Безопасность жизнедеятельности

Московский финансово-промышленный университет «Синергия» Кафедра Высшей математики и естественнонаучных дисциплин Никитин И.В., Хамидуллин Р.Я. Интернет-курс по дисциплине «Безопасность жизнедеятельности» для специальности «Менеджмент» Москва 2013 2 Содержание Аннотация ........................................................................................................................3 Тема 1. Человек и среда обитания...................................................................................4 Вопрос 1. Основы экологической безопасности.........................................................5 Вопрос 2. Основные формы человеческой деятельности...........................................8 Вопрос 3. Критерии оценки тяжести и напряжѐнности труда. ..................................9 Вопрос 4. Факторы, воздействующие на человека в процессе трудовой деятельности...............................................................................................................10 Вопросы для самопроверки: ......................................................................................14 Литература по теме: ...................................................................................................14 Практическое задание: ...............................................................................................15 Тема 2. Безопасность производственной деятельности ...............................................20 Вопрос 1. Нормализация микроклимата рабочих мест.............................................21 Вопрос 2. Освещение рабочей зоны. .........................................................................21 Вопрос 3. Вредные вещества в рабочей зоне. ...........................................................23 Вопрос 4. Шум и вибрация в рабочей зоне. ..............................................................24 Вопрос 5. Электромагнитные поля в рабочей зоне...................................................26 Вопрос 6. Основы электробезопасности. ..................................................................27 Вопрос 7. Основные санитарные требования и нормы при работе с видеодисплейными терминалами и ПЭВМ...............................................................28 Вопросы для самопроверки: ......................................................................................29 Литература по теме: ...................................................................................................29 Практическое задание: ...............................................................................................29 Тема 3. Безопасность в чрезвычайных ситуациях. Гражданская оборона ..................31 Вопрос 1. Чрезвычайные ситуации мирного времени. .............................................33 Вопрос 2. Чрезвычайные ситуации военного времени.............................................37 Вопросы для самопроверки: ......................................................................................40 Литература по теме: ...................................................................................................41 Практическое задание: ...............................................................................................41 Тема 4. Управление безопасностью жизнедеятельности .............................................79 Вопрос 1. Основные нормативные документы и организация контроля и надзора в области безопасности жизнедеятельности................................................................80 Вопрос 2. Основы расследования несчастных случаев и анализа производственного травматизма. ..............................................................................81 Вопросы для самопроверки: ......................................................................................84 Литература по теме: ...................................................................................................84 Практическое задание: ...............................................................................................84 3 Аннотация Дисциплина «Безопасность жизнедеятельности» направлена на получение студентами прочных теоретических знаний в области идентификации, защиты и ликвидации последствий реализации опасностей антропогенного, техногенного и естественного происхождения, и их совокупности (поля опасностей), действующих в системах «объект защиты – источник опасности», а также твѐрдых практических навыков в использовании средств и систем защиты от опасностей. Настоящая дисциплина входит в базовую (обязательную) часть профессионального цикла, предусмотренного Федеральным государственным образовательным стандартом высшего профессионального образования по направлению подготовки 080200 Менеджмент (квалификация (степень) «бакалавр»). Цель изучения дисциплины: подготовка студентов к решению проблем обеспечения безопасности жизнедеятельности, грамотным и эффективным действиям в чрезвычайных ситуациях и при ликвидации их последствий. Задачи изучения дисциплины:  сформировать знания основ безопасности жизнедеятельности;  выработать умение находить пути решения сложных ситуаций, связанных с безопасностью жизнедеятельности;  выработать умение применять основные методы защиты производственного персонала и населения от возможных последствий аварий, катастроф, стихийных бедствий. Процесс изучения дисциплины направлен на формирование общекультурной компетенции (ОК), предусмотренной Федеральным государственным образовательным стандартом высшего профессионального образования по направлению подготовки 080200 Менеджмент (квалификация (степень) «бакалавр»):  владеть основными методами защиты производственного персонала и населения от возможных последствий аварий катастроф, стихийных бедствий (ОК-21). В результате изучения дисциплины обучаемый должен: Знать:  основы безопасности жизнедеятельности. Уметь: 4  находить пути решения сложных ситуаций, связанных с безопасностью жизнедеятельности. Владеть:  основными методами защиты производственного персонала и населения от возможных последствий аварий, катастроф, стихийных бедствий. Тема 1. Человек и среда обитания Вопросы темы: 1. Основы экологической безопасности. 2. Основные формы человеческой деятельности. 3. Критерии оценки тяжести и напряжѐнности труда. 4. Факторы, воздействующие на человека в процессе трудовой деятельности. Цели и задачи: Цели и задачи изучения данной темы — получение общетеоретических знаний об основах экологической безопасности и основных формах человеческой деятельности. Серьѐзное и целенаправленное изучение первой темы познакомит студентов с основными критериями оценки тяжести и напряжѐнности труда, с основными факторами, воздействующими на человека в процессе трудовой деятельности, а также с основами понятийного аппарата дисциплины. В результате успешного изучения темы Вы: Узнаете:  как регламентируется содержание загрязняющих веществ в компонентах окружающей природной среды;  какие показатели применяются для управления качеством компонентов окружающей природной среды;  как устанавливается плата за загрязнение окружающей природной среды;  какие существуют основные формы человеческой деятельности;  как подразделяются все работы по степени физической тяжести и напряжѐнности труда;  как влияет на ощущения человека микроклимат рабочей зоны;  как нормируются параметры микроклимата рабочей зоны. Приобретѐте следующие профессиональные компетенции:  умение определять напряжѐнность трудового процесса. 5 В процессе освоения темы акцентируйте внимание на следующих ключевых понятиях:  Безопасность — состояние защищѐнности (жизненно важных интересов, если более строго) от воздействия неблагоприятных факторов.  Предельно допустимая концентрация, ПДК, (в общем случае) — максимальное количество загрязнителя в единице объѐма или веса компонента окружающей среды, которое при воздействии в течение определѐнного времени не приводит непосредственно или косвенно, немедленно или пролонгировано к ухудшению здоровья человека и его первого поколения, определяемого современными методами и средствами.  Постоянное рабочее место — место, на котором работник находится более 50 % рабочего времени или более 2-х часов непрерывно.  Рабочая зона — пространство высотой до двух метров над уровнем пола или рабочей площадки, на которой расположены постоянные рабочие места.  Режим труда и отдыха — временная регламентация продолжительности работы и внутрисменных и межсменных перерывов.  Санитарно-гигиенические условия труда — совокупность микроклимата, освещения, состава воздуха, шума, вибрации, тепловых и иных излучений на рабочем месте. Вопрос 1. Основы экологической безопасности. По данным журнала Академии наук РФ «Экология» от 2002 г. в современной научной и учебной литературе приводится примерно 65 различных определений термина «Экология». Наиболее простое и достаточно адекватное определение дал ещѐ в 1866 г. немецкий биолог Э. Геккель. Экология — это биологическая наука, изучающая взаимоотношения живых организмов с окружающей их средой и друг с другом. Современные средства массовой информации в силу различных причин сформировали в общественном мнении синонимичность понятий «Экология» и «экологическая обстановка, экологическая ситуация». С учѐтом определения термина «безопасность», понятие «экологическая безопасность» в самом общем виде зачастую определяется как состояние защищѐнности от воздействия неблагоприятных экологических факторов, однако данное определение является недостаточно полным. 6 Первоначально обеспечение экологической безопасности рассматривалось как решение комплекса проблем, связанных с охраной окружающей природной среды от неблагоприятного воздействия на неѐ человека. В настоящее же время учѐными достоверно установлены многочисленные факты неблагоприятного воздействия на человека со стороны окружающей его среды, как природной, так и техногенной. Поэтому возникает задача обеспечения экологической безопасности самого человека. Для конкретизации объекта и субъекта обеспечения экологической безопасности ряд учѐных предложил ввести два новых термина: 1) экологическая безопасность объекта экономики — состояние защищѐнности окружающей среды от неблагоприятного воздействия экологических факторов объекта экономики; 2) экологическая безопасность района размещения (дислокации) объекта экономики — состояние защищѐнности объекта экономики от неблагоприятного воздействия экологических факторов окружающей среды. В первом случае мероприятия по обеспечению экологической безопасности проводятся в пределах т.н. района ответственности — круга радиусом 30 км вокруг объекта экономики. Во втором случае мероприятия выполняются в районе влияния аналогичной формы. Основным законом в области экологической безопасности является федеральный закон 2002 г. «Об охране окружающей среды» № 7-ФЗ (заменил ранее действующий закон от 1991 г. «Об охране окружающей природной среды»). Санитарными правилами в качестве норматива содержания загрязняющих веществ в воздухе и воде устанавливаются значения предельно допустимых концентраций, ПДК. В настоящее время для воздуха установлено около 1600 ПДК загрязняющих веществ, для воды — около 800, для почвы — около 25. Для одного и того же загрязнителя в зависимости от компонента окружающей среды численные значения ПДК будут различны. Кроме того, численные значения ПДК зависят от того для какого места производится нормирование загрязнения рассматриваемого компонента окружающей среды. Так, для нормирования качества атмосферного воздуха используются следующие ПДК. 1. Для населѐнных мест:  максимально разовая ПДК, время экспозиции не более 20 минут;  среднесуточная ПДК, время экспозиции 24 ч. 2. Для производственных мест: 7  ПДК загрязняющих веществ в воздухе рабочей зоны, время экспозиции до 8 ч ежедневно и не более 41 ч в неделю. Для нормировании качества воды в водных объектах для одного и того же загрязняющего вещества применяются два вида ПДК: ПДК для водоѐмов культурно-бытового и хозяйственно-питьевого назначения и ПДК для водоѐмов рыбохозяйственного назначения, причѐм численное значение последнего меньше чем первого. Кроме того, в обязательном порядке учитывается лимитирующий признак вредности, косвенно характеризующий наименьшее значение безвредной концентрации загрязнителя в воде. Для управления качеством компонентов окружающей среды используются следующие, рассчитываемые и назначаемые объектам экономики показатели:  для атмосферного воздуха — численные значения предельно допустимых выбросов загрязняющих веществ, ПДВ;  для воды — численные значения предельно допустимых сбросов загрязняющих веществ, ПДС;  для почвы — численные значения лимитов на размещение отходов, ЛРО. На период проведения мероприятий, направленных на достижение нормативов ПДВ и ПДС в случае их превышения (модернизация оборудования, изменение технологий, ввод в действие защитных и очистных систем и т.