Инженерные решения по результатам расчета. Инженерные решения по результатам расчета, направленные на снижение концентрации токсичных компонентов отработавших газов в зоне влияния дороги
Инженерные решения по результатам расчета, направленные на снижение концентрации токсичных компонентов отработавших газов в зоне влияния дороги, следует осуществлять на основе технико-экономического сравнения следующих вариантов защитных мероприятий: 1) изменение параметров дороги, направленное на повышение средней скорости транспортного потока; 2) ограничение движения отдельных типов автомобилей полностью или в отдельные интервалы времени; 3) усиление контроле за движением автомобилей с неотрегулированными ДВС в целях минимизации токсичных выбросов; 4) применение неэтилированного бензина и каталитического дожигания выхлопных газов карбюраторных ДВС; 5) устройство защитных сооружений.
Главным критерием при таком сравнении служит степень уменьшения концентрации 3В в расчетных точках при минимально возможной площади отвода земель под защитные сооружения и наименьших приведенных затратах на обустройство 1 км дороги, достигнутое без снижения ее пропускной способности. Наиболее эффективными, с позиций экологии, но требующими значительных капитальных вложений на реконструкцию дорожной сети, являются первый и пятый варианты защитных мероприятий. Второй и третий варианты относятся к организационным мероприятиям, не требуют больших капитальных затрат, но дают значительно меньший экологический эффект. Реализация второго варианта ведет к преднамеренному снижению интенсивности движения по сравнению с проектной. Внедрение четвертого варианта по всей территории РФ будет возможно лишь после внедрения новых стандартов на автомобильные бензины. Поэтому защитные мероприятия следует применять в комплексе и с учетом специфики местных условий.
В итоговом заключении студент приводит основные выводы по расчету токсичных выбросов в атмосферу автотранспортом и указывает защитные мероприятия, осуществить которые следует в первую очередь, и какой при этом будет эффект.
5. РАСЧЕТ ТРЕБУЕМОЙ СТЕПЕНИ ОЧИСТКИ ПРОИЗВОДСТВЕННЫХ СТОКОВ
5.1. Методика расчета
Оценка требуемой очистки сточных вод (CB) позволяет сделать обоснованный выбор типа и мощности очистных сооружений, вариантов размещения оголовков выпуска (у берега или в стрежень) и их конструктивных особенностей. Участок водоема от места выпуска стоков условно делят на зоны: 1) начального разбавления, в которой скорости истечения стоков ( Vс ) существенно выше скорости потока воды ( Vп ); 2) основного разбавления, в которой Vс = Vп и перемешивание стоков идет за счет турбулентной диффузии; 3) зона самоочищения, которую в расчетах не учитывают. Общее разбавление СВ определяют как произведение краткости начального и основного разбавлении ( пн и пo ), являющихся результатом перемешивания стоков в 1 и 2 зонах [ 9 ].
Значение пн определяют по формуле
где d – отношение расчетного диаметра струи к диаметру выпускных отверстий; m - безразмерный коэффициент, величину которого находят по формуле
Рп и pс – плотности соответственно потоков воды и СВ, принимаемые обычно равными единице.
Значение пo находят как обратную величину коэффициента смешения g . определяемого по формуле
где lф – расстояние от выпуска СВ до створа водопользования по фарватеру, км; a - безразмерный коэффициент, учитывающий гидрологические особенности водоема. Значение a находят по формуле
где t – коэффициент, учитывавший место выпуска (при выпуске в стрежень t= 1,5, у берега – 1,0); ò – коэффициент извилистости, равный отношению расстояния от места выпуска до створа водопользования по прямой lп к расстоянию между местом выпуска и створом водопользования по фарватеру – lф, Д – коэффициент турбулентной диффузии.
Для условий задания Д зачисляют по формуле
Д = Vп × h / 200, (5.5)
где h.– глубина водоема, м.
Расчетную концентрацию 3В (Ср, мг/л) после полного перемешивания находят по формуле
Ср = Сисх / (пн × пo ), (5.6)
где Сисх – концентрация 3В в неочищенных стоках, мг/л. Требуемая степень очистки Э0 определяется по формуле
Э0 = (Ср– Спдк) / Ср, (5.7)
Ср
Значения ПДК для 3В берут из сборника [ 4, 10 ], при наличии фонового загрязнения Спдк уменьшается на величину фоновой концентрации данного 3В.
Если Ср £ ПДК, то Эо не определяют по формуле (5.7) из-за нецелесообразности очистки.
5.2. Задание на расчет
Задание № 5.2.1. По исходным данным табл. 5.1 определить требуемую степень очистки производственных стоков с максимальным расходом Qмакс содержащих 3В с концентрацией Сисх , при двух вариантах выпуска – у берега и в стрежень реки с фоновым загрязнением 20% от ПДК 3В. Глубина реки h , минимальный расход воды Qмин , скорость потока Vп , скорость истечения стоков Vс . Створ водопользования находится от места выпуска на расстоянии lп по прямой и lф по фарватеру. Отношение расчетного диаметра струи к диаметру оголовков равно d , плотности стоков и воды в потоке равны единице. Створ водопользования совпадает со створом полного разбавления. Дать оценку каждому варианту выпуска и обосновать инженерные решения по защите водоема от загрязнения, превышающего ПДК.
5.3. Методические указания по выполнению задания и анализу результатов расчета
Перед выполнением работы студент изучает раздел 5.2 учебного пособия [ 3 ] и свой вариант задания. По сборникам [ 4, 10 ] он определяет ПДК 3В и его лимитирующий показатель вредности. По формулам (5.1...5.7) студент находит кратности начального и основного разбавлений, расчетную концентрацию ЗВ (после его полного перемешивания) в водоеме и требуемую степень очистки. Используя материалы подраздела 2.3.3 учебного пособия [ 11 ], студент выбирает для данного 3В наиболее адекватный метод очистки и другие эффективные методы и средства защиты воды от загрязнения (в соответствии с требованиями подраздела 5.4),
5.4. Инженерные решения по результатам расчета
Инженерные решения по результатам расчета включают: 1) выбор места сброса (у берега или в стрежень); 2) оценку целесообразности применения рассеивающих выпусков при неполном перемешивании СB до створа водопользования (определяется по соотношению между кратностью полного разбавления и частным от деления Qмин на Qмакс); 3) выбор и обоснование метода и средств очистки для заданного 3В (анализируются методы – адсорбции, флотации, электрохимической и биологической очисток, а также конкретные технические средства – магнитные сепараторы, озонаторы и др.).
В итоговом заключении по заданию № 5.2.1 студент приводит расчетную концентрацию 3В и его лимитирующий показатель вредности, требуемую степень очистки, а также рекомендуемые методы и средства по уменьшению загрязнения.
6. РАСЧЕТ И ОЦЕНКА ПОВЕРХНОСТНОГО СТОКА С АВТОМОБИЛЬНОЙ ДОРОГИ
6.1. Методика расчета
Оседающие на покрытии автомобильных дорог пыль, продукты износа покрытий, шин и тормозных колодок, выбросы от работы ДВС автомобилей, материалы, используемые для борьбы с гололедом, и т.д. приводят (при смыве дождевыми и талыми водами) к насыщению вод поверхностного стока различными 3В, которые затем могут попасть в водотоки и водоемы.
