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

№ п/п	Характеристика помещения и здания	Обозначение	Величина
1	Длина помещения, м	l(Z)	12
2	Ширина помещения, м	b(Вш)	9
3	Ширина здания, м	В	18
4	Высота помещения, м	h (Н)	3
5	Ширина зараженного участка, примыкающего к зданию, м	Д	10
6	Сумма плоских углов, против которых расположены стены с суммарным весом 1м2 менее 1000 кгс, градусы	a°(ALF)	106
7	Площадь оконных проемов 1 этажа, м2	So(S)	12,0
8	Расстояние от пола 1 этажа до оконного проема, м	ho(H)	0,8
9	Вес 1м наружных стен, кгс/м	qCT(Q)	450

Примечания:

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

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

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

4.     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:

1.                  Определить первоначальный коэффициент защиты помещения по расчетной формуле вручную.

2.                  Наметить 12 мероприятий по повышению коэффициента защиты помещения.

3.                  Составить таблицу исходной информации для расчета на ЭВМ коэффициентов защиты по каждому варианту.
4.                   По    ленте    выходной    информации    ЭВМ    определить    4 конкурентоспособных мероприятия с К₃ >130.

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

6.                   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=Д_м/Д_п>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{ к_ст- к_г)/((1- к_ш)( ко' Кс_Т +1)' к_м )

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+ £а°)

где Set
⁰ - 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 =
nr

So
/
S_n

где m - коэффициент, зависящий от высоты оконного проема над уровнем пола, m
=
F
(
h
₀
)

h0, м	<0,8	1,5	>2
т	0,8	0,15	0,09

So - суммарная площадь оконных проемов .

 S_n - площадь пола помещения

S_n
=
rb

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

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

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

2. Коэффициенты барьерной защиты.

Кет - учитывает поглощение излучений наружной стеной.

Kc_T=F(q_np)

где q_np- приведенный вес 1 м² наружной стены. qnp
=
q
-((
S_CT
-
S
₀
)/
S_CT
)

q - вес 1 м² сплошной стены

S_CT - площадь стены, S_CT
= 1'
hi

Кс_Т определяется по таблице 28 СНиП

 к_г - коэффициент герметичности.

 к_г= 1, если соседние помещения загерметизированы.

Если нет, то при


S₀/S_n<0,3, к_г = 0,8;

S₀/S_n>0,5, к_г=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/S_n

hi = Зм                           при h
₀
< 0,8, m=0,8

Д=10м                          S_n = rb
=
S_n
=12'9=108
M
²

La
° = 106                        ко = 0,8' 12,0/ 108=0,09

S_o = 12,0м²                       к₀ = 0,09

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

q = 450 кгс/м²                    к_ш = 0,38

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

                                  к_м = 0,55 5.q_np=q-((S_CT-S₀)/S_CT)


S_CT = rhi=12'3=36M²

S_o = 12,0м²

q = 450 кгс/м²

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

при q_np⁼ 300кгс/м²

к_ст = 8

6.  S_o/ S_n= 12,0/108=

0,1 <

0,3
к_г = 0,8

7.  к₃= (0,65- к{ Кс_Т- к_г)/((1- к_ш)( Ко¹ к_ст +1) • к_м )=

(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.

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

3.     Любые сочетания перечисленных мероприятий.

При проведении указанных мероприятий будут изменяться только те коэффициенты, которые зависят от площади оконных проемов и материала стен, экрана и закладки оконных проемов. Коэффициенты к_ь к_м, к меняться не будут.

                                                                      
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
= п_о^нач +1,3м = 0,8+1,3 =2,1м

S_o
= 0,3- 1,5"
S_o

^нач
/2,4= 0,31,5 '12/ 2,4= 2,25

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

Покна
=
по^нач
+1,6 - 1,7= 0,8 - 0,1= 0,7

So = h_0KHa-1,5- S₀^Ha4 /2,4= 0,Т 1,5' 12 /2,4= 5,25

q - зависит от наличия и типа пристенного экрана

q = q^Ha4+q₃ =

1.  экрана нет. q = 450 кгс/м²

2.  кирпич, 25см. q = 450+450=900 кгс/м²

3.  кирпич, 38см. q = 450+680=1130 кгс/м²

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

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

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

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

8.  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.

Постоянные параметры		№ вар.	Наименование мероприятий	Переменные параметры			Результат
				ho	So	q	к3
		Нач.	Без мероприятий	0,8	12,0	450	16,73
Set*	106	1	Закладка оконных проемов полностью	0	0	450	78,71
		2	Закладка с оставлением 0,3м сверху	2,1	2,25	450	64,38
b	9	3	Закладка на 1,7м от пола	1,7	5,25	450	48,4
		4	Закладка на 1,7м, экран -кирпич 25см	1,7	5,25	900	328,18
hi	3	5	Закладка на 1,7м, экран -кирпич 38см	1,7	5,25	ИЗО	487,7
		6	Закладка на 1,7м, экран -бревна d=20cм	1,7	5,25	590	98,28
1	12	7	Закладка на 1,7м, экран -бетонная плита 20см	1,7	5,25	750	200,46
		8	Закладка на 1,7м, экран -мешки с песком 40см	1,7	5,25	930	349,18
В	18	9	Закладка на 1,7м, экран -грунтовая засыпка 20см	1,7	5,25	810	241,54
		10	Закладка на 1,7м, экран -грунтовая засыпка 30см	1,7	5,25	970	387,31
Д	10	11	Закладка полностью, экран - бревна d=20cм	0	0	590	218,23
		12	Закладка полностью, экран - бетонная плита 20см	0	0	750	661,84

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

№ вар.	Наименование мероприятий	Переменные параметры			Результат
		ho	So	q	к3
4	Закладка на 1,7м, экран - кирпич 25см	1,7	5,25	900	328,18
7	Закладка на 1,7м, экран - бетонная плита 20см	1,7	5,25	750	200,46
9	Закладка на 1,7м, экран - грунтовая засыпка 20см	1,7	5,25	810	241,54
11	Закладка полностью, экран - бревна d=20см	0	0	590	218,23

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 + a
₃
F
₃     , где

а₃ - удельная трудоемкость      закладки окон

а, - удельная трудоемкость устройства пристенного экрана

F
3 - площадь закладки

F
₃- площадь экрана

1. полная закладка

-п — с нач


F₃ = 1_Э
h