5.3 Оцінка стану об’єкту в надзвичайних ситуаціях

Виробниче приміщення для роботи з вимірювальною технікою відповідає нормативним документам [17,27].

Робоче місце - це частина простору, у якому працівник здійснює трудову діяльність, і проводить велику частину робочого часу. Робоче місце, добре пристосоване до трудової діяльності працівника, правильно і доцільно організоване, у відношенні простору, форми, розміру забезпечує йому зручне положення при роботі і високій продуктивності праці при найменшій фізичній і психічній напрузі.

При правильній організації робочого місця продуктивність праці працівника зростає з 8 до 20 відсотків.

Конструкція робочого місця і взаємне розташування всіх його елементів повинно відповідати антропометричним, фізичним і психологічним вимогам. Велике значення має також характер роботи. Зокрема, при організації робочого місця пацівника повинні бути дотримані такі основні умови:

• оптимальне розміщення устаткування, що входить до складу робочого місця;

• достатній робочий простір, що дозволяє здійснювати всі необхідні прямування і переміщення;

• необхідно природне і штучне освітлення для виконання поставлених задач;

• рівень акустичного шуму не повинний перевищувати допустиме значення.

Нормальні умови застосування установки:

• температура навколишнього повітря (23 ± 2) °С;

• відносна вологість навколишнього повітря 30 - 80 %;

• атмосферний тиск від 84 до 106,7 кПа (630 - 795 мм рт.ст.);

• напруга живлення (220 ± 4,4) В;

• частота струму мережі живлення (50 ± 0,5) Гц або (60 ± 0,5) Гц.

Експлуатаційні вимоги, під час роботи з установкою:

• за способом захисту людини від поразки електричним струмом установки відповідають класу 01 по ГОСТ 26104-89. До обслуговування установки допускаються особи, що пройшли навчання правилам техніки безпеки при роботі з електроустановками до 1000 В;

• для запобігання виникнення небезпечних для обслуговуючого персоналу ситуацій забороняється піддавати установку дії чинників, значення яких перевищують допустимі значення, відповідні робочим умовам застосування і нормованим параметрам і характеристикам;

• якщо перед початком експлуатації установка піддавалася дії температури нижче 0 °С протягом довгого часу, то до вмикання необхідно витримати її в робочих умовах протягом 12 г;

• прилади, що використовуються спільно з установкою, а також установка повинні бути підключені до шини захисного заземлення відповідно до правил техніки безпеки;

• вмикання і вимикання приладів, що повіряються, і зміна електричних з'єднань проводиться при вимкнених вихідних сигналах установки.

Для забезпечення роботи електричних приладів використовується перемінний електричний струм з частотою 50 Гц та напругою 220 В.

Металеві труби та гнучкі металеві рукави повинні бути заземлені. Заземлення повинно відповідати вимогам. Заземлення конструкцій, що знаходяться у приміщеннях (батареї опалення, водопровідні труби і т.д.), мають бути надійно захищені діелектричними щитками або сітками від випадкового дотику.

Для розрахунку заземлюючого пристрою використовуємо наступні дані:

• стержньовий електрод діаметр 10 мм, довжиною 8 м;

• ґрунт – типу пісок з питомим опором 700 Ом*м;

• для з'єднання вертикальних електродів застосовано стальну штабу прямокутного перерізу 4*12 мм;

• допустимий опір заземлення складає: 4 Ом для установок з напругою до 1000 В.

Опір розтіканню струму одного вертикального електрода:

, Ом (5.1)

де ρ – питомий опір ґрунту у місці розташування заземлювачів - 700 Ом*м;

l – довжина стержневого електрода – 8 м;

d – діаметр стержневого електрода – 0,01 м;

t – глибина розташування середини електрода від поверхні землі, 4,8 м;

, м (5.2)

де t0 – відстань від верхньої точки стержневого або трубчастого заземлювача до поверхні землі, м; 0,5≤ t0 ≤ 1,0, м.

Приймаємо t0 =0,8м, тоді t =0,8+8/2=4,8 м

Отже:

Rе = (700/(2*3,14*8))*[(ln(2*8/0,01) + ½*ln((4*4,8+8)/(4*4,8-8))] =119,67 Ом

Так як, Rе > Rдоп, знаходимо потрібну кількість вертикальних електродів.

