Расчетно-графическая работа №1
по БЖД на тему:
Расчёты мероприятий по нормализации среды обитания человека
для специальностей экономического факультета
Брянск -2012
1 Расчёт естественного освещения
Произвести расчёт бокового естественного освещения для производственного помещения, данные которого следует принять по табл. 1 в соответствии с номером варианта.
Таблица 1- Исходные данные для выполнения задания
| Вариант | Разряд зрительной работы | Пояс светового климата | Размер помещения (B x D),м2 | Высота от уровня условной рабочей поверхности до верха окна h1 | Средневзве-шенный коэффициент отражения рср |
| IV | I | 12x18 | 2,0 | 0,3 | |
| III | II | 18x24 | 3,0 | 0,4 | |
| V | III | 6x12 | 4,0 | 0,5 | |
| II | IV | 12x12 | 2,5 | 0,3 | |
| I | I | 12x24 | 3,5 | 0,4 | |
| III | II | 24x30 | 4,5 | 0,5 | |
| VII | III | 18x30 | 2,0 | 0,3 | |
| VI | IV | 12x24 | 2,5 | 0,4 | |
| VII | I | 12x12 | 3,0 | 0,5 | |
| IV | II | 18x18 | 3,5 | 0,3 |
Расчёт выполнить в следующей последовательности.
1.1 Руководствуясь табл. П.1 приложения, определить нормированное значение коэффициента естественной освещенности еIIIн Для III пояса светового климата.
1.2 Пересчитать нормированное значение коэффициента естественной освещённости ен для заданного пояса светового климата по формуле, %)
ен = eIIIн mc,
где m-коэффициент светового климата - показатель ресурсов природной световой энергии местности, определяемой по таблице П.2 приложения; c-коэффициент солнечности климата. Принять для I, II, III поясов c=1, для IV пояса c=0,9.
1.3 Определить величины отношений глубины помещения B к высоте от уровня рабочей поверхности до верха окна h1 и длины помещения D к его глубине B. По табл. П.3 приложения определить значение световой характеристики световых проёмов.
1.4 Определить по табл.П.4 приложения значения коэффициента r, учитывающего повышение к. е. о. Благодаря свету, отраженному от поверхностей помещения. Расчётную точку расположить на расстоянии 1м от стен, противоположной остекляемой.
1.5 Определить площадь световых проёмов, необходимую для обеспечения нормированного значения к. е. о. в расчётной точке, по формуле (м2)
S0=(eн 
0SПkзд)/(100 
0 r)
Где ен -нормированное значение к. е. о., %; 0-световая характеристика окна; Sп- площадь пола, м2 ; kзд- коэффициент ,учитывающий затенение окон противостоящими зданиями, принять k зд =1; 0-общий коэффициент светопропускания световых проёмов, принять 0 =0,38; r-коэффициент, учитывающий отражение света от поверхности помещения.
1.6 По рассчитанной площади световых проёмов определить их размер и число при высоте оконных проемов 2,5 (3)м и их ширине 1,7 (2) м. Привести схему расположения окон. 
2 Расчёт искусственного освещения
Произвести расчёт внутреннего искусственного освещения производственного помещения по методу коэффициента использования светового потока, для чего определить количество ламп заданного типа, необходимое для обеспечения нормативной величины освещённости при общей системе освещения. Дополнительные условия: контраст объекта различения с фоном – средний, фон – средний.
Таблица 2 - Исходные данные для выполнения задания
| Вариант | Разряд зрительной работы | Подразряд зрительной работы | Размер помещения (B x D), м2 | Источник света | Мощность ламп, Вт | Тип светиль-ника | Коэффи-циент отражения стен и потолка |
| I | а | 12x18 | Г | ОД | 70,50 | ||
| V | а | 18x24 | ЛД | ОДО | 50,30 | ||
| V | г | 6x12 | ЛТБ | ШМ | 50,50 | ||
| IV | б | 12x12 | ЛД | ОДР | 50,30 | ||
| IV | а | 12x24 | ЛБ | ПВЛ | 70,50 | ||
| III | в | 24x30 | Г | ОД | 30,10 | ||
| IV | в | 18x30 | ЛТБ | ОДО | 70,50 | ||
| VI | 12x24 | БК | ШМ | 50,30 | |||
| VII | 12x12 | ЛХБ | ОДР | 30,10 | |||
| II | б | 18x18 | Г | ПВЛ | 50,30 |
2.1 В зависимости от разряда и подразряда зрительной работы, источников света (люминесцентные лампы или лампы накаливания), системы освещения, контраста объекта различения с фоном и характеристики фона установить норму освещённости E по табл. П.5 приложения.
