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:

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.

 
 
 

1. По    ленте    выходной    информации    ЭВМ    определить    4 конкурентоспособных мероприятия с К₃ >130.
2. Определить эффективность намеченных мероприятий по степени повышения    коэффициента    защиты    и    по    сравнительной трудоемкости работ.
3. 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 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 = nr So/ S_n

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

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-S₀)/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 h₀ < 0,8, m=0,8

Д=10м                          S_n = rb=S_n=12'9=108M²

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

6. 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.

   

  _ш

   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