасных газовоздушных смесей» [2] избыточное давление:

 

ΔР_{φ max} = ΔР_{φ треб.} = 20 кПа.

 

2. Определяем защитные свойства убежища. Согласно исходным данным, ΔР_{φ защ.} = 100 кПа.

3. Сравниваем защитные свойства убежища с требуемыми.

Сравнивая ΔР_{φ защ} = 100 кПа и ΔР_{φ треб.} = 20 кПа, получаем ΔР_{φ защ} > ΔР_{φ треб.}, т.е. по защитным свойствам убежище обеспечивает защиту рабочих и служащих от ударной волны взрыва ГВС.

4. Определяем показатель, который характеризует инженерную защиту рабочих и служащих по защитным свойствам:

 

.

 

Выводы. Защитные свойства убежища обеспечивают защиту 122% персонала, подлежащего укрытию.

4.2.3. Оценка систем жизнеобеспечения убежища:

Система воздухоснабжения.

1. Определяем возможности системы в режиме I (чистой вентиляции). Исходя из того, что производительность одного комплекта ФВК–1 в режиме I составляет Q_ФВК1=1200 м³/ч, а одного ЭРВ–72–2 Q_ЭРВ= 900 м³/ч, подача воздуха системы воздухоснабжения в режиме I составляет:

 

W_OI = К_ФВК1·Q_ФВК1+К_ЭРВ·Q_ЭРВ=3 · 1200 + 900 = 4500 м³/ч,

 

где К_ФВК1 – количество комплектов ФВК-1 в системе вентиляции;

К_ЭРВ – количество комплектов ЭРВ-72-2 в системе вентиляции.

Исходя из нормы подачи воздуха на одного укрываемого в режиме I для II климатической зоны W₁=10 м³/ч, система воздухоснабжения может обеспечить:

 

N_{о возд. I} = чел.

 

Для I климатической зоны принимают W₁=8 м³/ч.

Для II климатической зоны принимают W₁=10 м³/ч.

Для III климатической зоны принимают W₁=11 м³/ч.

Для IV климатической зоны принимают W₁=13 м³/ч.

2. Определяем возможности системы в режиме II (фильтровентиляции) [6]:

 

W_OII = К_ФВК1 · Q_ФВК1 = 3 · 300 = 900 м³/ч,

 

где К_ФВК1 – количество установок ФВК–1;

 Q_ФВК1 – производительность установок в режиме II – 300 м³/ч.

Установка ЭРВ-72-2 в режиме II не работает.

3. Определяем необходимое количество воздуха в режиме II по формуле:

 

W_{потр. II} = N_укр · Q_{Н. укр} + N_ПУ · Q_{Н. ПУ},

 

где N_укр – количество укрываемых в убежище;

Q_{Н. укр} – норма воздуха на одного укрываемого в режиме II (фильтровентиляции) - 2 м³/ч, для I и II климатических зон; и 10 м³/ч для III и IV климатических зон;

N_ПУ – расчет пункта управления;

Q_{Н. ПУ} – норма воздуха для работающих на ПУ, 5 м³ на человека [6].

 

W_{потр. II} = 624 · 2 + 5 · 5 = 1273 м³.

 

4. Исходя из нормы подачи воздуха на одного укрываемого в режиме II (фильтровентиляции) W₂ = 2 м³/ч, система воздухоснабжения может обеспечить в режиме II такое количество укрываемых:

 

N_{О возд. II} =  чел.

 

5. Определяем возможности воздухоснабжения в режиме III (регенерации).

В комплекте ФВК–1 не имеется регенеративной установки РУ–150/6, поэтому режим III системой не обеспечивается. По условиям обстановки (не ожидается сильной загазованности атмосферы) можно обойтись без режима III.

6. Определяем коэффициент вохдухоснабжения:

 

К_{возд.снаб.} = ,

 

где N_O – минимальное количество людей, которое обеспечено воздухом в режиме I или в режиме II.

Выводы. 1. Система воздухоснабжения может обеспечить в режиме I и II только 450 человек.

2. Рабочие и служащие обеспечены воздухом на 88%, т.е. необходимо увеличить количество ФВК–1.

Система водоснабжения.

1. Определяем возможности системы.

Исходя из исходных данных, аварийный запас воды составляет – 4500 л, следовательно, возможность системы водоснабжения составляет – 4500 л.

2. Определяем количество людей, которых обеспечит система водоснабжения. Продолжительность укрытия П = 3 суток.

 

N _{О Вод} = чел.

 

Норма на одного укрываемого в сутки в аварийном режиме составляет: для питья N₁=3 л., для санитарно-гигиенических потребностей N₂=2 л., при количестве укрываемых 600 человек и более на весь расчетный период пребывания на всех укрываемых следует предусматривать для целей пожаротушения N₃=4500 л. [10]. В нашем случае норма на одного укрываемого в сутки составит:

 

N=N₁+N₂=3+2=5 л.