п.) объектам экономики могут назначаться лимиты на загрязнение (временно согласованные выбросы, ВСВ, или временно согласованные сбросы, ВСС). Важнейшая роль в охране окружающей среды принадлежит экономическим механизмам — плате за использование ресурсов, за загрязнение окружающей среды ингредиентными загрязнителями и различным штрафным санкциям. Так, плата за загрязнение окружающей среды сверх установленных нормативов, но в пределах лимитов увеличивается в 5 раз, за превышение нормативных показателей (при отсутствии установленных лимитов), а также лимитов — в 25 раз. Для ряда загрязняющих веществ на современном этапе развития науки и техники в силу различных причин невозможно установить значения ПДК, обеспечивающие строгое соответствие данному ранее определению этого термина. В этом случае для нормирования используются временные нормативы:  для загрязнителей атмосферного воздуха — ориентировочный безопасный уровень воздействия, ОБУВ.  для загрязнителей водных объектов — ориентировочно допустимый уровень, ОДУ. 8 Их численные значения вводятся в действие сроком на три года распоряжением Главного санитарного врача РФ по представлению специальной комиссии. По истечении установленного времени необходимо либо продление срока действия ранее установленных значений ОБУВ (ОДУ) новым распоряжением, либо установление для данного загрязняющего вещества численных значений соответствующих ПДК. Для физических полей, загрязняющих окружающую среду в качестве нормативов устанавливаются численные значения предельно допустимых уровней, ПДУ. Вопрос 2. Основные формы человеческой деятельности. Всю человеческую деятельность по характеру выполняемой деятельности разделяют на 3 основные группы:  физический труд;  механизированные формы физического труда;  умственный труд. При осуществлении физического труда человек выполняет энергетические функции в системе «человек – орудие труда». Осуществляя механизированные формы физического труда, человек выполняет умственные и физические функции в системе «человек–машина», т.е. выполняет функции оператора. Умственный труд предполагает выполнение работ, связанных с приѐмом и переработкой информации. Это управление, творчество, преподавание, научная деятельность, учѐба и т.д. Затраты энергии при физическом труде составляют 4000-6000 ккал/сутки. Эта форма труда развивает мышечную систему человека, стимулирует обменные процессы, но в то же время она характеризуется социальной неэффективностью ввиду низкой производительности, значительной мышечной нагрузкой и потребностью в длительном отдыхе (до 50 % рабочего времени). Затраты энергии при механизированных формах труда составляют 3000-4000 ккал/сутки). Характеризуется изменением мышечной нагрузки, усложнением рабочих действий, необходимостью приобретения профессиональных знаний и специальных двигательных навыков. В то же время возрастает монотонность труда вследствие однообразия простых движений, а также малого объѐма рабочей информации, что влечѐт за собой утрату творческого начала в труде и появление синдрома «оперативного ожидания неполадок». Групповой труд на конвейере характеризуется дроблением процесса труда на:  упрощѐнные операции;  заданным ритмом выполнения операций; 9  монотонностью работы;  преобладанием процессов торможения над процессами возбуждения в коре головного мозга работника;  снижением возбудимости анализаторов;  рассеиванием внимания; снижением скорости реакций;  повышенной утомляемостью. Такая форма труда, как дистанционное управление производственными процессами, механизмами, машинами сопровождается либо частыми активными двигательными и речевыми действиями работника и непрерывным вниманием, либо редкими действиями и состоянием постоянной готовности к ним. Энергетические затраты интеллектуального труда составляют обычно 2000-2400 ккал/сутки). Его особенностями являются:  переработка большого объѐма разнородной информации;  обострение восприятия;  мобилизация памяти, внимания;  высокое нервно-эмоциональное напряжение и частые стрессовые ситуации;  незначительные мышечные нагрузки, гипокинезия (гиподинамия);  ухудшение реактивности организма;  высокая вероятность формирования сердечно-сосудистой патологии (тахикардии, гипертонии и т.д.);  повышение потребности мозга в энергии и в кислороде. При классификации умственного труда по напряжѐнности учитывается ряд его особенностей. Напряжѐнность труда зависит прежде всего от того, какие требования предъявляются к функции внимания. Это определяется числом производственно важных объектов, за которыми нужно одновременно наблюдать, длительностью сосредоточенного наблюдения, количеством поступающих в единицу времени сигналов. Важное значение имеют также эмоциональное напряжение, напряжение слуха и зрения и степень монотонности труда. На напряжѐнность труда оказывает также влияние график сменности. Вопрос 3. Критерии оценки тяжести и напряжѐнности труда. По степени физической тяжести все работы делятся на:  лѐгкие, производимые сидя и не требующие систематического физического напряжения (категория 1а) или сидя, стоя или связанные с ходьбой и некоторым физическим напряжением (категория 1б) — энергозатраты до 130 и от 130 до 150 ккал/час соответственно; 10  средней тяжести, связанные с постоянной ходьбой или выполняемые стоя или сидя и связанные с перемещением мелких (до 1 кг) предметов (категория 2а), а также связанная с ходьбой и с переноской небольших (до 10 кг) тяжестей и умеренным физическим напряжением (категория 2б) — энергозатраты 151–200 и 201–250 ккал/час соответственно;  тяжѐлые (категория 3), связанные с систематическим физическим напряжением, в частности с постоянным передвижением или с переноской значительных (свыше 10 кг) тяжестей — энергозатраты свыше 250 ккал/час. По эргономическим критериям различают следующие категории труда:  лѐгкая (малонапряжѐнная) работа;  работа средней тяжести (умеренно напряжѐнная);  тяжѐлая (напряжѐнная) работа. Тяжесть и напряжѐнность труда являются интегральными характеристиками трудовой деятельности; они характеризуют степень функционального напряжения организма работника. В соответствии с санитарными нормами различают три основных класса условий труда по степени их тяжести, напряжѐнности и опасности:  оптимальные;  допустимые;  вредные и опасные. Класс условий труда в значительной степени определяется уровнем техники и технологии, применяемых в любом современном производстве. Вопрос 4. Факторы, воздействующие на человека в процессе трудовой деятельности. В процессе трудовой деятельности происходит обмен веществ в организме (более интенсивный при физической и менее интенсивный при умственном труде), зависящий от тяжести и напряжѐнности труда. При этом происходит выделение тепла, которое, во избежание перегрева организма, должно отводиться в окружающую среду. Интенсивность теплообмена организма с окружающей средой определяется параметрами микроклимата (температурой, влажностью и скоростью движения воздуха в рабочей зоне) и наличием тепловых потоков. 11 При резком изменении температуры окружающей среды организму человека требуется определѐнное время для адаптации к новым условиям, а длительное пребывание в условиях повышенной или пониженной температуры связано с акклиматизацией к этим условиям, что также приводит к дополнительной нагрузке на механизмы терморегуляции и, как следствие, к снижению работоспособности, появлению профессиональных заболеваний и может быть причиной несчастных случаев. У работающих длительное время при повышенной температуре происходит нарушение водно-солевого обмена, связанное с дефицитом ионов калия. Различают абсолютную, максимальную и относительную влажность воздуха. Абсолютная влажность воздуха — количество водяных паров, содержащихся в единице объѐма воздуха (измеряется в г/м3 ). Максимальная влажность воздуха — максимально возможное количество водяных паров, которое может содержаться и единице объѐма воздуха при данной температуре без конденсации в капельной фазе (измеряется также в г/м3 ). Относительная влажность воздуха — отношение абсолютной влажности к максимальной при данной температуре, выраженное в процентах. В зависимости от соотношения между температурой и влажностью воздуха человек чувствует себя по-разному, что связано с изменением условий теплообмена между организмом и окружающей средой, и, следовательно, с изменением нагрузки на механизмы терморегуляции человека, обеспечивающие постоянство температуры его тела. Влажность Температура Выше оптимальной Оптимальная Ниже оптимальной Выше оптимальной Тепловой удар Очень сыро Холодно и сыро Оптимальная Жарко Оптимальные условия Холодно Ниже оптимальной Жарко и сухо («сауна») Очень сухо Переохлаждение Выделение избыточного тепла, образующегося в процессе жизнедеятельности организма, происходит в основном через кожу и лѐгкие за счѐт:  излучения (примерно 44 %);  конвекции (31 %);  испарения (21 %);  нагрева воздуха в лѐгких теряется (примерно 4 %). Количество тепла, отдаваемого телом за счѐт излучения в направлении поверхности с более низкой температурой, подчиняется 12 закону Стефана-Больцмана и пропорциональна площади поверхности тела, разности четвертых степеней температур тела и поверхности и степени черноты тела (для абсолютно чѐрного тела этот коэффициент равен 1, для зеркально отражающего близок к 0). Потери тепла за счѐт конвекции, т.е. передачи тепла с поверхности тела, обтекающему его менее нагретому воздуху, пропорциональны площади тела, разности температур тела и воздуха, и скорости обдувающего тело воздушного потока. Потеря тепла за счѐт испарения пропорциональна площади тела, относительной влажности воздух и скорости обдувающего воздушного потока. Основным принципом нормирования параметров микроклимата производственных помещений является создание оптимальных условий труда для человека при определѐнной физической нагрузке. При этом учитывается тяжесть выполняемой работы, наличие в помещении источников явного тепла и время года. Год делится на 2 периода — теплый (среднесуточная температура выше +10 °С) и холодный (температура +10 °С и ниже). При выполнении работ, связанных с нервно-эмоциональным напряжением (в кабинах, на пультах и постах управления технологическими процессами, в залах вычислительной техники и т.п.) температура воздуха должна составлять 22–24 °С при влажности 40– 60 % и скорости движения до 0,1 м/с. Интенсивность теплового облучения от нагретых частей технологического оборудования, осветительных приборов или инсоляции, не должна превышать 35, 70 или 100 Вт/м2 при облучении соответственно более 50, от 25 до 50, и не более 25 % поверхности тела. Интенсивность теплового облучения от открытых источников (нагретый металл, стекло, пламя и т.п.) не должна превышать 140 Вт/м2 , при этом облучению не должно подвергаться более 25 % поверхности тела и обязательным является использование средств индивидуальной защиты, в том числе лица и глаз. При наличии теплового облучения температура воздуха на постоянных рабочих местах не должна превышать верхние границы оптимальных значений для тѐплого периода года. Температура нагретых поверхностей, с которыми должен соприкасаться рабочий, не должна превышать 35 °С (45 °С, если внутри корпуса аппарата температура выше 100 °С). Если по технологическим, техническим или экономическим причинам оптимальные значения микроклимата не могут быть обеспечены, то разрешается поддерживать допустимые значения. При этом температура поверхности конструкции или технологических устройств, ограждающих рабочую зону (стены, пол, потолок, экраны, кожуха и т.