Анализ уязвимости объекта и оценка устойчивости его работы к воздействию воздушных ударных волн, светового излучения и радиоактивного заражения

Размещено на http://www.allbest.ru/

Задание

Вариант №8

Название объекта	ЖБК
Координаты	Кареево (4810)
Координаты взрыва	Романьково (5013)
Мощность взрыва	300 кт
Скорость ветра	75 км/час
Азимут ветра	750
Численность раб. смены	450

Здания - 1-1.2.4.6.

1. Производственные, административные здания и сооружения.

1.1. Промышленные здания с металлическим каркасом и крановым оборудованием грузоподъемностью 25-50 т.

1.2. Промышленные здания с металлическим каркасом и бетонным заполнением с площадью остекления около 30%.

1.4. Кирпичные бескаркасные производственно-вспомогательные здания с перекрытием (покрытием) из железобетонных сборных элементов одно- и многоэтажные.

1.6. Административные многоэтажные здания с металлическим или железобетонным каркасом.

Технологическое оборудование - 2-1.2.4.8.

2. Некоторые виды оборудования.

2.1. Станки средние.

2.2. Краны и крановое оборудование.

2.4. Ленточные конвейеры в галерее на железобетонной эстакаде.

2.8. Трансформаторы от 100 до 1000 кВ.

Коммунально-энергетические сети - 3-3.4.5.9.

3. Коммунально-энергетические сооружения и сети.

3.3. Котельные, регуляторные станции и другие сооружения в кирпичных зданиях.

3.4. Здания трансформаторной подстанции из кирпича или блоков.

3.5. Кабельные наземные линии.

3.9. Трубопроводы на металлических или железобетонных эстакадах.

Введение

Под устойчивостью работы объекта государственной деятельности понимают его способность в условиях чрезвычайных ситуаций выпускать продукцию в запланированном объеме и номенклатуре, а при получении средних разрушений или нарушении связей по кооперации и поставкам восстанавливать производство в минимальные сроки.

Под устойчивостью работы объектов, непосредственно не производящих материальные ценности, понимают способность их выполнять свои функции в условиях чрезвычайной ситуаций.

Под физической, или статической, устойчивостью объекта или его элементов понимают физическую прочность инженерно-технического комплекса объекта (зданий, сооружений, оборудования и т.д.) от поражающих факторов средств поражения и их вторичных факторов поражения (взрывы, пожары, заражения, затопления и т.п.)

Для повышения устойчивости работы объектов в условиях аварий, катастроф, а также при воздействии современных средств поражения заблаговременно предусматривается:

· инженерно-технологические мероприятия - это комплекс работ, обеспечивающих повышение устойчивости производственных зданий и сооружений, оборудования, коммунально-энергетических систем;

· технологические мероприятия - предусматривают изменение технологического процесса, способствующего упрощению производства продукции (по сокращенной схеме и сокращенным составом рабочей смены) и исключающего возможность образования вторичных поражающих факторов;

· организационные мероприятия - предусматривают изменение или приспособление организации работы объекта в условиях воздействия средств поражения; т.е. разработку и планирование действий руководящего состава, штаба, служб и формирований ГО при защите рабочих и служащих, проведении спасательных и других неотложных работ, восстановлении производства, а также по выпуску продукции на сохранившемся оборудовании.

Эти мероприятия должны быть направлены, прежде всего, на защиту рабочих и служащих от средств поражения и тесно увязаны с мероприятиями по подготовке и проведению спасательных и других неотложных аварийно-восстановительных работ в очаге поражения, т.к. без людских резервов и успешной ликвидации последствий воздействия средств поражения практически невозможно восстановить и обеспечить устойчивую работу объекта в чрезвычайных ситуациях.

Исходя из этого, методические указания предусматривают выполнение вопросов, связанных с анализом уязвимости объекта и оценки устойчивости его работы к воздействию воздушных ударных волн, светового излучения и радиоактивного заражения по результатам оценки инженерной и радиационной обстановки.

1. Выявление и оценка инженерной обстановки

1.1 Характеристика очага ядерного поражения

Очаг ядерного поражения - это территория, в пределах которой в результате воздействия поражающих факторов взрыва произошли массовые поражения людей, сельскохозяйственных животных и растений, разрушения и повреждения зданий и сооружений.

