Учебное пособие 543
.pdfФедеральное агентство по образованию
Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования
Воронежский государственный архитектурно-строительный университет
Кафедра «Пожарная и промышленная безопасность»
Определение защитных свойств противорадиационных укрытий
Методические указания к выполнению заданий по гражданской обороне
для студентов всех специальностей
Воронеж 2010
1
Составители С.Д. Николенко, Е.М. Локтев
УДК 355.58(07) ББК 68.9я7
Определение защитных свойств противорадиационных укрытий :
метод. указания к выполнению заданий по гражданской обороне для студ. всех спец. / Воронеж. гос. арх.-строит. ун-т ; сост.: С.Д. Николенко, Е.М. Локтев. –
Воронеж, 2010. – 26 с.
Даны рекомендации по выполнению заданий по определению защитных свойств противорадиационных укрытий.
Предназначены для студентов всех специальностей.
Ил. 4. Табл. 9. Библиограф.: 5 назв.
УДК 355.58(07) ББК 68.9я7
Печатается по решению редакционно-издательского совета Воронежского государственного архитектурно-строительного университета
Рецензент – В. И. Королёв, заместитель начальника учебнометодического управления Воронежского государственного архитектурно-строительного университета, полковник запаса
2
ВВЕДЕНИЕ
Защита населения от радиационных воздействий является одной из важнейших задач гражданской обороны и обеспечивается, в основном, за счет укрытия людей в защитных сооружениях.
Укрытие населения в защитных сооружениях является одним из основных и наиболее надежных способов защиты населения, особенно в условиях военного времени и при авариях, связанных с вредными выбросами радиоактивных и аварийно химически опасных веществ. Одними из таких защитных сооружений являются противорадиационные укрытия (ПРУ). Используются эти сооружения в сельской местности и небольших городах. Часть из них строится заблаговременно в мирное время, другие возводятся (приспосабливаются) только в предвидении ЧС или при возникновении угрозы вооруженного конфликта.
К ПРУ предъявляется ряд требований. Прежде всего, они должны обеспечить необходимое ослабление радиоактивного излучения, защитить при авариях на химически опасных объектах, сохранить жизнь людям при некоторых стихийных бедствиях: бурях, ураганах, смерчах, тайфунах, снежных заносах. Поэтому располагать их надо вблизи мест проживания (работы) большинства укрываемых.
Особенно удобно устраивать противорадиационные укрытия в подвалах, цокольных и первых этажах зданий, в сооружениях хозяйственного назначения – погребах, подпольях, овощехранилищах.
Приспособление под ПРУ помещений подвальных, цокольных и первых этажей зданий, а также погребов, подвалов, подпольев, овощехранилищ и других, пригодных для этой цели заглубленных пространств, заключается в выполнении работ по повышению их защитных свойств, герметизации и устройству простейшей вентиляции.
Из всего комплекса мероприятий рассмотрим основное – обеспечение защитных свойств, так как коэффициент защиты определяет, прежде всего, эффективность ПРУ.
В методических указаниях приведены рекомендации по расчету коэффициента защиты противорадиационных укрытий при реализации различных планировочных решений.
Цель методических указаний – оказать помощь студентам в выполнении практических заданий по курсу «Гражданская оборона», а также закрепить полученные теоретические знания.
Методические указания разработаны в соответствии с программой изучения курса «Гражданская оборона » для всех специальностей.
3
ОПРЕДЕЛЕНИЕ ЗАЩИТНЫХ СВОЙСТВ ПРОТИВОРАДИАЦИОННЫХ УКРЫТИЙ
1. ОБЩИЕ ПОЛОЖЕНИЯ
Защита населения, а также рабочих и служащих предприятий от радиоактивного воздействия при радиоактивном заражении местности обеспечивается укрытием их в противорадиационных укрытиях (ПРУ), имеющих достаточную величину коэффициента защиты.