Попередня кількість заземлювачів без урахування з'єднувальної штаби:

n'=Re/Rдоп =119,67/4 =29,91 шт, приймаємо 30 шт (5.3)

Приймаємо значення відношення відстані між електродами до їх довжини рівним 2(а=2);

Коефіцієнт використання вертикальних електродів _е дорівнює 0,68, при а = 2, n′ = 30;

Отже,потрібна кількість вертикальних електродів дорівнює:

n= n'/_{е =30/0,68= 44,11≈45 шт (5.4)}

Знаючи кількість заземлювачів, знаходимо довжину з'єднувальної штаби L (яка з'єднує всі вертикальні трубчасті електроди):

L = a*n*l = 2*45*8 = 720 м (5.5)

Опір розтіканню струму з'єднувальної штаби без урахування екранування:

_(5.6)

де b – ширина з’єднувальної штаби, – 0,01 м;

Rш = (700/(2*3,14*720))* ln ((2*720²)/(0,01*0,8)) = 2,8 Ом

Завершуємо розрахунки визначенням загального опору заземлюючого пристрою R_з, який складається із опору вертикальних електродів та опору з'єднувальної штаби:

, Ом, (5.7)

де _ш – коефіцієнт використання з'єднувальної штаби, – 0,4.

Rз = 119,67* 2,8 / ((119,67*0,4 ) +( 2,8* 0,68*45)) =2,5 Ом

Rз < Rдоп (2,5 Ом < 4 Ом), умова виконується, розрахунок пристрою, що заземлюється, задоволняє потребам ПУЕ.

В приміщенні передбачене сумісне освітлення, при якому недостатнє за нормами природне освітлення доповнюється штучним. Природне освітлення бокове, одностороннє.

Для забезпечення відносної постійності природного освітлення незалежно від погодних умов чи пори року, вікна обладнані регульованими жалюзями.

Штучне освітлення в приміщенні здійснюється у вигляді загальної системи рівномірного освітлення.

В якості джерел штучного світла застосовуються люмінесцентні лампи, які краще поєднуються з природним освітленням, аніж лампи розжарювання. Окрім того, вони створюють більш дифузні світлові потоки, через що знижується можливість засліплюючої дії світла, відбитого екраном.

Для раціонального використання штучного освітлення в електричній схемі живлення передбачена система вимикачів, за допомогою якої можна регулювати інтенсивність штучного освітлення залежно від інтенсивності природного, а також освітлювати тільки потрібні для роботи зони приміщення.

Робота, яка виконується в кабінеті, належить до ІV-го розряду зорової роботи (робота високої точності), як наслідок, найменший розряд об'єкта розрізнення – менш 0,5мм. Контрастність об'єкта розрізнення з фоном мала, фон середній.

Для освітлення вибираємо світильники РСП 20*400 з газоразрядними лампами ДРЛ-400.

Необхідна кількість світильників N визначається за формулою:

_(5.8)

де F - світловий потік одної лампи даного світильника, лм, F= 22000 лм;

Е min – мінімальна нормативна освітленість для ІV-го розряду зорових робіт

при загальному освітленні складає 200 лк.;

S - площа приміщення, S=72 м2;

K- коефіцієнт запасу (1,3 K 1,5); Приймаємо K=1,4;

Z - поправочний коефіцієнт світильника,Z= 1,2;

n - кількість ламп в світильнику, n=1;

u - коефіцієнт використання освітлювальної установки.

Визначаємо коефіцієнт використання з розрахунку показника приміщення:

_(5.9)

де а, b – довжина і ширина приміщення, м; а = 12 м, в = 6 м;

h – висота підвісу світильника над робочою поверхнею.

φ = 12*6/ (3 *(12+6))= 0,33

Оскільки коефіцієнт відбиття стелі та стін дорівнюють відповідно ρстін=30%, ρстелі=10% , то коефіцієнт використання u=0,41.

Підставивши всі значення в формулу, знаходимо кількість потрібних світильників:

N = (200*72*1,4*1,2)/(22000*1*0,41) = 2,68≈3 шт

Приймаємо кількість світильників N= 3шт. Отже, для забезпечення штучного освітлення необхідно 3 світильника.