п.) не должна выходить за пределы этих значений для данной 13 категории работ или отличаться более чем на 2 °С градуса от оптимальных значений, если в помещении поддерживаются оптимальные параметры климата. В противном случае места должны быть удалены от этих конструкций более чем на 1 м. При невозможности поддерживания на постоянных рабочих местах допустимых параметров микроклимата должна быть обеспечена защита работающих от возможного перегрева или охлаждения. Основными параметрами микроклимата на рабочем месте являются: температура и влажность воздуха, его подвижность; температура окружающих поверхностей и их тепловое излучение. Температура воздуха на рабочем месте может колебаться от + 45°С и выше (в горячих цехах) до – 30°С и ниже на открытом воздухе зимой. Как высокая, так и низкая температура окружающего воздуха отрицательно сказывается на самочувствии и надѐжности трудовой деятельности человека. В первом случае дело может дойти до теплового удара, во втором — до обморожения. Влажность воздуха тоже может колебаться в широких пределах — от 20 до 80 – 100 %. Крайние пределы влажности воздуха негативно отражаются на самочувствии и надѐжности работника. Наиболее благоприятным является диапазон значений относительной влажности 40–60 %. Подвижность воздуха на рабочем месте вызывается либо естественной конвекцией, либо искусственной рабочей вентиляцией. При повышении температуры воздуха его подвижность может расширить зону оптимального микроклимата, а при понижении — сузить. Помимо параметров микроклимата, на состояние здоровья, надѐжность, производительность труда человека, на уровень травматизма и профессиональных заболеваний в данной технической системе влияют и другие, перечисленные выше факторы окружающей производственной среды. Оптимальные и приемлемые значения этих параметров и факторов определены действующими в РФ «Санитарными правилами организации технологических процессов и гигиеническими требованиями к производственному оборудованию». Надзор и контроль за соблюдением таких правил и норм осуществляют специально уполномоченные государственные органы и инспекции, не зависящие в своей деятельности от администрации предприятий, учреждений, организаций и их вышестоящих органов. Обеспечение комфортных условий жизнедеятельности достигается рациональной организацией рабочего места с учѐтом требований эргономики, технической эстетики и инженерной психологии. Немаловажное значение имеет рационализация режима труда и отдыха. В РФ продолжительность работы в неделю установлена 40 часов для взрослых работников, 36 часов для рабочих 16–18 лет, 24 часа для 14 работников 15–16 лет, при вредных условиях труда не более 36 часов в неделю. Начало и продолжительность перерывов устанавливают с учѐтом динамики работоспособности, под которой понимаются закономерности изменения качества деятельности и функционального состояния работников в процессе непрерывной работы. В соответствии с усреднѐнными результатами специальных исследований высокая работоспособность в течение смены сохраняется при организации нескольких кратковременных перерывов через каждые 1,5 ч и одного длительного перерыва (на обед) в середине смены. В течение суток наивысшая работоспособность отмечена с 8 до 12 ч и с 14 до 17 ч, а в течение недели — во вторник, в среду и четверг. В остальные часы суток и дни недели работоспособность человека понижена Вопросы для самопроверки: 1. Почему определение термина «экологическая безопасность» как состояние защищѐнности от негативного воздействия неблагоприятных экологических факторов является неполным? 2. В каких случаях пересматриваются численные значения ПДК? 3. Почему численные значения ПДК загрязнителей для водоѐмов рыбохозяйственного назначения меньше чем значения ПДК этих же загрязнителей для водоѐмов культурно-бытового и хозяйственнопитьевого назначения? 4. Почему с увеличением площади поверхности тела человека, облучаемой источником тепла уменьшается допустимой значений интенсивности теплового облучения? 5. Какими способами можно обеспечить защиту работающих от возможного перегрева или охлаждения? Литература по теме: Основная литература: 1. Белов С.В. Безопасность жизнедеятельности и защита окружающей среды (техносферная безопасность): Учебник для вузов. 2-е изд., — М.: Юрайт, 2011. Дополнительная литература: 1. Безопасность жизнедеятельности: Учебное пособие / кол. авторов; под ред. д-ра техн. Наук, проф. А.И. Сидорова — М.: КНОРУС, 2007. 2. Графкина М.В., Михайлов В.А., Нюнин Б.Н. Безопасность жизнедеятельности: учебник / под общ. ред. Б.Н. Нюнина. — М.: ТК Велби, изд-во Проспект, 2007. 3. Кармазинов Ф.В., Русак О.Н., Гребенников С.Ф., Осенков В.Н. 15 Безопасность жизнедеятельности: Словарь-справочник / Под общей редакцией С.Ф. Гребенникова. — СПб.: Издательство «Лань», 2001. 4. Микрюков В.Ю. Безопасность жизнедеятельности: Учебник / В.Ю. Микрюков — Ростов н/Д: Феникс, 2006. Практическое задание: Оценить напряжѐнность труда студента при проведении семинара. Методика проведения расчѐтов. Учитываются все 23 показателя, перечисленные в таблице классов условий труда по показателям напряжѐнности трудового процесса. По каждому из них в отдельности определяется свой класс условий труда. Не допускается выборочный учѐт каких-либо отдельно взятых показателей для общей оценки напряжѐнности труда, в том случае, если какой-либо показатель не представлен, то по нему ставится 1 класс (оптимальный) — напряжѐнность труда лѐгкой степени. Окончательная оценка напряжѐнности труда Класс Количество показателей 1 2 3.1 3.2 Оптимальный (1 класс)  17 остальные — — Допустимый (2 класс) остальные  6 — — остальные 1–5 Вредный (3 класс) остальные  6 (обязательно) 3.1 остальные  6 остальные 3–5 1–3 3.2 остальные 6 остальные  6 — остальные 1–5 4–5 остальные 6 1–5 Классы условий труда по показателям напряжѐнности трудового процесса Показатели напряжѐнности трудового процесса Классы условий труда Оптимальный (напряжѐнность труда лѐгкой степени) Допустимый (напряжѐнность труда средней степени) Вредный (напряжѐнный труд) 1-й степени 2-й степени 1. Интеллектуальные нагрузки 1. Содержание работы. Отсутствует необходимость принятия решения. Решение простых задач по инструкции. Решение сложных задач с выбором по известным алгоритмам (работа по серии инструкций). Эвристическая (творческая) деятельность, требующая решения алгоритма, единоличное руководство в сложных ситуациях. 2. Восприятие сигналов (информации) и их оценка. Восприятие сигналов, но без коррекции действий. Восприятие сигналов с последующей коррекцией действий и операций. Восприятие сигналов с последующим сопоставлением фактических значений параметров с их номинальными значениями. Заключительная оценка фактических значений параметров. Восприятие сигналов с последующей комплексной оценкой связанных параметров. Комплексная оценка всей производственной деятельности. 3. Распределение функций по степени сложности задания. Обработка и выполнение задания. Обработка, выполнение задания и его проверка. Обработка, проверка и контроль за выполнением задания. Контроль по распределению заданий между другими лицами. 4. Характер выполняемой работы. Работа по индивидуальному плану Работа по установленному графику с возможной его коррекцией по ходу деятельности. Работа в условиях дефицита времени. Работа в условиях дефицита времени и информации с повышенной ответственностью за конечный результат. 2. Сенсорные нагрузки 1. Длительность сосредоточенного наблюдения (% времени смены). 75 2. Плотность сигналов (световых, звуковых) и 300 17 сообщений в среднем за 1 ч работы. 3. Число производственных объектов одновременного наблюдения. 25 4. Размер объекта различения (при расстоянии от глаз работающего до объекта различения не более 0,5 м) в мм при длительности сосредоточенного наблюдения (% времени смены). 5 мм (100 %) 5–1,1 мм ( 50 %); 1–0,3 мм (до 50 %); 50 %); 50 %) 5. Работа с оптическими приборами (микроскопы, лупы и т.п.) при длительности сосредоточенного наблюдения (% времени смены). 75 6. Наблюдение за экранами видеотерминалов (часов в смену): при буквенноцифровом типе отображения информации. 4 при графическом типе отображения информации. 6 7. Нагрузка на слуховой анализатор (при производственной необходимости восприятия речи или дифференцированных сигналов). Разборчивость слов и сигналов от 100 до 90 %. Помехи отсутствуют. Разборчивость слов и сигналов от 90 до 70 %. Имеются помехи, на фоне которых речь слышна на расстоянии до 3,5 м. Разборчивость слов и сигналов от 70 до 50 %. Имеются помехи, на фоне которых речь слышна на расстоянии до 2 м. Разборчивость слов и сигналов менее 50 %. Имеются помехи, на фоне которых речь слышна на расстоянии до 1,5 м. 8. Нагрузка на голосовой аппарат (суммарное количество часов, наговариваемое в неделю). 8 4. Монотонность нагрузок 1. Число элементов (приѐмов), необходимых для реализации простого задания или в многократно повторяющихся операциях. 10 9–6 5–3 100 100–25 24–10 20 19–10 9–5 75 76–80 81–90 90 19 наблюдения за ходом техпроцесса в % от времени смены). 5. Режим работы 1. Фактическая продолжительность рабочего дня. 6–7 ч 8–9 ч 10–12 ч 12 ч 2. Сменность работы. Односменная работа (без ночной смены). Двухсменная работа (без ночной смены). Трѐхсменная работа (работа в ночную смену). Нерегулярная сменность с работой в ночное время. 3. Наличие регламентированных перерывов и их продолжительность. Перерывы регламентированы, достаточной продолжительности: 7 % и более рабочего времени. Перерывы регламентированы, недостаточной продолжительности: от 3 до 7 % рабочего времени. Перерывы не регламентированы и недостаточной продолжительности: до 3 % рабочего времени. Перерывы отсутствуют. 20 Тема 2. Безопасность производственной деятельности Вопросы темы: 1. Нормализация микроклимата рабочих мест. 2. Освещение рабочей зоны. 3. Вредные вещества в рабочей зоне. 4. Шум и вибрация в рабочей зоне. 5. Электромагнитные поля в рабочей зоне. 6. Основы электробезопасности. 7. Основные санитарные требования и нормы при работе с видеодисплейными терминалами и ПЭВМ. Цели и задачи: Цели и задачи изучения данной темы — получение общетеоретических знаний об основах безопасности производственной деятельности. Серьѐзное и целенаправленное изучение второй темы познакомит студентов с основными негативными факторами, воздействующими на человека в процессе трудовой деятельности, основами электробезопасности, а также продолжит знакомство с основами понятийного аппарата дисциплины. В результате успешного изучения темы Вы: Узнаете:  как нормализуется микроклимат рабочих мест;  какие требования предъявляются к освещению рабочих мест;  какими показателями характеризуется освещение рабочих мест;  как классифицируются вредные вещества, присутствующие в воздухе рабочей зоны;  какими показателями характеризуется шум и вибрация на рабочих местах;  как нормируются электромагнитные поля на рабочих местах;  как зависит степень воздействия на человека электрического тока от его параметров;  какие санитарные требования предъявляются к рабочим местам с видеодисплейными терминалами и ПЭВМ. Приобретѐте следующие профессиональные компетенции:  умение определять основные показатели освещения и шума на рабочих местах. В процессе освоения темы акцентируйте внимание на следующих ключевых понятиях:  Опасные производственные факторы — факторы, воздействие которых при определѐнных условиях может привести к травме или острому ухудшению здоровья.  Вредные производственные факторы — факторы, воздействие которых приводит к профессиональному или профессионально обусловленному заболеванию. 21  Световой поток — часть лучистого потока, воспринимаемая человеком как свет.  Сила света — плотность светового потока в пределах единичного телесного угла.  Освещѐнность — отношение светового потока, падающего на единичный элемент поверхности к площади этого элемента.  Коэффициент отражения — отношение отражѐнного светового потока к падающему.  Яркость — поверхностная плотность силы света в заданном направлении, равная отношению силы света к площади проекции светящейся поверхности на плоскость, перпендикулярную этому направлению.  Коэффициент естественной освещѐнности (КЕО) — отношение освещѐнности рабочей поверхности к освещѐнности вне здания в данный момент времени, выраженное в процентах.  Шум — всякий нежелательный для человека звук, не несущий полезной информации или беспорядочное передвижение частиц в пространстве.  Звуковое давление — разность между мгновенным значением полного давления при прохождении звуковой волны и средним значением давления в невозмущѐнной среде.  Интенсивность звука — средний поток энергии в какой-либо точке поля, отнесѐнный к единице поверхности, перпендикулярной направлению распространения волны.  Вибрация — механические колебания. Вопрос 1. Нормализация микроклимата рабочих мест. Для измерения нормируемых параметров микроклимата рабочих мест применяются соответствующие приборы различной конструкции: для измерения температуры — термометры, относительной влажности — психрометры, скорости движения воздуха — анемометры. Основными способами нормализации микроклимата рабочих мест являются отопление и вентиляция (в качестве устройств для организации естественной вентиляции наиболее часто применяются окна, фрамуги, дефлекторы и т.п.), а в некоторых случаях — кондиционирование. В технологически чистых помещениях должна применяться приточновытяжная вентиляция. Механическая вентиляция при отсутствии естественной должна обеспечить объем поступающего воздуха на одного работника не менее 60 м 3 /ч. Естественная вентиляция при объѐме помещения, не превышающем 20 м 3 /чел, должна обеспечить объем поступающего воздуха на одного работника не менее 30 м 3 /ч, а при объѐме помещения свыше 20 м 3 /чел — не менее 20 м 3 /ч. Вопрос 2. Освещение рабочей зоны. К освещению рабочих мест предъявляются следующие основные требования: 22 1) спектральный состав должен быть максимально приближен к естественному. Человеческий глаз обладает наибольшей чувствительностью к жѐлтозелѐному диапазону видимого света, второй, меньший, максимум чувствительности приходится на красный цвет; 2) освещение рабочей поверхности должно быть равномерным, без участков теней и повышенной яркости. Переход от одной яркости поля зрения к другой требует определѐнного времени на так называемую адаптацию зрения, которая может составлять при переходе из тѐмного в ярко освещѐнное помещение 1,5–2 мин, а при обратном переходе — 5-6 мин, в течение которых человек плохо различает окружающие предметы, что может послужить причиной несчастного случая; 3) освещение рабочей поверхности должно быть монотонным, без мерцания. Освещение мерцающим светом подвижных деталей может привести к возникновению т.