Коэффициент защиты Кз - это число, показывающее, во сколько раз меньшую дозу радиации получит человек, укрывшийся в защитном сооружении, по сравнению с дозой, которую он получил бы, находясь на открытой местности.
Для ПРУ эта величина нормируется в задании на проектирование. Величина фактического коэффициента не может быть меньше заданной (нормативной).
При отсутствии ПРУ необходимо использовать простейшие укрытия, учитывая фактическую величину обеспечиваемого ими Кз, принимая меры, при необходимости, для его увеличения.
Основное назначение противорадиационных укрытий - защита от гаммаизлучения, как обладающего наибольшими проникающими свойствами и биологически более опасного.
Защитные свойства противорадиационных укрытий от гамма-излучения оцениваются коэффициентом защиты, который показывает, во сколько раз доза радиации на высоте 1 м над бесконечной, гладкой, равномерно зараженной поверхностью Д∞ больше дозы радиации в сооружении.
В помещении (здании), расположенном на радиоактивно зараженной местности, доза Дзд всегда будет меньше дозы Д∞ за счет ослабления радиации стенами и перекрытиями, а также геометрических параметров зданий и окружающей застройки.
Определение коэффициентов защиты (Кз) противорадиационных укрытий производится исходя из следующих предпосылок:
эффективный спектр гамма-излучения с течением времени, если не считать естественный спад, не изменяется а следовательно, не изменяются и кратности ослабления излучения защитными толщами;
при наличии в защитных толщах пустот, проемов, тяжелых элементов (балок, ригелей и т. п.) принимают, что материал распределен равномерно;
приведенный вес 1 м2 ограждающей конструкции определяется в зависимости от объемных весов материалов, из которых они состоят;
расчетная точка в укрытии расположена в геометрическом центре сооружения на высоте 1 м от пола.
Начинать расчет следует с варианта, когда параметры ограждающих конструкций укрытия обеспечивают соблюдение требований по использованию помещений в мирное время для нужд народного хозяйства.
Перед расчетом принимается геометрическая модель укрытия и опреде-
4
ляются исходные данные об ограждающих конструкциях (вес 1м2 наружных и внутренних стен и перекрытий, площадь проемов в стенах и высота их расположения), а также данные о расположения объекта на местности (размеры незастроенных участков территории или улиц, прилегающих к объекту, характер застройки).
Расчет коэффициентов защиты (К3) противорадиационных укрытий производится по эмпирическим формулам, отнесенным к конкретным типам зданий и сооружений.
По указанным формулам не рекомендуется производить расчет входящих в них величин. Так, например, нельзя выбирать расчетные значения параметров ограждающих конструкций, задаваясь тем или иным значением коэффициента защиты.
Если защитные свойства укрытий, пригодных для использования в мирное время для нужд народного хозяйства, окажутся ниже требуемых, необходимо внести изменения (дополнения), увеличивающие их защитные свойства.
К таким изменениям, прежде всего, следует отнести уменьшение площади проемов путем заделки их в период перевода помещения на режим укрытия, обвалование наружных стен, замену материалов и заглубление конструкций.
В многоэтажных зданиях усиление защитных свойств укрытий может быть достигнуто путем осуществления мероприятий, исключающих возможность радиоактивного заражения смежных с укрытием и расположенных над ним помещений.
Общее излучение через любую стену противорадиационного укрытия прямо пропорционально плоскому углу (рис. 1), описывающему эту стену из расчетной точки в центре помещения.
Рис. 1. Схема плоских углов
5
При прямоугольном очертании ПРУ четыре плоских угла образуются от пересечения диагоналей. В отдельных случаях, когда помещение укрытия имеет сложное очертание в плане, отличное от прямоугольного или отдельные отсеки с ослабленными стенами, допускается оценку защитных свойств ПРУ производить по отсекам, производя разбивку каждого отсека на плоские углы.