Аварійне освітлення 5% від нормованного

Для забезпечення 3-кратного обміну повітря за 1 годину приміщення необхідно обладнати системою вентиляції та кондиціонування. Для першої категорії робіт оптимальна температура повітря повинна складати:

22оС, відносна вологість – 60 %, швидкість повітряного потоку – 0,1 м/с [21].

Для забезпечення чистоти повітря згідно з [18] передбачено наступні заходи:

• герметизація приміщення; вікна з подвійним застікленням, двері ущільнити;

• покрити підлогу лінолеумом типу АСН;

• виготовити каркаси меблів з алюмінієвих труб;

• установити кондиціонери з фільтрами;

• очищати поверхню устаткування від пилу наприкінці кожного робочого дня;

• не палити;

• проводити вологе прибирання приміщення офісу в кінці та на початку робочого дня.

Вентиляція, яка присутня у приміщенні офісу відноситься до змішаного типу, тобто вона поєднує в собі природну та штучну вентиляцію.

Природна вентиляція створює необхідний повітрообмін за рахунок різниці щільності теплого і холодного повітря, що знаходиться всередині приміщення і більш холодного зовні, а також за рахунок вітру.

До штучної вентиляції відносяться кондиціонери, які окрім вентилювання повітря, здійснюють його очищення, та вентилятори на кожному робочому місці.

Дію ударної хвилі прийнято оцінювати надлишковим тиском у фронті ударної хвилі ∆Р (кПа).

Розрахуємо надлишковий тиск вибуху у виробничому приміщенні, розмірами (12x6x7,2), в якому внаслідок руйнування апарата відбулося витікання 2 л метилацетата (С3Н6O2).

Для визначення критеріїв вибухопожежної небезпеки слід розрахувати надлишковий тиск вибуху горючої речовини:

, (5.10)

де Р – максимальний тиск вибуху стехіометричної пароповітряної суміші, кПа:

(5.11)

– початковий тиск, 101 кПа;

– температура вибуху, для більшості речовин близько 1500 К;

– початкова температура, 293 К;

, – кількість молей речовин до та після вибуху, визначити із рівняння повного окислення одного моля рідини;

Рівняння повного окислення для одного моля ацетону має вигляд:

С3Н6O2+3,5O2→3СO2 +3 Н2О (5.12)

Звідки знаходимо х=4,5; у=6; підставивши в (5.11) отримаємо:

Pmax=6∙101∙1500/4,5∙293= 689,4 кПа

– розрахункова маса пари горючої рідини, яка може потрапити у повітря приміщення за рахунок випаровування, кг:

, (5.13)

де – інтенсивність випаровування рідини, 0,865*10^–3кг с^–1·м^–2;

– тривалість випаровування рідини, прийняти 3600 с;

– розрахункова площа випаровування рідини, яка потрапила у приміщення внаслідок аварії, :

, (5.14)

де – коефіцієнт розтікання, для чистої рідини ;

– об’єм рідини, що витекла з апарату, 2 л;

Розрахункова площа підлоги, :

(5.15)

де a, b ­ відповідно довжина і ширина підлоги (a=12м, b=6 м).

Так як величина розрахункової площі випаровування не перевищує площу підлоги , то слід прийняти, S.

Тоді з формули (5.13) знаходимо:

m = 0,863∙10-³∙3600∙2=6,2136 кг

Якщо розрахункова маса пари горючої рідини m перевищує масу рідини m_p, то слід прийняти, що

, (5.16)

де – густина ацетону, 933 кг·м^–3;

m p =933∙2∙10-³=1,866 кг

Так як , то приймаємо m = 6,2136.

– коефіцієнт, що характеризує ступінь участі горючої речовини в утворенні вибухонебезпечної суміші, для пари горючих рідин, 0,3;

– вільний об’єм приміщення, ; його можна прийняти як 80% від геометричного об’єму приміщення, ;

– густина пари, ;

, (5.8)

де – молярна маса рідини, ;

– молярна маса повітря, ;

– густина повітря, ;

– стехіометрична концентрація пари горючої рідини, об.%;

, (5.9)

де – стехіометричний коефіцієнт кисню в реакції горіння:

, (5.10)

де , , , – кількість атомів вуглецю, водню, кисню та галогенів у молекулі горючої речовини, відповідно для ацетону: , , .

Тоді:

– коефіцієнт, який враховує негерметичність приміщення і неадиабатичність процесу горіння, 3.