Граница очага ядерного поражения проходит через точки на местности, где избыточное давление во фронте ударной волны составляет 10 кПа.

В зависимости от характера разрушений и объема спасательных работ очаг ядерного поражения делится на четыре зоны: полных, сильных, средних и слабых разрушений и на три зоны пожаров: зона отдельных пожаров, зона сплошных пожаров и зона пожаров в завалах.

Размеры зон разрушений характеризуются избыточным давлением во фронте воздушной ударной волны, а внешние и внутренние границы этих зон проходят:

· зона полных разрушений на расстоянии при ;

· зона сильных разрушений - ;

· зона средних разрушений - ;

· зона слабых разрушений - ; внешняя граница этой зоны совпадает с границей очага поражения.

Определяем радиусы зон разрушения, при взрыве мощностью 300 кт:

Полных R50 = 2,55 км;

Сильных R30 = 3,6 км;

Средних R20 = 4,4 км;

Слабых R10 = 7,3 км;

1.2 Определяем избыточное давление ударной волны

Расстояние от объекта до центра (эпицентра взрыва) взрывной волны Rоб = 3,5 км. Избыточное давление ударной волны при мощности взрыва 300 кт составит .

1.3 Степень и характер поражения объекта

№ П. П.	Элементы объекта	Разрушения	Сте-пень разр.	Устойчивость объекта
		сл.	ср.	сил.	полн.		Эл-ты
1	2	3	4	5	6	7	8	9
1	Промышленные здания с металлическим каркасом и крановым оборудованием грузоподъемностью 25 -50 т.	20…30	30…40	40…50	50…70	средние	устойчивое	0,787
2	Промышленные здания с металлическим каркасом и бетонным заполнением с площадью остекления около 30%	10…20	20…30	30…40	40…50	сильное	неустойчивое	1,05
3	Кирпичные бескаркасные производственно-вспомогательные здания с перекрытием (покрытием) из железобетонных сборных элементов одно- и многоэтажные	10…20	20…35	35…45	45…60	средние	устойчивое	0,9
4	Административные многоэтажные здания с металлическим или железобетонным каркасом	20…30	30…40	40…50	50…60	средние	устойчивое	0,787
5	Станки средние	2…25	25…35	35…45	---	средние	устойчивое	0,9
6	Краны и крановое оборудование	20…30	30…50	50…70	70	средние	устойчивое	0,63
7	Ленточные конвейеры в галерее на железобетонной эстакаде	5…6	6…10	10…20	20…40	полные	неустойчивое	3,15
8	Трансформаторы от 100 до 1000 кВ	20…30	30…50	50…60	60	средние	устойчивое	0,63
9	Котельные, регуляторные станции и другие сооружения в кирпичных зданиях	7…13	13…25	25…35	35…45	сильные	неустойчивое	1,26
10	Здания трансформаторной подстанции из кирпича или блоков	10…20	20…40	40…60	60…80	средние	устойчивое	0,787
11	Кабельные наземные линии	10…30	30…50	50…60	60	средние	устойчивое	0,63
12	Трубопроводы на металлических или железобетонных эстакадах	20…30	30…40	40…50	---	средние	устойчивое	0,787

Определяем степень поражения объекта:

,

Nпор - число пораженных элементов объекта,

Nобщ - общее число элементов объекта.

Вывод: так как степень поражения объекта D = 0,25, то степень разрушения средняя.

1.4 Определение возможного ущерба

Вероятность совершения событий (слабых, средних, сильных и полных разрушений) определяется зависимостью:

,

где ,

Mзд - показатель относительной устойчивости здания, который принимается как нижнее значение сильных разрушений рассчитываемого элемента в кПа.

; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; .

,

Ущерб от воздействия воздушной ударной волны, нанесенный объекту составляет 40%.

Вывод: В результате взрыва объект получил 40% разрушений. Сохраняется лишь меньшая часть наиболее прочных конструкций сооружения - стены нижних этажей, элементы ж/б каркаса, подвальные убежища, укрытия и инженерные сети. Завалы и пожары.

1.5. Определение степени поражения незащищенных людей

При силе ударной волны поражения людей будут легкими. Характерна легкая общая контузия организма, временное повреждение слуха, ушибы и вывихи конечностей.