Оценку загрязнения поверхностного стока (сброса) с автомобильных дорог и определение необходимости его очистки следует производить расчетом. Он выполняется в следующей последовательности:
1. Определяют расход дождевых вод Qcд, л/с, руководствуясь СНиП 2.04.03-85 [ 12 ], по формуле
Qcд = qуд×F×K, (6.1)
где qуд – удельный расход дождевых вод, л/c 1 га (для Тверской и окружающих ее областей и времени поверхностной концентрации 5 минут qуд = 4 л/c га); F – площадь (не более 5 га) участка автодороги (моста), равная произведению длины участка на ширину части дороги, с которых вода будет поступать в водоток, или на расстояние в свету между перилами для мостов, га; К - коэффициент, учитывающий изменение удельного расхода воды в зависимости от среднего продольного уклона участка дороги или моста и принимаемый по табл. 6.1.
Таблица 6.1. Значения К в зависимости от среднего продольного уклона дороги i
i , % 0 | 0,1 | 0,3 | 0,4 | 0,5 | 0,6 | 0,8 | 1,0 | 1,5 |
К | 0,56 | 0,80 | 0,87 | 0,94 | 1,0 | 1,05 | 1,18 | 1,35 |
i , % 0 | 2,0 | 2,5 | 3,0 | 3,5 | 4,0 | 4,5 | 5,0 | 6,0 |
К | 1,48 | 1.59 | 1,69 | 1,77 | 1,85 | 1,92 | 1,99 | 2.12 |
2. Рассчитывают расход талых вод Qcт , л/с, по формуле
Qcт = 0,5×F×hc×Kc, (6.2)
где hc – слой стока за 10 дневных часов, мм (для Тверской и окружающих ее областей hc = 20 мм); Кс – коэффициент, учитывающий окучивание снега (Кс = 0,8).
3. Определяют величину фактического сброса (ФС), г/ч, 3В с поверхностными СВ по каждому ингредиенту (взвешенные вещества, свинец, нефтепродукты) загрязнения по формуле
ФС = 3600×Сф×Qc, (6.3)
где 3600 - коэффициент перевода; Сф – фактическая концентрация 3В в поверхностном стоке по каждому ингредиенту загрязнений согласно табл. 6.2, мг/л; Qc – расчетный расход поверхностных сточных вод (принимают только наибольший из рассчитанных выше расходов дождевых и талых вод), л/с.
Таблица 6.2. Концентрации загрязнений в поверхностном стоке, мг/л, с покрытий автодорог
4. Определяют коэффициент турбулентной диффузии Д по формуле (5.5) при заданной Vп .
5. Рассчитывают коэффициент a, учитывающий влияние гидравлических факторов смешения, по формуле (5.4), принимая Омакс равным Qc .
6. Определяют коэффициент смешения CB с водой водотока g по формуле (5.3).
7. Определяют предельно допустимое содержание 3В в поверхностном стоке c учетом смешения его с водами водотока Cпрд , мг/л, по формуле Фролова - Родзиллера
Спрд = g×Qмин(Спдк – Св)/ Qс + Спдк , (6.4)
где Qмин – среднемесячный (минимальный) расход воды в водотоке 95% обеспеченности, м3/с; Спдк – ПДК данного 3В в водотоке, мг/л (берут из табл. 6.3).
8. Рассчитывают величину предельно допустимого сброса (ПДС), г/ч, ЗВ по каждому ингредиенту загрязнения по формуле
ПДС = 3600×Спрд× Qс, (6.5)
где 3600 – коэффициент перевода; остальные обозначения те же, что и в формуле (6.4).
9. Полученные величины ПДС и ФС по каждому ингредиенту загрязнения изображают в виде гистограммы и анализируют результаты расчетов, как указано в подразделах 6.3 и 6.4.
6.2. Задание на расчет
Задание № 6.2.1. Определить поверхностный сток и ПДС 3В (взвешенные вещества, нефтепродукты, свинец) в водоток с автодороги Тверской области. Оценить величину фактического сброса (ФС) этих веществ с поверхностными СB по каждому ингредиенту. Итоговые результаты расчета изобразить в виде гистограммы, сделать их анализ для обоснования возможности реализации вариантов сброса СВ в водоток без предварительной очистки или через очистные сооружения и предложить соответствующие инженерные решения. Содержание взвешенных веществ в реке (в природных условиях) Св = 15 мг/л, фоновые концентрации прочих веществ отсутствуют. Автомобильная дорога имеет jкатегорию с продольным уклоном i, % 0, и площадью участка водосбора F, га. Глубина в русле водотока h , м, средняя скорость потока в русле Vп , м/с, расстояние от места выпуска CB до контрольного створа по течению реки lф , м, коэффициент извилистости ò, минимальный расход воды в водотоке Qмин ,м3/с.
Численные значения исходных данных приведены в табл. 6.4.
6.3. Методические указания по выполнению задания и анализу результатов расчета
Перед выполнением задания студент должен внимательно изучить подразделы 5.2.4 и 5.2.5 учебного пособия [ 3 ], методику расчета и оценки загрязнения поверхностного стока с автомобильной дороги, а также задание № 6.2.1, изложенные в подразделах 6.1 и 6.2. Затем он определяет расход дождевых и талых вод и величину ФС по каждому ингредиенту 3В по формулам (6.1...6.3). После этого находят величину ПДС по формуле (6.5), причем необходимые для расчета коэффициенты Д, a и gопределяют по формулам (5.3...5.5) подраздела 5.1 настоящего пособия. Для удобства последующего анализа величины ФС и ПДС по каждому ингредиенту 3В следует представить графически в виде гистограммы.
Если величина ФС £ ПДС, то может быть допущен сброс поверхностных СВ с автодороги непосредственно в водоток без очистки. В случаях, когда ФС > ПДС, сброс поверхностных СB без очистки не допускается. При очистке следует обеспечивать на выходе из очистного сооружения концентрацию 3В, не превышающую значение Спрд , определенное по формуле (6.4).
6.4. Инженерные решения по результатам расчета
Если при анализе результатов расчетов сделан вывод допустимости сброса поверхностных СВ без очистки, то при проектировании автомобильных дорог и мостовых переходов применяют обычные схемы водоотвода в соответствии с действующими нормами на проектирование и типовыми решениями [ 8 ]. В противном случае следует применять схемы поверхностного водоотвода с покрытия автомобильных дорог и мостов, обеспечивающие сбор вод поверхностного стока и направляющие их на очистные сооружения. Конструкции очистных сооружений рекомендуется, как правило, принимать по действующим типовым проектам. Допускается применение индивидуальных очистных сооружений, например, камерные и тонкослойные отстойники.