н. стробоскопического эффекта. Опасность стробоскопического эффекта заключается в возникновении иллюзии неподвижности или неверного направления движения подвижных объектов, что может привести к травме. Освещѐнность помещений характеризуется количественными и качественными показателями. К количественным показателям относятся:  световой поток F, измеряется в люменах, лм;  сила света I = dF / dΩ, измеряется в канделлах кд;  освещѐнность, измеряется в люксах лк;  коэффициент отражения р = Fотр / Fпад , при значениях р 0,4 фон считается светлым, при 0,2  контраст объекта с фоном K = | L – L | ф о , где Lф и Lo — яркость объекта и фона соответственно; при К 0,5 контраст считается большим, при 0,2  яркость 2 L= dI / dScosj = d F / dSdΩcosφ, измеряется в кд/м2 . К качественным показателям относятся:  коэффициент пульсации светового потока К = {(Етах - Еmin) / 2Еср}100 , измеряется в процентах;  спектральный состав;  показатель ослеплѐнности. Минимальное и максимальное значение освещѐнности рабочей поверхности при пульсации света определяется по формуле: % (1 ) (max,min) 100% K E E   cp Различают искусственное, естественное и совмещѐнное (недостаточная естественная освещѐнность компенсируется искусственными источниками света) освещение помещений. При наличии достаточного естественного освещения 23 искусственное включают при значении освещѐнности, создаваемой естественным освещением, менее 5000 лк. Для оценки качества естественного освещения используется коэффициент естественной освещѐнности (КЕО. Нормы на естественное освещение учитывают напряжѐнность зрительной работы, которая оценивается по размеру минимального объекта различения и систему освещения (боковое, верхнее, комбинированное). При боковом освещении нормируется минимальное, а в остальных случаях — среднее значение КЕО. Кроме того нормируется неравномерность освещѐнности как отношение КЕОmax к КЕОmin. Освещѐнность горизонтальной поверхности, создаваемой несколькими источниками, рассчитывается по формуле: , Е Е   i 3 ( ) / , Е I cos a Н i i  где I — сила света, испускаемая светильником под углом  относительно нормали; Н — высота подвеса светильника. Вопрос 3. Вредные вещества в рабочей зоне. На рабочих местах нормируется содержание (концентрация) вредных веществ в воздухе. Все вредные вещества принято классифицировать по следующим основным признакам: 1) по воздействию на организм человека:  токсичные — вызывают отравление всего организма (монооксид углерода, циан, свинец, ртуть, мышьяк, бензол и др., а также их соединения);  раздражающие — вызывают раздражение слизистых оболочек и кожи (хлор, аммиак, ацетон, фтористый водород, окислы азота и др.);  сенсибилизирующие — вызывают аллергические реакции (формальдегид, нитрорастворители и нитролаки и др.);  канцерогенные — вызывают развитие злокачественных опухолей (никель, хром и их соединения, асбест и др.);  мутагенные — вызывают изменение наследственных признаков (свинец, марганец, стирол, радиоактивные вещества и др.);  тератогенные — вызывают врождѐнные уродства (ртуть, свинец, марганец, стирол, радиоактивные вещества и др.). 2) по степени опасности:  чрезвычайно опасные — ПДКрз до 0,1 мг/м3 (бериллий, свинец, марганец, бенз(а)пирен);  высоко опасные — ПДКрз 0,1–1,0 мг/м3 (хлор, фосген, хлористый водород);  умеренно опасные — ПДКрз 1,0–10,0 мг/м3 (табак, стекло, пластик, пары метилового спирта); 24  мало опасные — ПДКрз более 10,0 мг/м3 (аммиак, бензин, ацетон, пары этилового спирта). Для обезвреживания пролитой ртути проводится демеркуризация. Вопрос 4. Шум и вибрация в рабочей зоне. В виде звука мы воспринимаем упругие колебания — волны, распространяющиеся в твѐрдой, жидкой или газообразной среде, если эти колебания лежат в диапазоне частот от 16 Гц до 20 кГц. Колебания с частотой ниже 16 Гц (инфразвук) и колебания с частотой выше 20 кГц (ультразвук) не слышимы для человека. Основными параметрами звука являются звуковое давление Р (измеряется в Паскалях, Па), интенсивность звука I (измеряется в Ваттах на метр квадратный, Вт/м2 ) и частота f (измеряется в Герцах, Гц). Интенсивность звука связана со звуковым давлением зависимостью: 2 I / ( ) ,  Р pс где  — плотность воздуха; с — скорость распространения звуковой волны. Для воздуха при нормальных условиях скорость звуковой волны (скорость звука) составляет 343 м/c. Абсолютные значения величин звуковых давлений изменяются в очень широких пределах, поэтому для удобства оценки интенсивности звука и звукового давления применяют относительные единицы — уровни звукового давления и уровни интенсивности звука, измеряемые в децибелах, дБ. Lp 10 lg P2 / Po2 20 lg P / Po ,   LI 10 lg I / Io , где величины звукового давления -5 P = 2×10 o Па и интенсивности звука -12 2 o I = 10 Вт / м соответствуют порогу слышимости на частоте 1000 Гц для 95 % людей. Звуковые волны начинают вызывать болевые ощущения при значениях 2 Р= 2×10 Па или 2 I = 100Вт / м , что соответствует уровню интенсивности звука (звукового давления) 140 дБ. Согласно Санитарно-эпидемиологическим требования к условиям проживания в жилых зданиях и помещениях «Санитарно-эпидемиологические правила и нормативы» СанПиН 2.1.2.2645-10 уровень шума не должен превышать значений: 25 Объект Время Уровень шума, дБА допустимый максимальный Жилые и общественные здания 7–23 40 55 23–7 30 45 Жилая зона 7–23 55 70 23–7 45 60 Согласно Санитарным нормам Сн 2.2.4/2.1.8.562-96 для рабочих мест установлены следующие предельные уровни шума: Вид деятельности, рабочее место Уровень шума, дБА Творческая, руководящая с повышенными требованиями, научная, конструирование и проектирование, программирование, преподавание и обучение, врачебная. Рабочие места в помещениях, дирекции, программистов. 50 Высококвалифицированная, требующая сосредоточенности, административно-управленческая. Рабочие места в помещениях цехового управленческого аппарата, рабочих комнатах конторских помещений. 60 Запрещается даже кратковременное пребывание в зонах с уровнями звукового давления свыше 135 дБ. Зоны с уровнем звука более 80 дБА должны быть отмечены соответствующими знаками опасности, а работающие в этих зонах обеспечены средствами индивидуальной защиты. При наличии в помещении n источников шума интенсивности создаваемых ими звуковых волн рассчитывается по формуле: 0,1L1 0,1L2 0,1Ln L = 10lg(10 +10 +...+10 ) s Уровень интенсивности звука, создаваемый N равными по интенсивности источниками, дБ, рассчитывается по формуле: L = L + 10lgN , S 1 где L1 — уровень интенсивности одиночного источника, дБ. Коэффициент звукопроницаемости преграды τ рассчитывается по формуле:   I I/ , ПР ПАД где IПР — интенсивность звука в прошедшей через преграду звуковой волне; Вт/м2 , IПАД — интенсивность звука в падающей на преграду звуковой волне, Вт/м2 . 26 Звукоизоляция преграды, дБ, рассчитывается по формуле: R 10lg(1 / )   Разность уровней звукового давления в двух точках, находящихся в звуковом поле одного источника на расстояниях r1 и r2 (r2 r1) от него, L, дБ рассчитывается по формуле: ΔL = L – L = 10 lg I / I = 20 lg r / r , 1 2 1 2 2 1     где I1, I2 — интенсивности звука в точках 1 и 2 соответственно, Вт/м2 . С повышением частоты вредное воздействие шума усиливается. Вибрация подразделяется на:  общую — передаѐтся через опорную поверхность (пол или сиденье) и воздействует на все тело;  локальную — передаѐтся через руки и воздействует на них. Наибольшую опасность представляет общая вибрация. Вопрос 5. Электромагнитные поля в рабочей зоне. При оценке опасности электромагнитных полей (ЭМП) учитываются электрическая Е [В/м] и магнитная Н [А/м] составляющие их напряжѐнности. Неблагоприятное воздействие магнитной составляющей электромагнитных полей промышленной частоты (ЭППЧ) проявляется при значениях напряжѐнности порядка 150–200 А/м. В большинстве случаев Н  20-25 А/м, поэтому потенциальная опасность ЭМП чаще всего оценивается величиной электрической составляющей напряжѐнности Е. Предельно-допустимые уровни значений напряжѐнности ЭППЧ не должны превышать:  внутри жилых зданий — 0,5 кВ/м;  на территории зоны жилой застройки — 1 кВ/м;  вне зоны жилой застройки — 5 кВ/м;  на участках пересечения ЛЭП с автодорогами — 10 кВ/м;  в ненаселѐнной местности — 15 кВ/м;  в труднодоступной местности и на участках, выгороженных для исключения доступа людей — 20 кВ/м. Время пребывания человека в зоне действия ЭППЧ устанавливается в зависимости от значения напряжѐнности поля:  при Е  5 кВ/м допускается присутствие персонала на рабочем месте в течение 8 ч;  при 5  Е  20 кВ/м допустимое время пребывания Т, ч, рассчитывается по формуле Т = 50 / Е – 2  ; 27  при 20  Е  25 кВ/м время пребывания Т  при Е  25 кВ/м воздействие на людей ЭППЧ при отсутствии средств защиты не допускается. Если в течение смены персонал находится в зонах с разными значениями напряжѐнности ЭППЧ, то время пребывания рассчитывается с учѐтом продолжительности пребывания и допустимого времени пребывания в зонах с соответствующими значениями напряжѐнности ЭППЧ. Общее время пребывания не должно превышать 8 ч. При значении напряжѐнности электростатического поля (ЭСП) на рабочем месте 60 кВ/м время его воздействия не должно превышать 1 часа. Если время пребывания в ЭСП превышает 1 ч, то предельно допустимое значение напряжѐнности ЭСП рассчитывается по формуле: 0,5 60 , Е t ПДУ  где t — время пребывания человека в ЭСП. Время пребывания в ЭСП зависит от значения напряжѐнности ЭСП:  не более 20 кВ/м — не ограничивается;  20–60 кВ/м — рассчитывается по формуле   2 t = 60 / E , где Е — значение фактической напряжѐнности ЭСП;  более 60 кВ/м — пребывание только в средствах защиты. Вопрос 6. Основы электробезопасности. На производстве число травм, вызванных электрическим током, невелико и составляет 11-12 % от общего числа, однако, на долю электротравм приходится наибольшее количество (до 40 %) смертельных исходов. До 80 % случаев смертельного поражения электрическим токов приходится на электроустановки напряжением до 1000 В (в первую очередь, на установки 220-380 В). Последствия действия тока на человека зависят от силы тока, длительности его воздействия, рода и частоты тока, пути тока в теле человека и индивидуальных особенностей человека. Различают три ступени воздействия тока на организм человека и соответствующие им три пороговых значения: ощутимое, отпускающее и фибрилляционное. Если человек попал под воздействие переменного тока промышленной частоты, он начинает ощущать протекающий через него ток, когда его значение достигнет 0,6-1,5 мА. Для постоянного тока ощутимое значение составляет 6-7 мА. Ощутимый ток вызывает у человека малоболезненные (или безболезненные) раздражения, и человек может самостоятельно освободиться от провода или токоведущей части, находящейся под напряжением. Если сила переменного тока, протекающего через организм, составляет 10-15 мА и более, а постоянного — 50-70 мА, то такие токи называют неотпускающими. 28 Человек не может самостоятельно разжать руку и освободиться от воздействия тока. При повышении силы переменного тока промышленной частоты до 25-50 мА затрудняется или даже прекращается процесс дыхания (при воздействии в течение нескольких минут). При воздействии переменного тока промышленной частоты величина порогового фибрилляционного тока составляет 100 мА (при продолжительности воздействия более 0,5 с), а для постоянного тока — 300 мА при той же продолжительности. Переменный ток с частотой 20-100 Гц наиболее опасен для человека. При напряжениях, превышающих 500 В, наиболее опасен постоянный ток, а при меньших напряжениях — переменный. Шаговое напряжение снижается до нуля на расстоянии более 20 м от заземлителя или места контакта проводника с землѐй. Вопрос 7. Основные санитарные требования и нормы при работе с видеодисплейными терминалами и ПЭВМ. Оптимальными условиями при работе с видеодисплейными терминалами (ВДТ) и ПЭВМ являются: 1) температура воздуха:  22-24 °С (категория работ 1а, холодный период);  21-23 °С (категория работ 1б, холодный период);  23-25 °С (категория 1а, тѐплый период);  22-24 °С (категория работ 1б, тѐплый период); 2) влажность воздуха 40–60 %; 3) скорость движения воздуха:  0,1 м/с (категории работ 1а, 1б холодный период и 1а — тѐплый период);  0,2 м/с (категория работ 1б в тѐплый период); 4) уровень шума не должен превышать 50 дБА и 65 дБА в помещениях операторов ЭВМ без дисплеев; 5) освещѐнность на рабочем столе должна составлять 300-500 лк, яркость бликов на экране — 40 кд/м2 ; 6) соотношение отрицательных и положительных ионов в помещении 3:2; 7) экран на расстоянии 600-700 мм от глаз; 8) продолжительность непрерывной работы не должна превышать 2 ч. Виды трудовой деятельности на ВДТ и ПЭВМ разделяются на три группы:  группа А — работа по считыванию информации с экрана ВДТ и ПЭВМ с предварительным запросом.  