Основы безопасности жизнедеятельности

Размещено на http: //www. allbest. ru/

Министерство образования и науки РФ

Волжский институт строительства и технологий (филиал)

Волгоградского государственного архитектурно-строительного университета

Кафедра «Общетехнические дисциплины»

Методические указания и контрольные задания

для студентов специальности 190109 Наземные транспортно-технологические средства заочной формы обучения

по дисциплине «Безопасность жизнедеятельности»

Волжский 2015



ВВЕДЕНИЕ

безопасность бытовой здоровье гигиенический

Многообразие задач по обеспечению безопасности человека в бытовой и производственной среде заставляет всех членов общества знать и уметь применять на практике основы БЖД.

Представители всех ветвей власти, принимающие важные хозяйственные решения, инженеры, занимающиеся проектированием и реализацией промышленных объектов, машин, приборов, товаров для быта, разработчики технологий, рядовые члены общества должны учитывать возможные негативные последствия своей деятельности.

Вопросы БЖД должны быть в поле внимания на всех этапах жизненного цикла технического объекта, начиная с проектных работ, выбора сырьевых ресурсов, этапов производства и эксплуатации и заканчивая вопросами безопасности в условиях ЧС и утилизации отходов.

При выполнении лабораторных и практических работ студенты должны знать, что вопросы безопасности носят глобальный характер. В любой жизненной ситуации на работе, дома, в городе, на природе должны оценивать риск негативного воздействия опасных и вредных факторов, идентифицировать их и проводить анализ возможных последствий.

Изучению данного этапа человеческой деятельности служит часть лабораторных работ, относящихся к анализу. Целью выполнения этого раздела является:

- выявление и идентификация травмоопасных факторов в условиях производства, быта и окружающей среды;

- оценка действия факторов на окружающую среду и человека;

- анализ причин травм, заболеваний.

В результате анализа конкретного этапа жизнедеятельности выявляются факторы, определяющие комфорт, работоспособность и безопасность.

Для выявления и идентификации травмоопасных факторов в различных условия жизнедеятельности необходимо классифицировать травмоопасные и вредные факторы.

Травмоопасный фактор - негативное воздействие на человека, которое приводит к травме или летальному исходу.

Вредный фактор - негативное воздействие на человека, которое приводит к ухудшению самочувствия или заболеванию. При определенных условиях вредный фактор может стать травмоопасным.

Многообразие существующих на практике травмоопасных и вредных факторов в соответствии с нормативными документами по природе возникновения и особенностям воздействия подразделяются на физические, химические, биологические, психофизиологические.

1. Физические травмоопасные и вредные факторы подразделяются на:

- движущиеся в пространстве машины и механизмы, заготовки, материалы;

- незащищенные подвижные элементы оборудования;

- разрушающиеся конструкции, обрушивающиеся горные породы;

- острые кромки, заусенцы и шероховатость на поверхности предметов;

- расположение рабочего места на значительной высоте относительно поверхности земли (пола);

- невесомость, скользкие опорные поверхности;

- повышенные:

- запыленность и загазованность воздуха;

- уровень шума;

- уровень вибрации;

- уровень инфразвуковых колебаний или ультразвука;

- уровень ионизирующих излучений;

- напряжения в электрической цепи, замыкание которого может произойти через тело человека;

- уровень статического электричества;

- уровень электромагнитных излучений;

- напряженность электрического или магнитного поля;

- яркость света;

- прямая и отраженная блесткость;

- пульсация светового потока;

- уровень инфракрасной радиации или ультрафиолетового излучения;

- повышенные или пониженные:

- температура поверхностей сооружений, оборудования, материалов;

- температура воздуха;

- барометрическое давление в рабочей зоне и его резкое изменение;

- влажность воздуха;

- ионизация воздуха;

- отсутствие или недостаток естественного освещения;

- пониженный контраст при визуальном различении объектов.

2. Химические травмоопасные и вредные факторы подразделяются:

- по характеру воздействия на организм человека:

- токсические, раздражающие, сенсибилизирующие, концерогенные, мутагенные, влияющие на репродуктивную функцию;

- по пути проникновения в организм человека через:

- органы дыхания;

- желудочно-кишечный тракт;

- кожные покровы и слизистые оболочки.

3. Биологические травмоопасные и вредные факторы включают следующие биологические объекты:

- патогенные микроорганизмы (бактерии, вирусы, грибы и т.д.);

- макроорганизмы (растения, животные).

4. Психофизиологические травмоопасные и вредные факторы по характеру действия подразделяются на перегрузки:

- физические;

- нервно-психические.

Физические перегрузки подразделяются на:

- статические (удержание груза, приложение усилий, неудобная поза, необходимость наклона корпуса человека на угол более 300, перемещение в пространстве на смену более 8 км по горизонтали и более 4 км по вертикали);

- динамические (подъем и перемещение грузов, большое количество стереотипных рабочих движений).

Нервно-психические перегрузки подразделяют на:

- умственное перенапряжение (интеллектуальные нагрузки), решение сложных задач, восприятие сигналов (информации) и их оценка; распределение функций других лиц с учетом сложности задания, работа в условиях дефицита времени;

- перенапряжение анализаторов (сенсорные нагрузки): большая длительность сосредоточенного внимания, большое число объемов одновременного наблюдения; малый размер объектов различения при значительной длительности сосредоточенного наблюдения; работа с оптическими приборами; наблюдение за экранами видеотерминалов; нагрузка на слуховой аппарат (работа в условиях малой разборчивости речи, когда необходима речевая связь);

- эмоциональные нагрузки: степень ответственности за результат собственной деятельности, наличие степени риска для своей жизни и ответственность за безопасность других лиц;

- неблагоприятный режим работы: монотонность труда, продолжительность труда более 10 ч, сменность работы, включая ночную смену, продолжительная речевая нагрузка и т.п.

Выявление и составление исчерпывающего перечня потенциальных травмоопасных и вредных факторов является качественной стадией идентификации, что и составляет суть блока «Анализ».

Количественной оценке степени воздействия негативного фактора на состояние здоровья человека служит часть лабораторных работ по БЖД, относящаяся к нормированию.

В этой части работ изучаются принципы установления допустимых для человека значений негативных факторов и нормируются параметры. Если уровень воздействия опасного или вредного фактора, превышающий установленные нормативы, то необходимо предусматривать специальные защитные меры в его источнике или на пути распространения.

Целью выполнения этой части работ являются:

- ознакомление с принципами и критериями гигиенического нормирования;

- ознакомление с воздействием нормируемых факторов на человека;

- изучением методов и приборов для измерения нормируемых величин;

- оценка соответствия измеренных и нормируемых параметров воздействия.

Задачи нормирования: повышение безопасности труда и быта, исключение травм; предупреждение профессиональных заболеваний, гигиена труда; эргономика, оптимизация условий труда, сохранение работоспособности; снижение негативного воздействия атмосферы, воды, почвы, продуктов; техническое нормирование, повышение надежности, безаварийности приборов, машин, сооружений и т.п.

