место для титульника
Оглавление
Вопрос 9. ....................................................................................................................... 3
Вопрос 14. ................................................................................................................... 12
Вопрос 24. ................................................................................................................... 19
Вопрос 33. ................................................................................................................... 24
Задача 3........................................................................................................................ 34
Задача 13...................................................................................................................... 36
Список литературы .................................................................................................... 39
2
Вопрос 9.
Источники света, применяемые для искусственного освещения
производственных помещений. Принципы нормирования искусственного
освещения. Основные светотехнические характеристики. Осветительные
приборы и их характеристика.
Источники
света,
применяемые
для
искусственного
освещения
производственных помещений.
В зависимости от источников света производственное освещение может
быть естественным, искусственным и совмещенным.
Естественное освещение в помещении может формироваться прямыми
солнечными лучами, рассеянным светом небосвода и отраженным светом земли
и других объектов.
Искусственное
освещение
создается
лампами
накаливания
или
газоразрядными лампами.
Совмещенное освещение представляет собой дополнение естественного
освещения искусственным в темное и светлое время суток при недостаточном
естественном освещении.
Естественный свет по своему спектральному составу значительно
отличается от искусственного света.
В спектре солнечного света значительно больше необходимых для
человека ультрафиолетовых лучей, для него характерна высокая диффузность
(рассеянность) света, весьма благоприятная для зрительных условий работы.
Естественное освещение обеспечивает зрительный контакт с внешней средой,
устраняет монотонность световой обстановки в помещениях, вызывающую
преждевременное утомление нервной системы.
Учитывая
высокую
биологическую
и
гигиеническую
ценность
и
положительное психологическое воздействие естественного света, на практике
3
стремятся к максимально возможному его использованию при проектировании
производственного освещения.
Помещения с постоянным пребыванием людей должны иметь, как правило,
естественное освещение.
По конструктивным особенностям естественное освещение бывает:
боковое, когда свет проникает в помещение через световые проемы в наружных
стенах,
окна;
верхнее
—
через
верхние
световые
проемы,
фонари;
комбинированное — сочетание бокового и верхнего освещения.
Поскольку уровень естественного освещения может резко меняться в
течение короткого времени, то нормируемой величиной (количественной
характеристикой) естественного освещения принята не освещенность рабочего
места, а коэффициент естественной освещенности (К.Е.О.).
Коэффициент
естественной
освещенности
(е)
представляет
собой
отношение естественной освещенности в контрольной точке внутри помещения
( Ев) к одновременному значению наружной горизонтальной освещенности
(Ен), создаваемой светом полного открытого небосвода.
К.Е.О. показывает, какую часть наружной освещенности составляет
освещенность в определенной точке внутри помещения
в
100
К.Е.О.(е)= н
%
Искусственное
освещение
по
функциональному
назначению
подразделяется на рабочее, аварийное, эвакуационное и охранное, дежурное.
Рабочее освещение устраивают во всех помещениях, а также участках
открытых пространств, предназначенных для работы, прохода людей и
движения транспорта.
Искусственное рабочее освещение может быть общее и комбинированное,
когда к общему добавляется местное, концентрирующее световой поток
4
непосредственно на рабочих местах. Применение одного местного освещения
внутри зданий не допускается.
В зависимости от расположения оборудования и рабочих мест общее
освещение может быть равномерным или локализованным.
Аварийное освещение предусматривается во всех случаях, где внезапное
отключение основного освещения может вызвать взрыв, пожар, отравление
людей, опасность травмирования, длительное нарушение технологического
процесса или нарушение работы, узлов связи, установок по водо- и
газоснабжению,
дежурных
постов
и
пунктов
управления
различными
системами.
Эвакуационное
освещение
предусматривается
в
проходах
производственных зданий с числом работающих более 50 чел., где выход людей
из помещения при внезапном отключении рабочего освещения связан с
опасностью травматизма.
Охранное освещение предусматривается (при отсутствии специальных
технических средств охраны) вдоль границ территории, охраняемых в ночное
время.
Дежурное включается во внерабочее время.
Искусственное освещение оценивается величиной освещенности (Е, лк).
Источниками искусственного освещения могут быть лампы накаливания и
газоразрядные лампы.
Срок службы ламп накаливания составляет до 1000 ч, а световая отдача от
7 до 20 лм/Вт. Наибольшими достоинствами обладают йодные лампы
накаливания. У них срок службы достигает 3000 ч, а световая отдача до 30
лм/Вт.
Видимое излучение от ламп накаливания преобладает в желтой и красной
частях спектра, что вызывает искажение цветопередачи, затрудняет различение
оттенков цветов.
5
Газоразрядные лампы имеют световые характеристики, полнее отвечающие
гигиеническим требованиям. У них излучение оптического диапазона спектра
возникает в результате электрического разряда в атмосфере инертных газов,
паров металла и их солей. Срок службы газоразрядных ламп достигает 14 000 ч,
а световая отдача — 100 лм/Вт.
Путем подбора инертных газов и паров металла, в атмосфере которых
происходит разряд, можно получить световой поток газоразрядных ламп в
любой части спектра.
В газоразрядных лампах баллон заполняется парами ртути и инертным
газом, на его внутреннюю поверхность наносится люминофор.
Наиболее распространенными газоразрядными лампами являются лампы
низкого давления и люминесцентные, имеющие форму цилиндрической трубки.
Они выпускаются различной цветности: лампы дневного света (ЛД); холоднобелого цвета (ЛХБ); белого цвета (ЛБ); тепло-белого (ЛТБ) и с улучшенной
цветопередачей (ЛДЦ).
Люминесцентные
лампы
представляют
собой
стеклянную
трубку,
внутренняя поверхность которой покрыта люминофором. Прохождение Эл.тока
через эту смесь сопровождается испусканием ультрафиолетовых невидимых
глазом лучей, вызывающих свечение люминофора. Т.о. в люминесцентных
лампах электроэнергия сначала превращается в ультрафиолетовые лучи, а
затем, при помощи люминофора, в видимый свет. Применяя различные
люминофоры можно придавать лампам различную цветность, в том числе и
близкую к дневному свету.
люминесцентные лампы обладают небольшой яркостью и поэтому не
оказывают слепящего действия на глаза, поверхность трубки лампы мало
нагревается (40-50). К недостаткам люминесцентных ламп следует отнести то,
что для зажигания и стабилизации режима горения необходима специальная
пускорегулирующая аппаратура, что усложняет их эксплуатацию и снижает
6
КПД.