группа Б — работа по вводу информации.  группа В — творческая работа в режиме диалога с ЭВМ. Для видов трудовой деятельности устанавливаются категории тяжести и напряжѐнности работы с ВДТ и ПЭВМ, которые определяются: 29  для группы А — по суммарному числу считываемых знаков за рабочую смену, но не более 60 000 знаков в смену.  для группы Б — по суммарному числу считываемых или вводимых знаков за рабочую смену, но не более 40 000 знаков.  для группы В — по суммарному времени непосредственной работы с ВДТ и ПЭВМ за рабочую смену, но не более 6 ч за смену. Вопросы для самопроверки: 1. Какие негативные факторы производственной среды необходимо идентифицировать и снижать их уровень до допустимых значений в первую очередь? 2. Какие параметры микроклимата регулируют вентиляция и кондиционирование? 3. При каких условиях может возникать стробоскопический эффект? 4. Почему параметры шума измеряются в относительных, а не абсолютных единицах? 5. Как необходимо передвигаться в зоне возможного растекания шагового напряжения? Литература по теме: Основная литература: 1. Белов С.В. Безопасность жизнедеятельности и защита окружающей среды (техносферная безопасность): Учебник для вузов. 2-е изд., — М.: Юрайт, 2011. Дополнительная литература: 1. Безопасность жизнедеятельности: Учебное пособие / кол. авторов; под ред. дра техн. Наук, проф. А.И. Сидорова — М.: КНОРУС, 2007. 2. Графкина М.В., Михайлов В.А., Нюнин Б.Н. Безопасность жизнедеятельности: учебник / под общ. ред. Б.Н. Нюнина. — М.: ТК Велби, изд-во Проспект, 2007. 3. Грачев Н. Н. Защита человека от опасных излучений / Н.Н. Грачев. Л.О. Мырова. — М.: БИНОМ. Лаборатория знаний, 2005. 4. Кармазинов Ф.В., Русак О.Н., Гребенников С.Ф., Осенков В.Н. Безопасность жизнедеятельности: Словарь-справочник / Под общей редакцией С.Ф. Гребенникова. — СПб.: Издательство «Лань», 2001. 5. Микрюков В.Ю. Безопасность жизнедеятельности: Учебник / В.Ю. Микрюков — Ростов н/Д: Феникс, 2006. Практическое задание: Решите задачи: 1. Сила света, испускаемая элементом поверхности площадью 0,5 см2 под углом 60° к нормали, составляет 0,25 кд. Найдите яркость поверхности. 2. Чему равны значение коэффициента отражения и средняя освещѐнность стены площадью 4 м 2 , если на неѐ падает световой поток 600 лм, а отражается 150 лм. 3. Чему равен отражѐнный от стены площадью 5 м 2 световой поток, если освещѐнность составляет 200 лк, а значение коэффициента отражения равно 0,8? 30 4. Какова должна быть яркость объекта различения, чтобы его контраст с фоном был равен 0,4 при яркости фона 200 кд/м2 ? 5. Чему равно значение коэффициента пульсаций светового потока, создаваемого светильником, если максимальное значение освещѐнности рабочей поверхности составляет 850 лк., а минимальное — 150 лк. 6. Освещѐнность на улице — 8000 лк. В помещении освещѐнность, создаваемая естественным светом — 100 лк. Определите значение коэффициента естественной освещѐнности. 7. Определите освещѐнность горизонтальной рабочей поверхности, которая создаѐтся двумя светильниками, подвешенными на высоте 3 м от еѐ уровня так, что свет падает на поверхность под углом 60° к нормали, если сила света, испускаемая каждым из светильников в этом направлении равна 800 кд. 8. Определите минимальное значение освещѐнности рабочей поверхности, если значение коэффициент пульсации освещѐнности равно 20 %, а среднее значение освещѐнности 500 лк. 9. Определите максимальное значения освещѐнности рабочей поверхности, если значение коэффициента пульсации освещѐнности равно 25 %, а среднее значение освещѐнности 450 лк. 10. Уровень интенсивности звука 100 дБ. Определите соответствующее звуковое давление. 11. Уровень звукового давления 100 дБ, Определите соответствующую интенсивность звука. 12. Работают два одинаковых источника шума. Если их оба выключить, то уровень шума в помещении составит 60 дБ. Если оба включить, то уровень шума в помещении составит 65 дБ. Определите уровень шума в помещении, если включить только один источник. 13. Включено два одинаковых источников шума. При этом уровень шума в помещении 60 дБ. Определите уровень шума, если выключить один из источников. 14. В помещении включены три источника шума с уровнями шума соответственно 60, 60, 85 дБ. Определите общий уровень шума. 15. В помещении пять источников шума с уровнями шума соответственно 60, 60, 63, 66 и 69 дБ. Определите уровень шума при одновременном включении всех источников. 16. Интенсивность звука с одной стороны перегородки 0,1 Вт/м2 , а с другой — 0,01 Вт/м2 . Определите величину звукоизоляции перегородки. 17. На расстоянии 100 м от источника шума уровень шума составляет 80 дБ. Определите величину уровня шума на расстоянии 10 м от этого источника. 18. Интенсивность звука при работе одного источника шума 0,1 Вт/м2 , а при работе второго — 0,2 Вт/м2 . Определите уровень интенсивности звука при одновременной работе источников шума. Примеры решения задач. 1. Найдите освещѐнность поверхности, имеющей коэффициент отражения 0,6 и площадь 10 м 2 , если отражѐнный от неѐ световой поток составляет 300 лм. Решение. Падающий на поверхность световой поток: 31 / 300 / 0,6 500 F F p ПАД ОТР     лм Освещѐнность поверхности: / 500 / 10 50 E F S ПАД    лк Ответ. Освещѐнность поверхности составляет 50 лк. 2. Уровень шума в помещении 60 дБ. Включено ещѐ два источника шума по 60 дБ каждый. Определите уровень шума в помещении. Решение. Источники шума в помещении имеют равную интенсивность, поэтому суммарный уровень шума равен: 60 10lg3 64,77 LS    дБ Ответ. Суммарный уровень шума в помещении составляет 64,77 дБ. Тема 3. Безопасность в чрезвычайных ситуациях. Гражданская оборона Вопросы темы: 1. Чрезвычайные ситуации мирного времени. 2. Чрезвычайные ситуации военного времени. Цели и задачи: Цели и задачи изучения данной темы — получение общетеоретических знаний об основах безопасности в чрезвычайных ситуациях мирного и военного времени. Серьѐзное и целенаправленное изучение третьей темы познакомит студентов с основами защиты населения и объектов экономики от воздействия поражающих факторов чрезвычайных ситуаций природного и техногенного характера, основами поражающего действия оружия массового поражения и защиты от него, а также продолжит знакомство с основами понятийного аппарата дисциплины. В результате успешного изучения темы Вы: Узнаете:  как классифицируются чрезвычайные ситуации природного и техногенного характера;  какие условия необходимы для возникновения чрезвычайных ситуаций;  какие стадии проходят чрезвычайные ситуации в своѐм развитии;  какими показателями характеризуется освещение рабочих мест;  какими особенностями обладают аварии на радиационно- и химически опасных объектах; 32  как функционирует Единая государственная система предупреждения и ликвидации чрезвычайных ситуаций;  как классифицируются различные виды оружия массового поражения;  какими поражающими факторами обладают различные виды оружия массового поражения;  как организуется защита населения и объектов от оружия массового поражения. Приобретѐте следующие профессиональные компетенции:  умение оценивать последствия чрезвычайных ситуаций природного и техногенного характера. В процессе освоения темы акцентируйте внимание на следующих ключевых понятиях:  Аварийно химически опасные вещества — химические вещества, применяемые в большом масштабе в промышленности и сельском хозяйстве, способные при аварийном проливе или выбросе в окружающую среду вызвать массовые поражения людей и животных, а также привести к заражению воздуха, воды, почвы и растений.  Биологическое оружие — оружие, поражающее действие которого основано на использовании болезнетворных свойств патогенных микроорганизмов.  Зажигательное оружие — оружие, поражающее действие которого основано на использовании высокой температуры пламени и продуктов горения.  Зона химического заражения при химической аварии — территория, зараженная аварийно химически опасными веществами в опасных для жизни людей пределах.  Ионизирующее излучение — излучение, которое при прохождении через среду вызывает еѐ ионизацию.  Очаг химического поражения при химической аварии — территория, в пределах которой в результате аварии на химически опасном объекте произошли массовые поражения людей, животных, растений.  Пожар — неконтролируемый процесс горения, сопровождающийся уничтожением материальных ценностей и создающий опасность для жизни людей.  Радиационная авария — происшествие, приведшее к выходу (выбросу) радиоактивных продуктов и ионизирующих излучений за предусмотренные проектом пределы (границы) в количествах, превышающих установленные нормы безопасности.  Радиационно опасный объект — предприятие, на котором при авариях могут произойти массовые радиационные поражения.  Токсины — химические вещества белковой природы, растительного, животного или микробного происхождения, обладающие высокой токсичностью и способные поражать человека и животных.  Химически опасный объект — предприятие национальной экономики, при аварии или разрушении которого могут произойти массовые поражения людей, животных и растений аварийно химически опасными веществами. 33  Химическое оружие — поражающее действие, которого основано на использовании токсичных химических веществ и токсичных продуктов жизнедеятельности патогенных микроорганизмов.  Чрезвычайная ситуация — обстановка на определѐнной территории, сложившаяся в результате аварии, опасного природного явления, катастрофы, стихийного или иного бедствия, которые могут повлечь или повлекли за собой человеческие жертвы, ущерб здоровью людей или окружающей среде, значительные материальные потери и нарушение условий жизнедеятельности людей.  Ядерное оружие — оружие взрывного действия, поражающее действие которого основано на использовании внутриядерной энергии, выделяющейся при цепных реакциях деления изотопов урана и плутония или при термоядерных реакциях синтеза изотопов водорода (дейтерия и трития). Вопрос 1. Чрезвычайные ситуации мирного времени. По причинам возникновения чрезвычайные ситуации (ЧС) подразделяются на:  стихийные бедствия — природные ЧС;  техногенные ЧС — технические и технологические причины;  антропогенные ЧС — причинами является человеческий фактор;  социально-политические ЧС. Кроме того, ЧС техногенного и природного характера классифицируются по масштабам последствий. Вид ЧС Число пострадавших людей, чел Число людей с нарушенными условиями жизнедеятельности, чел Материальный ущерб, МРОТ на момент ЧС Границы зоны ЧС частная — —  1тыс. отдельная система объекта локальная  10  100 1 тыс. граница объекта местная 10–100 100–300 1тыс.–5 тыс. граница населѐнного пункта территориальная 50–500 300–500 5 тыс.–0,5 млн менее территории субъекта региональная 50–500 500–1 тыс. 0,5 млн –5 млн территория двух субъектов федеральная  500  1 тыс.  5 млн более территории двух субъектов трансграничная — — — выходит за пределы РФ Для возникновения ЧС необходимы определѐнные условия:  наличие источника риска (давления, взрывчатых, ядовитых, радиоактивных веществ);  действие факторов риска (выброс газа, взрыв, возгорание); 34  нахождение в очаге поражения людей, сельскохозяйственных животных и угодий. В развитии ЧС выделяют ряд характерных стадий (периодов):  накопление отрицательных эффектов, приводящих к аварии;  период развития катастрофы;  экстремальный период, при котором выделяется основная доля энергии;  период затухания;  период ликвидации последствий. К основным ЧС техногенного характера относятся:  транспортные аварии (катастрофы);  пожары, взрывы, угроза взрывов на промышленных объектах; транспорте; в зданиях и сооружениях жилого, социально-бытового, культурного значения и др.;  аварии с выбросом (угрозой выброса) аварийно химически опасных веществ (АХОВ);  аварии с выбросом (угрозой выброса) радиоактивных веществ (РВ);  аварии с выбросом (угрозой выброса) биологически опасных веществ (БОВ);  внезапное обрушение зданий, сооружений;  аварии на электроэнергетических системах;  аварии на коммунальных системах жизнеобеспечения;  аварии на промышленных очистных сооружениях;  гидродинамические аварии. Среди ЧС техногенного характера наибольшую опасность представляют аварии на радиационно и химически опасных объектах, а также пожары. Радиационные аварии (РА) принято подразделять на три типа:  локальные — нарушения в работе РОО, при которых не произошѐл выход радиоактивных продуктов или ионизирующих излучений за предусмотренные границы оборудования, технологических систем, зданий и сооружений в количествах, превышающих установленные для нормальной эксплуатации предприятия значения;  местные — нарушение в работе РОО, при котором произошѐл выход радиоактивных продуктов в пределах санитарно-защитной зоны в количествах, превышающих установленные нормы для данного предприятия;  общие — нарушение в работе РОО, при котором произошѐл выход радиоактивных продуктов в пределах санитарно-защитной зоны и в количествах, приводящих к радиоактивному загрязнению прилегающей территории и возможному облучению проживающего на ней населения выше установленных норм. При РА на людей воздействуют различные ионизирующие излучения:  альфа-излучение;  бета-излучение;  гамма-излучение;  рентгеновское излучение;  нейтронное излучение. 