Нормируемый параметр - параметр, который наиболее полно отражает негативное воздействие фактора, легко измеряемый и рассчитываемый, его размерность, диапазон измерения. Принципы установления предельно допустимого воздействия: принцип безвредности - приоритет медико-биологических показателей перед технологическими, экономическими и другими показателями;

- принцип опережения - обоснование нормативов и осуществление профилактических мероприятий до внедрения тех или иных процессов и веществ, недостаточно изученных;

- принцип порогового действия - пороговой величиной вредного фактора принято считать дозу энергии или концентрацию вещества, не вызывающую неблагоприятных изменений в организме за счет приспособительных реакций;

- принцип моделирования - базовой моделью при исследовании отдаленных последствий вредных факторов являются лабораторные животные;

- принцип лимитирующего показателя (принцип «слабого звена») - вредный фактор может вызвать разнообразные реакции организма, и величина норматива выбирается на уровне наименьшего из значений;

- принцип комплексного (интегрального) нормирования - учитываются особенности комбинированного действия нескольких вредных факторов.

- Количественная оценка травмоопасных и вредных факторов производится путем инструментальных замеров.

Изучению классификации средств защиты и их эффективное применение рассматривается в работах по части защиты.

Целью части работ по защите является:

- ознакомление с видами устройств защиты от негативных факторов;



I. РАСЧЕТ КАТЕГОРИИ ОПАСНОСТИ ПРЕДПРИЯТИЯ В ЗАВИСИМОСТИ ОТ МАССЫ ВЫБРАСЫВАЕМЫХ В АТМОСФЕРУ ЗАГРЯЗНЯЮЩИХ ВЕЩЕСТВ

1.Цель работы: приобретение студентами навыков расчета категории опасности предприятия в зависимости от массы выбросов и степени опасности загрязняющих атмосферу веществ.

2. Теория

С развитием производственной деятельности человека все большая доля в загрязнении атмосферы приходится на антропогенные источники. Их разделяют на локальные и глобальные. Локальные загрязнения связаны с городами и промышленными регионами, глобальные распространяются на огромные расстояния и оказывают влияние на биосферные процессы в целом на Земле. Так как воздух находится в постоянном движении, вредные вещества переносятся на сотни и тысячи километров. Глобальное загрязнение атмосферы усиливается в связи с тем, что вредные вещества из нее выпадают на почву, в водоемы, а затем снова поступают в атмосферу.

Загрязнители атмосферы разделяют на:

1. Химические (загрязняющие вещества в твердом, жидком и газообразном состоянии).

2. Физические:

- тепловые, возникающие в результате повышения температуры атмосферы (поступление в атмосферу нагретых газов);

- световые, происходящие при ухудшении естественного освещения местности под воздействием искусственных источников света;

- шумовые, являющиеся следствием возникновения антропогенных шумов;

- электромагнитные, вызванные изменением электромагнитных свойств среды (от линий электропередачи, радиотелевидения, работы некоторых видов промышленных установок);

- радиоактивные, связанные с повышением уровня поступления радиоактивных веществ в атмосферу.

3. Биологические - являются следствием размножения микроорганизмов и вирусов.

Источники загрязнения воздушного бассейна подразделяют на источники выделения и источники выбросов вредных веществ в атмосферу.

Источником выделения загрязняющих веществ называется технологический агрегат (установка, устройство, аппарат и т.п.), выделяющий в процессе эксплуатации вредные вещества.

Источник выбросов - устройство (труба, аэрационный фонарь, вентиляционная шахта и т.п.), посредством которого осуществляется выброс загрязняющих веществ в атмосферу.

Промышленные производства и технологическое оборудование, являющиеся источниками загрязнения атмосферы, делятся на 4 группы:

1. имеющие условно чистые выбросы, в которых концентрация загрязняющих веществ не превышает гигиенических норм (например, цеха переработки пластмасс, прядильные цехи и т.д.);

2. имеющие дурно пахнущие выбросы (например, производство азотной кислоты с каталитической очисткой и др.);

3. содержащие нетоксичные вещества (дробильно-помольные цехи, отделения сушки, обогатительные фабрики и др.);

4. имеющие выбросы, содержащие канцерогенные, токсичные или ядовитые вещества (производство фенола, полиэтилена, ацетилена и др.).

Источники загрязнения атмосферы бывают точечные (труба), линейные (газопровод) и поверхностные. Попадать в атмосферу вредные вещества могут на разных стадиях производства (добыча, транспортирование, дробление, измельчение, помол), различным образом: из-за негерметичности оборудования, при погрузочно-разгрузочных работах, с открытых складов, то есть специально неорганизованным способом. Такие выбросы соответственно называются неорганизованными. В то же время на многих предприятиях большинство удаляемых из помещений и технологического оборудования загрязняющих веществ выбрасываются в атмосферу через специально сооруженные газоходы, воздуховоды и трубы, что позволяет применить для их улавливания соответствующие установки. Такие выбросы называются организованными.

Для определения категории опасности предприятия используют данные о выбросах загрязняющих веществ в атмосферу. Категорию опасности предприятия (КОП) рассчитывают по формуле:

КОП = (1)

где Мi -- масса выброса i-го вещества, т/год; ПДКi -- среднесуточная предельно допустимая концентрация i-го вещества, мг/м3; п -- количество загрязняющих веществ, выбрасываемых предприятием; аi -- безразмерная константа, позволяющая соотнести степень вредности i-го вещества с вредностью сернистого газа, определяется по таблице 1.

Таблица 1 Значение коэффициента аi для различных классов опасности

Класс опасности вещества	1	2	3	4
Коэффициент аi	1,7	1,3	1,0	0,9

Значения КОП рассчитывают при условии, когда Мi /ПДК > 1. При Мi /ПДК < 1 значения КОП не рассчитываются и приравниваются к нулю. Для расчета КОП при отсутствии среднесуточных значений предельно допустимых концентраций используют значения максимально-разовых ПДК, ориентировочно безопасных уровней воздействия (ОБУВ) или уменьшенные в 10 раз значения предельно допустимых концентраций веществ в воздухе рабочей зоны.

Для веществ, по которым отсутствует информация о ПДК или ОБУВ, значения КОП приравнивают к массе выбросов данного вещества.

По величине КОП предприятия делят на четыре категории опасности. Граничные условия для деления предприятий по категориям опасности приведены в таблице 2.

Таблица 2 Граничные условия для деления предприятий по категориям опасности в зависимости от значений КОП

Значения	Категория опасности (класс)
КОП> 106	1
КОП = 104 - 106	2
КОП = 103 - 104	3
КОП < 103	4

Предприятия первой и второй категории опасности представляют собой наибольшую опасность для окружающей среды, к ним необходимо применять особые требования при разработке нормативов ПДВ (ВСВ) и ежегодном контроле за их достижением.

Предприятия третьей категории опасности, как правило, самые многочисленные, и они могут иметь тома ПДВ, разработанные по сокращенной программе.

К четвертой категории опасности относят самые мелкие предприятия с небольшим количеством выбросов вредных веществ в атмосферу. Для таких предприятий устанавливают нормативы ПДВ на уровне фактических выбросов.

3. Порядок выполнения работы

1. Получить вариант задания по табл. 3 или у преподавателя.

2. Определить категорию опасности промышленного предприятия по табл.3, выбросы которого характеризуются расчетными данными.

3. Оформить отчет и сделать вывод.