Освещение
от
люминесцентной
лампы
может
вызывать
стробоскопический эффект, заключающийся в том, что из-за отсутствия
тепловой инерции освещенные лампой вращающиеся части машин могут
казаться неподвижными или вращающимися в противоположном направлении.
Этот эффект можно снизить включением соседних ламп в разные фазы сети, но
полностью удалить его не удается. Основным недостатком является большая
чувствительность к изменению температуры окружающей среды. Нормальный
режим работы лампы обеспечивается при температуре окружающей среды 1825.
К газоразрядным лампам высокого давления относятся металлогалогенные,
натриевые, дуговые, ртутные, ксеноновые и другие.
Ртутные лампы в отличии от люминесцентных устойчиво загораются и
хорошо работают как при высоких, так и при низких температурах
окружающего воздуха. Они имеют большую мощность и применяются в
основном для освещения высоких производственных помещений и улиц.
Ксеноновые лампы состоят из кварцевой трубки, наполненной газом
ксеноном. Они используются для освещения спортивных сооружений,
железнодорожных
станций,
строительных
площадок.
Они
являются
источниками ультрафиолетовых лучей, действие которых может быть опасным
при освещении более 250 лк.
Наиболее перспективными являются галоидные лампы, разряд которых
происходит в парах галоидных солей, а также натриевые лампы. Они
характеризуются
отличной
цветопередачей
и
высокой
экономичностью
(светоотдача 110-130 лм/Вт).
При совмещенном освещении общее искусственное освещение помещений
должно
обеспечиваться
газоразрядными
лампами.
Применение
ламп
накаливания допускается в случаях, когда по условиям технологии, среды или
7
требований
оформления
интерьера
использование
газоразрядных
ламп
невозможно или нецелесообразно.
Совмещенное
освещение
оценивается
коэффициентом
естественной
освещенности при отключении источников искусственного света.
Принципы нормирования искусственного освещения.
Нормы производственного освещения устанавливаются в зависимости от:
—
характеристики зрительной работы (наименьшего размера объекта
различения, светлости фона, величины контраста объекта с фоном;
— разряда и подразряда зрительной работы;
— вида и системы освещения (для искусственного освещения).
Для 1-го: объект различения определяется наименьшим размером предмета
(детали) или его части, которые нужно различить (узнать) в процессе
выполнения данной работы (напр., точка, толщина провода и т.д).
Для 2-го: в зависимости от размеров объекта различения и расстояния
предмета от глаз работающего все работы делятся на 8 разрядов точности,
которые, в свою очередь, разбиваются на подразряды (а, б, в, г) в зависимости
от контраста детали различения с фоном и от коэффициента отражения фона.
Для каждого подраздела нормами устанавливается определенное значение
освещенности
и
коэффициента
естественной
освещенности,
которые
уменьшаются по мере увеличения размера деталей, контраста с фоном и
коэффициента
отражения.(Фон
—
это
поверхность,
прилегающая
непосредственно к объекту различения, на которой он рассматривается)
Требования, предъявляемые к освещению рабочего места
-
освещенность на рабочих местах должна соответствовать характеру
зрительной работы
- достаточно равномерное распределение яркости на рабочей поверхности
- отсутствие резких теней на рабочей поверхности
8
- отсутствие блесткости
- постоянство освещенности во времени
- правильная цветопередача
- обеспечение электро-, взрыво- и пожаробезопасности
- экономность
-
искусственный
свет
по
своему
спектральному
составу должен
приближаться к естественному
Освещение рабочего помещений должно удовлетворять следующим
условиям:
- уровень освещенности рабочей поверхности должен соответствовать
гигиеническим нормам для данного вида работы
- должны быть обеспечены равномерность и устойчивость уровня
освещенности
в
помещении,
отсутствие
резких
контрастов
между
освещенностью рабочей поверхности и окружающего пространства
- в поле зрения не должно создаваться блеска источниками света и др.
предметами
-
искусственный
свет
по
своему
спектральному
составу должен
приближаться к естественному.
Основные светотехнические характеристики.
Правильно спроектированное и рационально выполненное освещение
производственных
помещений
оказывает
положительное
психофизиологическое воздействие на работающих, способствует повышению
эффективности и безопасности труда, снижает утомление и травматизм,
сохраняет высокую работоспособность.
Освещение
характеризуется
количественными
показателями. К количественным показателям относятся:
9
и
качественными
световой поток Ф - часть лучистого потока, воспринимаемая человеком как
свет; характеризует мощность светового излучения, измеряется в люменах (лм);
сила света J - пространственная плотность светового потока; измеряется в
канделах (кд);
освещенность Е-поверхностная плотность светового потока; измеряется в
люксах (лк);
яркость L поверхности под углом. Измеряется в кд · м2.
Для качественной оценки условий зрительной работы используют такие
показатели как фон, контраст объекта с фоном, коэффициент пульсации
освещенности, показатель освещенности, спектральный состав света.
Фон - это поверхность, на которой происходит различение объекта. Фон
характеризуется способностью поверхности отражать падающий на нее
световой поток.
Видимость V характеризует способность глаза воспринимать объект. Она
зависит от освещенности, размера объекта, его яркости, контраста объекта с
фоном, длительности экспозиции. Видимость определяется числом пороговых
контрастов в контрасте объекта с фоном, т.е. V = k/kпор, где kпор -пороговый
или наименьший различимый глазом контраст, при небольшом уменьшении
которого объект становится неразличим на этом фоне.
Осветительные приборы и их характеристика.
Осветительные приборы (ОП) – это устройства, содержащие источник
света (лампу), и осветительную арматуру, которая перераспределяет световой
поток источника света в пространстве требуемым образом. Кроме того, ОП
обеспечивает крепление лампы, защиту ее от механических повреждений и
воздействия окружающей среды, а также подвод напряжения к лампе.
По общепринятой классификации все ОП делятся на три класса:
- светильники;
10
- прожекторы;
- проекторы.
Светильники и прожекторы – это приборы, предназначенные для
освещения определенных объектов как внутри, так и вне помещений.