Сброс дождевых и талых вод с поверхности автомобильных дорог за пределами водоохранных зон и населенных пунктов производится кюветами, лотками, по откосам на рельеф без дополнительной очистки, но со скоростями меньше размывающих для грунтов в месте выпуска воды. В проектах автомобильных дорог и мостов не следует предусматривать устройства мойки автомобилей в пределах водоохранной зоны водотоков и водоемов.
В итоговом заключении студент дает величины Qcд, Qcт, ФC, Спрд и ПДС, а также приводит решение о целесообразности (или нецелесообразности) очистки СB с автодороги. При необходимости последней он указывает какие приняты отстойники.
7, РАСЧЕТ И ОЦЕНКА УРОВНЯ ЗАГРЯЗНЕНИЯ ПОЧВ ВДОЛЬ АВТОДОРОГ
7 1. Методика расчета
При работе ДВС автомобилей образуются "условно твердые" выбросы, состоящие из аэрозольных и пылевидных частиц. В наибольших количествах выбрасываются соединения свинца и сажа. При интенсивности движения более 40 тыс. авт./сутки существенными становятся выбросы кадмия и цинка. Наибольшую опасность для биосферы представляет накопление в почве соединений свинца, что обусловлено высокой доступностью его растениям и переходом по звеньям пищевой цепи в животных, птиц и человека. Выбросы соединений свинца происходят при работе ДВС автомобилей на этилированном бензине (в бензине марок А-76 и АИ-93 содержится, соответственно, 0,17 г/кг и 0,37 г/кг соединений свинца). Около 20% общего количества свинца разносится с отработавшими газами в виде аэрозолей, а 80% выпадает в виде твердых частиц размером до 25 мкм и водорастворимых соединений на поверхности прилегающих к дороге земель. Они накапливаются в почве на глубине пахотного слоя или фильтрации воды атмосферных осадков вдоль автодорог.
Оценку загрязнения придорожных земель выбросами свинца и выбор защитных мероприятий по уменьшению ширины их распространения следует вести на основе расчета уровня загрязнения поверхностного слоя почвы (УЗП) по следующей методике [ 8 ].
1. Определяют мощность эмиссии свинца Рэ , мг/м×сут., при среднесуточной интенсивности движения за расчетный период по формуле
Рэ = Кп×mp× Кт× Ко(åGi×Pi×Ni), (7.1)
где Кп = 0,74 – коэффициент пересчета; mp – коэффициент, учитывающий дорожные условия, принимается по рис. 7.1; Кт = 0,8 – коэффициент, учитывающий долю выбрасываемого свинца в виде твердых частиц в общем объеме выбросов; kо = 0,8 – коэффициент, учитывающий оседание свинца в системе выпуска отработавших газов автомобиля; Gi – средний эксплуатационный расход топлива для данного типа автомобилей (см. табл. 4.1), л/км; Ni – среднесуточная интенсивность движения автомобилей данного типа, авт./сут. ,Рi – содержание добавки свинца в топливе, применяемом в автомобиле данного типа, г/кг.
Рис. 7.1. Зависимость коэффициента mp от средней скорости транспортного потока V
2. Рассчитывают величину отложения свинца на поверхности земли Рп , мг/м2, по формуле
Рэ = (0,4 Кl × j × Tр× Pэ) + F, (7.2)
где Кl – коэффициент, учитывающий расстояние l, м, от края проезжей части, принимается по табл. 7.1; j – коэффициент, зависящий от силы и направления ветра, принимается равным отношению площади розы ветров со стороны дороги, противоположной рассматриваемой зоне, к общей ее площади; Тр – расчетный срок эксплуатации автодороги в сутках, принимается равным 7300 суток, что соответствует 20–летнему перспективному сроку, F – фоновое загрязнение поверхности земли, мг/м2 .
Примечание. Поскольку на автодорогах 1 категории транспорт разделен на два потока, противоположных по направлению движения и отделенных друг от друга разделительной полосой шириной не менее 5 м, расчет следует вести отдельно для каждой проезжей части (направления) для интенсивности движения равной половине общей, т.е. сначала определяют эмиссию свинца от транспортного потока каждого направления. Затем рассчитывают величину Рп (1) на заданном расстоянии l от края проезжей части ближайшего к расчетной точке А потока (направления) движения по формуле (7.2). После этого рассчитывают величину Рп (2) в точке А от потока движения противоположного направления, увеличив расстояние l в формуле (7.2) на ширину проезжей части одного направления плюс 5 м. Итоговой величиной отложения свинца в точке А от транспортных потоков обоих направлений является сумма величин Рп (1) и Рп (2).
3. Рассчитывают УЗП свинцом Рс , мг/кг, на различном расстоянии от края проезжей части автодороги по формуле
Рс = Pп/(h× r), (7.3)
где h – толщина почвенного слоя, м, в котором распределяются выбросы свинца (принимается на пахотных землях равной 0,2 м, на остальных видах угодий (в том числе и на целине) – 0,1 м) , r – плотность почвы, кг/м3.
4. Полученные расчетные значения величины pc и их изменение от расстояния до края проезжей части l необходимо представить в графической форме (см. рис. 4.2) и сопоставить с ПДК свинца в почве по общеcанитарному показателю, равному 32 мг/кг.
5. При необходимости уменьшения ширины загрязнения придорожной полосы свинцом следует предусматривать защитные мероприятия, аналогичные c рассмотренными в подразделе 4.4. Учет эффективности защитных сооружении по снижению УЗП свинцом следует производить по табл. 4.5.
7.2. Задание на расчет
Задание № 7.2.1. Выполнить расчет и оценку уровня загрязнения придорожных земель выбросами свинца по исходным данным табл. 7.2 и выбрать защитные мероприятия по уменьшению ширины их распространения в условиях: 1) реконструкции дороги III категории по нормативам I категории; 2) в случае отказа от реконструкции.
Расчетный период эксплуатации автодороги 20 лет (7300 суток); исходя из розы ветров, коэффициент j = 0,7; фоновое загрязнение отсутствует; тип земель – пахота с параметрами h = 0,2 м и r = 1600 кг/м3; шифры типов автомобилей в транспортном потоке соответствуют обозначениям табл. 4.1. Средняя интенсивность движения в расчетный период Na, авт./сут.; средняя скорость движения транспортного потока в варианте отказа от реконструкций V1, км/ч, то же после реконструкции – V2, км/ч. Легковые автомобили используют бензин АИ-93, а грузовые (карбюраторные) – А-76. Селъхозугодья начинаются на расстоянии 50 м от внешней кромки проезжей части автодороги, а ширина проезжей части одного направления автодороги I категории составляет 11,25 м.
7.3. Методические указания по выполнению задания и анализу результата расчета
Перед началом выполнения задания студент должен внимательно изучить методику расчета и оценки УЗП свинцом, а также задание № 7.2.1, изложенные в подразделах 7.1 и 7.2. После этого он выполняет расчеты величины УЗП свинцом на расстояниях от внешней кромки проезжей части автодороги, указанных в табл. 7.1, используя формулы (7.1...7.3). При этом в расчетах, связанных с вариантом реконструкции автодороги по нормативам I категории, необходимо принять во внимание рекомендации примечания подраздела 7.1.
