Безопасность жизнедеятельности в условиях производства. Расчеты. Практикум. 2019

61

Целью оценки устойчивости работы объекта является выявление слабых элементов объекта, узких его мест, что необходимо для принятия обоснованных решений на осуществление мероприятий, направленных на повышение устойчивости выявленных слабых элементов и работы объекта в целом.

Оценка устойчивости работы объекта организуется начальником гражданской обороны объекта (руководителем предприятия, начальником станции) на основании указаний министерства. На объектах железнодорожного транспорта она проводится под руководством и контролем отделений (управлений) железных дорог.

Оценку устойчивости работы объекта обычно начинают с изучения исходных данных, характеризующих объект и район его расположения. На объекте определяют плотность застройки, размещение основных элементов, устройств. Особое внимание обращают на участки, где возможно возникновение вторичных поражающих факторов (взрывов опасных грузов, разливов АХОВ, радиоактивного загрязнения, пожаров и др.). Далее определяют статическую (физическую) устойчивость инженерно-технического комплекса объекта (зданий, сооружений, устройств), от которой непосредственно зависит работа объекта (осуществление перевозок).

Выявление инженерной обстановки на объекте, расчет потребных сил и средств для проведения АСДНР и восстановления сквозного движения поездов, а также планирование этих мероприятий при оценке устойчивости работы объекта следует проводить, задаваясь предполагаемым избыточным давлением ударной волны в районе исследуемого объекта.

Порядок выполнения этой работы может быть следующим:

1 По заданному Рф и по графику уязвимости сооружений устанавливают степень разрушения устройств объекта.

2 Определяют возможную инженерную обстановку на объекте: характер завалов; состояние защитных сооружений, входов в них; состояние подземных коммуникаций и наземных устройств коммунальноэнергетических сетей и т. д.

3 Рассчитывают силы и средства, потребные для устройства проездов в завалах, расчистки входов (аварийных выходов) защитных сооружений и их вскрытия, для других спасательных и неотложных аварийновосстановительных работ.

4 Определяют состояние железнодорожного пути, путепроводов, устройств СЦБ, характер и объем завалов подвижного состава, состояние других сооружений и устройств, обеспечивающих пропуск поездов, и делают вывод: прервано ли движение и на какой срок.

5 Намечают мероприятия по открытию сквозного движения поездов в возможно более короткие сроки.

Вторичные поражающие факторы – пожары, взрывы, загазованность и затопление территории – могут возникнуть в результате разрушения воздушной ударной волной различных сооружений и устройств.

64

Таким образом, ударная волна создает на своем пути сложный комплекс нагрузок, достигающих значительных величин, вызывающих разрушение зданий и сооружений и поражение людей.

В зависимости от величины Рф сооружения объекта получают различные по характеру разрушения: полные, сильные, средние, слабые.

Для того, чтобы оценить сопротивляемость сооружения действию ударной волны, необходимо знать предел его устойчивости – максимальное избыточное давление во фронте ударной волны, при котором функционирование данного сооружения не прекращается, либо оно возобновляется в возможно короткие сроки.

За предел устойчивости сооружений принимается нижняя граница

Рф для средних разрушений, предел устойчивости железнодорожного пути равен 1,5 кгс/см2, а многоэтажного кирпичного здания – 0,1 кгс/см2. Таким образом, различные сооружения объекта имеют различный предел устойчивости. Предел устойчивости объекта в целом определяется минимальным пределом устойчивости сооружений из тех, от которых зависит производственный (перевозочный) процесс.

Предел устойчивости объекта, до которого следует поднять устойчивость всех его сооружений, обычно задается министерством (ведомством).

Исходными данными для расчетов являются: наименование и количество ГВС (ВВ), т; ближайшее расстояние от места взрыва до объекта, м.

Устойчивость объекта к воздействию Рmax зависит от характеристики объекта, его конструкции, строительных материалов.

Оценить устойчивость объекта – это значит определить значение избыточного давления Рф, которое при аварии (взрыве) вызовет полное, сильное, среднее и слабое разрушения этого объекта.

Значение Рф определяется по формулам:

– для производственных зданий:

где Рф – величина избыточного давления при соответствующем значении

Кп;

Кп – числовой коэффициент, характеризующий степень разрушения: Кп = 1 – для полных, Кп = 0,87 – для сильных, Кп = 0,56 – для средних, Кп = 0,35 – для слабых разрушений;

Кк – коэффициент, учитывающий тип конструкции: бескаркасная – 1, каркасная – 2, монолитная железобетонная – 3,5;

Км – коэффициент, учитывающий вид материала: дерево Км = 1; кирпич Км = 1,5; железобетонные с коэффициентом армирования μ < 0,03 (слабоармированные) – Км = 2; железобетонные с коэффициентом армирования μ > 0,03 (сильноармированные) или с металлическим каркасом – Км = 3;

Кс – коэффициент, учитывающий сейсмичность: для объектов, запроектированных без учета сейсмики, Кс = 1, учитывающих сейсмику, Кс = 1,5;

65

Кв – коэффициент, учитывающий высоту объекта (парусность), определяется по формуле:

где Нзд – высота объекта, м.