2.2 Определить индекс помещения i
i=S/(Hр (D+B));
Где S- площадь помещения, м2; Hр – расчётная высота подвеса светильников, принять Hр=2,5 м; D – длина помещения, м; B – ширина помещения, м.
2.3 Зная индекс помещения для данного типа светильника, по табл.П.6 приложения определить коэффициент использования светового потока.
2.4 По табл. П.7 и П.8 приложения для данного типа ламп и их мощности определить световой поток Ф.
2.5 Рассчитать необходимое количество ламп n, обеспечивающих в данном помещении требования норм по освещённости, из выражения
n=(ESkz)/(Ф ),
где E – нормативное значение освещённости, лк; S – площадь помещения, м2; k – коэффициент запаса, учитывающий загрязнение светильников и наличие в воздухе пыли, дыма, копоти (принять k=1,8); z- поправочный коэффициент, учитывающий неравномерность освещения (принять z=1,1); Ф – световой поток лампы, лм; - коэффициент использования светового потока.
2.6 Дать схему расположения светильников, принимая во внимание, что при параллельном размещении светильников отношение расстояния между светильниками Lр к высоте их подвеса Нр составляет 1,4-1,8, а при шахматном расположении светильников – 1,8-2,5.
3 Подбор средств индивидуальной защиты от шума
На лесосеке одновременно работают два вальщика с бензопилами. Спектры шума, излучаемого пилой, с которой работает первый вальщик L1, для различных вариантов приведены в строчках 1-5 табл.3, а спектр шума соседней бензопилы L2 приведён в строчках 6-10. Определить суммарное воздействие шума на вальщика средства индивидуальной защиты, обеспечивающее нормативное требование по шуму. Расчёты представить по форме, приведённой в табл. П.12 приложения.
Таблица 3 - Исходные данные для выполнения задания
| Номер | Бензо-пила | Ва-риант | Уровни звукового давления, дБ в октавных полосах частот , Гц | Уровни звука, дБА | |||||||
| 0,1 | |||||||||||
| 2,3 | |||||||||||
| 4,5 | |||||||||||
| 6,7 | |||||||||||
| 8,9 | |||||||||||
| 0,1 | |||||||||||
| 2,3 | |||||||||||
| 4,5 | |||||||||||
| 6,7 | |||||||||||
| 8,9 |
3.1 Определить спектральную характеристику шума, воздействующего на вальщика, путём суммирования уровней звука и звукового давления для каждой октавной полосы частот по правилу сложения величин, выражаемых в децибелах.
Суммарный уровень звукового давления при совместном действии двух разных по интенсивности источников определяется по формуле (дБ)
L 
=L 
+ 
L,
Где L -больший из двух суммируемых уровней, дБ; L- добавка, определяемая по табл. 4.
Таблица 4- Сложение двух уровней давления или звука
| Разность двух складываемых уровней, дБ | |||||||||||||
| Добавка к более высокому уровню, дБ | 2,5 | 1,8 | 1,5 | 1,2 | 1,0 | 0,8 | 0,6 | 0,5 | 0,4 | 0,2 |
Пример:L1=85 дБ; L2=91дБ
L =91,0+1,0=92,0дБ.
3.2 По справочным данным найти нормативные значения уровней звука и звукового давления для рабочих мест и определить превышение шума над нормативными значениями L по формуле (дБ)
LN=L -LN,
Где L - уровни звука и звукового давления на рабочем месте вальщика, дБ; LN-нормативные значения уровней звука и звукового давления, дБ; (табл. П. 9).
3.3 Подобрать средство индивидуальной защиты от шума в зависимости от величины требуемого снижения уровней шума таким образом, чтобы для каждой октавной полосы акустическая эффективность средства Lс.н.з была больше величины LN. Если не одно из средств не позволяет выполнить эти требования, выбирают средства, имеющие наибольшую акустическую эффективность. Акустическая эффективность средств индивидуальной защиты приведена в табл. П. 13 приложения
3.4 Определить спектральную характеристику шума, действующего на вальщика при наличии выбранного средства защиты, по формуле (дБ)
Lс. н. з.=L – Lс. н. з,
Где L с.н. з.- уровни звука и звукового давления шума, действующего на вальщика при наличии средств индивидуальной защиты, дБ; L – то же, при отсутствии средства индивидуальной защиты, дБ; Lс. н.. з –акустическая эффективность средства индивидуальной защиты от шума, дБ.
Результаты расчётов представить графически. Отложив по оси абсцисс октавные полосы частот в Гц, а по оси ординат – уровни звукового давления в дБ. На графике изобразить три кривые: 1- уровни звукового давления шума, действующего на вальщика при отсутствии средств индивидуальной защиты от шума; 2- нормативные значения уровней звукового давления; 3- уровни звукового давления, действующие на вальщика при наличии средств индивидуальной защиты.