35 Только нейтронное излучение создаѐт наведенную активность в веществе — преобразует нейтральные атомы вещества в их радиоактивные изотопы По взаимному расположению в поле облучения источника ионизирующего излучения и человека различают следующие виды облучения:  внешнее — источник ионизирующего излучения находится на удалении от человека, в этом случае наиболее опасны источники гамма- и нейтронного излучения;  контактное — источник ионизирующего излучения находится на поверхности кожи человека, в этом случае наиболее опасны источники альфа- и бетаизлучения;  внутреннее — источник ионизирующего излучения попадает в организм человека с воздухом, водой, пищей, наиболее опасны источники альфа-, гамма- и нейтронного излучения. Внутренне облучение является наиболее опасным, т.к. внутренние органы облучаются с минимальных расстояний, кроме того, радиоактивные вещества токсичны. Аварии на РОО зачастую сопровождаются выбросом в атмосферу большого количества газообразных радиоактивных веществ, среди которых наибольшую опасность представляют радиоактивные изотопы йода. Выброс может продолжаться длительное время, и радиоактивное облако распространяется на большое расстояние. Для защиты щитовидной железы в первые 10 суток после радиационной аварии с выбросом радиоактивных веществ необходимо проведение йодной профилактики. При установлении допустимых доз облучения учитывается, что облучение может быть однократным или многократным. При однократном облучении (полученном в течение первых четырѐх суток после аварии) различают четыре степени лучевой болезни: Степень Экспозиционная доза, Р Скрытый период Самочувствие I 100-200 2-3 недели Недомогание, слабость, повышение потливости, уменьшение содержания лейкоцитов. II 200-400 около 1 недели Расстройство функций нервной системы, головные боли, головокружение, рвота, понос, уменьшение числа лейкоцитов (особенно лимфоцитов) вдвое. III 400-600 несколько часов Тяжѐлое общее состояние, сильные головные боли, понос, рвота, некроз слизистых оболочек в области дѐсен, резкое уменьшение количества лейкоцитов, а затем эритроцитов и тромбоцитов; без лечения — смерть в 20-70 % (чаще всего от инфекционных осложнений и кровотечений). IV 600 практически отсутствует Без лечения — смерть в течение двух недель. Считается, что не вызывают потери трудоспособности дозы внешнего облучения 50 рад при однократном облучении и 100 рад — при многократном. 36 Различают следующие виды химических аварий:  частная — авария, либо не связанная с выбросом АХОВ, либо произошла их незначительная утечка;  объектовая — авария, связанная с утечкой АХОВ из технологического оборудования или трубопроводов; глубина зоны порогового поражения менее санитарно-защитной зоны вокруг предприятия;  местная — авария, связанная с разрушением большой единичной ѐмкости или целого склада АХОВ; облако зараженного воздуха достигает зоны жилой застройки; проводится эвакуация из ближайших жилых районов и другие соответствующие мероприятия;  региональная — авария со значительным выбросом АХОВ; облако зараженного воздуха распространяется облака вглубь жилых районов;  глобальная — авария с полным разрушением всех хранилищ с АХОВ на крупных ХОО. Наиболее массовыми, особенно в городах, АХОВ являются хлор и аммиак. В случае аварийного выброса облако зараженного воздуха перемещается в атмосфере по направлению ветра, при этом облако хлора прижимается к земле, а облако аммиака — поднимается вверх. Горение несамовоспламеняющихся веществ возможно только при наличии:  горючего;  окислителя;  источника зажигания. Наиболее опасным фактором пожара являются токсичные продукты горения. Для обеспечения защиты населения в нашей стране создана Единая государственная система предупреждения и ликвидации чрезвычайных ситуаций, РСЧС. Она состоит из функциональной и территориальной подсистем и включает следующие уровни управления:  федеральный;  региональный;  территориальный;  местный;  объектовый. Каждый уровень РСЧС имеет координирующие органы, органы повседневного управления, информационные органы, силы и средства. Организационнометодическое руководство планированием действий РСЧС выполняет Министерство Российской Федерации по делам гражданской обороны, чрезвычайным ситуациям и ликвидации последствий стихийных бедствий (МЧС). РСЧС функционирует в одном из следующих режимов:  повседневной деятельности — при нормальной обстановке.  повышенной готовности — при получении прогноза о возможности ЧС.  чрезвычайной ситуации — при возникновении и ликвидации ЧС. Для оповещения населения в чрезвычайных ситуациях передаются 37 установленные сигналы, при этом первым с помощью сирен, а также прерывистых гудков промышленных предприятий и транспортных средств передаѐтся сигнал «Внимание всем!». Важная информационная роль принадлежит разворачиваемой в настоящее время системе экологического мониторинга окружающей среды. Еѐ задачи — наблюдение, оценка и прогноз возможных изменений состояния окружающей среды. Вопрос 2. Чрезвычайные ситуации военного времени. Наиболее масштабные ЧС военного времени создаются в результате применения оружия массового поражения, к которому в настоящее время принято относить ядерное, химическое, биологическое и зажигательное оружие. Различают следующие разновидности ядерного оружия:  атомное — основано на цепной реакции деления изотопов урана или плутония;  термоядерное — основано на реакциях синтеза (превращения лѐгких ядер изотопов водорода в более тяжѐлые при реакции синтеза для инициирования которых необходима температура в десятки млн. градусов, обеспечиваемой взрывом обычного атомного заряда); разновидностью термоядерного оружия является нейтронный боеприпас с увеличенным примерно в 5-10 раз выходом проникающей радиации. E dF dS  / Основными поражающими факторами ядерного взрыва являются:  воздушная ударная волна — является основным поражающим факторов для объектов;  светового излучения — является основным поражающим фактором для открыто расположенных людей;  проникающая радиация;  электромагнитный импульс;  радиоактивное загрязнение. Размеры и конфигурация зон радиоактивного загрязнения местности при ядерных взрывах зависят от вида и мощности взрыва, направления и скорости ветра. Наиболее сильное загрязнение сопровождает низкие воздушные, наземные и подземные с выбросом грунта ядерные взрывы. В качестве основных характеристик зоны радиоактивного загрязнения местности используются значения мощности дозы (уровня радиации) и дозы до полного распада радиоактивных веществ, которые рассчитываются по значению мощности дозы, приведенной к 1 ч после взрыва (связано с тем, что в течение 50-55 минут происходит распад короткоживущих радиоактивных изотопов и в дальнейшем (на протяжении первого месяца) изотопный состав остаѐтся практически стабильным). Мощность дозы не остаѐтся постоянной, каждое семикратное увеличение времени, прошедшего после ядерного взрыва приводит к десятикратному уменьшению мощности дозы. Данный закон спада мощности дозы положен в основу «защиты выжиданием» при организации работ на радиоактивно загрязнѐнной местности. Доза до полного распада ориентировочно равна пятикратной мощности дозы, 38 приведѐнной к 1 ч после взрыва. По степени опасности при ядерном взрыве выделяют следующие зоны радиоактивного загрязнения местности: Название и обозначение зоны Мощность дозы излучения через 1 ч после взрыва, рад/ч Доза излучения до полного распада РВ, рад Площадь зоны от всей площади следа, % Умеренного загрязнения, А 8–80 40–400 70–80 Сильного загрязнения, Б 80–240 400–1200 10 Опасного загрязнения, В 240–800 1200–4000 8–10 Чрезвычайно опасного загрязнения, Г более 800 более 4000 до 12 В химическом оружии применяются боевые токсичные химические вещества (БТХВ) и фитотоксиканты. В свою очередь, в качестве БТХВ используются отравляющие вещества (ОВ) и токсины. Отравляющие вещества и токсины поражают людей и животных, а фитотоксиканты — растения. Отравляющие вещества классифицируются по различным параметрам. По боевому состоянию:  газообразные;  жидкие;  аэрозоли;  дымообразные. По тактическому назначению:  смертельные (зарин, зоман, VX, иприт, синильная кислота, хлорциан, фосген);  временно выводящие из строя (хлорацетофенон, адамсит, CS, CR, BZ). По стойкости:  стойкие (VX, иприт);  нестойкие. По скорости наступления поражающего действия:  быстродействующие (зарин, зоман, синильная кислота, CS,CR);  медленнодействующие (VX, иприт, фосген, BZ). По пути проникновения в организм:  ингаляционные;  кожно-резорбтивные;  пероральные;  микстовые (ранение зараженными осколками. По физиологическому воздействию: 39  нервно-паралитические — поражают нервную систему, высокотоксичны, вызывают расстройства функций нервной системы, мышечные судороги и паралич (зарин, зоман, VX);  кожно-нарывные — поражают кожные покровы и вызывающие долго не заживающие язвы (иприт);  удушающие — поражают органы дыхания (фосген);  общеядовитые — вызывают общее отравление организма (синильная кислота, хлорциан);  раздражающие — поражают слизистые оболочки глаз и верхних дыхательных путей (CS, CR, хлорацетофенон, адамсит);  психотропные — вызывают временные психозы (BZ). В химическом оружии применяются следующие токсины:  ботулинический токсин — самый сильный яд смертельного действия, наиболее опасен при микстовом поражении, может применяться в виде аэрозоля;  стафилококковый энтеротоксин — временно выводящее из строя БТХВ, основные пути поражения ингаляционный, пероральный и микстовый;  рицин — может применяться в виде тонкодисперсного аэрозоля, по ингаляционной токсичности близок к зарину и зоману. Фитотоксиканты по характеру воздействия и целевому назначению подразделяются на:  гербициды — поражают травяную растительность, злаковые и овощные культуры;  арборициды — поражают деревья и кустарники;  альгициды — поражают водную растительность;  дефолианты — вызывают опадение листвы;  десиканты — высушивают растительность. Различают гербициды универсального и избирательного действия, а также контактные (поражают растения в местах контакта), системные (перемещаясь по растению, вызывают его общее отравление) и корневые (уничтожают семена, ростки и корни). В качестве химического оружия использовались три основные рецептуры — «оранжевая» (полностью уничтожает овощные посевы, повреждает деревья и кустарники), «белая» (универсальный гербицид, достаточно однократной обработки) и «синяя» (ярко выраженный прижигающий эффект, для полного уничтожения растительности необходима повторная обработка). В качестве биологических агентов биологического оружия в настоящее время применяются:  бактерии — одноклеточные микроорганизмы, в споровой форме крайне устойчивые к внешним воздействиям (чума, сибирская язва, туляремия);  вирусы — микроорганизмы, которые размножаются только в живых тканях (натуральная оспа, грипп, пситтакоз, лихорадка Денге). 40  риккетсии — микроорганизмы, по размерам аналогичные бактериям, но, как вирусы, размножающиеся внутри живых тканей; носителями риккетсий являются вши, блохи, комары и клещи (Ку-лихорадка, эпидемический сыпной тиф);  грибки — микроорганизмы растительного происхождения (кокцидиомикоз, криптококкоз и др.). В очаге биологического поражения в зависимости от опасности возбудителя заболевания вводится один из двух режимов:  карантин — если возбудитель относится к особо опасным;  обсервация — на границе карантинной зоны, а также если возбудитель не относится к особо опасным. В зажигательном оружии применяются различные напалмы, пирогели и термиты. Для защиты людей при ведении боевых действий с применением оружия массового поражения используются средства коллективной и индивидуальной защиты. К средствам коллективной защиты относятся убежища и укрытия, наибольшую защиту обеспечивают убежища, поскольку они герметичны и оборудованы фильтровентиляционными установками. В укрытиях при применении оружия массового поражения люди должны находиться в средствах индивидуальной защиты. Средства индивидуальной защиты по принципу действия делятся на фильтрующие и изолирующие, а по назначению — на средства индивидуальной защиты органов зрения, средства индивидуальной защиты органов дыхания и средства индивидуальной защиты кожи. К средствам индивидуальной защиты, кроме того, относятся средства медицинской защиты:  аптечка индивидуальная с противоболевыми, противорадиационными, противохимическими и противобиологическими препаратами;  индивидуальный противохимический пакет со специальной рецептурой для обеззараживания отравляющих веществ;  пакет перевязочный индивидуальный. После выхода из очага поражения необходимо удалить опасные вещества с поверхности тела (провести частичную или полную санитарную обработку), средств индивидуальной защиты, экипировки и транспорта (провести их специальную обработку). Для удаления радиоактивных веществ производится дезактивация (частичная или полная), для обезвреживания отравляющих веществ и химического разоружения токсинов — дегазация (частичная или полная), для уничтожения биологических веществ — дезинфекция. Вопросы для самопроверки: 1. На каком явлении основано определение факта нейтронного облучения при радиационной аварии по спектральным линиям Na при обследовании пострадавших спектрометрами и спектрографами? 