Проекторы – это приборы, концентрирующие световой поток источника света
на определенной четко ограниченной площади. Наиболее распространенный
вид проектора – кинопроектор, создающий заданную освещенность только на
площади экрана.
Основные светотехнические параметры светильников:
- характер светораспределения (кривые силы света КСС и изолюксы);
- коэффициент распределения светового потока Кф, равный отношению
светового потока, излучаемого светильником в нижнюю полусферу Фниж, к
полному потоку светильника Фсв;
- коэффициент полезного действия – отношение светового потока
светильника Фсв к потоку установленного в нем источника света Фл;
Характер
светораспределения
показывает
изменение
силы
света
светильника при движении контрольной точки в меридиональной плоскости.
Сила света выражается в относительных единицах. За единицу силы света
принимается ее максимальное значение в рассматриваемой меридиональной
плоскости.
По характеру светораспределения светильники с точечными источниками
света (ЛН, ДРЛ и т. п.) делятся на семь типов
В
практике
расчетов
осветительных
установок
применяют
пространственные кривые равной освещенности (пространственные изолюксы).
Эти кривые
для различных типов стандартных светильников с условным
источником света со световым потоком 1000 лм приводятся в справочных
материалах.
11
Важной функцией светильника является защита глаз от блесткости.
Степень защиты от блесткости характеризуется величиной защитного угла γ,
под которым понимают угол, образуемый горизонталью, проходящей через
источник света, и прямой, проходящей через край арматуры.
Для
обеспечения
люминесцентными
защитного
лампами
угла
в
применяют
светильниках
продольные
с
и
трубчатыми
поперечные
экранирующие планки, которые совместно образуют экранирующую решетку.
Вопрос 14.
Область слышимости звуков. Поясните различие между уровнем
интенсивности
звука
и
уровнем
громкости
и
громкостью,
дайте
определение этих единиц. Порядок определения общего уровня шума от
нескольких источников.
Область слышимости звуков.
Область слышимости, или область слуховых ощущений – это диапазон
частот и интенсивностей упругих механических продольных волн, которые
могут вызвать слуховые ощущения у человека.
Такие волны являются слышимыми, если их частота составляет от 16Гц до
20000Гц. Если частота волн составляет менее 16Гц, их называют инфразвуком,
а более 20000Гц – ультразвуком.
Минимальная интенсивность звуковой волны, при которой возникает
слуховое ощущение, называется порогом слышимости, или порогом слухового
ощущения.
Ограничивает область слышимости по интенсивности болевой порог –
минимальная интенсивность звуковой волны, которая вызывает болевые
ощущения.
Инфразвук и ультразвук не слышимы при любых интенсивностях.
12
Область слышимости звука - пределы нормального восприятия звука
человеком, ограниченные порогом слышимости и порогом болевого ощущения.
Область слышимости определяет диапазон частот и эффективное давление
звуков, воспринимаемых ухом. Наибольший по эффективному давлению
диапазон слышимости соответствует частоте около 1 кГц. Поэтому звук
частотой 1 кГц выбран в качестве эталона для сравнения с ним звуков других
частот. Порог слышимости звука с частотой 1 кГц, равный 2*105 Па, называют
стандартным порогом слышимости.
Различие между уровнем интенсивности звука и уровнем громкости и
громкостью, определение этих единиц.
По определению, звуком называются упругие колебания, воспринимаемые
ухом. Отсюда ясно, что и принципиально, и практически никакие измерения
звука невозможны без учёта особенностей органа слуха. Самый простой пример:
колебания с частотой 30 кГц могут быть очень громкими для летучей мыши, в то
время как для человека их громкость равна нулю. Поэтому, говоря о параметрах
звука, приходится различать два ряда величин:
13
А. Физические характеристики звука, не зависящие от органа слуха
Б. Психофизические (субъективные) характеристики,
учитывающие
свойства органа слуха.
Набор этих величин и связь между ними удобно представить в виде такой
таблицы:
Физические характеристики
Психофизические характеристики
1. Частота колебаний [Гц]
1. Высота тона
2. Гармонический спектр
2. Тембр звука
3. Интенсивность звука I [Вт.м-2]
3. Громкость звука [сон]
Первые две позиции не нуждаются в особых пояснениях. Надо только
заметить, что высота тона связана с частотой тоже логарифмическим
соотношением; по-другому можно выразиться так: при росте частоты в
геометрической прогрессии высота тона увеличивается в арифметической
прогрессии.
Для сложных звуков высота звука определяется, в основном, частотой
первой гармоники. В этом случае субъективное ощущение высоты звука может
зависеть и от соотношения интенсивностей разных гармоник
По спектру все звуки разделяются на тоны и шумы. Тонами называют
звуки, имеющие линейчатый спектр, то есть достаточно строго периодические.
Звуки со сплошным спектром, не имеющие определённого периода, называют
шумами. К тонам, в частности, относятся гласные звуки речи и звуки
музыкальных инструментов; к шумам –
инструментов.
14
согласные и звуки ударных
Интенсивности звука в субъективном восприятии соответствует громкость.
Однако, непосредственно установить соотношение между интенсивностью и
громкостью не удаётся; приходится вводить вспомогательные величины –
уровень интенсивности и уровень громкости, как показано в таблице.
Понятие уровня интенсивности учитывает сформулированный выше закон
Вебера-Фехнера о логарифмической зависимости между частотой нервной
импульсации и интенсивностью звука. Уровнем интенсивности называется
величина L, определяемая по формуле
L 10. lg
I
,
I0
где I – интенсивность данного звука, Iо – пороговая интенсивность. На
самом деле I0 у разных людей имеет различное значение, но при вычислениях
по этой формуле пользуются так называемым абсолютным или средним
порогом I0 = 10–12 Вт.м-2. Единицей уровня интенсивности является децибел
[дБ]; (приставка “деци” напоминает о значении коэффициента, то есть 10).