 

Запас воды для целей пожаротушения в нашем примере не предусматривается, т.к. общее количество укрываемых меньше 600 человек.

3. Определяем коэффициент водоснабжения:

 

К_{Вод. снаб.} = .

 

Выводы. 1. Система водоснабжения может обеспечить только 300 человек.

2. Рабочие и служащие промышленного объекта обеспечены водой на 59%, т.е. необходимо увеличить аварийный запас воды на 3127 литров.

Система электроснабжения.

Исходя из исходных данных электроснабжения убежище обеспечивается от сети объекта.

Аварийный источник – аккумуляторные батареи.

Работа системы элетроснабжения в режиме регенерации не предусматривается.

1. Определяем возможности системы электроснабжения.

При оборудовании системы воздухоснабжения на базе ФВК–1 с электроручным вентилятором можно обойтись аварийным источником из аккумуляторных батарей, которые используют для освещения, а работу вентиляторов обеспечить вручную.

Выводы. 1. Система электроснабжения в аварийном режиме обеспечивает только освещение убежища.

2. Работа системы воздухоснабжения в аварийном режиме должна обеспечиваться ручным приводом.

На основании частных оценок систем жизнеобеспечения выводится общая оценка по минимальному показателю одной из систем.

В нашем примере наименьшее количество укрываемых, которое может обеспечить система жизнеобеспечения, определяется водоснабжением N_ЖО=300 человек, поэтому коэффициент, характеризующий возможности инженерной защиты объекта по жизнеобеспечению равен:

 

.

 

Выводы. 1. Система жизнеобеспечения позволяет обеспечить жизнедеятельность 59% работающей смены в полном объеме норм в течение установленной продолжительности (3 суток).

2. Возможности по жизнеобеспечению снижает система водоснабжения (59%), за которой следует система воздухоснабжения (88%).

4.2.4. Оценка убежища по своевременному укрытию.

1. Определяем время, необходимое для укрытия, учитывая, что скорость передвижения человека ускоренным шагом V_норм=50 м/мин и время для размещения на месте в защитном сооружении t_разм=2 мин.

От участка № 1 до укрытия (для N₁=200 чел.):

 

t₁ = = = 4 мин.

 

От участка № 2 до укрытия (для N₂=310 чел.):

 

t₂ = = = 8 мин.

 

2. Сравниваем необходимое время для укрытия людей с заданным в условии задачи t_норм=8 мин. Должно выполняться условие:

 

t₁ £ t_норм и t₂£ t_норм.

 

В нашем примере t₁ = 4 мин < t_норм = 8 мин и t₂ = 8 мин = t_норм = 8 мин.

 

Убеждаемся, что условия расположения убежища обеспечивают своевременное укрытие такому количеству людей:

 

N_свр = N₁+N₂=200 + 310 = 510 чел.

 

3. Определяем показатель, характеризующий инженерную защиту объекта по своевременному укрытию рабочих и служащих:

 

.

 

Выводы. Расположение убежища позволяет своевременно укрыть всех рабочих и служащих (100%).

Таким образом, в ходе расчетов получены коэффициенты, характеризующие инженерную защиту рабочих и служащих промышленного объекта:

– по вместимости К_ВМ = 1,22;

– по защитным свойствам К_ЗТ = 1,22;

– по жизнеобеспечению укрываемых К_ЖО = 0,59;

– по своевременному укрытию людей К_СВР = 1,0.

Возможности инженерной защиты в целом характеризуются минимальным из коэффициентов, в нашем примере это К_ЖО = 0,59 (59% состава работающей смены обеспечиваются защитой в соответствии с требованиями).

4.3. Общие выводы по инженерной защите рабочих и служащих промышленного объекта.

1. На промышленном объекте инженерной защитой обеспечивается 59% рабочих и служащих.

2. Возможности имеющегося убежища используются не в полной мере из-за ограниченной подачи системы воздухоснабжения. Повышение ее подачи на 1/3 позволит увеличить численность защищаемых на 120 человек, что обеспечит защиту всего состава рабочих и служащих объекта.

3. Для обеспечения инженерной защиты всего состава работающей смены необходимо:

– дооборудовать систему воздухоснабжения убежища двумя комплектами ФВК–1;

– установить дополнительно емкость для воды на 3127 литров;

– до завершения строительства убежища нужно предусмотреть защиту неукрываемой части персонала в быстровозводимом убежище в период угрозы чрезвычайной ситуации.

Приложение Г

Варианты заданий на расчетно-графическую работу для студентов гуманитарных