Принцип защиты расстоянием
Защита расстоянием предполагает установление такого расстояния между человеком и источником опасности, при котором обеспечивается заданный уровень безопасности. Этот принцип основан на том, что действие опасных и вредных факторов ослабевает или полностью исчезает в зависимости от расстояния. Рассмотрим некоторые примеры реализации указанного принципа.
Санитарно-защитные зоны. Для защиты жилых построек, расположенных вблизи промышленных зон, от вредных веществ, повышенных уровней шума, вибрации, ультразвука, электромагнитных волн, статического электричества, ионизирующих излучений и т.п. предусматриваются санитарно-защитные зоны – пространства между границей жилой застройки и объектами, являющимися источниками вредных факторов. Размеры санитарно-защитных зон устанавливаются в соответствии с санитарной классификацией предприятий, предусматривающей пять классов: I, II, III, IV, V, которым соответствуют размеры санитарно-защитных зон 1000, 500, 300, 100, 50 метров. Однако эти размеры могут быть увеличены или уменьшены при надлежащем технико-экономическом обосновании.
Защита от прикосновения к токоведущим частям электрических установок достигается, в частности, недоступным расположением токоведущих частей. Защита от ионизирующих излучений и электромагнитных полей также обеспечивается расстоянием.
Принцип экранирования
Принцип экранирования предполагает установку экранов (преград) между источником опасности и человеком. Такие экраны должны препятствовать попаданию опасных воздействий в гомосферу или ограничить возможность попадания человека в ноксосферу. Как правило, применяются разнообразные по конструкции экраны.
Принцип экранирования используется в средствах индивидуальной защиты (СИЗ) –очки, щитки и пр.
Принцип прочности
Естественная зависимость безопасности от прочности воплотилась в принципе прочности. Идея этого принципа проста: чем прочнее, тем безопаснее (в границах технической и экономической целесообразности).
Принцип прочности требует усиления способности материалов, конструкций и их элементов сопротивляться разрушениям и остаточным деформациям при различных воздействиях. Для реализации этого принципа используется так называемый коэффициент запаса прочности, представляющий собой отношение величины нагрузки, вызывающей недопустимые деформации или разрушения, к величине допускаемой нагрузки. Численные значения коэффициентов запаса прочности устанавливают с учетом характера действующих усилий и напряжений, свойств материалов и других факторов. Они регламентируются соответствующими правилами и принимаются во внимание при проектировании и эксплуатации сооружений, машин, механизмов, различного оборудования. Коэффициент запаса прочности имеет пределы. Значения коэффициентов зависят от конкретных условий. Например, для сосудов, работающих под давлением, они равны 1,5 – 3,25, для лифтовых канатов – от 8 до 25.
В процессе работы под влиянием всевозможных факторов прочность конструкций может уменьшаться, что приведет к снижению фактической величины коэффициента запаса прочности. Поэтому конструкции, для которых правилами установлены коэффициенты запаса прочности, должны периодически проверяться. Сроки проверки регламентируются нормативными документами.
Принцип слабого звена
Принцип слабого звена широко используется в технике для защиты от опасностей в случае разрушения конструкций и устройств. Создавая ослабленные элементы, которые разрушаются при определенных предварительно рассчитанных факторах, можно обеспечить сохранность конструкций и устройств в целом.
В качестве слабого звена, защищающего прочные элементы от неминуемого разрушения в экстремальных условиях их работы, используют противовзрывные и предохранительные клапаны, мембраны, легкоразрушаемые элементы здания и др.
Противовзрывные проемы. На ряде производств трудно полностью исключить опасность взрыва. Чтобы свести ущерб от возможного взрыва к минимуму, сохранить здание, в конструкции его предусматривают противовзрывные проемы такой площади, через которые в течение заданного времени (исключающего разрушение здания) можно снизить давление взрыва до безопасной величины. В качестве противовзрывных часто используют оконные и дверные проемы. Остекление для взрывоопасных зданий рекомендуется одинарное. Если площадь остекления не обеспечивает взрывостойкости, устраивают легкосбрасываемые или легкоразрушаемые покрытия и панели, масса 1 м2 которых не должна превышать 120 кг. Отношение площади проемов к площади всего покрытия называют коэффициентом проемности, который принимается равным 0,6 – 0,7.