Итоговые результаты расчета как для варианта реконструкции автодороги, так и в случае отказа от него необходимо представить графически (см. рис. 4.2) в координатах Pc и l и сопоставить с ПДК свинца в почве. С помощью построенного графика студент определяет ширину полосы от кромки проезжей части автодороги, в которой превышен ПДК, для обоих вариантов и делает вывод о влиянии реконструкции автодороги на этот экологический показатель. Если ширина полосы опасного УЗП пересекает границу сельхозугодий, следует предусмотреть защитные мероприятия, экологическую эффективность которых студент должен оценить по табл. 4.5, и полученные результаты нанести на итоговый график.
7.4. Инженерные решения по результатам расчета
На первом этапе принятия инженерных решений по результатам расчета студент проверяет экологическую обоснованность проведения реконструкции автодороги по нормативам I категории и в случае ухудшения показателя УЗП в придорожной полосе предлагает от нее отказаться.
На втором этапе, если установлена необходимость уменьшения ширины загрязнения придорожной полосы свинцом, студент должен предусматривать защитные зеленые насаждения, экраны, защитные валы, прокладку автомобильной дороги в выемке. Перечень защитных мероприятий в табл. 4.5 составлен в порядке возрастания приведенных расходов на возведение и содержание объектов природоохранного назначения. Студент должен стремиться к достижению безопасного УЗП в расчетной точке на границе сельхозутодий, но с наименьшими затратами.
В итоговом заключении студент делает выводы по результатам расчета и оценки УЗП свинцом как для случая реконструкции автодороги, так и в случае отказа от нее. При реконструкции автодороги он дает перечень защитных мероприятий, обеспечивающих безопасный УЗП свинцом.
8. РАСЧЕТ И ОЦЕНКА ТРАНСПОРТНОГО ШУМА В ЖИЛОЙ ЗОНЕ
8.1. Методика расчета
Доминирующими источниками внешнего шума в населенных пунктах являются транспортные потоки и железнодорожные поезда.
Ожидаемый уровень звука в расчетной точке, обусловленный шумом транспортных потоков, рассчитывают по следующей методике.
1. Пропускную способность, авт./ч, одной полосы движения транспортной магистрали [ 13 ] определяют по формуле
где Nпр – максимальное число приведенных. транспортных средств (легковых автомобилей), которое может быть пропущено в течение 1 ч по одной полосе движения в одном направлении, автомашин; V – установившаяся скорость движения, км/ч.
2. Пропускную способность транспортной магистрали (автомашин в 1 ч) [ 13 ] определяют как
N = (Nпр× Кn)/(1 +1,8 К), (8.2)
где n – число полос движения; Кn – коэффициент многополосности (К1 = 1; К2 = 1,9; К3 = 2,7; К4 = 3,5; К5= 4,3; K6 = 5; К7 = 5,7; К8 = 6,4); К – доля грузового и общественного транспорта в потоке.
3. Расчетный эквивалентный уровень звука автотранспортного потока, дБА, находят по формуле
Lэкв = L’А7 +åD Аi , (8.3)
где L’А7 – эквивалентный уровень звука на расстояний 7,5 м от оси ближней полосы движения транспорта на высоте 1,2 м от поверхности проезжей части для стандартных условий, дБА;
D Аi – поправка на отличие от стандартных условий.
Расчетное значение шумовой характеристики автотранспортного потока при стандартных условиях представлено в табл. 8.1.
Значения поправок D Аi на отличие стандартных условий от заданных представлены в табл. 8.2...8.5.
4. Эквивалентный уровень звука, дБА, в расчетной точке на улице определяют по формуле
где Lэкв – эквивалентный уровень звука на расстоянии r0= 7,5м от оси ближней полосы движения транспорта, дБА; r0 – принимается равным 7,5 м; K ’ – коэффициент, учитывающий снижение шума за cчет характера поверхности земли (для грунта с травой К ’ = 1,1; для снежной поверхности К ’ = 0,9); R – расстояние до расчетной точки, м.
5. Эквивалентный уровень звука в квартире с открытой форточкой, расположенной вблизи расчетной точки, принимают на 10 дБА ниже, чем на улице.
6. Вычисляют эквивалентный уровень звука, дБА, в расчетной точке вне помещения Lтер, а затем внутри последнего Lпомс учетом снижения шума экранами и полосами зеленых насаждений по формуле ;
где Lтер – снижение шума различными препятствиями (экранирующие сооружения, зеленые насаждения), дБА /берут из табл. 8.6 или рассчитывают по формуле (8.7)/; j – количество препятствий между источником шума и расчетной точкой.
Снижение уровней шума экранами D Lэкр определяют следующим образом. По табл. 8.7 находят величину снижения шума экраном бесконечной длины D Lэкр b в дБА, предварительно рассчитав разность длин путей прохождения звукового луча d при наличии и отсутствии экрана.
Величину d, м, рассчитывают по формуле
d = (a + в) – с, (8.6)
где а - кратчайшее расстояние между геометрическим центром источника шума и верхней кромкой экрана, м ; в - кратчайшее расстояние между расчетной точкой и верхней кромкой экрана, м; с - кратчайшее расстояние между геометрическим центром источника шума и расчетной точкой, м.
Величину снижения уровня звука экраном конечной длины определяют по формуле
D Lэкр = D Lэкр a +Dg, (8.7)
где D Lэкр a – меньшая из величин D Lэкр a1 и D Lэкр a2 в дБА, определяемая по табл. 8.8; Dg – поправка в дБА, определяемая по табл. 8.9.
Примечание. В зимнее время из-за отсутствия листьев снижение шума полосами зеленых насаждений следует уменьшить в 1,5 раза.
Для выполнения дальнейших расчетов по экрану вычерчивают в произвольном масштабе принципиальную схему расположения в плане источника шума, экрана и расчетной точки. Затем опускают перпендикуляр из расчетной точки на экран и соединяют расчетную точку с концами экрана. После этого определяют углы a1 и a2 между перпендикуляром и линиями, соединяющими концы экрана с расчетной точкой (детально см. подраздел 8.3),
Таблица 8.9. Величина поправки в дБА, определяемая в зависимости от разности величин D Lэкр a1 и D Lэкр a 2
7. Определяют шумовую характеристику потоков железнодорожных поездов Lэкв в дБА на расстоянии 7,5 м от оси колеи, ближней к расчетной точке по табл. 8.10 с поправкой по табл. 8.11.
8. При движении поездов различных типов шумовую характеристику железнодорожного потока, дБА, вычисляют суммированием (по энергии) эквивалентных уровней звука, определенных для каждого типа поезда, по формуле
Lсум = 10 lg (8.8)
где Li – уровень звука i -го источника шума, дБА;n – количество источников шума.
9. Определяют эквивалентный уровень шума в расчетной точке на улице и в квартире с открытой форточкой по формуле (8.4).
10. Рассчитывают эквивалентный шум железнодорожного потока в расчетной точке вне и внутри помещения о учетом снижения шума экранами и полосами зеленых насаждений по формуле (8.5).