4 Расчёт параметров локальной вибрации
Даны значения скорости вибрации в октавных полосах частот, измеренные на рукоятке бензиномоторной пилы (табл. 5). Определить уровни скорости вибрации в децибелах для каждой октавной полосы и общий уровень вибрацию. Сравнить полученные значения с нормативными. Вычислить эффективность вибродемпфирующего покрытия.
Таблица 5 - Исходные данные для выполнения задания
| Вариант | Скорость вибрации, мс-1 в октавных полосах частот, Гц | ||||||||
| 7*10-3 | 9*10-3 | 25*10-3 | 80*10-3 | 30*10-3 | 18*10-3 | 15*10-3 | 12*10-3 | 0,020 | |
| 9*10-3 | 30*10-3 | 50*10-3 | 40*10-3 | 35*10-3 | 25*10-3 | 12*10-3 | 3*10-3 | 0,030 | |
| 10-2 | 15*10-3 | 20*10-3 | 45*10-3 | 40*10-3 | 35*10-3 | 8*10-3 | 2*10-3 | 0,040 | |
| 13*10-3 | 20*10-3 | 40*10-3 | 50*10-3 | 35*10-3 | 15*10-3 | 10-3 | 45*10-3 | 0,050 | |
| 12*10-3 | 18*10-3 | 45*10-3 | 50*10-3 | 80*10-3 | 412*10-3 | 14*10-3 | 1,5*10-3 | 0,060 | |
| 5*10-3 | 10-2 | 50*10-3 | 40*10-3 | 42*10-3 | 20*10-3 | 13*10-3 | 3,5*10-3 | 0,015 | |
| 3*10-3 | 12*10-3 | 40*10-3 | 90*10-3 | 45*10-3 | 13*10-3 | 9*10-3 | 3,8*10-3 | 0,025 | |
| 4*10-3 | 3*10-3 | 12*10-3 | 38*10-3 | 48*10-3 | 35*10-3 | 15*10-3 | 10-3 | 0,035 | |
| 15*10-3 | 20*10-3 | 50*10-3 | 50*10-3 | 28*10-3 | 8*10-3 | 6*10-3 | 0,8*10-3 | 0,045 | |
| 17*20-3 | 4*10-3 | 170*10-3 | 35*10-3 | 15*10-3 | 6*10-3 | 4*10-3 | 0,6*10-3 | 0,055 |
4.1 Зная значения скорости вибрации v для октавных полос определить уровни скорости вибрации N v по формуле (дБ)
N v =20 lg 
,
Где N v – уровни скорости вибрации, дБ; v – скорость вибрации, мс-1; v0 – нулевой порог, v0=5*10-8 мс-1
4.2. Определить степень превышения уровней вибрации над нормативными значениями по табл. П. 15. Определить, в какой из октавных полос находится основная резонансная частота бензиномоторной пилы (где уровень скорости вибрации наибольший).
4.3 Вычислить, на сколько децибел снизится уровень колебательной скорости на рукоятке бензиномоторной пилы при покрытии её вибродемпфирующим материалом, по формуле (дБ):
∆N = 20 lg 
,
где N –эффективность вибродемпфирования, дБ; 1 – коэффициент потерь вибрирующей поверхности до нанесения вибропоглощающего покрытия (для стали 1=0,01); η∑ - то же, при наличии вибропоглощающего покрытия.
4.4. Найти уровень скорости вибрации рукоятки бензиномоторной пилы на резонансной частоте при наличии вибродемпфирующего покрытия NВ по формуле (дБ).
NB=N0- N,
Где N0-уровень скорости вибрации на резонансной частоте до нанесения вибропоглощающего покрытия, дБ; N- эффективность вибропоглощающего покрытия, дБ.
Результаты расчётов представить графически, отложив по оси абсцисс среднегеометрические частоты октавных полос, по оси ординат – уровни колебательной скорости. Предложить меры защиты от воздействия на руки работающих повышенных уровней вибрации.
5 Расчёт молниезащиты
Определить необходимость устройства молниезащиты здания, расположенного в местности, где проживает студент. Рассчитать размеры молниеотвода и зоны защиты.
Таблица 6 - Исходные данные для выполнения задания 5
| Вариант | ||||||||||
| А, м | ||||||||||
| В, м | ||||||||||
| h x , м |
5.1 Определить необходимость устройства молниезащиты здания, исходи из расчёта количества прямых ударов молнии в год N, которое должно быть не менее 0,01:
,
Где В- ширина здания, м; hx-высота здания, м; А – длина здания, м; n-среднее количество поражений молнией 1 км2 земной поверхности в год.