Таблица 3

Вар.	Параметры	Пыль цемента	Пыль шпата	Пыль шамота	Оксид магния	Оксид хрома	Оксид натрия	Оксид кальция
1	Мi, т/год	840	1560		0,005		0,05
	Класс	3	3		2		1
	ПДК, мг/м3	0,05	0,03		0,001		0,0012
2	Мi, т/год	930		1370		0,005		0,035
	Класс	3		3		2		1
	ПДК, мг/м3	0,05		0,04		0,0015		0,001
3	Мi, т/год	1020	6700		0,009		0,019
	Класс	3	3		2		1
	ПДК, мг/м3	0,05	0,03		0,001		0,0012
4	Мi, т/год	5600		6666		0,015		0,015
	Класс	3		3		2		1
	ПДК, мг/м3	0,05		0,04		0,0015		0,001
5	Мi, т/год	930	7800		0,05		0,015
	Класс	3	3		2		1
	ПДК, мг/м3	0,05	0,03		0,001		0,0012
6	Мi, т/год	770		676		0,03		0,003
	Класс	3		3		2		1
	ПДК, мг/м3	0,05		0,04		0,0015		0,001
7	Мi, т/год	567	899		0,015		0,015
	Класс	3	3		2		1
	ПДК, мг/м3	0,05	0,03		0,001		0,0012
8	Мi, т/год	4580		990		0,085		0,012
	Класс	3		3		2		1
	ПДК, мг/м3	0,05		0,04		0,0015		0,001
9	Мi, т/год	1123	4488		0,025		0,08
	Класс	3	3		2		1
	ПДК, мг/м3	0,05	0,03		0,001		0,0012
10	Мi, т/год	4900		777		0,033		0,039
	Класс	3		3		2		1
	ПДК, мг/м3	0,05		0,04		0,0015		0,001
11	Мi, т/год	6600	990		0,005		0,095
	Класс	3	3		2		1
	ПДК, мг/м3	0,05	0,03		0,001		0,0012
12	Мi, т/год	987		590		0,005		0,105
	Класс	3		3		2		1
	ПДК, мг/м3	0,05		0,04		0,0015		0,001
13	Мi, т/год	765	5583		0,07		0,017
	Класс	3	3		2		1
	ПДК, мг/м3	0,05	0,03		0,001		0,0012
14	Мi, т/год	928		70		0,111		0,011
	Класс	3		3		2		1
	ПДК, мг/м3	0,05		0,04		0,0015		0,001
15	Мi, т/год	854	78		0,005		0,009
	Класс	3	3		2		1
	ПДК, мг/м3	0,05	0,03		0,001		0,0012
16	Мi, т/год	788		4569		0,05		0,015
	Класс	3		3		2		1
	ПДК, мг/м3	0,05		0,04		0,0015		0,001
17	Мi, т/год	888	3456		0,011		0,811
	Класс	3	3		2		1
	ПДК, мг/м3	0,05	0,03		0,001		0,0012
18	Мi, т/год	569		378		0,013		0,54
	Класс	3		3		2		1
	ПДК, мг/м3	0,05		0,04		0,0015		0,001
19	Мi, т/год	1239	70		0,004		0,033
	Класс	3	3		2		1
	ПДК, мг/м3	0,05	0,03		0,001		0,0012
20	Мi, т/год	1560		780		0,205		0,05
	Класс	3		3		2		1
	ПДК, мг/м3	0,05		0,04		0,0015		0,001
21	Мi, т/год	2020	9800		0,013		0,077
	Класс	3	3		2		1
	ПДК, мг/м3	0,05	0,03		0,001		0,0012
22	Мi, т/год	676		444		0,05		0,05
	Класс	3		3		2		1
	ПДК, мг/м3	0,05		0,04		0,0015		0,001
23	Мi, т/год	873	12000		0,005		0,035
	Класс	3	3		2		1
	ПДК, мг/м3	0,05	0,03		0,001		0,0012
24	Мi, т/год	780		1290		0,049		0,03
	Класс	3		3		2		1
	ПДК, мг/м3	0,05		0,04		0,0015		0,001
25	Мi, т/год	1000	10000		0,045		0,045
	Класс	3	3		2		1
	ПДК, мг/м3	0,05	0,03		0,001		0,0012
26	Мi, т/год	569		5550		0,065		0,007
	Класс	3		3		2		1
	ПДК, мг/м3	0,05		0,04		0,0015		0,001
27	Мi, т/год	452	446		0,129		0,019
	Класс	3	3		2		1
	ПДК, мг/м3	0,05	0,03		0,001		0,0012
28	Мi, т/год	987		490		0,099		0,09
	Класс	3		3		2		1
	ПДК, мг/м3	0,05		0,04		0,0015		0,001
29	Мi, т/год	670	99		0,005		0,075
	Класс	3	3		2		1
	ПДК, мг/м3	0,05	0,03		0,001		0,0012
30	Мi, т/год	777		1400		0,08		0,015
	Класс	3		3		2		1
	ПДК, мг/м3	0,05		0,04		0,0015		0,001
31	Мi, т/год	843	666		0,014		0,014
	Класс	3	3		2		1
	ПДК, мг/м3	0,05	0,03		0,001		0,0012
32	Мi, т/год	1180		1190		0,005		0,043
	Класс	3		3		2		1
	ПДК, мг/м3	0,05		0,04		0,0015		0,001
33	Мi, т/год	390	890		0,017		0,019
	Класс	3	3		2		1
	ПДК, мг/м3	0,05	0,03		0,001		0,0012
34	Мi, т/год	99		6700		0,072		0,02
	Класс	3		3		2		1
	ПДК, мг/м3	0,05		0,04		0,0015		0,001
35	Мi, т/год	820	4590		0,238		0,01
	Класс	3	3		2		1
	ПДК, мг/м3	0,05	0,03		0,001		0,0012
36	Мi, т/год	739		1500		0,091		0,07
	Класс	3		3		2		1
	ПДК, мг/м3	0,05		0,04		0,0015		0,001
37	Мi, т/год	555	676		0,095		0,031
	Класс	3	3		2		1
	ПДК, мг/м3	0,05	0,03		0,001		0,0012
38	Мi, т/год	718		1000		0,103		0,77
	Класс	3		3		2		1
	ПДК, мг/м3	0,05		0,04		0,0015		0,001



4. Пример

Определить категорию опасности завода железобетонных изделий, выбросы которого характеризуются данными, приведенными в таблице 4.

Таблица 4

Видовой состав выбросов	Масса выбросов, Мi, т/год	Класс опасности выбросов	ПДКi мг/м3
Пыль неорганическая (цемент, шамот)	737,1	3	0,05
Оксид азота	41,87	3	0,06
Оксид марганца	0,001	2	0,001
Оксид хрома	0,001	1	0,0015

Решение:

1. Определим значение КОП для каждого вещества, входящего в состав выбросов предприятия:

Пыль неорганическая КОП =

Оксид азота КОП =

Оксид марганца КОП =

Оксид хрома КОП =

2. Определим значение КОП для выброса в целом:

КОП = 14742 + 697,8 + 1 + 0,37 = 15441,17

3. Определяем категорию опасности предприятия по табл.1.

Ответ:ЖБИ-1 имеет вторую категорию опасности.

Контрольные вопросы:

1. Как классифицируются химические вещества в зависимости от их практического использования?

2. Как классифицируются вредные вещества по степени опасности?

3. Дайте определение предельно допустимой, максимально разовой, среднесуточной концентрации. 4. Как классифицируются вредные вещества по воздействию на организм человека? 5. Какими принципами руководствуются при установлении ПДК и ПДУ? 6. По каким показателям происходит нормирование негативных факторов? 7. К каким профессиональным заболеваниям приводит воздействие аэрозолей? 8. Какие формы отравлений токсичными веществами Вы знаете? 9. Как осуществляется гигиеническое нормирование содержания вредных веществ в воздухе рабочей зоны? 10. В чем заключается комбинированное действие вредных веществ на человека, и каковы его виды? 11. Что такое эффект суммации и какие вредные вещества им обладают?