И. Определяют ожидаемый уровень звука в дБА а расчетных точках вне и внутри помещения от суммарного воздействия железнодорожного и автомобильного транспорта по формуле (8.8).
12. Оценивают требуемое снижение уровней звука в дБА в расчетной точке Lтр.тер. и Lтр.пом. на территории вне или внутри помещения по формуле
Lтр.тер. (пом) = Lтер.(пом) – L доп.тер. (пом), (8.9)
где Lтер.(пом) – рассчитанный уровень звука в расчетной точке вне или внутри помещения, дБА L доп.тер. (пом) – допустимый (нормативный) уровень звука в дБА на территории или в помещениях рассматриваемого объекта.
В РФ согласно СНиП II-12-77 [ 4 ] наибольший допускаемый уровень звука на территории больниц, санаториев, непосредственно прилегающей к их зданиям, установлен в 35 дБА; на территории, непосредственно прилегающей к жилой застройке, – 45 дБА; в жилых помещениях – 30 дБА; на территории сложившейся жилой застройки допускается принимать 55 дБА.
13. В том случае, если уровень звука в помещении превышает допустимое значение, следует выбрать по табл. 8.12 конструкцию окна с улучшенной звукоизолирующей способностью. В этом случае уровень звука Lпом , дБА, в помещениях защищаемого от шума объекта определяют по формуле
Lпом = Lтер – D Lок , (8.10)
где Lтер – эквивалентный уровень шума в расчетной точке территорий вне помещения, дБА; D Lок – снижение уровня шума конструкцией окна (см. табл. 8.12), дБА.
Таблица 8.12. Снижение уровня шума конструкцией окна, защищаемого от шума объекта
8.2. Задание на расчет
Задание № 8.2.1. Рассчитать и оценить эквивалентный уровень звука на площадке перед домом и в комнатах первого этажа при окнах с открытой форточкой для летних и зимних условий по данным табл. 8.13 и 8.14. Шум создается потоками автомобильного и железнодорожного транспорта. Автомобильная и железная дороги параллельны друг другу и располагаются по одну сторону от расчетной точки на расстоянии от последней, соответственно, R1 и R4. Вдоль каждой из них со стороны расчетной точки посажена i -рядная полоса зеленых насаждений. На расстоянии R2 от автомобильной дороги с n полосами движения установлен шумозащитный экран высотой h и длиной R3таким образом, что расчетная точка расположена напротив середины экрана. Скорость движения автотранспортного потока V, км/ч; количество грузового и общественного транспорта в потоке К, %; продольный уклон магистрали m,‰; отношение ширины улицы к сумме высот застройки К1. Интенсивность и скорость движения пассажирских поездов, соответственно, составляют m1 , пар/ч и V1, км/ч; электропоездов m2 , пар/ч и V2, км/ч; грузовых поездов m3, пар/ч и V3 км/ч. Пространство между расчетной точкой и магистралями имеет травяной покров летом и снежный – зимой.
Выбрать конструкцию окна жилого помещения, чтобы уровень звука в нем не превышал допустимого значения. Итоговые результаты расчета изобразить в виде гистограммы.
8.3. Методические указания по выполнению задания и анализу результатов расчета
Вначале студент изучает подраздел 5.7.1 учебного пособия [ 3 ], а затем знакомится со всеми подразделами данного раздела и особенно с заданием № 8.2.1. Выполнение данного задания он начинает с изображения расчетной схемы взаимного расположения транспортных магистралей, полос зеленых насаждений, экранирующих сооружений и расчетной точки, выполненной в произвольном масштабе (рис. 8.1).
Затем, используя эту расчетную схему, формулы (8.1...8.10) и данные табл. 8.1...8.14, студент определяет ожидаемые уровни звукового давления в расчетных точках вне и внутри помещения и сравнивает их с допустимыми значениями. После этого он выбирает направления по борьбе с шумом транспортных потоков в соответствии с рекомендациями подраздела 8.1 и рис. 8.2, а также табл. 8.6 и 8.12. При этом студент рекомендует необходимую ширину полосы зеленых насаждений между магистралями и защищаемым от шума объектом и конструкцию окон в помещениях последнего, а также размер экрана. При расчетах ему следует учесть, что в зимнее время эффективность полос зеленых насаждений снижается в 1,5 раза.
Рассчитанные, допустимые и ожидаемые после проведения противошумных мероприятий уровни звукового давления в расчетных точках студент изображает в виде гистограммы (рис. 8.3).
Рис. 8.3. Гистограмма результатов расчета по транспортному шуму: 1 и 2 - шумовая характеристика, соответственно, автомобильной и железной дороги; 3 и 4 – рассчитанные уровни звука в РТ вне и внутри помещения зимой; 5 и 6 – то же летом; 7 и 8 – ожидаемые (после проведения противошумных мероприятий) уровни звука в РТ вне и внутри помещения зимой; 9 и 10 – то же летом
8.4. Инженерные решения по результатам расчета
Борьба с шумом ведется по четырем направлениям: 1) техническому - снижение шума в источнике его возникновения;
2) административно-организационному – снижение шума путем регламентации по месту, времени и качественному составу движения транспортных потоков; 3) градостроительному (архитектурно-планировочному) – снижение шума на пути его распространения в городской среде; 4) строительному (объемно-конструктивному) – снижение шума на объекте защиты путем увеличения звукоизолирующей способности наружных ограждений, изменению объемно-планировочных решений самого объекта и т.п.
Критерием выбора конкретного способа борьбы с шумом является минимум приведенных затрат на строительство и эксплуатацию защитного объекта, достигнутый без снижения пропускной способности дороги.
Для защиты от транспортного шума широко применяют экраны, размещаемые между источниками шума и защищаемыми от шума объектами. В качестве экранирующих сооружений используют специальные конструкции, а также земляные насыпи, откосы выемок, здания нежилого назначения, специальные шумозащитные здания и т.п. В общем случае между источниками шума и расчетной точкой могут находиться различные препятствия (экранирующие сооружения, жилые дотла, зеленые насаждения), влияние которых последовательно учитывают, а затем суммируют,
Значительное влияние на снижение транспортного шума оказывают полосы зеленых насаждений. Правильно выполненная шумозащитная полоса состоит из деревьев, посаженных на таких расстояниях, чтобы их кроны были плотно сомкнуты, и из посадок кустов, которые полностью закрывают пространство под кронами деревьев.
В итоговом заключении студент приводит основные выводы, базирующиеся на составленной им гистограмме (пример ее оформления см. на рис. 8.3) и рекомендует способы защиты от транспортного шума, которые следует применить в первую очередь и к чему это приведет при их внедрении.
9. РАСЧЕТ ЗВУКОИЗОЛЯЦИИ ШУМА ОГРАЖДАЮЩЕЙ КОНСТРУКЦИЕЙ
9.1. Методика расчета
Расчет звукоизоляции шума ограждающей конструкцией по СНиП [ 14 ] состоит из следующих этапов:
1. Характер звукоизоляции шума однословной конструкцией определяют графически, представляя его в виде ломаной линии АВСД, как это показано на рис. 9.1.