Остаточно надлишковий тиск вибуху горючої речовини буде дорівнювати:

Надлишковий тиск , за характеристикою ступеня баричної дії вибуху, приведе до таких наслідків:

1.Для людини легке ураження (першіння в горлі, запаморочення голови).

2.Для будівлі (цегляні та кам’яні:малоповерхові) ­ ступінь руйнування близький до 0.

Згідно з ПУЕ, в пожежонебезпечних зонах використовується електрообладнання закритого типу, внутрішній простір котрого відділений від зовнішнього середовища оболонкою. Апаратуру управління і захисту, світильники рекомендується застосовувати в пилонепроникному виконанні. Вся електропроводка повинна мати надійну ізоляцію.

5.4 Заходи по створенню безпечних та здорових умов праці

Згідно з [16] передбачена площа приміщення, в якому розміщують станки із розрахунку на одне робоче місце: площа – не менш 6 м², об’єм – не менш 20 м³, з урахуванням максимальної кількості осіб, що працюють одночасно в зміні. Тобто розміри приміщення відповідають кількості працюючих у ньому людей.

Робоче місце повинне забезпечувати виконання трудових операцій в межах зони досяжності моторного поля. Виконання трудових операцій "часто" і "дуже часто" повинно бути забезпечено в межах зони легкої досяжності і оптимальної зони моторного поля. Частоту виконання операцій приймають: дуже часто - дві і більш операції в 1 хв.; часто - менше двох операцій в 1 хв., але більше двох операцій в 1г.; рідко - не більше двох операцій в 1 г. При проектуванні устаткування і організації робочого місця слід враховувати антропометричні показники жінок (якщо працюють лише жінки) і чоловіків (якщо працюють лише чоловіки); якщо устаткування обслуговують чоловіки і жінки - загальні середні показники чоловіків і жінок. Організація робочого місця і конструкція устаткування повинні забезпечувати пряме і вільне положення корпусу тіла що працює або нахил його вперед не більше ніж на 15°. Конструкцією виробничого устаткування і організацією робочого місця має бути забезпечене оптимальне положення що працює, яке досягається регулюванням: висоти робочої поверхні. Для забезпечення зручного, можливо близького підходу до столу, верстату або машині має бути передбачене простір для стоп розміром не менше 150 мм по глибині, 150 мм по висоті і 530 мм по ширині.

За ступенем небезпеки ураження електричним струмом, відповідно до ПУЕ, приміщення відноситься до першої категорії, тобто приміщення без підвищеної небезпеки.

До засобів захисту від ураження електричним струмом при експлуатації електроустаткування передбачено занулення не струмоведучих частин електроустаткування згідно з [19]. До технічних засобів захисту відносяться також подвійна ізоляція. що ізолюють прокладки, покажчики напруги для ремонтних робіт.

Заземлювачі розташовуються в ряд з однієї сторони від місця знаходження обладнання яке потребує заземлення. В якості заземлюючих елементів використовуємо трубчасті електроди діаметром 10 мм та довжиною 8 м. Заземлювачі розташовані у ґрунті.

Принцип дії захисного заземлення полягає у тому, що між корпусом електроустаткування, який заземлюється і землею створюють металеве з'єднання малого опору, тому струм, який проходитиме крізь тіло людини, стає безпечним для життя.

Заземлювачі розташовують по контуру у ґрунті, як показано на рис.5.1:

Рисунок 5.1 – Схема розміщення заземлювачів та з'єднувальної штаби у ґрунті

Розрахунок проводиться у такій послідовності. Спочатку визначають опір розтікання струму одного вертикального електроду за формулою:

(5.11)

де ρ – питомий опір ґрунту, пісок, у місці розташування заземлювачів, 420 ;

– довжина електрода 8 м;

– діаметр електрода 0,01 м;

– глибина розташування середини електрода від поверхні землі, яка визначається за формулою:

(5.12)

де – відстань від верхньої точки стержня до поверхні землі 1 м.

Обчислимо опір розтікання струму одного вертикального електроду:

.

Визначаємо глибину розташування середини електрода від поверхні землі.

.

Згідно з ПУЕ допустимий опір заземлювача складає R_доп<=4 Ом для обладнання, яке живиться напругою до 1000 В. R_e>R_дon, тому шукаємо потрібну кількість вертикальним електродів.