2. Выявление и оценка пожарной обстановки

2.1 Выявление зоны пожара при мощности ядерного боеприпаса 300 кт

№ п/п	Величина светового импульса, кДж/м2	Зона пожара	Радиус, Ri, км
1	100	Зона отдельных пожаров	7,8
2	400	Зона сплошных пожаров	3,7
3	600	Зона пожаров в завалах	3,1

Световой импульс, воздействующий на объект:

;

Возгораемость материалов в зависимости от светового импульса Uсв.об. = 480 кДж/м2 при мощности взрыва 300 кт: доски, окрашенные в темный цвет, дерматин(250); сухая, потемневшая древесина, обтирочные материалы, сухая растительность, сосновая стружка светлая, бумага оберточная(330); резина автомобильная, изоляция(380); шторы хлопчатобумажные серые, ткань хлопчатобумажная грубая коричневая(330); муслин хлопчатобумажный, шторы оконные зеленые, парусина для тентов зеленая хлопчатобумажная(250); парусина брезентовая, сукно черное, вискозный габардин(460).

2.2 Определение степени ожога незащищенных людей при световом импульсе

Характеристика ожогов открытых участков тела в зависимости от светового импульса:

Степень ожога - третья. Полное разрушение кожного покрова по всей его толщине, образование язв. Нуждаются в длительном лечении. Если не применять пересадку кожи, на месте поражения образуются шрамы.

3. Выявление радиационной обстановки и оценка устойчивости объекта к радиационному заражению

3.1 Характеристика масштабов радиоактивного заражения

Для мощности заряда боеприпаса 300 кт, и скорости ветра 75 км/ч размеры зон следующие:

Зона	Цвет	L, км	B, км
А	синяя	325	26
Б	зеленая	124	11
В	коричневая	72	6.6
Г	черная	36	3.3

3.2 Определение координат для построения зон заражения

	1	2	3	4
xi	0,1	0,2	0,5	0,75
yi	0,436	0,6	0,87	0,987

Liz = 0,5•Lz•xi; Biz = 0,5•Bz•yi,

где z - это индекс зоны; i - номер точки.

	Зона А	Зона Б	Зона В	Зона Г
Точки	Li, км	Bi, км	Li	Bi	Li	Bi	Li	Bi
1	16.25	5.668	6.2	2.398	3.6	1.4388	1.8	0.7194
2	32.5	7.8	12.4	3.3	7.2	1.98	3.6	0.99
3	81.25	11.31	31	4.785	18	2.871	9	1.4355
4	121.875	12.831	46.5	5.4285	27	3.2571	13.5	1.62855

Строим эллипсы зон заражения.

3.3 Определение уровня радиации на оси следа радиоактивного облака через 1 ч после взрыва

В зависимости от мощности взрыва (300 кт) и скорости ветра (75 км/ч), а также расстояния до цетра взрыва (Rоб = 3,5 км). Pmax = 15578,5 Р/ч.

3.4 Определение радиации в районе объекта

ядерный поражение ущерб пожар

Уровень радиации определяем по формуле:

, [Р/ч]

Р/ч,

куд - коэф. пересчета уровня радиации при удалении от оси следа. куд = 0,02 при удаленности от оси следа 1 км, и удалении объекта от эпицентра 3,5 км.

3.5 Оценка устойчивости объекта к воздействию радиоактивного заражения

Определяем предел устойчивости работы объекта в условиях радиоактивного заражения:

Р/ч,

Ддоп = 25 рентген, предельно допустимая доза облучения на 1 сутки.

косл = 7, среднее значение коэффициента ослабления дозы радиации при радиоактивном заражении.

tн = 1 ч, начало рабочей смены,

tк - окончание рабочей смены.

Pоб = 87,5 Р/ч < Plim = 311,6 Р/ч.

Вывод: Объект неустойчив к радиоактивному заражению.

4. Объемно-планировочное решение убежища

4.1 Помещения основного назначения

4.1.1 Площадь и объем убежища

Исходя из норм площадь пола основного помещения при двухъярусном расположении нар принимают 0,5 м2 на одного человека. Высота убежища h = 3 м.

Площадь помещения для укрываемых:

,

Nукр - численность рабочей смены.

Объем убежища должен быть не менее 1,5 м3 на человека:

.

4.1.2 Определение площади помещения рабочей комнаты и комнаты связи пункта управления

Исходя из норм 2 м2 на 1 человека определяем площадь помещения рабочей комнаты и комнаты связи пункта управления:

,

Nп.у. - количество служащих в пункте управления.