Противовзрывные клапаны. Для предотвращения разрушающего действия взрыва в аппаратах, газоходах, пылепроводах и других устройствах применяют противовзрывные клапаны различных конструкций, а также разрывные мембраны (пластинки) из алюминия, меди, асбеста и бумаги. Мембраны должны разрываться при давлении, превышающем рабочее давление не более чем на 25 %.
Предохранительные клапаны. На паровых котлах, ресиверах (сборниках) для сжатого воздуха, различном технологическом оборудовании, трубопроводах, работающих под давлением, сосудах, работающих под изменяющимся давлением, устанавливают предохранительные клапаны. Число и размеры клапанов подбирают с учетом того, чтобы давление внутри котла, сосуда и т.п. не превышало расчетное более чем на 15 % при рабочем давлении <6 МПа и более чем на 10 % при давлении ≥ 6 МПа. При повышении давления в системе сверх допустимого предохранительный клапан открывается, при этом автоматически сбрасывается избыток рабочей среды и предотвращается авария. Когда давление снизится до нормальной величины, клапан автоматически закроется. По конструктивному исполнению предохранительные клапаны бывают пружинными и грузовыми.
Принцип слабого звена используется при устройстве молниеотводов, защитного заземления, для защиты от электрического тока и других опасностей.
Принцип недоступности
Принцип недоступности означает разделение тем или иным способом ноксосферы и гомосферы. Частный случай этого принципа – защита расстоянием. Принцип недоступности реализуется, например, в таких средствах защиты, как изоляция токоведущих частей или ограждения.
Недоступность к токоведущим частям обеспечивается устройством механических ограждений, блокировок и расположением токоведущих частей в недоступном месте. Оборудование, работающее при напряжении более 1000 В, должно иметь сплошное ограждение, которое в случае необходимости можно снять только при отключенном напряжении. Электрические провода могут не иметь изоляции, если они подвешиваются на высоте не менее 3,5 м от уровня пола. При конструировании ограждений следует стремиться к органическому соединению их с конструкцией машин.
Принцип флегматизации
Флегматизация – разбавление реагирующих веществ и материалов до значений, при которых не может происходить горение, снижение концентрации кислорода при введении в зону горения негорючих газов (например, азота, углекислого газа, водяного пара) или разбавление горючих веществ негорючими (например, этилового спирта водой). Используется при разработке безопасных режимов работы пневмотранспорта и другого технологического оборудования, а также при разработке режимов взрывоподавления и пожаротушения.
Организационные принципы
Принцип защиты временем
Этот принцип основан на сокращении до безопасных значений длительности нахождения людей в условиях вредных воздействий (ионизирующее излучение, шум и т.п.). На основании данного принципа для работников вредных производств устанавливаются продолжительность рабочего дня, производственный стаж, дополнительные отпуска и другие льготы.
«Защита временем» уменьшает риск повреждения здоровья работающего, но не изменяет класс условий его труда.
Принцип информации
«Знание – сила» (Ф. Бэкон). Знания нужны и для того, чтобы бороться с опасностями.
Принцип информации состоит в отображении в той или иной форме свойств объективной реальности, необходимых для принятия решений, направленных на обеспечение безопасности.
Примеры: различные виды и формы обучения по безопасности труда, нормативная документация, предупреждающие плакаты, знаки безопасности, ведение статистического учета производственного травматизма и профессиональной заболеваемости и т.д.
Принцип нормирования
Для того чтобы создать благоприятные условия труда, необходимо снизить до минимума вредные воздействия на работающих. Принцип нормирования состоит в регламентации условий, соблюдение которых обеспечит заданный уровень безопасности. Необходимость нормирования обусловливается тем, что достичь абсолютной безопасности практически невозможно. Нормы являются исходными данными для расчета и организации мероприятий по обеспечению безопасности. При нормировании учитываются психофизиологические характеристики человека, а также технические и экономические возможности обеспечения безопасности. Лимитирующим показателем при нормировании вредных факторов является отсутствие патологических изменений в состоянии здоровья человека.
Конкретные нормативы для опасных и вредных производственных факторов будут рассмотрены в соответствующих разделах данного курса.
Принцип несовместимости заключается в пространственном и временном разделении объектов реального мира (веществ, материалов, оборудования, помещений, людей), основанном на учете природы их взаимодействия с позиций безопасности. Такое разделение преследует цель исключить возникновение опасных ситуаций, порождаемых взаимодействием объектов. Этот принцип весьма распространен в различных областях техники.
Рассмотрим некоторые примеры использования принципа несовместимости.