2. РАСЧЕТ КОЭФФИЦИЕНТА ЗАЩИТЫ ДЛЯ ПРОТИВОРАДИАЦИОННОГО УКРЫТИЯ, ОБОРУДОВАННОГО
НА ПЕРВОМ ЭТАЖЕ
ВАДМИНИСТРАТИВНОМ ЧЕТЫРЕХЭТАЖНОМ ЗДАНИИ
2.1.Задание
Всоответствии с изложенной методикой и примером, рассчитать коэффициент защиты противорадиационного укрытия, расположенного на первом этаже административного здания. Объемно-планировочное решение сооружения и плоские углы показаны на рис. 2.
Рис.2. План и разрез противорадиационного укрытия, расположенного на первом этаже административного здания
6
Варианты исходных данных представлены в табл. 1.
|
|
Варианты исходных данных |
Таблица 1 |
|||
|
|
|
|
|||
Номер варианта |
|
Характеристика ПРУ согласно исходным данным |
|
|||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
ПРУ, м |
кающего |
|
|
|
|
|
|
Высота |
Ширина зараженно- |
|
|
Стены |
Перегородки |
Перекрытия |
помещения |
го участка, примы- |
|
|
|
|
|
|
к зданию, м |
|
1 |
1 а) |
2 а) |
3 а) |
7 а) |
8 а) |
|
2 |
1 б) |
2 б) |
3 б) |
7 б) |
8 б) |
|
3 |
1 а) |
2 б) |
3 а) |
7 б) |
8 а) |
|
4 |
1 а) |
2 б) |
3 б) |
7 а) |
8 а) |
|
5 |
1 б) |
2 б) |
3 а) |
7 б) |
8 б) |
|
6 |
1 а) |
2 а) |
3 б) |
7 а) |
8 а) |
|
7 |
1 а) |
2 б) |
3 а) |
7 б) |
8 а) |
|
8 |
1 а) |
2 а) |
3 а) |
7 б) |
8 б) |
|
9 |
1 б) |
2 а) |
3 б) |
7 б) |
8 б) |
|
10 |
1 б) |
2 а) |
3 б) |
7 а) |
8 б) |
|
11 |
1 б) |
2 а) |
3 б) |
7 б) |
8 а) |
|
12 |
1 а) |
2 б) |
3 б) |
7 а) |
8 а) |
|
13 |
1 а) |
2 а) |
3 б) |
7 а) |
8 а) |
|
14 |
1 а) |
2 б) |
3 б) |
7 б) |
8 б) |
|
15 |
1 а) |
2 б) |
3 а) |
7 б) |
8 б) |
|
16 |
1 а) |
2 б) |
3 а) |
7 б) |
8 б) |
|
17 |
1 б) |
2 б) |
3 б) |
7 а) |
8 б) |
|
18 |
1 б) |
2 б) |
3 б) |
7 в) |
8 а) |
|
19 |
1 а) |
2 б) |
3 а) |
7 в) |
8 а) |
|
20 |
1 б) |
2 б) |
3 а) |
7 в) |
8 а) |
|
21 |
1 а) |
2 а) |
3 а) |
7 в) |
8 в) |
|
22 |
1 а) |
2 б) |
3 в) |
7 а) |
8 в) |
|
23 |
1 а) |
2 а) |
3 в) |
7 а) |
8 в) |
|
24 |
1 б) |
2 а) |
3 в) |
7 б) |
8 б) |
|
25 |
1 б) |
2 б) |
3 в) |
7 б) |
8 в) |
|
26 |
1 б) |
2 б) |
3 в) |
7 б) |
8 в) |
|
27 |
1 а) |
2 а) |
3 в) |
7 в) |
8 б) |
|
28 |
1 а) |
2 а) |
3 в) |
7 в) |
8 а) |
|
29 |
1 а) |
2 а) |
3 в) |
7 а) |
8 б) |
|
30 |
1 б) |
2 б) |
3 в) |
7 а) |
8 а) |
|
|
|
|
|
|
|
|
Числовые характеристики исходных данных
Противорадиационное укрытие на первом этаже четырехэтажного административного здания имеет следующие характеристики:
1.Стены: а) кирпичные из глиняного кирпича толщиной 51 см; б) кирпичные из силикатного кирпича толщиной 64 см.