4.1.3 Определение площади медпункта

Sм.п. = 2 м2, так как численность укрываемых людей меньше 500 чел.

4.2 Помещения вспомогательного назначения

4.2.1 Определение площади помещения для хранения продуктов питания

,

4.2.2 Определение площади санузлов

.

4.2.3 Защитные входы и выходы

В каждом убежище должно быть не менее 2-х входов-выходов один из них является основным и оборудуется тамбуром-шлюзом. Другие являются запасными, которые являются тамбурами. В убежище вместимостью до 600 чел. тамбур-шлюз устраивается однокамерным и предназначен для предотвращения опасности поражения укрываемых, находящихся в убежище при входе в него запоздавших людей. Sт.ш. = 10 м2; Sт = 3,25•nт = 3,25 м2. nт = 1, количество запасных входов-выходов.

4.2.4 Фильтровентиляционное помещение

Площадь промежуточной камеры Sп.к. = 3 м2. Площадь расширенной камеры Sр.к. = 5 м2. Площадь основного фильтровентиляционного помещения:

.

4.2.5 Определение площади помещения для систем регенерации внутреннего воздуха

,

4.2.6 Определение площади помещения для установки фильтров ФГ-70 и колонн с регенеративными патронами РП-10

,

nрп - количество регенеративных патронов.

,

ziii=44 - продолжительность 3-го режима вентиляции.

крп=2 - количество регенеративных патронов в одной колонне.

4.2.7 Определение площади помещения баллонной для хранения сжатого воздуха

,

кб=0,22 - удельная площадь, приходящаяся на один баллон.

nбв - расчетное количество баллонов со сжатым воздухом.

.

4.2.8 Определение площади помещения электрощитовой

Sэ = 5,5 м2.

4.2.9 Определение площади помещения дренажной станции перекачивания сточных вод

Sсп = 5,5 м2.

4.3 Определение размеров убежища.

4.3.1 Определение площади основных и вспомогательных помещений

4.3.2 Определение площади сооружения с учетом площади конструкции

.

4.3.3 Определение длины и ширины убежища

L = 24 м, B = 18 м.

4.3.4 Определение площади и объема убежища

а) в осях:

,

б) без учета толщины ограждающих конструкций внутри перегородок:

,

в) площадь помещения в зоне герметизации:

,

г) определение площади ограждающих конструкций по контуру герметизации убежища:

,

где h = 3 м - высота этажа. P2 - периметр линии герметизации.

,

д) определение внутреннего объема убежища, приходящегося на 1-го укрываемого.

,

.

.

5. Санитарно-технические системы

5.1 Система вентиляции

5.1.1 Определение количества наружного воздуха подаваемого в убежище из условия воздухообмена

- При чистой вентиляции (режим I):

,

где q1 - количество воздуха, подаваемого на 1 человека. q1 = 10 м3/чел•час, для второй климатической зоны.

- При фильтровентиляции (режим 2):

,

Nэрв = 15 - количество работающих с ЭРВ, принимается в зависимости от численности укрываемых.

5.1.2 Определение количества рециркуляционного воздуха

- Для режима фильтровентиляции (режим II):

.

- Для режима полной изоляции (режим III):

.

5.1.3 Определение количества вентиляторов

- Для второго режима: ЭРВ - 600/300

,

где кз=0,8 - коэффициент запаса. РIIдв=300м3/час - производительность вентиляторов для второго режима.

- Для I режима: ЭРВ-72-2(3)

,

где = 600 м3/час - производительность вентилятора первого режима.

=2350м3/час - производительность двигателя вентилятора ЭРВ-72-2(3).

- Для рециркуляции воздуха в режиме II используется ЭРВ-72-2(3) режима I:

,

- Для рециркуляции воздуха в режиме III, также используются вентиляторы ЭРВ-72-2(3) в режиме чистой вентиляции, а при необходимости включаются в работу ЭРВ 600/300:

.

5.1.4 Расчет потребности в средствах регенерации из сжатого воздуха (кислорода) для 3-го режима

-Расход воздуха на поддержание подпора.

,

=0,097м3/час•м2 - удельная утечка воздуха через 1 м2 ограждений по контуру герметизации.