II. РАСЧЁТ УРОВНЯ ШУМА В ЖИЛОЙ ЗАСТРОЙКЕ

1. Общие сведения

В процессе разработки проектов генеральных планов городов и детальной планировки их районов предусматривают градостроительные меры по снижению транспортного шума в жилой застройке. При этом учитывают расположение транспортных магистралей, жилых и нежилых зданий, возможное наличие зелёных насаждений. Учёт этих факторов помогает в одних случаях обойтись без специальных строительно-акустических мероприятий по защите от шума, а в других - снизить затраты на их осуществление.

2. Методика расчета

Задача данного практического занятия - определить уровень звука в расчётной точке (площадка для отдыха в жилой застройке, см. рис. 1) от источника шума - автотранспорта, движущегося по уличной магистрали.

Lрт = L и.ш. - Lрас - Lвоз - Lзел - Lэ -Lзд , (2.1.)



Рис. 1 Расположение площадки для отдыха в жилой застройке

Снижение уровня звука от его рассеивания в пространстве

Lрас = 10 lg (r n / r o), (2.2.)

где rn - кратчайшее расстояние от источника шума до расчётной точки, м; ro- кратчайшее расстояние между точкой, в которой определяется звуковая характеристика источника шума, и источники шума; ro=7,5 м.

Lвоз = (воз rn)/100, (2.3.)

где воз - коэффициент затухания звука в воздухе; воз = 0,5 дБА/м.

Снижение уровня звука зелёными насаждениями

Lвоз = зел ·В, (2.4.)

где зел - постоянная затухания шума; зел = 0,1 дБА; В - ширина полосы зелёных насаждений; В = 10м. Снижение уровня звука экраном (зданием) зависит от разности длин путей звукового луча , м.



Таблица 5 Зависимость снижение уровня звука экраном (зданием) от разности звукового луча

,м	1	2	5	10	15	20	30	50	60
L	14	16,2	18,4	21,2	22,4	22,5	23,1	23,7	24,2

Расстоянием от источника шума и от расчётной точки до поверхности земли можно пренебречь. Снижение шума за экраном (зданием) происходит в результате образования звуковой тени в расчётной точке и огибания экрана звуковым лучом. Снижение шума зданием (преградой) обусловлено отражением звуковой энергии от верхней части здания:

Lзд = K·W, (2.5)

где К - коэффициент, дБА/м; К = 0,8…0,9; W - толщина (ширина) здания, м.

Допустимый уровень звука на площадке для отдыха - не более 45 дБА.

3. Порядок выполнения задания 3.1. Выбрать вариант (см. табл. 2.3.).

3.2. Ознакомиться с методикой расчёта.

3.3.В соответствии с данными варианта определить снижение уровня звука в расчётной точке и, зная уровень звука от автотранспорта (источник шума), по формуле (2.1.) найти уровень звука в жилой застройке.

3.4. Определив уровень звука в жилой застройке, сделать вывод о соответствии расчётных данных допустимым нормам.

Таблица 6 Варианты заданий по теме

Вариант	rn , м	д,м	W, м	Lи. ш, дБа
1.	2.	3.	4.	5.
01	70	5	10	70
02	80	10	10	70
03	85	15	12	70
04	90	20	12	70
05	100	30	14	70
06	105	50	14	75
07	110	60	16	75
08	115	5	16	75
09	125	10	18	75
10	135	15	18	75
11	60	20	10	80
12	65	30	10	80
13	75	50	12	80
14	80	60	12	80
15	100	5	14	80
16	95	10	14	85
17	105	15	16	85
18	110	20	16	85
19	115	30	18	85
20	120	50	18	85
21	65	60	10	90
22	70	5	10	90
23	80	10	12	90
24	85	15	12	90
25	95	20	14	90
26	100	30	14	70
27	110	50	16	70
28	115	60	16	70
29	120	5	18	70
30	125	10	18	70
31	90	20	12	80
32	100	30	14	80
33	105	50	14	85
34	110	60	16	85
35	115	5	16	85
36	125	10	18	85
37	135	15	18	85
38	88	20	10	90

5. Пример

2. Исходные данные:

3. Цель работы: определить уровень звука в расчётной точке (площадка для отдыха в жилой застройке) от источника шума - автотранспорта, движущегося по уличной магистрали и сравнить с допустимым.

Таблица 7

Вариант	rn , м	д,м	W, м	Lи. ш, дБа
№ -	75	50	12	80

4. Ход работы:

Рассчитаем уровень звука в расчетной точке по формуле (2.1.):

Lрт = Lи.ш. - Lрас - Lвоз - Lзел - Lэ -Lзд, дБА,

где L и.ш. - уровень звука от источника шума (автотранспорта); Lрас - снижение уровня звука из-за его рассеивания в пространстве; дБА; Lвоз - снижение уровня звука из-за его затухания в воздухе, дБА, Lзел - снижение уровня звука зелёными насаждениями, дБА; Lэ - снижение уровня звука экраном (зданием), дБА.

Для этого нам необходимо рассчитать:

1. Снижение уровня звука из-за рассеивания в пространстве:

Lрас = 10 · lg (rn/ro)

Lрас = 10 · lg(75/7,5) = 10 · lg10 = 10,

где Rn - кратчайшее расстояние от источника шума до расчетной точки, м; ro - кратчайшее расстояние между точкой, в которой определяется звуковая характеристика источника шума, и источником шума ro=7,5м.

2. Снижение уровня звука из-за его затухания в воздухе:

Lвоз = (Lвоз · rn) / 100

Lвоз = (0,575)/100 = 0,375

3. Снижение уровня шума зелёными насаждениями:

Lзел = зел · В

Lзел = 0,110 = 1,

где Lзел - постоянная затухания шума, зел== 1дбА/м; В - ширина полосы зелёных насаждений, В = 10м

4. Снижение уровня шума экраном зависит от разности длин путей звукового луча , м. Находим из таблицы 2.1. по данным варианта (табл. 2.3.):

Таблица 8

,м	1	2	5	10	15	20	30	50	60
L	14	16,2	18,4	21,2	22,4	22,5	23,1	23,7	24,2

Следовательно: L = 23,7

5. Снижение шума зданием (преградой) обусловлено отражением звуковой энергии от верхней части здания:

Lзд = K·W

Lзд = 120,85 = 10.2, где К - коэффициент, К = 0,8…0,9дБА/м

6. По формуле (2.1.) находим уровень звука в расчётной точке, подставив все вычисленные данные: Lрт = 80 - 10 - 0,375 - 1 - 23,7 - 10,2 = 34,725 дБА.

Вывод: Рассчитанный уровень звука на площадке отдыха в жилой застройке равен 34,725 дБА, что меньше допустимого, равного 45 дБА. Следовательно, уровень звука соответствует нормам.



III. РАСЧЁТ ОБЩЕГО ОСВЕЩЕНИЯ

1. Общие сведения

В настоящее время 90 % информации человек получает с помощью органов зрения. Сохранность зрения человека, состояние его центральной нервной системы, производительность, качество труда и безопасность в производственных условиях в значительной мере зависят от условий освещения. Нерациональное освещение на рабочем месте в цехе, в лаборатории, помещении ВЦ, офисе, дома при чтении приводит к повышенной утомляемости, снижению работоспособности, перенапряжению органов зрения и снижению его остроты.