2. Точки А н В (рис. 9.1) находят по графикам, представленным на рис. 9.2 и 9.3.
Поверхностную плотность Р, кг/м2, находят по формуле
P = 0,01×Pк ×hк, (9.1)
где Pк – удельная плотность материала, кг/м3; hк – толщина ограждения, м; 0,01 – коэффициент перевода.
Точка А определяется по толщине ограждающей конструкции hк и поверхностной плотности Р.
По приведенным в исходных данных значениям h и Р (линия 1 для Р ³ 1800 кг/см ; линия 2 для Р = 1600, линия 3 для Р = 1400 и линия 4 для Р £ 1200 кг/см ) находят значение частоты точки В на рис. 9.3 (на оси ординат).
DL для отрезка СД (cм. рис. 9.1) равна 60 дБ, а отрезок BC проводят до пересечения с отрезком СД с наклоном 7,5 дБ на октаву.
3. Частотная характеристика изоляции воздушного шума стеклянной ограждающей конструкцией определяется графически путем построения ломаной линии, представленной на рас. 9.4.
4. Частоту точек В и С (рис. 9.4) находят как частное от деления соответственно 6000 и 12000 на толщину стекла hс, мм . DL точки В по оси абсцисс равна 35 дБ, а точки С – 29 дБ. Наклон отрезка АВ равен 5 дБ на октаву, отрезка СД – 8 дБ на октаву.
5. Если ограждение представлено однослойной бетонной конструкцией, то для оценки его изоляционной способности достаточно графиков рис. 9.1...9.3; для стеклянного ограждения используют рис. 9.4. При неоднородной ограждающей конструкции, содержащей разные по своим частотным характеристикам элементы, определяют среднее ослабление воздушного шума этой конструкции Ri по формуле
где Sк – площадь отдельного элемента сложного ограждения (глухой стены, окна и др.), м; Rк – звукоизолирующая способность этого элемента в к -ой октавной полосе частот , дБ.
6. Анализ результатов расчета и выбор инженерных решений выполняют в соответствии с указаниями подразделов 9.3 и 9.4.
9.2. Задание на расчет
Задание № 9.2.1. По исходным данным табл. 9.1 рассчитать звукоизоляцию шума однослойной бетонной конструкцией площадью Sк , толщиной hк и удельной плотностью Рк c окнами из силикатного стекла толщиной 3 мм (для нечетных вариантов) и 4 мм (для четных вариантов) и площадью So. Оценить защиту при воздействии шума интенсивностью в октавных полосах частот L , дБ, проанализировать результаты расчета и обосновать рекомендаций по защите от шума.
9.3. Методические указания по выполнению задания и анализу результатов расчета
Оценку звукоизоляции шума ограждающей конструкцией применяют при разработке средств защиты жилых помещений от уличного шума и защиты районов жилой застройки от шума промышленных предприятий.
При расчетах по рис. 9.1...9.3 студент последовательно определяет DL в каждой октаве каждого компонента ограждения. Затем он по формуле (9.2) рассчитывает среднюю изоляцию шума конструкцией в целом. Все результаты расчетов студент заносит в табл. 9.2, а также приводит ПДУ шума для ночных условий (берет из табл. 9.3) и находят требуемое снижение уровня шума.
Помимо табл. 9.2 студент представляет общий график, на котором должны быть показаны спектры: 1) воздействующего шума, 2) проникающего шума и 3) ПДУ шума для ночи.
9.4. Инженерные решения по результатам расчета
Инженерные решения по защите от шума для данной ситуации в основном обеспечиваются следующими методами:
I. Повышением изоляции воздушного шума в самом слабом звене ограждающей конструкции – в окнах за счет применения двойного остекления, звукопоглощающих переплетов и увеличения толщины стекла (например, 10-миллиметровое стекло в указанных условиях снижает шум в октавной полосе со среднегеометрической частотой 125 Гц на 36 дБ, 250 Гц на 38 дБ, 500 Гц – 39 дБ, 1000 Гц – 47 дБ, 2000 Гц – 54 дБ и 4000 Гц – 55 дБ).
2. Использованием ограждений с большей поверхностной плотностью.
3. Экранированием при защите от уличного шума посадками деревьев, посевами трав, нежилыми зданиями и сооружениями. Звукоизоляция таких решений подробно рассмотрена в разделе 8 настоящего пособия и разделе 7 СНиП [ 14 ].
В итоговом заключении студент приводит основные результаты расчета звукоизоляции и указывает методы, которые следует применить в первую очередь по защите от шума.
10. ПРОСТЮЗИРОВАНИЕ ЗОН РАДИОАКТИВНОГО ЗАРАЖЕНИЯ МЕСТНОСТИ И ВНУТРЕННЕГО ПОРАЖЕНИЯ ЧЕЛОВЕКА ПРИ АВАРИЙНОМ ВЫБРОСЕ НА АЭС
10.1. Методика прогнозирования
При аварии на АЭС может произойти выброс: 1) парогазовой фазы или 2) продуктов деления ядерного горючего. Первый случай возможен при аварии без разрушения активной зоны ядерного реактора с выбросом радиоактивных изотопов (ксенон, криптон, йод) на высоту 150...200 м в течение 20...30 мин; второй случай – при аварии с разрушением активной зоны реактора и выбросом продуктов деления на высоту до 1 км (мгновенно) с последующим истечением струей радиоактивного газа на высоту до 200 м. При этом большая часть активности выносится из реактора при истечении этого газа до тех пор, пока не загерметизируют данный реактор. Такие выбросы способствуют радиоактивному заражению (РЗ) окружающей среды.
При аварии на АЭС с разрушением реактора (наиболее опасный случай) образуются пять зон внешнего РЗ (обозначаются буквами А/, А, Б, В и Г) и две зоны внутреннего (ингаляционного) поражения (обозначаются буквами Д/ и Д), приведенные на рис. 10.1. Они имеют наименование и обозначение цветом. Так, зона А/ – зона слабого РЗ, красный цвет; А – зона умеренного РЗ, синий цвет; Б – зона сильного РЗ, зеленый цвет; В – зона опасного РЗ, коричневый цвет; Г – зона чрезвычайно опасного РЗ, черный цвет; Д/ – зона опасного внутреннего поражения (ВП), пунктир коричневого цвета; Д – зона чрезвычайно опасного ВП, пунктир черного цвета.
Длительность заражения местности зависит от периода полураспада Тп вещества, применяемого в качестве ядерного горючего. Так, для урана-235 Тп = 700 млн. лет, цезия-137 Тп = 30 лет и стронция-90 Тп = 28,6 года. Характер спада уровня радиации (мощности дозы), рад/ч, зависит от времени после аварии на АЭС (Тав до и более 3 месяцев) [ 15 ]. В целом закон спада уровня радиации таков: за семикратный промежуток времени уровень радиации уменьшается в два раза (при ядерном взрыве в десять раз). Это объясняется тем, что из ядерного реактора выбрасываются при аварии только долгоживущие радионуклиды (уран-235, цезий-137, стронций-90 и т.д.). Короткоживущие радионуклиды перестали существовать после длительной работы на данном ядерном топливе в реакторе АЭС.
