Понятие о коэффициенте защиты, расчетная формула
Вариант 21.
Выполнила:
Студентка гр. 1-РРАН-3
Прудская Маргарита
Проверил:
Куприянов И. А.
Санкт-Петербург 2009
Содержание
1.Введение
2.Исходные данные для расчета по варианту 21
3.Понятие о коэффициенте защиты, расчетная формула СНиП, физический смысл коэффициентов
4.Определение первоначального коэффициента защиты
5.Разработка мероприятий по повышению коэффициента защиты и его расчет по вариантам
6.Выбор окончательного варианта исходя из критериев экономической эффективности
7.Приложение:
1. Оценка химической обстановки при аварии на ОЭ
2.Оценка радиационной обстановки в ЧС
8.Используемая литература
Введение.
Темой работы является разработка и исследование мероприятий по повышению коэффициента защиты помещения. Коэффициент защиты – это основной показатель уменьшения дозы радиоактивного излучения производственного персонала (населения). Данная тема очень актуальна тем, что мы живем в веке создания и использования ядерного оружия и атомной энергии. И то, и другое при неправильном и недобросовестном применении может привести к катастрофе, к вымиранию жизни на огромных территориях. Ярким примером здесь может служить авария на Чернобыльской АЭС, а также непоправимый ущерб, который нанесли ядерные взрывы.
Основным и самым распространенным средством коллективной защиты от радиации в ЧС мирного и военного времени является противорадиационное укрытие (ПРУ), предназначенное для защиты людей от радиоактивного гамма-излучения, вызванного выпавшими на местности радиоактивными осадками.
Исходные данные для расчета по варианту 21.
| № и/и | Характеристика помещения и здания | Обозначение | Величина |
| Длина помещения, м | l | ||
| Ширина помещения, м | b | ||
| Ширина здания, м | В | ||
| Высота помещения, м | hi | ||
| Ширина зараженного участка, примыкающего к зданию | D | ||
| Сумма плоских углов, против которых расположена стена с суммарным весом 1 м2 менее 1000 кгс, градусы | ∑α° | ||
| Площадь оконных проемов 1 этажа, м2 | So | 14,4 | |
| Расстояние от пола 1 этажа до оконного проема, м | h0 | 0,5 | |
| Вес 1 м2 наружных стен, кгс/м2 | qCT |
ПРИМЕЧАНИЯ:
1. Размеры одного окна 1 этажа 1.6x1.5 м, площадь - 2.4 м .
2. Суммарный вес 1 м всех стен (кроме наружной) более 1000 кг.
3. Расстояние от планировочной отметки до пола в зданиях без подвала 0,5 м,
4. В скобках даны обозначения на ленте выходной информации ЭВМ ЕС 1020.
Задание на домашнюю расчетно-графическую работу
Тема: Разработка и исследование мероприятий по повышению коэффициента защиты помещения, приспосабливаемого в качестве ПРУ.
Вариант № 21.
Дано: Помещение 1 этажа многоэтажного здания. Проникновение пыли через соседние помещения не предотвращено. Заданный коэффициент защиты 230.
Необходимо:
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 мероприятию.
4. По ленте выходной информации ЭВМ определить 4 конкурентоспособных мероприятия с К3 >200.
5. Оценить эффективность намеченных мероприятий по степени повышения коэффициента защиты и по сравнительной трудоемкости работ.
6. Выбрать мероприятие, при наименьших трудозатратах обеспечивающее повышение первоначального коэффициента защиты до заданного значения, при наименьших трудозатратах. Выполнить масштабную схему размещения помещения ПРУ в здании (разрез и план) 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:
К3=Дм/Дп >= 50
К3 определяется для точки геометрического центра помещения и на
высоте 1 м от уровня пола. Именно на этой высоте расположены у
человека среднего роста кроветворные органы, облучение которых
особенно опасно.
Принимается, что выпавшие радиоактивные осадки равномерно
распределены по горизонтальным поверхностям и горизонтальным
проекциям наклонных и криволинейных поверхностей. Заражение стен не
учитывается. Считается, что эффективный спектр гамма-излучений не
меняется во времени.
Для помещения на первом этаже многоэтажного здания К3 определяется
по формуле:
0,65К1* Кет* Кг
Кз=
(1 - Кш)(Ко * Кет +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 помещений и экранирования соседних зданий.
1. Коэффициенты геометрической защиты.
· Ki- 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/м излучение поглощается ими полностью.
· К1=360о/36о+α- 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=т* S0/Sn
где m - коэффициент, зависящий от высоты оконного проема над
уровнем пола, m=F(h0)
| h0 | <=0,8 | 1,5 | >=2 |
| т | 0,8 | 1,5 | 0,09 |
S0 - суммарная площадь оконных проемов. Sn - площадь пола помещения
• Кш - учитывает какую часть зараженной территории занимает
крыша здания и зависит от В - ширины здания.
KM=F(B)
Определяется по таблице 20 СНиП по первой строке.
• Км - учитывает экранирующее влияние соседних зданий и
зависит от ширины зараженного участка, прилегающего к
зданию.
km=f(A)
Определяется по таблице 30 СНиП.
Коэффициенты барьерной защиты.
•Кст - учитывает поглощение излучений наружной стеной.
где qnp - приведенный вес одного м наружной стены.
qnp = qcn* (l*b)-14.4/l*b
q - вес 1 м2 сплошной стены
Scm - площадь стены, Scm=l* h
Кст определяется по таблице 28 СНиП.
•Кг - коэффициент герметичности.
Кг=1, если соседние помещения загерметизированы. Если нет, то при So/Sn <=0,3, So/Sn =0,8; So/Sn>=0,5, Кг=0.8
4. Определение первоначального коэффициента защиты
Вариант 21.