Например, интенсивность шума на улице с оживлённым движением
составляет примерно 10–5 Вт.м-2. Этому соответствует уровень интенсивности:
105
L 10. lg 12 10. lg 107 70дБ
10
Уровень интенсивности можно выразить и через звуковое давление,
учитывая, что интенсивность пропорциональна квадрату давления:
p 2
p
I
L 10. lg
10. lg
20
.
lg
2
I0
p 0
p 0
где Δр0 – пороговое звуковое
давление,
равное
(в среднем) 2.10 –
5 Па. Например, если звуковое давление для какого-то звука равно 1 Па, то
1
5
L = 20.lg 2.10 = 20·lg (5.104 )= 20.4,7 = 94 дБ
15
В определении понятия уровня интенсивности в какой-то мере отражены
биофизические закономерности. Однако сам по себе уровень интенсивности
ещё не соответствует тому субъективному ощущению, которое вызывает тот
или иной звук, так как это ощущение в значительной мере зависит и от частоты
звука. Например, для большинства людей одинаково громкими будут
ощущаться тоны с частотой 30 Гц и интенсивностью 65 дБ и 1000 Гц, 20 дБ,
несмотря на то, что уровни интенсивности у них резко различны. Поэтому было
введено второе понятие - уровень громкости, единицей которого является фон
(фоны иногда называют децибелами громкости). При определении этого
понятия исходят именно из субъективного восприятия звука. При этом
измеряемый звук сравнивают со «стандартным» звуком с частотой 1000 Гц (её
называют «стандартной частотой»).
Практически это делается таким образом. Надо иметь генератор звука с
частотой 1000 Гц; уровень интенсивности этого звука можно менять. Чтобы
определить уровень громкости измеряемого звука, сравнивают этот звук со
звуком генератора. Изменяя уровень интенсивности «стандартного» звука,
добиваются, чтобы оба звука «на слух» ощущались одинаково громкими. Пусть,
например, это имеет место при уровне интенсивности «стандартного» звука 55
дБ. Тогда можно сказать, что уровень громкости измеряемого звука равен 55
фон.
Исходя из описанной процедуры, можно дать такое определение: уровнем
громкости некоторого звука (в фонах) называется величина, равная уровню
интенсивности
такого звука со
«стандартной» частотой 1000 Гц, который
воспринимается одинаково громким с данным звуком.
Из этого определения видно, что уровень громкости – субъективная
величина, то есть одному и тому же звуку разные люди могут приписать разные
значения уровня громкости, поскольку нет двух людей с абсолютно
одинаковым слухом. Чтобы уменьшить степень субъективности и облегчить
16
расчёты, были определены так называемые кривые равной громкости
(изофоны).
частоты
Для этого большой группе людей предъявляли звуки разной
и интенсивности,
и
полученные
значения уровня
громкости
усреднялись по всем испытуемым. В результате был построен график,
пользуясь которым по заданному уровню интенсивности в дБ можно
определить уровень громкости звука.
Чаще всего для оценки звука
пользуются именно понятием уровня
громкости. Однако, иногда предпочитают использовать другую величину –
громкость, измеренную в единицах, называемых “сон”. Принято, что уровню
громкости 40 фон соответствует громкость 1 сон.
Порядок определения общего уровня шума от нескольких источников.
Если в точку пространства приходят звуковые волны от нескольких
источников, то суммируется их интенсивность, т.е.
J
n
Ji
i 1
,
где Ji – интенсивность i-го источника шума;
n – общее число источников звука.
17
Рис. 1. Кривые для оценки и нормирования шума
Общий уровень звукового давления определяется по формуле
n
L 10q 10 0 ,1 Li
i1
.
Если имеется n одинаковых источников шума, каждый из которых создает
уровень звукового давления L1, то суммарный уровень будет
L Li 10 qn .
При совместном действии двух источников шума с различными уровнями
звукового давления L1 и L2 суммарный уровень определяется по формуле
L L1 L1 ,
где L1 - .больший уровень звукового давления из двух источников шума,
дБ;
L - добавка, определяемая по табл.3 в зависимости от величины разно18
сти уровней звукового давления этих источников (L1 – L2), дБ.
При
нескольких
источниках
шума
суммирование
производится
последовательно, начиная с максимального. Сначала следует определить
разность двух складываемых уровней, затем – соответствующую этой разности
добавку. После этого добавку следует прибавить к большему из складываемых
уровней. Полученный уровень складывают со следующим и т.д.
Вопрос 24.
Факторы, влияющие на степень поражения током организма
человека, и возможные варианты попадания под ток. Первичные критерии
электробезопасности и виды поражения электрическим током. Приведите
схему электрического замещения тела человека (рука — две ноги) и дайте
пояснение.
Факторы, влияющие на степень поражения током организма человека, и
возможные варианты попадания под ток.
Характер воздействия электрического тока на человека и тяжесть
поражения пострадавшего зависит от многих факторов.
К данным факторам относятся: сила, длительность воздействия тока, его
род (постоянный, переменный), пути прохождения, а также факторы
окружающей среды и др.
Сила тока и длительность воздействия. Увеличение силы тока приводит к
качественным
изменениям
воздействия
его
на
организм
человека.
С
увеличением силы тока четко проявляются три качественно отличные ответные
реакции организма: ощущение, судорожное сокращение мышц (неотпускание
для переменного и болевой эффект для постоянного тока) и фибрилляция
сердца. Электрические токи, вызывающие соответствующую ответную реакцию
19
организма
человека,
получили
названия
ощутимых, неотпускающих
и
фибрилляционных, а их минимальные значения принято называть пороговыми.
Экспериментальные
исследования
показали,
что
человек
ощущает
воздействие переменного тока промышленной частоты силой 0,6—1,5 мА и
постоянного тока силой 5—7 мА. Эти токи не представляют серьезной
опасности для организма человека, а так как при их воздействии возможно
самостоятельное освобождение человека, то допустимо их длительное
протекание через тело человека.
В тех случаях, когда поражающее действие переменного тока становится
настолько сильным, что человек не в состоянии освободиться от контакта,
возникает возможность длительного протекания тока через тело человека.
Такие токи получили название неотпускающих, длительное воздействие их
может привести к затруднению и нарушению дыхания. Численные значения
силы неотпускающего тока не одинаковы для различных людей и находятся в
пределах от 6 до 20 мА. Воздействие постоянного тока не приводит к
неотпускающему эффекту, а вызывает сильные болевые ощущения, которые у
различных людей наступают при силе тока 15—80 мА.
При протекании тока в несколько десятых долей ампера возникает
опасность нарушения работы сердца. Может возникнуть фибрилляция сердца, т.
е. беспорядочные, некоординированные сокращения волокон сердечной
мышцы. При этом сердце не в состоянии осуществлять кровообращение.