Підрахуємо кількість заземлювачів без урахування з’єднувальної смуги:

(5.13)

де – попередня кількість заземлювачів, шт.;

– допустимий опір заземлюючого пристрою, 4 Ом.

Необхідну кількість заземлювачів розрахуємо за формулою (5.13):

шт., приймаємо 4шт.

Встановлюємо потрібну кількість вертикальних електродів:

,

(5.14)

де – коефіцієнт використання вертикальних електродів, який ураховує обопільне екранування. Для вибору цього коефіцієнту приймаємо значення відношення відстані між електродами до їх довжини (параметр а=3) і вибираємо в залежності від попередньої кількості заземлювачів n^/ та параметра а. Отримуємо =0,85.

шт.

Знаючи кількість заземлювачів, знаходимо довжину з'єднувальної штаби:

,

(5.15)

де – довжина з'єднувальної штаби, м;

– відношення відстані між заземлювачами до їх довжини, ;

.

Опір розтікання струму з'єднувальної штаби ( ) без урахування екранування, Ом:

,

(5.16)

де – ширина з'єднувальної штаби, 0,01м.

Згідно з формулою (5.16)

.

Визначаємо загальний опір заземлюючого пристрою R_з, який складається із опору вертикальних електродів та опору з'єднувальної штаби:

,

(5.17)

де = 0,67 – коефіцієнт використання з'єднувальної штаби.

Отже,

.

Отримане значення R_з порівнюємо із R_доп: 1.68<4 Ом – що задовольняє умові R_з< R_доп.

Одержане значення R_з=1,68 Ом менше допустимого R_доп = 4 Ом, що задовольняє потреби ПУЕ і свідчить, що 5 заземлювачів розташованих до контуру та 112,8 м з'єднувальної штаби забезпечать надійний захист від ураження електричним струмом.

У приміщенні передбачено штучне освітлення у відповідності до [20].

Штучне освітлення

Для штучного загального освітлення приміщення обираємо світильник прямого світла типу ЛСП 02В-1х40 із люмінесцентними лампами типу ЛБ-40 (потужність Р=40 Вт і світловий потік F=3100 лм).

Необхідна кількість світильників:

(5.18)

де – нормативна освітленість для IV розряду робот, 200 лк;

– площа приміщення, 1440 м²;

– коефіцієнт запасу (

– поправковий коефіцієнт світильника (

– світловий потік однієї лампи у світильнику, 3100 лм;

– кількість ламп у світильнику (

– коефіцієнт використання світлового потоку.

Коефіцієнт визначається за світлотехнічними таблицями залежно від показника приміщення та коефіцієнтів відбиття стін та стелі.

Показник приміщення розраховуємо за формулою:

(5.19)

де а, b – відповідно довжина і ширина приміщення, м;

h – висота підвісу світильника над робочою поверхнею, м.

.

Оскільки коефіцієнт відбиття стелі та стін дорівнюють відповідно ρ_стін=30%, ρ_стелі=10% , то коефіцієнт використання .

шт.

В приміщенні необхідно встановити 223 світильників.

Аварійне освітлення 5% від нормованного.

Для забезпечення 3-кратного обміну повітря за 1годину приміщення необхідно обладнати системою вентиляції та кондиціонування. Для першої категорії робіт оптимальна температура повітря повинна складати 22^оС, відносна вологість – 60 %, швидкість повітряного потоку – 0,1м/с [21].

Для забезпечення чистоти повітря згідно з [18] передбачено наступні заходи:

• герметизація приміщення; вікна з подвійним застікленням, двері ущільнити;

• установити кондиціонери з фільтрами;

• очищати поверхню станків та підлоги від пилу наприкінці кожного робочого дня;

• не палити;

• проводити вологе прибирання приміщення в кінці робочого дня.

Вентиляція, яка присутня у приміщенні відноситься до змішаного типу, тобто вона поєднує в собі природну та штучну вентиляцію.

Природна вентиляція створює необхідний повітрообмін за рахунок різниці щільності теплого і холодного повітря, що знаходиться всередині приміщення і більш холодного зовні, а також за рахунок вітру.

До штучної вентиляції відносяться кондиціонери, які окрім вентилювання повітря, здійснюють його очищення, та вентилятори на кожному робочому місці.