По конструктивному исполнению искусственное освещение может быть двух систем: общее - осуществляемое расположением светильников на потолке помещения; комбинированное - совокупность общего освещения и местных светильников, расположенных непосредственно на рабочих местах. Применение одного местного освещения внутри зданий не допускается.

В качестве источников света в настоящее время применяются электрические лампы накаливания и газоразрядные лампы.

Лампы накаливания (рис. 2) относятся к источникам света теплового излучения. Они удобны в эксплуатации, легко монтируются, дешевы, работают в широком диапазоне температур окружающей среды, но обладают низкой световой отдачей 10-20 лм/Вт (при идеальных условиях 1Вт соответствует 683 лм), сравнительно небольшим сроком службы до 2500 ч; их спектральный состав сильно отличается от естественного света, нарушается правильная светопередача.

Газоразрядные лампы (рис. 2) - это приборы, в которых излучение света возникает в результате электрического разряда в атмосфере паров металлов (ртуть, натрий), галогенов (йод, фтор) и инертных газов, а также явления люминесценции. Наиболее широкое применение для целей освещения помещений и открытых площадок получили люминесцентные; ксеноновые лампы в форме светящихся трубок, а также лампы ДРЛ (дуговые, ртутные, люминесцентные) и натриевые, по форме напоминающие вытянутые лампы накаливания.

Основные преимущества газоразрядных ламп: высокая светоотдача (ДРЛ - до 65 лм/Вт, люминесцентные - до 90 лм/Вт, ксеноновые и натриевые - до 110 - 200 лм/Вт); большой срок службы 5000 - 20 000 ч, близкий к естественному, солнечному спектру вид излучения. К недостаткам газоразрядных ламп следует отнести наличие вредных для биосферы и человека паров ртути и натрия при их разгерметизации, радиопомехи; сложную и дорогостоящую пускорегулирующую аппаратуру, включающую в некоторых случаях стартер, дроссели, конденсаторы; длительный период выхода отдельных типов ламп на номинальный режим (для ламп ДРЛ 3 - 5 минут), невозможность быстрого вторичного включения лампы при кратковременном отключении питающего напряжения.

Основным существенным недостатком всех газоразрядных ламп является пульсация светового потока, т.е. непостоянство во времени, излучение света, вызванное переменным током в питающей сети и малой инерционностью процессов, сопровождающих работу этих ламп.

Электропромышленность изготавливает ЛЛ, отличающиеся цветностью излучения светового потока: белого света (ЛБ), холодно-белого света (ЛХБ), тепло-белого света (ЛТБ), дневного света (ЛД). Для высококачественной цветопередачи выпускают лампы с маркировкой Ц: ЛДЦ, ЛТБЦ, ЛХБЦ или ЛЕЦ. Их применяют тогда, когда при искусственном освещении требуется точное различение цветов и оттенков.

Для зажигания ЛЛ и нормальной работы требуется стартер (зажигатель), дроссель, конденсаторы:

- стартер служит для автоматического включения и выключения предварительного накала электродов и представляет собой тепловое реле;

- дроссель облегчает зажигание лампы, ограничивает ток и обеспечивает ее устойчивую работу.

- для повышения коэффициента мощности в схеме ЛЛ предусматривается конденсатор.

Рис. 2 Некоторые типы светильников: а -- лампы накаливания; б -- люминесцентные лампы

Для оценки искусственного освещения в соответствии с действующими строительными нормами и правилами (СНиП) предусмотрены светотехнические параметры количественного и качественного характера.

К количественным параметрам относится освещенность Е в люксах (лк) на рабочем месте, которая легко рассчитывается или измеряется с помощью люксметра.

К качественным параметрам относится коэффициент пульсации КП в %, измеряемый с помощью прибора пульсометра. Эти параметры для действующих осветительных установок должны соответствовать значениям, указанным в нормах.

Принято раздельное нормирование параметров освещения в зависимости от применяемых источников света и системы освещения. Величина параметров устанавливается согласно характеру зрительной работы, который зависит от размеров объектов различения, характеристики фона и контраста объекта с фоном.

Объект различения в мм - размер наименьшего элемента, который необходимо увидеть в процессе работы (точка на экране ПЭВМ, самая тонкая линия на чертеже или приборной шкале и т.п.).

Фон - поверхность, на которой рассматривается объект различения, характеризуется коэффициентом отражения . При менее 0,2 фон считается темным, от 0,2 до 0,4 - средним и более 0,4 - светлым. Контраст объекта с фоном - характеризует соотношение яркости рассматриваемого объекта и фона. При слабом различении объекта на фоне контраст считается малым, объект заметен на фоне - средним; четко различается на фоне - большим.

При выборе нормируемой освещенности размер объекта различения регламентирует выбор зрительного разряда от 1 до 7 в таблице норм (в данной лабораторной работе применяем разряды от 1 до 3), которая содержит минимально допустимые значения освещенности на рабочих местах при использовании газоразрядных ламп.

При проектировании осветительных установок стремятся обеспечить требования норм при минимальных затратах электроэнергии с сохранением равномерного распределения яркостей в поле зрения, исключающих слепящее действие самих ламп. Для этого применяют светильники с рассеивающими экранами, матовыми стеклами, что приводит к частичной потере световой энергии (на 10 - 15%).

По конструкции различают светильники прямого света, концентрирующие световой поток в нижнюю полусферу с помощью белого или зеркального отражателя; рассеянного света (при равномерном распределении света в пространстве) и отраженного света (световой поток направлен в верхнюю полусферу).

Светлая окраска потолка, стен, мебели, оборудования способствует увеличению освещенности на рабочих местах за счет лучшего отражения и созданию более равномерного распределения яркостей в поле зрения.

Рациональное освещение должно быть спроектировано в соответствии с нормами, приведенными в СНиП 23-05-95 [26], а также рекомендациями, изложенными в литературе. Задачей светотехнического расчета является определение светотехнических параметров осветительной остановки, необходимых для обеспечения нормируемых характеристик освещения. Обеспечение нормируемой освещенности осуществляется путем выбора количества источников света (кол-во светильников), необходимых для создания требуемого уровня освещенности. Существуют три метода расчета освещенности: метод коэффициента использования, метод расчета по удельной мощности и точечный метод. Метод коэффициента использования Ки применяют при равномерном размещении светильников по потолку при большой плотности технологического оборудования и равномерном его расположении по площади цеха; Точечный метод следует использовать при системе освещения при малой плотности технологического оборудования, при наличии высокого технологического оборудования или его концентрации в центре помещения. Этот метод позволяет определить освещенность в выбранных точках помещения. Метод расчета по удельной мощности применим для приблизительной оценки правильности произведенного светотехнического расчета. 2. Методика расчета Учитывая заданные по варианту характеристики зрительной работы (наименьший размер объекта различения, характеристика фона и контраст объекта различения с фоном), с помощью табл. 3.1. определяют разряд и подразряд зрительной работы, а также нормируемый уровень минимальности освещённости на рабочем месте.