Фибрилляция длится, как правило, несколько минут, после чего следует полная
остановка сердца. Процесс фибрилляции сердца необратим, и ток, вызвавший
его, является смертельным. Как показывают экспериментальные исследования,
проводимые на животных, пороговые фибрилляционные токи зависят от массы
организма, длительности протекания тока и его пути.
Электрический
ток
оказывает на организм
электролитическое и биологическое действие.
20
человека термическое,
Термическое действие тока проявляется в ожогах отдельных участков тела,
а также в нагреве до высоких температур других органов.
Электролитическое действие тока проявляется в разложении органических
жидкостей, вызывая значительные нарушения их физико-химического состава.
Биологическое действие тока проявляется в раздражении и возбуждении
живых тканей организма, а также в нарушении внутренних биоэлектрических
процессов.
Широкое применение электрической энергии привело к тому, что
практически все взрослое население, да и невзрослое тоже, в своей жизни
каждодневно соприкасается с различными электроустановками. Как и все
машины
и
механизмы,
электроустановки
при
их
неисправности
или
неправильной эксплуатации могут являться источником травматизма. Чтобы
уменьшить опасность поражения человека электрическим током, нужно знать
правила безопасной эксплуатации электроустановок и технику безопасности
проведения работ на них.
Первичные
критерии
электробезопасности
и
виды
поражения
электрическим током
Первичные критерии электробезопасности — это пороговые значения
электрического тока, соответствующие ответным реакциям организма человека
они необходимы для расчета защитных мер и средств в электроустановках.
ГОСТ 12.1.038—88 ССБТ устанавливает нормы предельно допустимых
значений
напряжений
прикосновения
и
токов,
распространяемые
на
производственные и бытовые электроустановки постоянного и переменного
тока с частотой 50 и 400 Гц и соответствующие прохождению тока по пути
«рука-рука» или «рука-нога». Предусмотрены нормы для нормального
(неаварийного) режима работы электроустановок и аварийного режима.
21
Напряжения прикосновения и токи, протекающие через тело человека при
нормальном (неаварийном) режиме электроустановки, не должны превышать
значений, приведенных в таблице.
Ток
U, В
I, мА
Переменный, 50 Гц
2
0,3
Переменный, 400 Гц
3
0,4
Постоянный
8
1,0
Напряжения прикосновения и токи приведены при продолжительности
воздействия не более 10 мин в сутки и установлены, исходя из реакции
ощущения.
Напряжения прикосновения и токи для лиц, выполняющих работу в
условиях высоких температур (выше 25оС) и влажности (относительная
влажность более 75%) должны быть уменьшены в три раза.
сновные виды поражения электрическим током
В отличие от влияния материальных факторов (к ним относятся
радиоактивное излучение, химические вещества и т.д.) действие электротока
характеризуется разносторонней и своеобразной формой. При прохождении
через
организм
человека
он
оказывает
механическое,
термическое,
биологическое и электролитическое действия, которые относятся к группе
стандартных физико-химических процессов, характерных для живой и неживой
материи.
Последствиями термического влияния электрического тока являются ожоги
некоторых
участков
тела,
сильное
повышение
температуры
сердца,
кровеносных сосудов, мозга и других, важных для жизнедеятельности органов,
оказавшихся на пути его следования. Организм человека в итоге подвергается
множеству серьезным функциональным расстройствам.
22
Электролитические свойства электрического тока проявляются в его
способности к разложению органических жидкостей и крови, что становится
причиной изменения их физико-химических характеристик.
В результате биологического действия происходит раздражение, а затем
возбуждение мышечной и нервной ткани. Для данного процесса свойственно
непроизвольное сокращение мышц, включая мышцы легких и сердца. Итогом
биологического действия тока может стать фибрилляция сердечной мышцы,
полная остановка сердца, отказ работы дыхательной системы человека.
Механическое
действие
вызывает
разрыв,
расслоение
или
другие
аналогичные повреждения тканей (стенки кровеносных сосудов, легочные
ткани, мышечные ткани и т.п.). Такие негативные последствия становятся
результатом электродинамического эффекта и очень быстрого образования
пара, который возник из-за перегрева тканевой жидкости.
Классификация видов поражения электрическим током
Указанные действия тока оказывают негативное влияние на человеческий
организм и приводят к возникновению различных электротравм. Разделить их
можно на два вида:
• Местные – организм получает повреждения локального характера.
• Общие (электрический удар, электрический шок) – повреждение
организма или угроза поражения возникает в результате нарушения стабильной
работы систем обеспечения и внутренних органов.
Приведите схему электрического замещения тела человека (рука — две
ноги) и дайте пояснение.
23
Рис. 2. Однофазное включение человека в сеть трехфазного тока:
а — с изолированной нейтралью; 6 — с глухозаземленной нейтралью
При прикосновении к одной фазе в трехпроводной сети с изолированной
нейтралью сила тока {рис. 2, а), протекающего через человека, будет
определяться величиной действующего на него напряжения, сопротивления
изоляции проводов (гия), которая в соответствии с ПУЭ не должна быть менее
0,5 МОм, а также электрическим сопротивлением цепи человека (Rч),
состоящих из последовательно соединенных сопротивлений тела человека (гтч),
обуви (гoц) и опорной поверхности ног (гоп)
При однофазном включении человека в четырехпроводную сеть с
глухозаземленной нейтралью (рис. 2, 6) проходящий через него ток
определяется величиной фазного напряжения установки (Uф), электрическим
сопротивлением цепи человека (Rч) и сопротивлением заземления нейтрали
(Rо) источника тока.
Вопрос 33.
Организация пожарной охраны на железнодорожном транспорте.
Средства тушения пожаров. Противопожарное нормирование.
Организация пожарной охраны на железнодорожном транспорте.
24
Осуществление мер по борьбе с пожарами на железнодорожном транспорте
возложено на управление военизированной охраны МПС, руководителей
предприятий и организаций, а также на добровольные пожарные дружины,
пожарно-технические комиссии, работников, ответственных за пожарную
безопасность.