41 2. На каких объектах в населѐнных пунктах, не имеющих предприятий химической промышленности, могут находиться большие количества хлора и аммиака? 3. Почему наиболее опасным фактором пожара при воздействии на людей является образование токсичных продуктов горения? 4. Через сколько времени после ядерного взрыва мощность дозы излучения на радиоактивно загрязнѐнной местности уменьшится в 100 раз? 5. Элементом какого вида специальной обработки относится дератизация (уничтожение грызунов)? Литература по теме: Основная литература: 1. Белов С.В. Безопасность жизнедеятельности и защита окружающей среды (техносферная безопасность): Учебник для вузов. 2-е изд., — М.: Юрайт, 2011. Дополнительная литература: 1. Баринов А.В. Чрезвычайные ситуации природного характера и защита от них. Учеб. Пособие для студ. высш. учеб. заведений. — М.: Издательство ВЛАДОСПРЕСС, 2003. 2. Безопасность жизнедеятельности. Безопасность в чрезвычайных ситуациях природного и техногенного характера: Учеб. пособие / В.А. Акимов, Ю.Л. Воробьев, М.И. Фалеев и др. — М.: Высш. шк., 2006. 3. Емельянов В.М., Коханов В.Н., Некрасов П.А. Защита населения и территорий в чрезвычайных ситуациях: Учебное пособие для высшей школы / Под ред. В.В. Тарасова. 3-е изд., доп. и испр. — М.: Академический Проект: Трикста, 2005. 4. Зазулинский В.Д. Безопасность жизнедеятельности в чрезвычайных ситуациях: учебное пособие для студентов гуманитарных вузов / В.Д. Зазулинский. — М.: Издательство «Экзамен», 2006. 5. Крючек Н.А., Латчук В.Н., Миронов С.К. Безопасность и защита населения в чрезвычайных ситуациях: / Учебник для населения / Под общ. ред. Г. Н. Кириллова. — М.: Изд-во НЦ ЭНАС, 2006. 6. Личная безопасность в чрезвычайных ситуациях. / Н.А. Крючек, М.И. Кузнецов, В.Н. Латчук, С.В. Петров; под ред. зам. Министра МЧС России Г.Н. Кириллова. — М.: Изд-во НЦ ЭНАС, 2006. 7. Микрюков В.Ю. Безопасность жизнедеятельности: Учебник / В.Ю. Микрюков — Ростов н/Д: Феникс, 2006. 8. Постник М. И. Защита населения и хозяйственных объектов в чрезвычайных ситуациях: Учебник / М. И. Постник. — Мн.: Высш. Шк., 2003. Практическое задание: Решите задачи: 1. В 100 бескаркасных зданиях из местного материала без фундамента, расположенных на песчаном грунте, проживает 100 000 человек. Населѐнный пункт оказался в зоне землетрясения магнитудой 7,0. Оцените последствия землетрясения в населѐнном пункте. 42 Методика расчѐта. Определяются следующие показатели: 1) количество зданий, получивших повреждения по различным категориям, качественная картина повреждений и требуемые виды ремонта; 2) общие, санитарные и безвозвратные потери людей, находившихся в зданиях в момент землетрясения; 3) состояние систем жизнеобеспечения на момент окончания землетрясения и после восстановительных работ по истечении суток. Исходные данные:  интенсивность землетрясения, J, баллы;  тип грунта, на котором построены здания;  тип грунта окружающей местности;  тип зданий;  количество зданий, NЗД;  количество людей в одном здании. Порядок проведения расчѐтов. 1. Рассчитать реальную интенсивность землетрясения, Jреал, по формуле: Jреал = J – (∆Jпост – ∆Jом) , (1) где Jпост – Jом — разность приращений балльности землетрясения для грунта, на котором построено здание и для грунта окружающей местности (таблица 1). 2. Определить сейсмостойкость здания JС (таблица 2). 3. Рассчитать значения вероятностей получения зданием повреждений различной степени РЗД i , (таблица 3), определить качественную картину повреждения зданий и вид требуемого ремонта (таблица 4). 4. Рассчитать количество зданий, получивших различные степени повреждений по формуле: NЗД i = Pi NЗД , (2) где NЗД i — количество зданий, повреждѐнных по i-ой степени; Pi — вероятность получения зданием повреждения i-ой степени. 5. Определить значения вероятностей общих РОБЩ, безвозвратных РБЕЗВ и санитарных РСАН потерь людей, находящихся внутри зданий в момент землетрясения по формулам: РОБЩ = (0,05 РЗД 3 + 0,5 РЗД 4 + 0,95 РЗД 5) , (3) РБЕЗВ = (0,01 РЗД 3 + 0,17 РЗД 4 + 0,65 РЗД 5) , (4) 43 РСАН = РОБЩ – РБЕЗВ (5) где РЗД 3, РЗД 4, и РЗД 5 — значения вероятностей получения зданием повреждений 3, 4 и 5 степени соответственно. 6. Рассчитать абсолютные значения потерь людей, находящихся внутри зданий в момент землетрясения по формулам: N Л ОБЩ = РОБЩ NЛ, (6) N Л БЕЗВ = РБЕЗВ NЛ, (7) N Л САН = РСАН NЛ (8) 7. Определить устойчивость систем жизнеобеспечения населения (таблица 5). Справочные материалы. Таблица 1. Разность приращений балльности землетрясения в баллах Грунт Jпост – Jом Гранит 0,00 Известняк 0,52 Крупнообломочный (щебень, гравий) 0,92 Песчаный 1,60 Глинистый 1,61 Насыпной, рыхлый 2,60 Полускальный 1,36 Таблица 2. Классификация зданий по сейсмостойкости Группа Характеристика зданий JС, баллы А А1 Бескаркасные здания из местного материала без фундамента. 4 А2 Здания из сырцового кирпича на фундаменте. 4,5 Б Б1 Здания с деревянным каркасом с лѐгкими перекрытиями. 5 Б2 Здания из жжѐного кирпича или бетонных блоков. 5,5 В В1 Деревянные дома, рубленные в «лапу». 6 В2 Железобетонные каркасные и крупнопанельные здания. 6,5 Таблица 3. 44 Вероятность степени повреждений зданий, РЗД Jреал – JС Степень повреждения 0 1 2 3 4 5 0 0,9 0,1 — — — — 1 0,4 0,5 0,1 — — — 2 0,1 0,3 0,5 0,1 — — 3 0,0 0,1 0,3 0,5 0,1 — 4 0,0 0,0 0,1 0,3 0,5 0,1 5 0,0 0,0 0,0 0,1 0,3 0,6 6 0,0 0,0 0,0 0,0 0,1 0,9 Таблица 4. Характеристика повреждений зданий Степень повреждения Описание повреждений Вид ремонта 1 степени (лѐгкие) Трещины в штукатурке, между панелями, откалывание небольших кусков штукатурки. текущий 2 степени (умеренные) Значительные разрушения ограждающих конструкций, откалывание больших кусков штукатурки, сквозные трещины в перегородках, слабые повреждения несущих стен. капитальный 3 степени (тяжѐлые) Частичное разрушение несущих конструкций, обрушение дымовых труб, значительная деформация каркасов. восстановительный 4 степени (разрушительные) Частичное разрушение несущих конструкций, нарушение связей между частями здания, обрушение крупных частей здания. здание не восстанавливается и подлежит сносу 5 степени Полное разрушение здания. — Таблица 5. Устойчивость систем жизнеобеспечения в процентах Система Интенсивность землетрясения, Jреал, баллы 6 7 8 9 10 Водоснабжение. 80/90 53/80 48/53 36/48 24/36 Электроснабжение. 85/95 75/85 60/75 43/60 32/43 Газоснабжение. 90/95 85/90 77/85 62/77 50/62 Теплоснабжение. 85/90 77/85 50/77 28/50 15/28 Транспорт. 90/95 85/90 68/85 55/68 20/55 Канализация. 100/100 90/100 82/90 55/68 45/60 Связь. 100/100 90/100 82/90 55/82 30/55 Примечание — В числителе — процент систем, способных функционировать немедленно, в знаменателе — после восстановительных работ в течение суток. 45 Пример решения. Задание. В 100 зданиях из жжѐного кирпича и бетонных блоков, расположенных на полускальном грунте, проживает 100 000 человек. Населѐнный пункт оказался в зоне землетрясения магнитудой 7,0. Оцените последствия землетрясения в населѐнном пункте. Решение. 1. Реальная интенсивность землетрясения: Jреал = J – (∆Jпост – ∆Jом) = 7 – (1,36 – 1,6) = 7 – (–0,24) = 7 + 0,24 = 7,24 2. Сейсмостойкость зданий из жжѐного кирпича или бетонных блоков составляет 5,5; 3. Приращение балльности землетрясения: Jреал – JС = 7 – 5,5 = 1,5  2 Значения вероятностей получения зданиями повреждений: 0 1 2 3 4 5 0,1 0,3 0,5 0,1 — — 4. Количество повреждѐнных зданий: 0 1 2 3 4 5 0,1100 = 10 0,3100 = 30 0,5100 = 50 0,1100 = 10 — — 5. Значения вероятностей потерь людей, находящихся в зданиях: РОБЩ РБЕЗВ РСАН 0,050,1 = 0,005 0,010,1 = 0,001 0,005 – 0,001 = 0,004 6. Абсолютные значения потерь людей, находящихся в зданиях N Л ОБЩ N Л БЕЗВ N Л САН 0,005101000 = 50 0,001101000 = 10 50 – 10 = 40 7. На расстоянии 500 км от берега в океане со средней глубиной 3,5 км произошло землетрясение магнитудой 8. На берегу с уклоном 110–3 в 1,5 км от уреза воды расположен посѐлок из кирпичных среднеэтажных зданий, железнодорожный узел и шоссейная дорога с асфальтовым покрытием. Оцените последствия цунами в районе расположения посѐлка. Методика расчѐта. Определяются следующие показатели: 1) время подхода волн цунами к берегу; 46 2) глубина зоны ущерба; 3) степень разрушения объектов. Исходные данные:  магнитуды землетрясения M, баллы, или цунами m;  глубина океана H, м;  расстояние до эпицентра землетрясения L, м;  уклон берега i;  тип зданий. Порядок проведения расчѐтов. 1. Определить высоту главной волны цунами h0, м (таблица 1). 2. Рассчитать скорость распространения волн цунами v, м/с: V = (2gH) 0,5 , (1) где g — ускорение свободного падения (9,8 м/с2 ); Н — глубина океана, м. 3. Рассчитать время подхода волн цунами к берегу , с  = L / v , (2) 4. Рассчитать скорость волны цунами у уреза воды vур, м/с vур = 3 (h0) 0,5 , (3) 5. Рассчитать высоту волны цунами у уреза воды hур, м hур = 1,5 h0 , (4) 6. Рассчитать коэффициент шероховатости n n = (hур) 0,7 i 0,5 / vур , (5) 7. Рассчитать глубину зоны ущерба Sk, м Sk = (hур (1 – n) – 0,5) / (i (1 – n)) , (6) 8. Рассчитать изменение высоты волны цунами в пределах глубины зоны ущерба на различных расстояниях s от берега hs , м hs = (hур – i s) (1 – n) , (7) 47 9. Рассчитать изменение скорости волны цунами в пределах глубины зоны ущерба на различных расстояниях s от берега vs , м/с vs = vур (hs / hур) 0,7 , (8) 10. Определить степень разрушения объектов (таблица 2). Справочные материалы. Таблица 1. Высота главной волны цунами в метрах Магнитуда h0 землетрясения M, баллы цунами m 7,5 1,0 до 3,0 8,0 2,0 4,0–6,0 8,25 3,0 8,0–12,0 8,5 4,0 14,0–20,0 Таблица 2. Значения параметров волны цунами, приводящие к разрушению объектов Наименование объекта Степень разрушения сильная средняя слабая v, м/с h, м v, м/с h, м v, м/с h, м Деревянные дома сборные 3,0 2,0 2,5 1,5 2,0 2,0 малоэтажные (1–2 этажа) 3,5 2,0 2,5 1,5 1,0 1,0 Кирпичные здания малоэтажные (1–3 этажа) 4,0 2,4 3,0 2,0 2,0 1,0 среднеэтажные (4 этажа) 6,0 3,0 4,0 2,5 2,5 1,5 Промышленные здания бескаркасные и с лѐгким металлическим каркасом 5,0 2,5 3,5 2,0 2,0 1,0 с тяжѐлым металлическим или ж/б каркасом 7,5 4,0 6,0 3,0 3,0 1,5 Бетонные и ж/б здания 12,0 4,0 9,0 3,0 4,0 1,5 Мосты деревянные (поток выше проезжей части) 1,0 2,0 1,0 1,5 0,0 0,5 железобетонные 2,0 3,0 1,0 2,0 0,0 0,5 металлические с пролѐтом 30–100 м 2,0 3,0 1,0 2,0 0,0 0,5 металлические с пролѐтом более 100 м 2,0 2,5 1,0 2,0 0,0 0,5 Железнодорожные пути 2,0 2,0 1,0 1,0 0,5 0,5 Дороги с гравийным (щебѐночным) покрытием 2,5 2,0 1,0 1,5 0,5 0,5 шоссейные с асфальтовым и бетонным покрытием 4,0 3,0 2,0 1,5 1,0 1,0 48 Пример решения. Задание. На расстоянии 500 км от берега в океане со средней глубиной 3,5 км произошло землетрясение магнитудой 7,5. На берегу с уклоном 110–3 расположен посѐлок из кирпичных среднеэтажных зданий. Оценить последствия цунами в районе расположения посѐлка. Решение: 1. Высота главной волны h0 = 3,0 м. 2. Скорость распространения волн цунами: v = (2gH) 0,5 = (29,83500)0,5  262 м/с. 3. Время подхода волн цунами к берегу:  = L / v = 500 000 / 262  1908 с  32 мин. 4. Скорость волны цунами у уреза воды: vур = 3 (h0) 0,5 = 3(3)0,5  5,2 м/с. 5. Высота волны цунами у уреза воды: hур = 1,5 h0 = 1,53 = 4,5 м. 6. Значение коэффициента шероховатости: n = (hур) 0,7 i 0,5 / vур = (4,5)0,7 (0,001)0,5 / 5,2 = 0,02. 7. Глубина зоны ущерба: Sk = (hур (1 – n) – 0,5) / (i (1 – n)) = = (4,5(1 – 0,02) – 0,5) / (0,001(1 – 0,02)) = 3990 м  4 км. 8. Изменение высоты волны цунами в пределах глубины зоны ущерба на различных расстояниях: hs = (hур – i s) (1 – n) = (4,5 – 0,001*s)*(1 – 0,02) = 4,41 – 0,00098s, м. 9. Изменение скорости волны цунами в пределах глубины зоны ущерба на различных расстояниях: vs = vур (hs / hур) 0,7 = 5,2(hs / 4,5)0,7 , м/с. Расстояние, м 0 1000 2000 3000 4000 vs, м/с 5,13 4,3 3,4 2,38 1,1 49 hs , м 4,41 3,43 2,45 1,47 0,49 10. Кирпичные среднеэтажные здания, расположенные на берегу, будут полностью разрушены. 1. Посѐлок состоит из 50 кирпичных малоэтажных зданий, в каждом из которых проживает 1000 человек. Оценить последствия урагана со скоростью ветра 30 м/с в посѐлке. Методика расчѐта. Определяются следующие показатели: 1) степень разрушения зданий и качественная картина повреждений; 2) общие, санитарные и безвозвратные потери людей, находившихся в зданиях. Исходные данные:  скорость ветра u, м/с;  тип зданий;  количество зданий;  количество людей в одном здании. Порядок проведения расчѐтов. 