Таблица 9 Нормы проектирования искусственного освещения

Характер. зрительной работы	Наименьший размер объекта различения, мм	Разряд зрительной работы	Подразряд зрительной работы	Контраст объекта с фоном	Характеристика фона	Освещенность
						Комбинированное освещение	Общее освещение
Наивысшей точности	Менее 0,15	I	А Б В Г	Малый «средний малый средний большой средний большой«	Темный Средний Темный Светлый средний Темный Светлый «средний	5000 4000 2500 1500	1500 1250 750 400
Очень высокой точности	0,15 -0,3	II	А Б В Г	Малый «средний малый средний большой средний большой«	Темный Средний Темный Светлый средний Темный Светлый «средний	4000 3000 2000 1000	1250 750 500 300
Высокой точности	0,3 -0,5	III	А Б В5 Г	Малый «средний малый средний большой средний большой«	Темный Средний Темный Светлый средний Темный Светлый «средний	2000 1000 750 400	500 300 300 200

Распределяют светильники и определяют их число.

Равномерное освещение горизонтальной рабочей поверхности достигается при определённых отношениях расстояния между центрами светильников L, м (L = 1,75·Н) к высоте их подвеса над рабочей поверхностью Нр, м.

Число светильников с люминесцентными лампами (ЛЛ), которые приняты во всех вариантах в качестве источника света,

N = S / LM, (3.1.)

где S - площадь помещения, м2; М - расстояние между параллельными рядами, м.

В соответствии с рекомендациями

М 0,6 Нр (3.2.)

Оптимальное значение М = 2…3 м.

Для достижения равномерной горизонтальной освещённости светильники с ЛЛ рекомендуется располагать сплошными рядами, параллельными стенам с окнами или длинным сторонам помещения.

Для расчёта общего равномерного освещения горизонтальной рабочей поверхности используют метод светового потока, учитывающий световой поток, отражённый от потолка и стен.

Расчётный световой поток, лм, группы светильников с ЛЛ.

Ф л. расч. = Ен ·S·Z·K / N·, (3.3.)

Z = Eср / Eмин,

для ЛЛ Z = 1,1; К - коэффициент запаса; - коэффициент использования светового потока ламп.

Показатель помещения

i = A·B/ Hp· (A+B), (3.4.)

где А и В - длина и ширина помещения, м.

Значения коэффициента запаса зависят от характеристики помещения: для помещений с большим выделением тепла К = 2, со средним К = 1.8, с малым К = 1,5.

Значения коэффициента использования светового потока приведены в табл. 3.2.

Таблица 10 Значения коэффициента использования светового потока

Показатель помещения	1	2	3	4	5
Коэффициент использования светового потока	0,28…0,46	0,34…0,57	0,37…0,62	0,39…0,65	0,40…0,66

По полученному значению светового потока с помощью табл. 3.3. подбирают лампы, учитывая, что в светильнике с ЛЛ может быть больше одной лампы, т. е. n может быть равно 2 или 4.

В этом случае световой поток группы ЛЛ необходимо уменьшить в 2 или 4 раза.

Таблица 11 Характеристика люминесцентных ламп

Тип лампы	Мощность, ВТ	Номинальный световой поток, лм
ЛБ 20	20	1200
ЛХБ 20	20	935
ЛТБ 20	20	975
ЛД 20	20	920
ЛДЦ 20	20	820
ЛЕЦ 20	20	865
ЛБ 30	30	2100
ЛХБ 30	30	1720
ЛТБ 30	30	1720
ЛД 30	30	1640
ЛДЦ 30	30	1450
ЛЕЦ 30	30	1400
ЛБ 40	40	3200
ЛБ 36	36	3050
ЛХБ 40	40	2600
ЛТБ 40	40	2580
ЛД 40	40	2340
ЛДЦ 40	40	2200
ЛДЦ 36	36	2200
ЛЕЦ 40	40	2190
ЛЕЦ 36	36	2150
ЛБ 65	65	4800
ЛХБ 65	65	3820
ЛТБ 65	65	3980
ЛД 65	65	3570
ЛДЦ 65	65	3050
ЛЕЦ 65	65	3400
ЛБ 80	80	5220
ЛХБ 80	80	440
ЛТБ 80	80	4440
ЛД 80	80	4070
ЛДЦ 80	80	3560

Световой поток выбранной лампы должен соответствовать соотношению

Ф л.расч. = (0,9…1,2)· Ф л..табл,,

где Ф л.расч. - расчётный световой поток, лм.; Ф л.табл. - световой поток, определённый по табл. 6.3., лм.

Потребляемая мощность, Вт, осветительной установки

P = p·N·n, (3.6.)

где р - мощность лампы, Вт; N - число светильников, шт;n - число ламп в светильнике,для ЛЛ n = 2, 4.

3. Порядок выполнения задания.

3.1. Ознакомиться с методикой расчёта.

3.2. Определить разряд и подразряд зрительной работы, нормы освещённости на рабочем месте, используя данные варианта (табл. 3.4.) и нормы освещённости.

3.3. Рассчитать число светильников.

3.4. Распределить светильники общего освещения с ЛЛ по площади производственного помещения.

3.5. Определить световой поток группы ламп в системе общего освещения, используя данные варианта и формулу (3.3.).

3.6. Подобрать лампу по данным табл.3.3. и проверить выполнение условия соответствия

Ф л.расч. и Ф л. табл.

3.7. Определить мощность, потребляемую осветительной установкой.

Таблица 12 Варианты заданий по теме “Расчёт общего освещения”