В
составе
управления
военизированной
охраны
имеются
отделы
военизированной охраны при управлениях дорог, отряды военизированной
охраны, обслуживающие одно или несколько отделений дорог, стрелковопожарные
и
пожарные
подразделения,
организуемые
на
крупных
железнодорожных станциях, старшие инструкторы по пожарной профилактике,
ведущие работу в линейных подразделениях и на заводах, расположенных в
пределах закрепленных за ними участков железных дорог протяженностью 350
— 400 км. Управление осуществляет руководство военизированной охраной,
организует и проводит мероприятия по предупреждению и ликвидации пожаров
на объектах железнодорожного транспорта и в подвижном составе. Совместно с
отраслевыми
главными
управлениями
МПС
оно
разрабатывает
противопожарные правила, руководства, инструкции, приказы и контролирует
их выполнение; рассматривает и согласовывает технические проекты нового
строительства в части выполнения противопожарных требований. Кроме того,
управление военизированной охраны осуществляет оперативное руководство
добровольными пожарными дружинами, организует их обучение; производит
совместно
с главками расследование крупных
анализирует
причины
их
возникновения;
пожаров, учитывает и
планирует
оснащение
железнодорожных объектов, подвижного состава и пожарных подразделений
необходимым количеством пожарно-технического оборудования, инвентаря и
первичных средств пожаротушения; осуществляет контроль за правильным
содержанием
и
использованием
противопожарной
пожаротушения.
25
техники
и
средств
Работу по пожарной' охране в пределах дороги организуют начальник
отдела военизированной охраны и его заместитель, старшие инструкторы, по
пожарно-технической части отдела.
Непосредственную работу по пожарной охране на отделениях дорог
проводят отряды военизированной охраны и подчиненные им команды на
крупных станциях и заводах (посты на небольших заводах), пожарные поезда, а
также инструкторы по пожарной профилактике.
Основными документами, определяющими проводимую на ж/д транспорте
работу по обеспечению пожарной безопасности, являются Правила пожарной
безопасности на ж/д транспорте, Положение об организации и проведении
пожарно-профилактической работы на ж/д транспорте, Положение о пожарных
поездах на ж/д транспорте, Инструкция о порядке надзора за противопожарным
состоянием ж/д объектов, Инструкция о порядке служебного расследования и
учета пожаров на ж/д транспорте и другие, а также ГОСТ 12.1.004 — 76
«Пожарная
безопасность.
Общие
требования»,
ГОСТ
12.1.010—76
«Взрывоопасность. Общие требования» и др.
Средства тушения пожаров.
Все
средства
делят
на
подручные,
первичные,
стационарные
и
передвижные.
Подручные – вещества и предметы, заранее не подготовленные для
тушения пожара.
К ним относятся песок, земля, вода, одеяло из плотной материи. Песок
можно использовать в большинстве случаев. Он охлаждает горючее вещество,
затрудняет доступ воздуха к нему и механически сбивает пламя.
Первичные средства – средства, заранее приготовленные для тушения
пожара. Это огнетушители, пожарный инвентарь (песок в ящиках, кошма),
инструменты (топоры, лопаты, багры), пожарное оборудование (стволы, рукава,
26
пожарные колонки, пожарные насосы, мотопомпы). Пожарное оборудование
также можно отнести и к стационарным средствам.
В зависимости от применяемого огнегасительного вещества огнетушители
бывают жидкостные, химические пенные, воздушно- пенные, порошковые,
углекислотные, хладоновые и комбинированные.
Стационарные средства – Они предназначены для противопожарной
защиты
(тушение
или
локализация
пожаров)
зданий,
сооружений,
технологического оборудования и одновременной подачи сигнала пожарной
тревоги.
Основные
пожаротушения,
средства
тушения
смонтированные
внутри
– это стационарные
зданий,
системы
технологических,
общественных сооружений; первичные средства, включающие в себя все виды
ручных/возимых огнетушителей, пожарного инвентаря; ПК с комплектами
рукавных линий, установленные на сетях внутреннего противопожарного
водопровода.
В случаях, когда с пожаром не смогли справиться самостоятельно с
помощью всех этих средств для борьбы с огнем; то на помощь, как и всегда,
приходят боевые расчеты пожарных подразделений, имеющие на вооружении
мобильные средства для тушения пожаров и эвакуации людей; экипировку,
средства защиты и огромный опыт.
Простейшие средства тушения пожаров
27
Огнетушащие вещества
Средства тушения пожаров могут использовать в качестве огнетушащих
веществ различные негорючие, инертные вещества, материалы, их композиции
– составы, смеси; предназначаться для различных способов тушения в
зависимости от классификации пожаров согласно ст. 7 ФЗ-123.
Подробный материал по теме:
Способы тушения пожаров
Именно классы пожаров, т.е. виды горючих веществ – сырья, продуктов
технологической переработки, товарной продукции, оборудования, обстановки,
имущества, составляющей пожарную нагрузку помещений производственных,
складских,
определяют
административных,
необходимость
общественных
использования
тех
зданий
или
или
сооружений,
иных
конкретных
огнетушащих средств или их комбинаций.
Именно по видам ОТВ определяют способы пожаротушения:
Водой или водными растворами солей, поверхностно-активных добавок,
что обеспечивает лучшее смачивание, проникновение вглубь твердых горючих
материалов; быстрое охлаждение зоны горения за счет огромных тепловых
28
затрат на переход воды из жидкого агрегатного состояния в пар, который сам по
себе является неплохим средством пожаротушения.
Воздушно-механической пеной, генерируемой пенными установками
пожаротушения из водных растворов пенообразователя.
Огнетушащими порошками мельчайшего помола, покрывающими тонким
слоем горящие поверхности.
Огнетушащими
аэрозолями,
создающими
в
помещениях
среду,
непригодную для процесса горения, из-за наличия в своем составе химически
активных веществ, вступающих в реакции замещения с продуктами горения.
Инертными газами, хладонами, углекислотой, останавливающими за счет
быстрого снижения концентрации О2 в воздухе помещений, резкого падения
температуры процесс горения.
Каждое огнетушащее вещество имеет свою область применения. Они
используются в качестве зарядов для переносных/передвижных огнетушителей,
модульных, автономных, стационарных систем АУПТ.
Для того, чтобы огнетушащие вещества в корпусах этих видов
противопожарного оборудования были в требуемом нормами, технической
документацией компаний производителей количествах, под необходимым
давлением, не слеживались, не меняли свой химический состав требуется
регулярная перезарядка
огнетушителей,
техническое
обслуживание
специализированными предприятиями организациями, имеющими лицензии
МЧС на право оказания таких услуг.
Противопожарное нормирование.