2.Перегородки: а) гипсовые пустотелые толщиной 15 см. Вес 1 м2 – 120 кг; б) гипсоволокнистые толщиной 25 см. Вес 1 м2 – 480 кг.
7
3.Перекрытия: а) сборные пустотные с круглыми пустотами; б) сборные пустотные с вертикальными пустотами; в) сборные пустотные с овальными пустотами.
4.Площадь окон по оси А – 21,6 м2, по оси Г – 28,8м2.
5.Площадь дверных проемов по оси А – 5 м2, по оси 3 – 6 м2, по оси 4 – 3 м2, по оси 5 - 6 м2, по оси 7 - 6 м2 и по оси 8 - 3 м2, по оси 9 – 3 м2.
6.Площадь пола укрытия 192 м2.
7.Высота помещения:
а) 3 м; б) 2,8 м; в) 3,2 м.
8. Ширина зараженного участка, примыкающего к зданию:
а) 30 м; б) 40 м; в) 45 м.
9.Окна заделываются на высоту150 см. Площадь световых проемов, не прикрываемых пылезащитными шторами, по оси А – 3,6 м2, по оси Г- 4,8м2.
10.В дверном проеме по оси А устраивается экран на всю высоту проема.
11.Вес материала заделки окон и экранов во входах равен весу 1 м2 материала наружных стен.
12.Характеристика конструкций приведена в табл. 2.
2.2. Ход решения задачи
Коэффициент защиты для помещений укрытий на первом этаже в многоэтажных зданиях из каменных материалов и кирпича определяют по формуле
Кз = |
0,65 ×Кст×Кi |
1) ×Км . |
(1) |
(1 − Кш) ×(Ко×Кст+ |
Значения коэффициентов, входящих в формулу 1:
Кi - коэффициент, учитывающий долю радиации, проникающую через наружные и внутренние стены, и принимаемый по формуле
Кi = |
360° |
, |
(2) |
|
∑αi +36 |
||||
|
|
|
где αi - плоский угол в градусах с вершиной в центре помещения,
напротив которого расположена i-тая стена укрытия. При этом учитываются наружные и внутренние стены суммарный вес 1 м2 которых в одном направлении менее 1000 кг;
Приведенную массу определяют по формуле
QΡ = Q ×[1 − β] , кг/м3; |
(3) |
|||
β = |
SÎ |
, |
(4) |
|
Sñò |
||||
|
|
|
где So - площадь окон i-й стены; Sст - площадь i-й стены;
Q - вес 1м2 конструкции, кг/м3, принимается по табл. 2.