Вар.	Производственное помещение	Габаритные размеры помещения, м: Длина А (3) Ширина В (4) Высота Н (5)	Наименьший объект различения	Контраст объекта с фоном	Харак. фона	Характеристика помещения по условиям среды
01	Вычислительный центр, машинный зал	60	30	5	0,4	малый	светлый	Небольшая запылённость
02	Вычислительный центр, машинный зал	40	20	5	0,45	средний	средний	Небольшая запылённость
03	Дисплейный зал	35	20	5	0,35	малый	средний	Небольшая запылённость
04	Дисплейный зал	20	15	5	0,32	большой	тёмный	Небольшая запылённость
05	Архив хранения носителей информации	25	10	5	0,5	средний	светлый	Небольшая запылённость
06	Лаборатория технического обслуживания ЭВМ	25	12	5	0,31	средний	средний	Небольшая запылённость
07	Аналитическая лаборатория	20	10	5	0,48	средний	средний	Небольшая запылённость
08	Оптическое производство; участок подготовки шихты	36	12	5	0,49	большой	средний	Большая запылённость
09	Участок варки стекла	60	24	8	0,5	средний	светлый	Небольшая запылённость
10	Механизированный участок получения заготовок	46	24	8	0,5	средний	светлый	Небольшая запылённость
11	Участок шлифовальных станков	40	18	6	0,4	большой	светлый	Небольшая запылённость, высокая влажность
12	Участок полировальных станков	50	24	6	0,38	средний	светлый	Небольшая запылённость, высокая влажность
13	Механический цех, металлорежущие станки	90	24	6	0,28	средний	светлый	Небольшая запылённость
14	Прецизионные металлообрабатывающие станки	36	18	5	0,3	средний	светлый	Небольшая запылённость
15	Прецизионные металлообрабатывающие станки	54	12	5	0,35	большой	средний	Небольшая запылённость
16	Станки с ЧПУ	60	24	5	0,2	средний	светлый	Небольшая запылённость
17	Автоматические линии	80	36	5	0,34	большой	светлый	Небольшая запылённость
18	Инструментальный цех	60	18	5	0,18	средний	светлый	Небольшая запылённость
19	Инструментальный цех	76	24	6	0,23	большой	средний	Небольшая запылённость
20	Участок сборки	50	18	6	0,25	большой	светлый	Небольшая запылённость
21	Участок сборки	56	24	5	0,28	большой	светлый	Небольшая запылённость
22	Производство печатных плат, гальванический цех: ванны (травление, мойка, металлопокрытие)	65	18	8	0,45	большой	средний	Высокая влажность, небольшая запылённость
23	Автоматические линии металлопокрытий	60	24	8	0,48	средний	средний	Высокая влажность, небольшая запылённость
24	Участок контрольно-измерительных приборов	24	12	5	0,46	средний	светлый	Небольшая запылённость
25	Рабочие места ОТК с визуальным контролем качества изделий	30	12	5	0,2	большой	светлый	Небольшая запылённость
26	Участок сварки	40	12	7	0,4	средний	светлый	Средняя запылённость
27	Участок контроля сварных соединений	66	18	5	0,35	большой	средний	Небольшая запылённость
28	Участок импульсно-дуговой сварки	56	18	8	0,4	средний	светлый	Средняя запылённость
29	Участок автоматизированных установок	90	24	8	0,45	большой	средний	Средняя запылённость
30	Лаборатория для металлографических исследований	36	12	5	0,49	средний	средний	Небольшая запылённость
31	Дисплейный зал	12	6	3	0,2	средний	средний	Небольшая запылённость
32	Архив хранения носителей информации	12	4	2,5	0,15	средний	светлый	Небольшая запылённость
33	Лаборатория технического контроля	18	12	4	0,24	большой	светлый	Небольшая запылённость
34	Химическая лаборатория	21	4	4	0,18	большой	светлый	Небольшая запылённость
35	Участок подготовки металлургической шихты	36	12	6	0,4	вредний	средний	Большая запылённость
36	Участок варки клея	24	9	6	0,3	средний	светлый	Небольшая запылённость
37	Механизированный участок резки заготовок	42	18	6	0,3	большой	средний	Большая запылённость
38	Участок полировальных станков	36	18	6	0,2	большой	средний	Небольшая запылённость

5. Пример

1. Исходные данные:

2. Цель работы: рассчитать количество светильников и ламп в светильниках в заданном помещении, необходимых для создания определенной освещенности на рабочих местах, определить потребляемую мощность осветительной установки.

3. Ход работы:

1.Определяем разряд и подразряд зрительной работы, нормы освещённости на рабочем месте по табл. 3.1.:

Характеристика зрительной работы - очень высокой точности

Разряд - 2

Подразряд - г

Комбинированное освещение - 1000 лк

Общее освещение - En = 300 лк

2. Рассчитываем число светильников N по формуле (3.1.):

N = S/ (LM),

где S - площадь помещения, а = 90м; в = 24м.

S = ав = 40 · 20 = 800 (м2).

Рассчитаем L - расстояние между центрами светильников:

L = 1,75· Н,

L = 4 ·1,75 = 7 (м).

Рассчитаем расстояние между параллельными рядами - М по формуле (3.2.):

М 0,6· Нр, где Нр = Н

М 0,6 4 = 2,4 м. Принимаем М=3 м

В данном случае:

= 800/ (73) = 38,09 , т.е. принимаем = 40 (шт).

i = (40· 20) / [4(40 + 20)]

i = 3,3

По таблице 3.2. принимаем коэффициент использования светового потока ламп = 0,4.

Формула (3.3.) принимает вид:

Фл.расч. = (300 · 800 · 1,1· 1,5) / (40 · 0.4) = 24750 (лм)

Для создания освещенности в300 лк необходимо, чтобы световой поток одного светильника был равен 24750 лм. По табл. 3.3. выбираем лампу ЛБ-80 со световым потоком 5220 лм.

Для создания потока в 24 750 лм в одном светильнике должны быть 4 лампы ЛБ-80 (5220 лм).

Проверим правильность решения по соотношению (3.5.):

Ф л. расч. = (0,9 …1,2)·Фл.табл.,

где Ф л.расч. - расчётный световой поток, лм.; Ф л.табл. - световой поток, определённый по табл. 3.3., лм.

Преобразуем формулу (3.5.):

Ф л. расч / Фл.табл =(0,9 …1,2)

В данном случае:

Ф л. расч / Фл.табл = 24751 / (5220 · 4) = 1.18, что удовлетворяет условию.

4. Потребляемая мощность, Вт, осветительной установки определим по формуле (3.6.):

P = p·N·n,

где р - мощность лампы, Вт; N - число светильников, шт; n - число ламп в светильнике., В данном случае: P = 80 · 40 · 4 = 12800 Вт

Вывод: для данного помещения вычислительного центра требуется 40 светильников, в каждом по 4 лампы. Тип и мощность лампы: ЛБ-80. Общая потребляемая мощность P = 12 800 Вт (12,8 кВт).



IV. РАСЧЁТ КОНТУРНОГО ЗАЩИТНОГО ЗАЗЕМЛЕНИЯ В ЦЕХАХ С ЭЛЕКТРОУСТАНОВКАМИ НАПРЯЖЕНИЕМ ДО 1000В

1. Общие сведения

Защитное заземляющее устройство, предназначенное для защиты людей от поражения электрическим током при переходе напряжения на металлические части электрооборудования, представляет собой специально выполненное соединение конструктивных металлических частей электрооборудования (вычислительная техника, приборостроительные комплексы, испытательные стенды, станки, аппараты, светильники, щиты управления, шкафы и пр.), нормально не находящихся под напряжением, с заземлителями, расположенными непосредственно в земле.

В качестве искусственных заземлителей используют стальные трубы длиной 1,5…4 м, диаметром 25…50 мм, которые забивают в землю, а также металлические стержни и полосы. Для достижения требуемого сопротивления заземлителя, как правило, используют несколько труб (стержней), забитых в землю и соединённых там металлической (стальной) полосой.

Контурным защитным заземлением называется система, состоящая из труб, забиваемых вокруг здания цеха, в котором расположены электроустановки.

Заземление электроустановок необходимо выполнять:

- при напряжении выше 380В переменного и 440В постоянного тока в помещениях без повышенной опасности, т. е. во всех случаях;

- при номинальном напряжении выше 42В переменного и 110В постоянного тока в помещениях с повышенной опасностью, особо опасных и в наружных установках;

- при любых напряжениях переменного и постоянного тока во взрывоопасных помещениях.

Ниже приведены классификация и характеристика помещений.

Помещения без повышенной опасности:

Помещения без повышенной опасности - помещения, в которых отсутствуют условия, создающие повышенную опасность или особую опасность

Помещения с повышенной опасностью:

Помещения с повышенной опасностью - помещения, характеризующиеся наличием одного из следующих условий:

- сырость (относительная влажность воздуха длительно превышает 75%);

- токопроводящая пыль;

- токопроводящие полы (металлические, земляные, железобетонные, кирпичные и т.д.);

- высокая температура (температура в помещении постоянно или периодически превышает 350С);

- возможность одновременного прикосновения человека к соединённым с землёй металлоконструкциям зданий с одной стороны и к металлическим корпусам электрооборудования с другой.