Основу противопожарного нормирования в Российской Федерации
составляют Федеральные законы «О пожарной безопасности» от 21.12.1994 г.
№ 69-ФЗ и «Технический регламент о требованиях пожарной безопасности» от
22.06.2008 г. № 123-ФЗ. На основании требований, изложенных в указанных
29
Федеральных законах, разрабатываются ГОСТы, нормы и правила пожарной
безопасности, своды правил, инструкции и другие нормативные документы.
Противопожарное нормирование является частью общего нормирования
при
проектировании
объектов
народного
хозяйства,
технологических
процессов, аппаратов,машин и изделий и имеет своей целью обеспечение их
пожарной безопасности. В разрабатываемых нормах, правилах, стандартах и
технических
условиях
учитываются
передовой
опыт
проектирования,
современные достижения науки и техники, результаты анализов происшедших
аварий, сопровождавшихся взрывами и пожарами. В нормативных документах
также учитывается техническая возможность и экономическая целесообразность осуществления того или иного технического решения.
Среди многочисленных нормативных документов на проектирование
наиболее детально разработанными в противопожарном отношении являются:
строительные нормы и правила (СНиП), например, СНиП21-01-97*«Пожарная
безопасность зданий и сооружений»; государственные стандарты Российской
Федерации (ГОСТ Р), например, ГОСТ Р 12.3.047-98 «Пожарная безопасность
технологических процессов. Общие требования. Методы контроля».
Строительные нормы и правила являются нормативными документами в
области
строительства,
принятыми
органом
исполнительной
власти
и
содержащими обязательные требования, в том числе и обеспечения пожарной
безопасности,
законченных
строительством
промышленных
объектов.
Строительные нормы и правила являются частным случаем технических
регламентов.
Государственные
стандарты
Российской
Федерации
по
пожарной
безопасности являются составной частью Системы стандартов безопасности
труда (ССБТ). Требования государственных стандартов ССБТ с момента ввода
их в действие являются обязательными для всех предприятий и организаций.
30
Кроме того, издаются другие федеральные и ведомственные (отраслевые)
нормы, правила, технические условия и стандарты, в которых отражаются и
вопросы пожарной безопасности. К таким нормативным актам, имеющим
большое значение в деле пожарной безопасности, например, проектируемых
объектов народного хозяйства, относятся правила устройства электроустановок,
ведомственные правила и нормативы техники безопасности и промышленной
санитарии
для
производств
в
проектирования
и
эксплуатации
топливно-энергетическом
пожаровзрывоопасных
промышленном
комплексе,
химической и нефтехимической промышленности и др. Издаваемые нормы,
правила и стандарты не претендуют на решение всех вопросов, возникающих
при проектировании и эксплуатации производств. Это объясняется тем, что в
условиях современного технического прогресса появляются новые материалы,
конструкции, механизмы. Поэтому при проектировании зданий, сооружений,
технологических процессов и оборудования ежедневно приходится находить
новые решения. Эти решения, как правило, возникают в результате творческого
участия в их разработке коллектива специалистов различных направлений.
Главным в противопожарном нормировании является обеспечение условий
пожарной безопасности. От научной обоснованности этих условий зависит
эффективность противопожарного нормирования и обеспечение пожарной
безопасности народного хозяйства в целом.
Первое условие пожарной безопасности заключается в том, чтобы в
технологических процессах проектируемых и эксплуатируемых производств,
машин и аппаратов исключался один из компонентов, необходимых и
достаточных для возникновения пожара или взрыва (или горючее вещество, или
окислитель, или импульс воспламенения).
Сущность
условий,
ограничивающих
распространение
пожара,
заключается в том, чтобы при возникновении пожара или взрыва, а также при
31
разрушении конструкций, оборудования и машин сфера их распространения
была ограничена минимально допустимыми площадью и объёмом.
Условия, обеспечивающие безопасную эвакуацию людей из горящего
здания, транспорта и т. п. за минимальное время, вытекают из знания процессов
начальной стадии развития пожара и воздействия при этом на организм
человека высоких температур, продуктов разложения, полного и неполного
горения веществ.
Успешное тушение пожаров связано с условиями, предотвращающими
распространения огня, с обеспечением проектируемых зданий и сооружений
первичными и автоматическими средствами пожаротушения и наличием
подразделения пожарной охраны на объекте. Поскольку условия, которые могут
создаться при пожаре, прежде всего зависят от наличия и физико-химических
свойств горючих веществ и материалов, промышленные здания и сооружения
проектируются с учётом пожарной опасности размещённых в них производств.
Согласно требованиям Свода правил СП 12.13130.2009 «Определение
категорий помещений, зданий и наружных установок по взрывопожарной и
пожарной опасности» все помещения по степени взрывопожарной и пожарной
опасности подразделяются на категории А, Б, В1–В4, Г и Д, а здания – на
категории А, Б, В, Г и Д.
Наружные установки по пожарной опасности подразделяются на категории
АН, БН, ВН, ГН и ДН.
Категории
помещений
и
зданий
определяются,
исходя
из
вида
находящихся в помещениях горючих веществ и материалов, их количества и
пожароопасных свойств, а также, исходя из объёмно-планировочных решений
помещений и характеристик проводимых в них технологических процессов.
Категории наружных установок определяются, исходя из пожароопасных
свойств находящихся в них горючих веществ и материалов, их количества и
особенностей технологических процессов.
32
Определение пожароопасных свойств веществ и материалов производится
на основании результатов испытаний или расчётов по стандартным методикам с
учётом параметров состояния (давление, температура и др.). Допускается
использование
официально
опубликованных
справочных
данных
по
взрывопожароопасным свойствам веществ и материалов, а также показателей
пожарной опасности для смесей веществ и материалов по наиболее опасному
компоненту.
33
Задача 3.
Рассчитать толщину резиновых прокладок под энергетическую установку
для защиты фундамента и рабочего места от динамических воздействий.
Исходные данные принять по варианту, номер которого совпадает с
последней цифрой суммы цифр учебного шифра
Исходные данные:
– масса энергетической установки mу = 155 кг;
– масса железобетонной плиты mп = 370 кг;
– число оборотов вала электродвигателя n = 2820 об/мин;
– допустимая нагрузка на прокладку δ = 3 кгс/см2 = 29,42 Н/см2 ;
– динамический модуль упругости ED = 210 кгс/см2 .