Среднее количество поражений молнией 1 км2 земной поверхности в год n определяется в зависимости от количества грозовых часов в год по табл. 7. Среднегодовая продолжительность гроз для рассматриваемой местности берётся по данным метеорологических станций.
Таблица 7 – Среднее количество поражений молнией
| Количество грозовых частот в год | 20-40 | 40-60 | 60-80 | 80-100 | >100 | |
| n | 2,5 | 3,8 | 5,0 | 6,3 | 7,5 | |
5.2 Определить требуемую высоту одиночного стержневого молниеотвода (высотой до 60 м) по номограммам рис. 1. Высота молниеотвода h (м) от поверхности земли определяется пересечением прямой, соединяющей точки заданных значений h x и r x на крайних шкалах с одной из средних шкал. Если 
< 2,67, показания берутся по шкале I, если > 2,67, то по шкале II.
Рисунок 1 - Номограмма
5.3 Определить зону защиты молниеотвода, которая представляет собой конус с образующей в виде ломаной линии (рис. 2). Основанием конуса является круг радиусом r = 1,5h. Сделать графическое построение в масштабе (рис.2) зоны защиты, для чего следует:
а) соединить вершину молниеотвода с точками, расположенными на уровне земли на расстоянии 0,75h от его оси;
б) соединить точку, расположенную на высоте 0,8h на молниеотводе, с точками на уровне земли, отстоящими от основания молниеотвода на расстоянии 1,5h. Область, ограниченная вращением конуса сломанной образующей представляет пространство, защищённое от поражения молнией. Радиус защиты от молнии на земле равен 1,5h. Радиус защиты на уровне высоты здания определить по формуле:
r3=1,5(h-1,25h x) при 0<h x< 
h
r3=0,75(h-h x) при h<h x<h
Рисунок 2 – Пример схемы зон защиты стержневого молниеотвода
6 Расчёт противопожарных мероприятий
Определить при заданной этажности производственного здания минимально необходимую степень его огнестойкости. Подобрать строительные материалы. Рассчитать требуемую ёмкость пожарного водоёма на наружное пожаротушение.
Таблица 8 - Исходные данные для выполнения задания 6
| Вариант | Производственное здание. Характеристика обращающихся в производстве веществ | Этажность | Площадь этажа между противопожарными стенами зданий, м2 | Объём здания, м3 | А, м |
| 0,1 | Механический цех. Твердые сгораемые материалы, горючи пыли с ННВ > 65 г/м3 | I | 30*103 | ||
| 2,3 | Лесопильный цех. Твёрдые сгораемые вещества, горючие пыли с ННВ > 65 г/м3 | II | 45*103 | ||
| 4,5 | Шлифовальный цех. Твердые сгораемые материалы, горючие пыли с ННВ < 65 г/м3 | III | 35*103 | ||
| 6,7 | Ремонтно – механический цех. Предприятия лесной промышленности. Несгораемые вещества и материалы в холодном состоянии. | II | 24*103 | ||
| 8,9 | Склад пиломатериалов. Твёрдые сгораемые вещества. | I | 61*103 |
6.1 Для заданного производственного помещения и соответствующего его назначению технологического процесса определить категорию пожарной опасности (табл. П. 16 приложения).
6.2 Для заданной этажности и площадью этажа между противопожарными стенами определить требуемую степень огнестойкости здания (табл. П.18 приложения).
6.3 Для требуемой степени огнестойкости здания определить требуемые предел огнестойкости и группу возгораемости строительных конструкций (табл. П. 17 приложения). Дать перечень конкретных строительных материалов, которые могут быть применены для здания требуемой степени огнестойкости. Описать методы повышения огнестойкости строительных конструкций.
6.4 Определить для рассматриваемого производственного здания расстояние от наиболее удалённого места до ближайшего эвакуационного выхода (табл. П.19 приложения).
6.5 Определить вид и количество первичных средств пожаротушения в соответствии с «Нормами первичных средств пожаротушения для производственных и складских помещений», утвержденных ГУПО МВД в 1950г. (табл.П20 приложения).
6.6 Определить требуемую емкость пожарного водоема vв для наружного пожаротушения по формуле (м3)
v B =3,6Q нар Т,
где Q нар – расходы воды на наружное пожаротушение (табл. П.21 приложение), л/с; Т - расчетное время пожаротушения, Т=3 ч.
1. Определить количество водоемов n по формуле
n= 
,
где А – протяженность объекта, м; R – радиус действия пожарной техники. Для авионасосов R -200м, для мотопомп 100-150 м, при наличии ручных пожарных насосов – 100м.
Приложение
(Справочные материалы)
Таблица П.1