8
Таблица 2
Характеристика ограждающих конструкций и материалов
|
|
|
|
|
|
№ |
|
|
Объемная |
Вес 1 м2 |
|
п/п |
Материал конструкции |
Толщина, |
конструк- |
||
|
|
см |
масса, |
ции, |
|
|
|
кг/м |
3 |
||
|
|
|
|
кг/м3 |
|
1 |
2 |
3 |
4 |
|
5 |
|
|
|
|
|
|
|
1. Стены |
25 |
|
|
450 |
1. Кирпичная сплошная кладка из |
|
|
|||
|
глиняного обожженного кирпича |
38 |
1800 |
682 |
|
|
на тяжелом растворе |
51 |
|
|
918 |
|
|
64 |
|
|
1150 |
2.Кирпичная сплошная кладка из
|
силикатного кирпича на любом |
25 |
|
475 |
|
растворе |
38 |
1800 |
720 |
|
|
51 |
|
970 |
|
|
64 |
|
1215 |
3. |
Кирпичная облегченная кладка с |
38 |
|
544 |
|
заполнителем керамзитобетоном |
42 |
1200-1400 |
576 |
|
|
51 |
|
648 |
|
|
58 |
|
704 |
4. |
Кладка из шлакобетонных камней |
42 |
|
676 |
|
|
52 |
1600 |
835 |
|
|
62 |
|
996 |
|
|
77 |
|
1234 |
5. |
Керамзитобетонные блоки и па- |
24 |
|
261 |
|
нели |
30 |
900 |
315 |
|
|
40 |
|
405 |
|
|
50 |
|
495 |
6. |
Газосиликатные блоки и панели |
21 |
|
236 |
|
|
36 |
700 |
272 |
|
|
45 |
|
312 |
7. |
Силикатные блоки и панели |
24 |
|
256 |
|
|
30 |
800 |
304 |
|
|
35 |
|
344 |
8. |
Бетонные стеновые блоки подвала |
40 |
|
880 |
|
|
50 |
2200 |
1100 |
|
|
60 |
|
1320 |
2.Перегородки
9.Гипсовые пустотелые
10. Гипсоволокнистые |
15 |
500 |
120 |
|
25 |
1100 |
480 |
9
|
|
|
|
Окончание табл. 2 |
|
1 |
2 |
3 |
4 |
5 |
|
|
|
|
|
|
|
|
3. Перекрытия |
- |
|
- |
|
11. |
Монолитные бетонные |
2400 |
|
||
12. |
Монолитные ж/бетонные |
- |
2500 |
- |
|
13. |
Сборные пустотные с овальными |
9,2 |
2500 |
230 |
|
|
пустотами |
12 |
|
300 |
|
14. |
Сборные пустотные с круглыми |
2500 |
|
||
|
пустотами |
10,2 |
|
255 |
|
15. |
Сборные пустотные с вертикаль- |
2500 |
|
||
|
ными пустотами |
8 |
|
200 |
|
16. |
Ребристые ребрами вверх |
2500 |
|
||
17. |
Ребристые ребрами вниз |
10,5 |
2500 |
262 |
|
18. |
Цементно-песчаная стяжка |
2,5 |
1800 |
45 |
|
19. |
Шлакобетон |
- |
1100 |
110 |
|
20. |
Легкий бетон |
- |
300 |
30 |
|
21. |
Газобетон |
- |
140 |
- |
|
22. |
Керамзитобетон |
- |
200-800 |
30 |
|
23. |
Асфальтобетон |
- |
1800 |
45 |
|
24. |
4-х слойная рубероидная кровля |
- |
- |
12 |
|
25. |
Защитный гравийный слой кровли |
- |
- |
23 |
|
26. |
Пароизоляция |
- |
- |
5 |
|
27. |
Холодная мастика |
- |
- |
1 |
|
28. |
Линолеум |
- |
- |
4,4 |
|
29. |
Древесина: сосна |
1 мм |
500 |
- |
|
30. |
дуб |
4 мм |
700 |
- |
|
31. |
Грунт сухой слежавшийся |
- |
1600-1800 |
- |
|
|
|
|
|
|
|
Кст - кратность ослабления стенами первичного излучения в зависимости от суммарного веса ограждающих конструкций, определяемая по табл. 3.
Примечания:
1.Определяют приведенные массы и суммируют массы всех стен против i-го плоского внутреннего угла.
2.При определении Кст учитывают только стены с приведенной суммарной массой менее 1000 кг/м3.
3.При наличии нескольких стен с суммарно приведенной массой менее 1000 кг/м3 коэффициент Кст определяют:
а) при разнице масс менее 200 кг/м3 - по средней массе всех стен:
|
∑αi ×Qi |
3 |
|
|
QСР = |
|
|
, кг/м , |
(5) |
∑α |
i |
|||
|
|
|
|
где α I - величина плоского угла в градусах, в пределах которого суммарный вес стен менее 1000 кг/м3;
Qi - суммарный вес стен менее 1000 кг/м3.
Толщина изделий дана приведенная к монолитному изделию с равным объемом бетона.
10