0,65К1* Кет* Кг
Кз=
(1 - Кш)(Ко * Кет +1) * Км
I. Определяем группу из четырех коэффициентов, зависящих от
геометрических размеров помещения, здания и прилегающих территорий.
1) К1 = 360/36+137=2.0809
2)при h0 = 0.5 м т = 0.8 ( из таб.1)
Sn = b*l = 15*6 = 90
тогда:
К0 = 0,8*14.4/90 = 0,128
3) Коэффициент Кш определяем интерполяцией по таб. 29 СНиП: Кш = 0,24
4) По таб.30 СНиП определяем коэффициент Км: Км = 0,55
5) Определим барьерный коэффициент Кcт. Для этого найдем приведенный вес 1 м2 стены по формуле:
SCT = l*h = 15*3 = 45 м2
qnp = 350* (45-14.4)/45 = 238кг/м2
250-200=50 5,5-4=1,5 1,5/50=0.03 0.03*38=1,14
Кcт =
Кcт = 5,14
| III. ООпределим герметическую составляющую: So=0.45*14.4/2.4=2.7 |
В результате находим коэффициент защиты помещения, выбираемого в качестве ПРУ, без проведения дополнительных мероприятий:
.
0,65*2,08* 5,14* 0,8
Кз---------------------------------------------- = 8,0222
(1 – 0,24)(0,128 * 4,14 +1) * 0,55
Данный коэффициент не входит в заданный диапазон значений, поэтому
необходимо провести дополнительные мероприятия по повышению
коэффициента защиты.
В случае если полученный расчетом первоначальный коэффициент защиты оказался меньше указанного в задании на проектирование, необходимо разработать 10-13 мероприятий по повышению противорадиационной защиты помещения.
При расположении ПРУ в первом этаже многоэтажного здания рекомендуются следующие мероприятия:
Закладка оконных проемов:
а) полностью
б) с оставлением 0,3 м сверху;
в) на 1,7 м от пола.
Оставленное отверстие закрывается навесными ставнями. При этом уменьшается расчетная площадь проемов и величина коэффициента К0
2. Устройство у наружных стен пристенных экранов различной
толщины из кирпича, бетонных плит, мешков с песком, бревен,
грунтовой засыпки с одновременной заделкой на ту же высоту
оконных проемов (на всю толщину стен).
Это мероприятие значительно увеличивает суммарный вес стен и повышает кратность ослабления излучения Кст.
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. Другими словами, коэффициенты Кг КМКШ меняться не будут.
Определение переменных параметров.
h0, S0 - зависит от типа закладки окон.
1. При закладке полностью ho=0, So=0
2. При закладке с оставлением 0,3 м сверху h0=h0нач+l,3 м=0,5+1,3=1,8 м So=0,45*14,4/2.4=2.7
3. При закладке 1,7 м от уровня пола h0=l,7м So=( h0н-0,1)*1,5*no So=3.6
q - зависит от наличия и типа пристенного экрана
q= qнач+ qэ
1. Закладка оконных проемов полностью q=350 кгс/ м
2. Закладка с оставлением 0,3 м сверху q=350 кгс/ м2
3. Закладка на 1,7 м от пола q=350кгс/ м2
4. Закладка на 1.7 м экран – киприч 25 см q=800 кгс/ м2
5. Закладка на 1.7 м экран – киприч 38 см q=1030 кгс/ м2
6. закладка на 1,7м, экран – бревна d 20 см q=490
7. закладка на 1,7м, экран – бетонная плита 20 см q=650
8. закладка на 1,7м, экран – мешки с песком 40 см q=830
9. закладка на 1,7м, экран – грунтовая засыпка 20 см q=710
10. закладка на 1,7м, экран – грунтовая засыпка 30 см q=870
11. закладка на 1,7м, экран – бревна d 20 см q=490
12. закладка на 1,7м, экран – бетонная плита 20 см q=650
| Программа ЗАЩИТА | Студент Прудская | Группа 1Р3 | Вариант 21 | ||||||
| постоянные параметры | N варианта | Без мероприятий | переменные параметры | Результат | |||||
| h0 S0 | q | K3 | |||||||
| Нач. | Без мероприятий | 0.5 | 14.4 | 8,0257 | |||||
| ∑α | Закладка оконных проемов полностью | 31,0645 | |||||||
| Закладка с оставлением 0,3 м сверху | 1.8 | 2.7 | 25,8047 | ||||||
| b | Закладка на 1,7 м от пола | 1.7 | 3.6 | 24,0813 | |||||
| Закладка на 1,7 м, экран - кирпич 25 см. | 1.7 | 3.6 | 234,5865 | ||||||
| hi | Закладка на 1,7 м, экран - кирпич 38 см. | 1.7 | 3.6 | 404,8013 | |||||
| Закладка на 1,7 м, экран - бревна d = 20 см. | 1.7 | 3.6 | 51,6025 | ||||||
| Закладка на 1,7 м, экран - бетонная плита 20 см. | 1.7 | 3.6 | 125,566 | ||||||
| Закладка на 1,7 м, экран - мешки с песком 40 см. • | 1.7 | 3.6 | 259,5488 | ||||||
| В | Закладка на 1,7 м, экран - грунтовая засыпка 20 см. | 1.7 | 3.6 | 162,6174 | |||||
| Закладка на 1,7 м, экран - грунтовая засыпка 30 см. | 1.7 | 3.6 | 286,8675 | ||||||
| D | Закладка полностью, экран - бревна d = 20 см. | 77,6613 | |||||||
| Закладка полностью, экран - бетонная плита 20 см. | 232,9839 | ||||||||