- Определяется количество сжатого воздуха в баллонах для поддержания подпора в убежище:

,

- продолжительность режима III.

- Определяется запас воздуха для компенсации колебания атмосферного давления:

,

V - объем помещений в контуре герметизации за вычетом объема занимаемого людьми.

.

Общий запас сжатого воздуха для сооружения с учетом потерь при хранении и неполном опорожнении баллонов и неполного использования объема помещений будет равен:

.

Расчетное количество баллонов А-40:

,

где =6 м3 - емкость баллонов при давлении 150 атм.

Определяем необходимое количество баллонов с кислородом:

,

где =1,2 - коэффициент, учитывающий утечку кислорода из баллона;

=25л/час - норма потребления кислорода человеком;

=6240л - объем баллона;

- предрегенерационный период в часах. Часть режима III от момента его объявления до начала регенерации:

,

=20л/час - норма выделения CO2 человеком;

=30л/м3 - максимальная концентрация CO2 в III режиме;

=10,4л/м3 - концентрация CO2 при переходе из II в III режим.

Определение необходимого количества регенеративных патронов РП-100:

,

=6000л/час - производительность регенеративных патронов РП-100.

Определение количества воздуха, подаваемого на РП-100:

,

=0,2 - показывает, что концентрация CO2 выходящего из РП-100 составляет 20% от начальной концентрации.

Определение количества фильтропоглотителей ФПУ-200, для очистки воздуха от газов и дымов, отравляющих ядовитых веществ, включаемых при II режиме:

,

=100м3/час - пропускная способность по воздуху.

Режим III обеспечивается применением совмещенных способов регенерации (установка РУ-150/6, ФГ-70).

Потребность в установках РУ-150/6 определяется из выражения:

,

Количество фильтров ФГ-70 определяется по формуле:

.

5.1.5 Определение количества противопыльных фильтров

Очистку наружного воздуха от пыли в режиме I следует предусматривать по одноступенчатой схеме - в сдвоенных (располагаемых последовательно) фильтрах ФЯР в количестве:

,

=1540м3/час - пропускная способность одной ячейки ФЯР;

Очистку наружного воздуха от пыли в режиме III предусматривают по двухступенчатой схеме в фильтрах ФЯР и предфильтрах ПФП-1000.

,

,

=1000м3/час - пропускная способность предфильтров ПФП-1000.

5.1.6 Определение количества противовзрыных устройств (ПВУ) на воздухозаборах

Количество ПВУ на одном воздухозаборе определяется по формуле:

,

=8000м3/час - пропускная способность по воздуху.

Использованная литература

1. Атаманюк В.Г. «Гражданская оборона», учебник для вузов, М. 1987 г.

2. Депутат О.В. «Цивiльна оборона», пiдручник.-Львiв, 2000р.

3. Демиденко Г.П. «Защита объектов народного хозяйства от оружия массового поражения». Справочник, К. 1987г.

4. НРБУ - 97 «Нормы радиационной безопасности Украины», К. 1998г.

5. Каммерер Ю.Ю. и др. «Аварийные работы в очагах поражения». М., 1999г.

6. Михно Е.П. «Ликвидация последствий аварий и стихийных бедствий» -М., 1979г.

7. ДБН В2.2.5-97 «Захисні споруди цивільної оборони», Держмістобудування. - К., 1997.

8. СНиП 2.03.01-84 «Бетонные и железобетонные конструкции». - М. 1989.

9. СНиП 2.04.05-91* «Отопление, вентиляция и кондиционирование». - М. 1991.

10. СНиП 2.04.01-85 «Внутренний водопровод и канализация зданий». - М.1985.

11. Бойков В.Н. и др. «Железобетонные конструкции. Общий курс». Учебник для вузов. - М.1991.

12. Депутат О.В. «Цивiльна оборона навчальний посібник». - Львів, «Афіша», 2000.

13. Котляревский В.А. «Убежища гражданской обороны». Конструкции и расчет. - М. 1989.

14. Каммерер Ю.Ю. и др. «Защитные сооружения гражданской обороны. Устройство и эксплуатация». Учебное пособие. - М. 1985.

15. Попов Н.Н. и др. «Расчет конструкций специальных сооружений». Учебное пособие для вузов. - М. 1990.

16. Руководство по проектированию инженерно-технического оборудования убежищ. ГО - М. 1984.

Размещено на Allbest.ru