Хранение веществ. По возможности совместного хранения вещества делятся на восемь групп:
I – взрывчатые вещества;
II – селитры, хлораты, перхлораты, нитропродукты;
III – сжатые и сжиженные газы (горючие, поддерживающие горение и инертные);
IV – вещества, самовозгорающиеся при контакте с воздухом или водой (карбиды, щелочные металлы, фосфор);
V – легковоспламеняющиеся жидкости;
VI – отравляющие вещества (мышьяковистые единения, цианистые и ртутные соли, хлор);
VII – вещества, способные вызвать воспламенение (плотная и крепкая серная кислоты, бром, хромовая кислота, перманганаты);
VIII – легкогорючие материалы (нафталин, древесная стружка).
Хранить совместно разрешается только вещества, входящие в определенную группу. Кроме того, каждое из веществ VII группы должно храниться изолированно.
Хранение АХОВ. Аварийно химически опасные вещества (АХОВ) по условиям безопасности делятся на 5 групп.
Совместное хранение веществ разных групп не разрешается по условиям безопасности.
Производственные помещения. Принцип несовместимости реализуется при планировке производственных и бытовых помещений. Бытовые помещения изолируют от производственных. Производственные помещения планируют так, чтобы исключалось загрязнение воздуха одних помещений токсичными веществами, поступающимииз других цехов.
Во взрывопожароопасных помещениях не допускается устройство подвальных и цокольных помещений, так как они могут оказаться местом скопления ядовитых и взрывоопасных газов и паров. В остальных случаях устройство таких помещений должно быть обосновано. Производственные здания не должны иметь чердаков.
Принцип резервирования
Современные методы обеспечения надежности предлагают в целях повышения общей надежности системы наряду с использованием элементов высокой надежности использование относительно менее надежных элементов с резервированием.
Резервирование может распространяться как на элементы, так и на подсистемы. Резервирование элементов предусматривает параллельное включение дублирующих элементов, выполняющих одну и ту же функцию, хотя для этого достаточно одного элемента. Оно может быть активным, когда оба элемента работают одновременно, или пассивным, когда работает только один элемент, а второй включается в работу при отказе первого. В таких случаях следует предусматривать средства быстрого выявления и замены отказавших элементов. Резервирование подсистемы достигается путем установки оборудования, включаемого в работу при отказе основного оборудования. Важным фактором при этом является время, необходимое для переключения; так, в случае электрического питания ЭВМ и технологических процессов, управляемых ЭВМ, это время должно равняться нулю, и данное требование породило систему непрерывной подачи электроэнергии.
Принцип эргономичности состоит в том, что для обеспечения безопасности учитываются антропометрические, психофизические и психологические свойства человека.
Антропометрические требования сводятся к учету размеров и позы человека при проектировании оборудования, рабочих мест, мебели, одежды, СИЗ и др.
Психофизические требования устанавливают соответствие свойств объектов особенностям функционирования органов чувств человека.
Психологические требования определяют соответствие объектов психическим особенностям человека.
Управленческие принципы
Управленческими называются принципы, определяющие взаимосвязь и отношения между отдельными стадиями и этапами процесса обеспечения безопасности.
Принцип плановости означает установление на определенные периоды направлений и количественных показателей деятельности. В соответствии с рассматриваемым принципом должны устанавливаться конкретные количественные задания на различных иерархических уровнях на основе контрольных цифр.
Планирование в области безопасности должно ориентироваться на достижение конечных результатов, выраженных в показателях, характеризующих непосредственно условия труда. Другие показатели являются производными.
Принцип стимулирования означает учет количества и качества затраченного труда и полученных результатов при распределении материальных благ и моральном поощрении. Принцип стимулирования реализует такой важный фактор, как личный интерес.
Принцип компенсации (от лат. compensatio – возмещение) состоит в предоставлении различного рода льгот в целях восстановления нарушенного равновесия психических и психофизиологических процессов или предупреждения нежелательных изменений в состоянии здоровья.
Одним из видов компенсации является повышение тарифных ставок для работающих на горячих, тяжелых и вредных работах. Работающим в особо вредных условиях выдается бесплатно лечебно-профилактическое питание для укрепления здоровья и предупреждения профессиональных заболеваний.
Принцип эффективности состоит в сопоставлении фактических результатов с плановыми и оценке достигнутых показателей по критериям затрат и выгод.
В области безопасности различают социальную, инженерно-техническую и экономическую эффективность. Основное значение имеет организующая роль принципа эффективности.