рис. 10.1. Зоны РЗ и ВП при аварии на АЭС с разрушением реактора (ОЭ – объект экономики)
Как внешнее РЗ, так и ЗП опасны для человека. Наиболее опасным видом облучения является ВП, так как радионуклиды (радий, стронций и др.) поступают в органы дыхания и кишечно-желудочный тракт, а затем перераспределяются в критические органы (особенно щитовидную железу) и накапливаются в организме на длительное время. Поэтому для выявления зон РЗ местности и ВП человека проводят прогнозирование на случай аварий на АЭС с разрушением реактора и выбросом продуктов деления Ак = 10% при скорости ветра на высоте 10 м V10= 5 м/с. Затем подбирают режим радиационной защиты (РРЗ) для обслуживающего персонала ОЭ (предприятия, АО и фирмы) и населения города (поселка), попавших в соответствующую зону РЗ и ВП (например, как на рис. 10.1).
Методика прогнозирования состоит в следующем.
1. Определяют степень вертикальной устойчивости атмосферы (СВУА) по табл. 10.1, руководствуясь V10, облачностью и временем суток.
Обозначения: КО – конвекция или неустойчивое состояние атмосферы; ИЗ – изотермия или нейтральное состояние; ИН – инверсия или устойчивое состояние атмосферы.
2. Находят по табл. 10.2 среднюю скорость ветра Vср м/с, в приземном слое в зависимости от СВУА и V10.
3. С учетом типа возможной аварии на АЭС определяют по табл. 10.3 размеры зон РЗ и ВП с дозой до полного распада Д¥и записывают их.
4. Строят в соответствующем масштабе схему зон РЗ и ЗП и наносят на эту схему ОЭ, город или поселок как показано на рис. 10.1. При этом зоны обозначают соответствующим цветом, указанным выше.
Примечания: 1. Нагляднее размещение зон видно на карте местности, которой должны воспользоваться дипломники. 2. Предприятие, АО, фирму с городом (поселком) лучше обозначать квадратом на схеме и написать ОЭ с городом или поселком.
Таблица 10.3. Характеристика зон РЗ и ВП для изотермии при V10 = 5 м/с, высоте выброса Hв = 200 м (реактор типа РМБК-1000) продуктов деления, Ак = 10%
Обозначения к табл. 10.3: Р1 = Д¥ /400 – уровень радиации на 1 ч после аварии; Д¥ – доза до полного распада.
5. По схеме (карте) определяют в какую из зон РЗ или ВП, или одновременно в зоны РЗ и ВП попал наш ОЭ с городом (поселком). Если ОЭ вышел за зону А’, то он вне опасности по РЗ и ВП. В последнем случае прогноз не следует проводить в дальнейшем.
Примечание. По карте определяют расстояние Lo, м, по прямой от АЭС до ОЭ или города.
6. Вычисляют время, ч, начала выпадения радиоактивных осадков над заданным объектом (поселком) по формуле
tвып = Lo /3600 V10, (10.1)
где Lo – расстояние от ОЭ (поселка) до АЭС, м.
7. По табл. 10.4 определяют время формирования – tформ , ч, радиоактивного следа.
8. Если облако сформировалось ко времени подхода его к ОЭ, то над ним будет происходить выпадение радиоактивных осадков. Поэтому по табл. 10.3 определяют методом интерполяции (см. пример 1) возможный уровень радиации Р1 и возможную дозу Д¥ внеш. для зоны РЗ, где находится наш объект; для зоны ВП определяют только возможную дозу Д¥ внутр.
Пример 1. Определить методом интерполяции по табл.10.3 значения Р1 (уровень радиации на 1 ч после аварии) и Д¥ внеш. , если ОЭ попал а зону А; Д¥ внутр. , если ОЭ попал в зону Д'. Расстояние Lo = 60 км.
Решение. Для наглядности воспользуемся рис. 10.1, из которого видно: 1) ОЭ находится между внешними границами зон А и Б, тогда
Примечание. Если ОЭ находится внутри зоны Д, то Д¥ внутр. > 250 бэр; вне зоны Д’ (до внешней границы зоны А' ) Д¥ внутр. <30 бэр.
9. Определяют уровни радиации, рад/ч, на ОЭ на различное время (на начало выпадения осадков, конец рабочей смены с момента выпадения осадков, конец первых суток и на конец трех суток) по формуле
Pt = P1/ K, (10.2)
где К – коэффициент пересчета, принимаемый по табл. 10.5.
Таблица 10.5. Коэффициенты К на любое заданное время (до трех суток включительно)
Пример 2. Найти уровни радиации на ОЭ для различного времени по формуле (10. 2), если известно: Р1 = 0,63 рад/ч, tформ = 5 ч, Тр = 4 ч.
Решение. 1. На начало выпадения радиоактивных осадков, т.е. , tнач = tформ = 5 ч при К = 2,22 (см. табл. 10.5), P5 = 0,63/2,22 = 0,28 рад/ч.
2. На конец рабочей смены, т.е. , tк =tнач + Тр = 5 + 4 = 9 ч при К = (2,85 + 3,0) / 2 = 2,93; P9 = 0,63/2,93 = 0,22 рад/ч.
3. За первую смену Pсp = (P5 + Р9) / 2 = (0,28 + 0,22) / 2 = 0,25 рад/ч.
4. На конец первых суток с начала выпадения осадков при
К24 = 5, Р24 = 0,63/5 = 0,13 рад/ч.
5. На конец третьих суток при K72 = 7, P72 = 0,63/7 = 0,09 рад/ч.
10. Находят дозу облучения, бэр, полученную на открытой местности за первые сутки (накопление дозы идет неравномерно: в первые сутки после аварии – более интенсивно, чем в последующее время) по формулам;
Затем сравнивают Д1сут с Дуст (см. исходные данные),
11. При Д1сут > Дуст подбирают соответствующий режим ррз для персонала ОЭ и населения (который должен строго соблюдаться на ОЭ с поселком), а также решения по их защите, руководствуясь табл. 10.6. Для этого рассчитывают критерий возможной дозы за 10 суток и 1 год.
Примечание к табл. 10.6. Мероприятия по защите (решение) осуществляются: I) частично, если прогноз облучения превышает нижний уровень; 2) в полном объеме (обязательное выполнение) при превышении верхних значений облучения.
Лучше решение принимать по дозовым нагрузкам за короткое время, т.е. на ранней фазе развития аварии –10 суток. Расчет этой дозы ведут по формуле
Д10 сут = 2 (Pк tк – Pн tн), (10.5)
где Pн и Pк – уровень радиации на начало и окончание облучения, рад/ч; tн и tк время начала и окончания облучения, ч.