Помещения особо опасные:

Помещения особо опасные - помещения, характеризуемые наличием одного из следующих условий:

- особая опасность - относительная влажность близка к 100% (потолок, стены, пол, предметы, находящиеся в помещении, покрыты влагой);

- химически активная или органическая среда (в помещении содержатся агрессивные пары, газы, жидкости, образуются отложения и плесень);

- наличие одновременно двух и более условий для помещений повышенной опасности.

На электрических установках напряжением до 1000В одиночные заземлители соединяют стальной полосой толщиной не менее 4мм и сечением не менее 48мм2. Для уменьшения экранирования рекомендуется одиночные заземлители располагать на расстоянии не менее 2,5…3 м один от другого.

2. Методика расчета.

Сопротивление растеканию тока, Ом, через одиночный заземлитель из труб диаметром 25…50мм.

Rтр = 0,9 ·(/lтр),

где - удельное сопротивление грунта, которые выбирают в зависимости от его типа, Омсм (для песка оно равно 40 000…70 000, для супеси - 15 000…40 000, для суглинка - 4000…15 000, для глины - 800…7000, для чернозёма - 900…5300); lтр - длина трубы, м.

Затем определяют ориентировочное число вертикальных заземлителей без учёта коэффициента экранирования

n = Rтр /r,

где r - допустимое сопротивление заземляющего устройства, Ом.

В соответствии с Правилами устройства электроустановок (ПЭУ) на электрических установках напряжением до 1000В допустимое сопротивление заземляющего устройства равно не более 4 Ом.

Разместив вертикальные заземлители на плане и определив расстояние между ними, определяют коэффициент экранирования заземлителей по табл. 4.1.

Таблица 13 Коэффициенты экранирования заземлителей гр

Число труб (угол-ков)	Отношение расстояния между трубами (уголками) к их длине	гр	Отношение расстояния между трубами (уголками) к их длине	гр	Отношение расстояния между трубами (уголками) к их длине	гр
4	1	0,66…0,72	2	0,76…0,80	3	0,84…0,86
6	1	0,58…0,65	2	0,71…0,75	3	0,78…0,82
10	1	0,52…0,58	2	0,66…0,71	3	0,74…0,78
20	1	0,44…0,50	2	0,61…0,66	3	0,68…0,73
40	1	0,38…0,44	2	0,55…0,61	3	0,64…0,69
60	1	0,36…0,42	2	0,52…0,58	3	0,62…0,67

Число вертикальных заземлителей с учётом коэффициента экранирования

n1 = n / тр (4.3.)

Длина соединительной полосы, м,

lп = n1 ·a, (4.4.)

где а - расстояние между заземлителями, м.

Если расчётная длина соединительной полосы получилась меньше периметра цеха (задаётся по варианту), то длину соединительной полосы необходимо принять равной периметру цеха плюс 12…16 м. После этого следует уточнить значение тр . Если а / l тр >3, принимают тр = 1.

Сопротивление растеканию электрического тока через соединительную полосу, Ом.

Rn = 2,1· (p / l n)

Результирующее сопротивление растеканию тока всего заземляющего устройства, Ом.

Rз = Rтр ·Rn / (n ·Rтр + тр ·Rn·n1),

где n - коэффициент экранирования соединительной полосы (табл. 4.2.)

Таблица 14 Коэффициенты экранирования соединительной полосы

Отношение расстояния между заземлителями к их длине	Число труб
	4	8	10	20	30	40
1	0,45	0,36	0,34	0,27	0,24	0,21
2	0,55	0,43	0,40	0,32	0,30	0,28
3	0,70	0,60	0,56	0,45	0,41	0,37

Полученное результирующее сопротивление растеканию тока всего заземляющего устройства сравнивают с допустимым.

На плане цеха размещают вертикальные заземлители и соединительную полосу.

3. Порядок выполнения задания.

3.1. Выбрать вариант (табл. 4.3.).

3.2. Рассчитать результирующее сопротивление растеканию тока заземляющего устройства и сравнить с допустимым сопротивлением.

Таблица 15 Варианты заданий по теме «расчёт контурного защитного заземления в цехах с электроустановками напряжением до 1000 В»

Вариант	Габаритные размеры цеха, м	Удельное сопротивление грунта, Ом · см
	длина	ширина
01	60	18	12000
02	72	24	10000
03	66	24	13000
04	72	18	15000
05	90	24	18000
06	72	24	21000
07	72	18	24000
08	90	24	27000
09	72	24	30000
10	66	18	33000
11	60	18	36000
12	66	12	39000
13	72	18	42000
14	90	18	45000
15	36	12	50000
16	24	12	54000
17	12	12	58000
18	24	12	62000
19	18	12	10000
20	18	24	10000
21	60	24	11000
22	54	18	10000
23	48	18	13000
24	66	24	50000
25	60	18	18000
26	72	24	21000
27	72	18	24000
28	66	24	27000
29	7	24	30000
30	60	24	33000
31	130	50	44000
32	66	32	23000
33	44	16	18000
34	200	42	56000
35	66	20	23000
36	50	14	19000
37	90	24	10000
38	28	9	56000

5. Пример

Цель работы: рассчитать результирующее сопротивление растеканию тока заземляющего устройства и сравнить с допустимым сопротивлением.

3. Ход работы:

Защитное заземляющее устройство, предназначенное для защиты людей от поражения электрическим током при переходе напряжения на металлические части электрооборудования, представляет собой специально выполненное соединение конструктивных металлических частей электрооборудования (вычислительная техника, приборостроительные комплексы, испытательные стенды, станки, аппараты, светильники, щиты управления, шкафы и пр.), нормально не находящихся под напряжением, с заземлителями, расположенными непосредственно в земле.

Контурным защитным заземлением называется система, состоящая из труб, забиваемых вокруг здания цеха, в котором расположены электроустановки.

Заземление электроустановок необходимо выполнять:

- при напряжении выше 380В переменного и 440В постоянного тока в помещениях без повышенной опасности, т. е. во всех случаях;

- при номинальном напряжении выше 42В переменного и 110В постоянного тока в помещениях с повышенной опасностью, особо опасных и в наружных установках;

- при любых напряжениях переменного и постоянного тока во взрывоопасных помещениях.

На электрических установках напряжением до 1000В одиночные заземлители соединяют стальной полосой толщиной не менее 4мм и сечением не менее 48мм2. Для уменьшения экранирования рекомендуется одиночные заземлители располагать на расстоянии не менее 2,5…3 м один от другого.

1. Сопротивление растеканию тока, через одиночный заземлитель диаметром 25...30 мм рассчитаем по формуле(4.1.)

где - удельное сопротивление грунта, Lmp - длина трубы, 1,5…4м. Принимаем Lmp = 2,75 м.

В нашем случае:

Rтр = 0,9 · (420 / 2,75) = 137,5 (Ом).

2. Определяем примерное число заземлителей без учёта коэффициента экранирования по формуле (4.2.):

n = Rтр / r,

где r - допустимое сопротивление заземляющего устройства, 4 Ом.

В нашем случае:

n = 137,5 / 4 = 34,4 (шт).

3. Определяем коэффициент экранирования заземлителей:

- расстояние между трубами 2,5…3м - принимаем 2,75м,

- длина труб - 2,75м,

- отношение расстояния к длине - 1,

- число труб - 34,4 40 (шт).

По табл. 4.1. выбираем тр:

тр = 0,38…0,44

3.1. Число вертикальных заземлителей с учётом коэффициента экранирования определяем по формуле (4.3.):