Рассчитать размер резиновых прокладок под энергетическую установку для
защиты фундамента и рабочего места от динамических воздействий.
Решение:
Рис. 3. Расчетная схема установки
1 – фундамент; 2 – амортизаторы; 3 – основание; 4 – установка
34
1. Определяем частоту вынужденных колебаний f:
n
2820 об/мин
=
= 50 Гц
60
60
2. Принимаем толщину прокладок 6 см (h = 6 см).
f=
3. Определяем статическую осадку амортизаторов Xст:
Xст
h · δ 6 см · 3кгс/см2
=
=
= 0,09 см
ED
210 кгс/см2
4. Рассчитываем частоту собственных колебаний установки f0:
f0 =
5
√Xст
=
5
√0,09 см
= 16,67 Гц
5. Рассчитываем соотношение частоты вынужденных колебаний и частоту
собственных колебаний:
f
50 Гц
=
= 3,1 > 3, эффективность виброизоляции достаточная.
f0 16,67 Гц
6. Определяем коэффициент виброизоляции:
9 · 106
9 · 106
K=
=
= 12,57 %
Xст · n2 0.09см · (2820 об/мин)2
7. Рассчитываем площадь всех прокладок под агрегат:
(mу + mп ) · g (155 кг + 370 кг) · 9.81м/с2
S=
=
= 131,25 см2 ;
2
δ
39.24 Н/см
где g – ускорение свободного падения, g = 9.81 м/с2 .
8. Определяем количество прокладок и их размеры.
– Принимаем количество прокладок – 8 (l = 8).
– Рассчитываем площадь одной прокладки S1:
S 131,25 см2
S1 = =
≈ 16 см2
l
8
– Рассчитываем размеры прокладки:
a = √S1 = √16 см2 = 4 см
Принимаем размеры резиновых прокладок 4х4 см.
35
Вывод:
Расчет показывает, что увеличение толщины виброизоляторов
приводит к повышению статической осадки Xст и снижению частоты
собственных
колебаний
установки
f0,
и
следовательно
к
усилению
виброизоляции. Для защиты фундамента и рабочего места от динамических
воздействий достаточно 8 резиновых прокладок размером 4х4х6 см.
Задача 13.
Установить время нагрева (при пожаре) до критических температур
арматуры растянутой зоны однопролетного свободно опертого перекрытия цеха
депо.
Исходные данные принять по варианту, номер которого совпадает с
последней цифрой суммы цифр учебного шифра
Материал плиты: p0=2250 кг/м3, влажность uн-2,25%. Толщина защитного
слоя бетона до низа рабочей арматуры d—0,03 м. Теплофизические свойства
бетона: λТ=1,2-0,00035Т; Ст—0,7+0,ООО84Т.
Начальная температура плиты Тн:=20оС. Режим теплового воздействия
при пожаре стандартный. Арматура в растянутой зоне: стержни диаметром 0,015
м из стали марки СТ 8, класса А-1. Критическая температура прогрева
Ткр=500°С.
Решение: Определим плотность сухого бетона
p0 = 100pu/(100+uн) где
p0 – плотность сухого материала, кг/м3;
uн- влажность материала, %;
36
p0 = 100×2250/(100+2,25)= 2200 кг/м3
Определим расчетные средние значения теплофизических характеристик
λТ, ср= λТ×Т, где
λТ,
ср
–
среднее
значение
коэффициента
теплопроводности
при
температуре 450 0С
λТ, ср=1,2-0,00035 ×450 = 1,04 Вт/(м. 0С)
Ст, ср = 0,71+0,00084×450 =1,09 Дж/(кг. 0С)
Ст, ср - среднее значение коэффициента теплоемкости при температуре 450
0
С.
αпр= 3,6 λТ, ср/[( Ст, ср +0,05 uн) p0 ] где
αпр- средний коэффициент температуропроводности, м2/ч
αпр= 3,6×1,04/[(1,09+0,05×2,25) ×2200]=0,00142 м2/ч
Определим значение коэффициентов k и k1 по таблице получим, что
k=0,62 и k1 =0,5
Определим исходное время нагрева до критической температуры
арматуры растянутой зоны плиты
k y k1d / пр
T 1250 1250 Tн erfх 1250 1250 Tн erf
2
0,62 0,03 0,5 0,015 / 0,00142
500 1250 1250 18erf
2
37
Тн:- начальная температура плиты
erf – функция ошибок Гаусса
τ – рассматриваемый промежуток времени прогрева конструкции
k=0,62
у – толщина защитного слоя бетона до низа рабочей арматуры, м;
k1 =0,5
d – диаметр арматурного стержня, м;
αпр- приведенный коэффициент температуропроводности, м2/ч
откуда erf(0,619/√ τ=0,061 по данным таблицы
√ τ=1,015; τ=1 ч.
38
1.
Список литературы
Бондин, В.И. Безопасность жизнедеятельности: Учебное пособие / В.И.
Бондин, Ю.Г. Семехин. - М.: НИЦ ИНФРА-М, Академцентр, 2013. - 349 c.
2.
Вишняков, Я.Д. Безопасность жизнедеятельности. Теория и практика:
Учебник для бакалавров / Я.Д. Вишняков. - Люберцы: Юрайт, 2015. - 543 c.
3.
Иванов, А.А. Безопасность жизнедеятельности: Учебник для студентов
учреждений высшего профессионального образования / С.А. Полиевский, А.А.
Иванов, Э.А. Зюрин; Под ред. С.А. Полиевский. - М.: ИЦ Академия, 2013. - 368
c.
4.
Маликов, А.Н. Безопасность жизнедеятельности: Учебное пособие / Ш.А.
Халилов, А.Н. Маликов, В.П. Гневанов; Под ред. Ш.А. Халилов. - М.: ИД
ФОРУМ, ИНФРА-М, 2012. - 576 c.
5.
Русак, О.Н. Безопасность жизнедеятельности (для ВУЗов): Учебник / О.Н.
Русак, К.Р. Малаян, Н.Г. Занько. - СПб.: Лань, 2012. - 672 c.
6.
Холостова,
Е.И.
Безопасность
жизнедеятельности:
Учебник
для
бакалавров / Е.И. Холостова, О.Г. Прохорова. - М.: Дашков и К, 2016. - 456 c.
39