Однако в табл. 10.5 коэффициенты пересчета К даны на время после аварии на АЭС только до 3 суток. Поэтому принимают, что
Д10 сут = Д3 сут + Д7 сут, (10.6)
Тогда, руководствуясь формулой (8.5),
Д3 сут = 2(Р3 сут × 72 – Рt вып × tнач ), (10.7)
где Рt вып – уровень радиации при начале выпадения радиоактивных осадков над ОНХ, рад/ч; tвып – время начала выпадения этих осадков, ч.
Определив Д3 сут и зная, что за семикратный период времени (в нашем случае за 7 суток) согласно закону спада радиация снизится в 2 раза, формулу (10.6) можно записать так:
Д10 сут = Д3 сут +( Д3 сут /2), (10.8)
Найденную величину Д10 сут сравнивают с дозовым критерием, указанным в табл. 10.6, и, руководствуясь примечанием к данной таблице, принимают решение. Оно может быть однозначным: частично применяют мероприятия по защите или в полном обязательном объеме в зависимости от превышения Д10 сут нижний или верхний критериальный уровень табл. 10.6.
Пример 3. Вычислить Д10 сут и принять решения по защите работающих и населения, если известно: Р3 сут = 0,09 рад/ч, Рн = 0,28 рад/ч и tн =tформ =5 ч.
Решение. 1. По формуле (10.7) определяем Д3 сут = 2(0,09 ×72 + 0,28×5) = 15,76 бэр.
2. Вычисляем по формуле (10.8) значение
Д10 сут =15,76 + (15,76 / 2) = 23,64 бэр.
3. По табл. 10.6 принимаем решения по защите. Величина 23,64 бэр превышает верхний уровень табл. 10.6 (на все тело) за исключением решения по эвакуации взрослых. Поэтому укрытие, защиту органов дыхания и йодную профилактику взрослых людей, детей, беременных женщин, эвакуацию детей и беременных женщин необходимо проводить в полном объеме, а эвакуацию взрослых людей –осуществить частично, т.е. вначале – население по мере возможности.
12. Вычисляют суммарную дозу, полученную работающим первой смены, по формуле
Дå= Дотк + Д8ч + До + Дпер + Дотд , (10.9)
где Дотк – доза, полученная работающим на открытой местности в течение соответствующего времени, бэр; Д8ч – доза, полученная работающим на рабочем месте за 8-часовую смену, бэр; До – доза, полученная работающим от проходящего радиоактивного облака (принимается по табл. 10.7), бэр; Дпер – доза, полученная работающим при переезде к месту работы и обратно (Дпер = Дкр + Дср , где Дкр и Дср –дозы, полученные при переезде соответственно к работе и с работы), бэр; Дотд – доза, полученная работающим за время его отдыха в зоне отдыха (т.е. от конца рабочей смены до истечения первых суток), бэр. Все составляющие Дå находят по формуле
Д t=(Pср×T) / Kо, (10.10)
где Pср = (Рн + Рк)/2 – среднее значение уровня радиации, рад/ч, за промежуток времени от начала до конца периода облучения; Т – период облучения работающих в различных условиях (на открытой местности, в транспорте, на рабочем месте и в зоне отдыха), ч; Ко – коэффициент ослабления в этих условиях (он задается в исходных данных).
Найденную величину Дå сравнивают с Дуст . При Дå > Дуст необходимо проанализировать составляющие Дå и выделить те из них, которые дают наибольший вклад в Дå . Затем предусмотреть меры по их снижению (например, сокращение времени облучения или увеличение коэффициента Ко для соответствующих условий.
Примечание. При определении Дотк и Дкр величину Рср принимают наибольшей, т.е. равной величине на начало выпадения осадков.
Пример 4. Вычислить Дå, сравнить ее с Дуст = 2 бэр и предусмотреть меры по снижению составляющих Дå. Известно: Pсp = 0,425 рад/ч на рабочем месте, продолжительность смены 8 ч и коэффициент ослабления (защиты) Ко = 10; Lo = 30 км; на открытой местности Ротк = 0,56 рад/ч люди находятся 2 ч при Ко = 1; переезд к работе и с работы занимает 2 ч при Ко = 2 с Ркр = 0,56 рад/ч и Pсp = 0,29 рад/ч; время отдыха 12 ч при Ко = 20 с Pсp = 0,29 рад/ч до Р1сут = 0,13 рад/ч.
Решение. 1. Определяем по формуле (10.10) все составляющие Дå/см. формулу (10.9)/:
Наибольший вклад в Дå вносит Дотк , До и Дпер . Лучшим решением является уменьшение времени нахождения на открытой местности до 0,5 ч (а 1,5 ч перенести в зону отдыха) и переезда на транспорте к работе и с работы до 1 ч (а I ч перенести в зону отдыха). Величину До нельзя уменьшить, так как она зависит от удаления ОЭ от АЭС.
4. С учетом принятых изменений пересчитываем Дотк , Дпер и Дотд получаем
Дå = 0,28 + 0.34 + 1 + 0,212 + 0,152 = 1,984 <Дуст = 2 бэр.
13. По величине Дå определяют радиационные потери (РП) людей на ОЭ и распределение их по времени (табл. 10.8), если Дå > 100 рад или бэр. Если Дå>50 бэр, то определяют по табл. 10.9 групповую трудоспособность структурного подразделения (цеха, службы, отдела или участка) ОЭ.
Примечания: Подразделения с ограниченной трудоспособностью, I или II степени сохраняют трудоспособность; III степени - теряют трудоспособность до 50...60%.
14. Подбирают РРЗ как для работающих, так и для населения, находящегося в условиях радиоактивного заражения местности.
Безопасным РРЗ считается такой режим, когда облучение людей не выше суточно установленной дозы Дуст. Он характеризуется коэффициентом безопасной защищенности Сб, определяемым по формуле
Сб =Дсут / Дуст , (10.11)
где Дсут – доза радиации, накапливаемая на открытой местности за сутки, бэр (в нашем случав Дсут для населения и Д для работающих ОЭ); Дуст - установленная доза нормами радиационной безопасности (НРБ-96) для выполнения аварийных работ, бэр.
Величина Дуст имеет не только организационный характер, но и экономический, так как оплата труда зависит от расстояния до места аварии. Коэффициент Сб показывает во сколько раз должна быть уменьшена фактическая доза радиации над Дуст.
Для установления безопасного режима работы на ОЭ (при медленном спаде уровня радиации) вычисляют суточный коэффициент защищенности С по формуле
где Тi – продолжительность пребывания работающих на открытой местности в защитных сооружениях, зданиях, машинах и т.д. в течение суток, ч; Ко – коэффициент ослабления в этих условиях.
Величина С показывает во сколько раз доза облучения, полученная людьми при данном режиме, меньше дозы, которую они получили бы за то же время на открытой местности.
Если выполнено условие С ³ Сб то радиационная безопасность (РБ) обеспечивается. Если нет, то режим РБ корректируется за счет повышения Ко и уменьшения времени нахождения в условиях худшей защищенности.
Пример 5. Вычислить коэффициенты Cб и С по формулам (10.11 и 10.12) с использованием данных примера 4 при Д сут = 13,7 бэр.
Решение. 1. Определяем по формуле (10.11):
для населения
Сб = 13,7