Ккр – коэффициент, учитывающий влияние на устойчивость краново-

где Q – грузоподъемность крана, т; при наличии кранов разной грузоподъемности принимается их среднее значение.

К приведенным формулам целесообразно ввести дополнительный поправочный коэффициент, учитывающий степень проёмности (Кпр), т. к. увеличение проёмности уменьшает парусность объекта.

Величина Кпр составит: при проёмности до 10 % – 1; от 10 до 50 % – 1,1; больше 50 % – 1,3. К площади проёмов целесообразно плюсовать площадь легко разрушаемых наружных стен (вес меньше 100 кгс/м2).

Задание на самостоятельную работу. Оценить устойчивость объек-

та экономики в условиях чрезвычайной ситуации. Исходные данные в табл. 4.1.

67

5 РАСЧЕТ ЭФФЕКТИВНОСТИ ЗВУКОПОГЛОЩЕНИЯ

5.1 Цель практического занятия

Цель практического занятия – ознакомить студентов с назначением, устройством, принципом действия и методикой расчета эффективности звукопоглощения.

5.2 Назначение, устройство, принцип действия звукопоглощения

Звуковое поле внутри помещения складывается из прямых волн, создаваемых источниками шума и отраженных от стен и потолка. Задача звукопоглощения – уменьшить долю отраженной волны. С этой целью на ограждающих конструкциях помещений размещаются звукопоглощающие материалы (акустические плиты) или специальные звукопоглощающие конструкции (звукопоглощающие облицовки) [7].

Способность материалов поглощать звуковую энергию характеризуется коэффициентом звукопоглощения α, который представляет собой отношение звуковой энергии, поглощенной материалом, к энергии, на него падающей. Поглощение происходит за счет преобразования звуковой энергии в тепловую при трении воздуха в порах материала. Звукопоглощением обладают любые материалы и строительные конструкции. В справочниках коэффициенты звукопоглощения приводятся для среднегеометрических частот октавных полос. В табл. 5.1 приведены коэффициенты звукопоглощения ограждающих конструкций помещений [8].

Звукопоглощающими называют материалы и конструкции, обладающие выраженной способностью поглощать падающую на них звуковую энергию (α > 0,2). Иногда, особенно на низких частотах, поглощение звука происходит за счет колебания материала, на который падает звуковая волна.

Таблица 5.1

Коэффициенты звукопоглощения ограждающих конструкций помещений

68

Окончание табл. 5.1

Коэффициент звукопоглощения зависит как от отражающих свойств поверхности, так и от свойств материала, который ее покрывает. Виды и типы отражающих и поглощающих конструкций, а также свойства их звукопоглощения приведены в табл. 5.2.

Таблица 5.2

Виды и типы отражающих и звукопоглощающих конструкций и их элементов [8]

69

При падении звуковых волн на открытый проем, звуковая энергия проходит через него, не отражаясь, проем – идеальный поглотитель, коэффициент звукопоглощения его составляет α = 1. Для жесткой, гладкой и лишенной пор поверхности значение коэффициента лежит в диапазоне α = 0,01–0,02, т. е. очень мало. Звукопоглощающая облицовка, как правило, представляет собой слой (слои) волокнистого или пористого материала с мягким или податливым скелетом. Звуковые волны, подающие на материал, приводят в движение воздух в порах. Вследствие трения воздуха о стенки пор и процессов теплообмена между воздухом и скелетом происходит переход энергии колебаний воздуха в тепловую. Коэффициент звукопоглощения материала, расположенного на отражающей поверхности, уменьшается на низких частотах и имеет максимум на высоких. Величина этого максимума определяется толщиной звукопоглощающего слоя [8].

Воздушный промежуток увеличивает эффект звукопоглощения. Наибольшее звукопоглощение достигается в случае, когда середина пористого слоя располагается на расстоянии ¼ длины звуковой волны от ограждающей конструкции.

Резонансные поглотители (типа резонатора Гельмгольца) состоят из воздушной полости, соединенной отверстием (горлом) с окружающим пространством. Такая конструкция обеспечивает звукопоглощение в узком частотном диапазоне.

Способы размещения звукопоглощающего материала на ограждающей конструкции представлены на рис. 5.1. Материалы могут быть прикреплены вплотную к ограждению без перфорированного покрытия (рис. 5.1, а) с перфорированным покрытием (рис. 5.1, б), с одним (рис. 5.1, в, г) или двумя (рис. 5.1, д) воздушными промежутками. Крепление материала вплотную к ограждению приводит к уменьшению звукопоглощения на низких частотах.

Рис. 5.1. Способы размещения звукопоглощающего материала на ограждающей конструкции:

1 – ограждение; 2 – звукопоглощающий материал;

3 – перфорированное покрытие; 4 – воздушный промежуток