1. Определить степень разрушения здания (таблица 1) и его качественную картину (таблица 3). 2. Рассчитать значения вероятностей общих РОБЩ, безвозвратных РБЕЗВ, санитарных РСАН, потерь людей в разрушенных зданиях (таблица 2). 3. Рассчитать абсолютные значения общих N Л ОБЩ, безвозвратных N Л БЕЗВ и санитарных N Л САН потерь людей, находившихся внутри зданий по формулам: N Л ОБЩ = РОБЩ NЛ , (1) N Л БЕЗВ = РБЕЗВ NЛ . (2) N Л САН = РСАН NЛ (3) где NЛ – общая численность людей в зданиях. Справочные материалы. Таблица 1. Зависимость степени разрушения зданий и сооружений от скорости ветра, м/с Тип зданий, сооружений и оборудования Степень разрушения слабая средняя сильная полная Промышленные здания с лѐгким металлическим каркасом и здания бескаркасной конструкции 25–30 30–50 50–70  70 50 Кирпичные здания малоэтажные 20–25 25–40 40–60  60 Кирпичные здания многоэтажные 20–25 25–35 35–50  50 Административные многоэтажные здания и здания с металлическим и железобетонным каркасом 20–35 35–50 35–60  60 Крупнопанельные жилые здания 20–30 30–40 40–50  50 Складские кирпичные здания 25– 30–45 45–55  55 Легкие склады-навесы с металлическим каркасом и шиферной кровлей 15–20 20–45 45–60  60 Склады-навесы из железобетонных элементов 25–35 35–55 55–70  70 Таблица 2. Вероятность потерь людей в разрушенных зданиях при ураганах в процентах Потери Степень разрушения здания слабая средняя сильная полная общие 0,05 0,30 0,60 1,00 безвозвратные 0,00 0,08 0,15 0,60 санитарные 0,05 0,22 0,45 0,40 Таблица 3. Качественная характеристика разрушений зданий Тип зданий Степень разрушения слабая средняя сильная Производственн ые и административн ые разрушение наименее прочных конструкций зданий и сооружений: заполнений дверных и оконных проѐмов; небольшие трещины в стенах, откалывание штукатурки, падение кровельных черепиц, трещины в дымовых трубах или падение их отдельных частей разрушение перегородок, кровли, части оборудования; большие и глубокие трещины в стенах, падение дымовых труб, разрушение оконных и дверных заполнений, появление трещин в стенах значительные деформации несущих конструкций; сквозные трещины в стенах, обрушение частей стен и перекрытий верхних этажей, деформация перекрытий нижних этажей Пример решения. Задание. Посѐлок состоит из 50 кирпичных многоэтажных зданий, в каждом из которых проживает 1000 человек. Оценить последствия урагана со скоростью ветра 40 м/с в посѐлке. Решение: 1. Кирпичные многоэтажные здания получат сильные разрушения. 2. Значения вероятностей потерь людей в разрушенных зданиях: РОБЩ РБЕЗВ РСАН 51 0,6 0,15 0,45 3. Абсолютные значения потерь людей, находившихся внутри зданий: N Л ОБЩ N Л БЕЗВ N Л САН 0,6501000 = 30 000 0,15501000 = 7 500 0,45501000 = 22 500 4. Посѐлок из малоэтажных деревянных зданий расположен на речном берегу высотой 5 м. Река имеет трапецеидальное русло шириной 100 м и глубиной 10 м, площадь водосбора составляет 500 км 2 . Скорость течения реки 2 м/с, углы наклона берегов равные. Оценить последствия наводнения, обусловленного выпадением осадков интенсивностью 100 мм/ч, в посѐлке. Методика расчѐта. Определяются последствия наводнения на объекте экономики. Исходные данные:  тип русла реки;  ширина дна реки а0, м;  ширина реки до наводнения b0, м;  глубина реки до наводнения h0, м;  высота месторасположения hм, м;  углы наклона берегов реки m, n, град  скорость течения до наводнения v0, м/с;  интенсивность осадков (таяния снега) J, мм/ч;  площадь водосбора реки F, км 2 ;  тип объектов. Порядок проведения расчѐтов. Выбрать расчѐтную схему (рисунок 1): 52 Рис. 1. Схематизация сечения русла реки где b — ширина реки во время наводнения, м; h — высота подъѐма воды, м; hз — глубина затопления, м. 1. Рассчитать расход воды в реке до наводнения Q0, м 3 /с: Q0 = v0 S0 , (1) где S0 — площадь поперечного сечения русла до наводнения:  для треугольного сечения русла S0 = 0,5b0h0;  для трапецеидального сечения русла S0 = 0,5(а0 + b0)h0. 2. Рассчитать расход воды в реке при наводнении Qmax, м 3 /с: Qmax = Q0 + JF / 3,6 (2) 3. Рассчитать высоту подъѐма воды в реке при наводнении h, м:  для треугольного сечения русла реки: h = (2 Qmax (h0) 5/3 / (b0 v0))3/8 – h0 , (3)  для трапецеидального русла реки: h = ((2Qmax((b0–а0)/(ctgm+ctgn))5/3)/(b0v0))3/8 –((b0–а0)/(ctgm+ctgn)) , (4) при m = n, ctgm = ctgn = (b0–а0)/(2h0). 4. Рассчитать максимальную скорость течения при прохождении наводнения vmax, м/с: vmax = Qmax / Smax , (5) где Smax — площадь поперечного сечения русла при наводнении:  для треугольного сечения русла Smax = 0,5b h; b = 2 h ctgm; ctgm = b0 / (2 h0);  для трапецеидального сечения русла Smax = 0,5(а0 + b) h, в этом случае при m = n, b = а0 +2 h ctgm. 5. Рассчитать глубину затопления hз , м: hз = h – h0 – hм , (6) 6. Рассчитать максимальную скорость потока наводнения vз , м/с: 53 vз = vmax f , (7) где f — параметр удалѐнности объекта от русла реки (таблица 1). 7. Определить степень повреждения объектов (таблица 2). 8. Оценить долю повреждѐнных объектов на затопленных площадях (таблица 3). Пример решения. Задание. Посѐлок из малоэтажных деревянных зданий расположен на речном берегу высотой 5 м. Река имеет треугольное русло шириной 100 м и глубиной 10 м, площадь водосбора составляет 500 км 2 . Скорость течения реки 2 м/с. Оценить последствия наводнения, обусловленного выпадением осадков интенсивностью 100 мм/ч, в посѐлке. Решение. 1. Расход воды в реке до наводнения: S0 = 0,5b0h0 = 0,510010 = 500 м 2 Q0 = v0 S0 = 2500 = 1000 м 3 /с 2. Расход воды в реке при наводнении: Qmax = Q0 + JF / 3,6 = 1000 + 100500 / 3,6  14890 м 3 /с 3. Высота подъѐма воды в реке при наводнении: h = (2 Qmax (h0) 5/3 / (b0 v0))3/8 – h0 = (214890(10)5/3 / (1002))3/8  27,5 м 4. Максимальная скорость течения при прохождении наводнения: ctgm = b0 / (2 h0) = 100 / (210) = 5; b = 2 h ctgm = 227,55 = 275 м Smax = 0,5b h = 0,527527,5 = 3781,25 м 2 vmax = Qmax / Smax = 14890/3781,25  4 м/с 5. Глубина затопления: hз = h – h0 – hм = 27,5 – 10 – 5 = 12,5 м 6. Максимальная скорость потока наводнения: hз / h = 12,5/27,5  0,45; f  0,45 54 vз = vmax f = 40,45 = 1,8 м/с 7. Доля повреждѐнных объектов на затопленных площадях, %: Повреждение объектов Время затопления, ч 1 2 3 4 24 48 Затопление подвалов. 6 9 24 48 51 54 Нарушение дорожного движения. 9 18 36 27 57 60 Разрушение уличных покрытий. — — 1,8 3,6 18 30 Смыв деревянных домов. — 4,2 42 54 60 60 Разрушение кирпичных зданий. — — 9 24 30 36 Прекращение электроснабжения. 45 54 54 60 60 60 Прекращение телефонной связи. 45 51 60 60 60 60 Повреждение систем газо- и теплоснабжения. — — 4,2 6 18 42 Гибель урожая. — — — — 18 48 5. На складе взрывчатых веществ хранится октоген в количестве 30 т. На расстоянии 100 м расположено промышленное здание смешанного типа размером 30х10х4 м с лѐгким металлическим каркасом. В здании работают 30 человек, плотность персонала на территории промышленного здания составляет 1 тыс. чел./км2 . Для проживания персонала на расстоянии 500 м от склада выстроен посѐлок из 20 многоэтажных кирпичных зданий, в каждом из которых находится 100 человек. Плотность людей на территории посѐлка составляет 0,1 тыс. чел./км2 . Оцените обстановку при взрыве всего запаса гексогена на складе. Методика расчѐта. Определяются следующие показатели: 1) размеры зон возможных поражений; 2) степень разрушения объектов и размеры завалов (при полном разрушении); 3) степень поражения людей и количество поражѐнных людей. Исходные данные:  тип и масса ВВ G, кг;  расстояние до эпицентра взрыва R, м;  тип зданий, их длина А, ширина В и высота Н, м;  плотность людей P, тыс. чел./км2 ;  количество человек в здании N. Порядок проведения расчѐтов. 1. Рассчитать тротиловый эквивалент ВВ, Gтнт, кг: Gтнт = G QvВВ / QvТНТ , (1) где QvВВ, QvТНТ — энергия взрыва ВВ и тротила соответственно, кДж/кг (таблица 1). 55 2. Рассчитать значение избыточного давления во фронте ударной волны РФ, кПа (при условии 1 ≤ R / (Gтнт) 1/3 ≤ 100): РФ = 95 (Gтнт) 1/3 / R + 390 (Gтнт) 2/3 / R 2 + 1300 Gтнт / R 3 (2) 3. Определить зависимость избыточного давления во фронте ударной волны РФ от расстояния до эпицентра взрыва R РФ = f(R) (построить график). 4. Определить степень разрушения объектов (таблица 2). 5. Рассчитать размеры завалов при полном разрушении объектов: Вид взрыва Размеры завала, м длина ширина высота Внутренний Азав = Н + А Взав = Н + В h =  H / (100 + 2,5 H) Внешний Азав = 0,5 Н + А Взав = 0,5 Н + В h =  H / (100 + 2 H) где  — удельный объѐм завала на 100 м 3 строительного объѐма здания (таблица 3). 6. Определить степень поражения людей (таблица 4). 7. Рассчитать потери людей: Потери, чел. Вне здания Внутри здания Безвозвратные Nбез = P (Gтнт) 2/3 Nбез = Nобщ – Nсан Санитарные Nсан = от 3 Nбез до 4 Nбез Nсан = Nобщ К2 Общие Nобщ = Nбез + Nсан Nобщ = N К1 где P — плотность людей, тыс. чел./км2 ; Gтнт — тротиловый эквивалент, т; N — количество человек в здании; К2, К1 — коэффициенты (таблица 5). Справочные материалы. Таблица 1. Энергия взрыва конденсированных ВВ в кДж/кг ВВ Qv ВВ Qv Тротил (ТНТ) 4520 Гремучая ртуть 1790 Гексоген 5360 Амматол 80/20 2650 Октоген 5860 60% нитроглицериновый динамит 2710 Нитроглицерин 6700 Торпекс 7540 Тетрил 4500 Пластичное ВВ 4520 56 Таблица 2. Избыточное давление во фронте ударной волны для разрушения объектов в кПа Объект Степень разрушения полная сильная средняя слабая Здания жилые Кирпичные многоэтажные 30–40 20–30 10–20 8–10 Кирпичные малоэтажные 35–45 25–35 15–25 8–15 Деревянные 20–30 12–20 8–12 6–8 Здания промышленные С тяжѐлым металлическим или ж/б каркасом 60–100 40–60 20–40 10–20 С лѐгким металлическим каркасом, бескаркасные 80–120 50–80 20–50 10–20 Промышленные объекты ТЭС 25–40 20–25 15–22 10–15 Котельные 35–45 25–35 15–25 10–15 Трубопроводы наземные 20 50 13 – Трубопроводы на эстакаде 20–30 30–40 40–50 – Трансформаторные подстанции 10 40–60 20–40 10–20 ЛЭП 120–200 80–120 50–70 20–40 Водонапорные башни 70 60–70 40–60 20–40 Резервуары, трубопроводы Стальные, наземные 90 80 55 35 Газгольдеры и ѐмкости ГСМ и химических веществ 40 35 25 20 Частично заглублѐнные для нефтепродуктов 100 75 40 20 Подземные 200 150 75 40 Перекачивающие и компрессорные станции 45–50 35–45 25–35 15–25 Транспорт Металлические и ж/б мосты 250–300 200–250 150–200 100–150 Ж/д пути 400 250 175 125 Тепловозы массой до 50 т 90 70 50 40 Цистерны 80 70 50 30 Вагоны цельнометаллические 150 90 60 30 Вагоны товарные деревянные 40 35 30 15 Грузовые автомашины 70 50 35 10 Таблица 3. Объѐмно-массовые характеристики завалов Тип здания Пустотность, , м 3 /100 м 3 Удельный объѐм, , м 3 /100 м 3 Объѐмный вес, , т/м3 Производственные здания одноэтажное: лѐгкого типа 40 14 1,5 среднего типа 50 16 1,2 57 тяжѐлого типа 60 20 1,0 многоэтажное 40 21 1,5 смешанное 45 22 1,4 Жилые бескаркасные здания кирпичное 30 36 1,2 мелкоблочное 30 36 1,2 крупноблочное 30 36 1,2 крупнопанельное 40 42 1,1 Жилые каркасные здания стены из навесных панелей 40 42 1,1 стены из каменных материалов 40 42 1,1 Таблица 4. Поражение людей РФ, кПа до 10 10–40 40–60 60–100 более 100 Степень поражения нет лѐгкая средняя тяжѐлая летальный исход Таблица 5. Значения коэффициентов Степень разрушения здания К1 К2 Слабая 0,08 0,03 Средняя 0,12 0,09 Сильная 0,8 0,25 Полная 1 0,3 Пример решения. Задание. На складе взрывчатых веществ хранится гексоген в количестве 30 т. На расстоянии 100 м расположено промышленное здание смешанного типа размером 50х20х9 м с лѐгким металлическим каркасом. В здании работают 100 человек, плотность персонала на территории промышленного здания составляет 1 тыс. чел./км2 . Для проживания персонала на расстоянии 300 м от склада выстроен посѐлок из 20 деревянных зданий, в каждом из которых находится 5 человек. Плотность людей на территории посѐлка составляет 0,1 тыс. чел./км2 . Оценить обстановку при взрыве всего запаса гексогена на складе. Решение. 1. Тротиловый эквивалент гексогена, Gтнт: Gтнт = G QvВВ / QvТНТ = 300005360/4520 = 35575 кг. 2. Значения избыточного давления во фронте ударной волны РФ на расстояниях 100 м и 300 м: 58 РФ 100 = 95 (Gтнт) 1/3 / R + 390 (Gтнт) 2/3 / R 2 + 1300 Gтнт / R 3 = = 95(35575)1/3 / 100 + 390(35575)2/3 / 1002 + 130035575 / 1003  119,6 кПа РФ 300 = 95 (Gтнт) 1/3 / R + 390 (Gтнт) 2/3 / R 2 + 1300 Gтнт / R 3 = = 95(35575)1/3 / 300 + 390(35575)2/3 / 3002 + 130035575 / 3003  16,8 кПа 3. Зависимость значения избыточного давления во фронте ударной волны РФ от расстояния до эпицентра взрыва R, РФ = f(R): R, м 10 50 60 70 80 90 РФ, кПа 50778,5 601,2 383,4 265,6 195,3 150,2 R, м 100 200 300 400 500 600 РФ, кПа 119,7 31,9 16,8 11,2 8,3 6,6 R, м 700 800 900 1000 РФ, кПа 5,5 4,7 4,1 3,6 4. Степени разрушения зданий: промышленное на расстоянии 100 м полностью разрушено; деревянные в посѐлке на расстоянии 300 м сильно разрушены. 5. Удельный объѐм завала  = 22. Размеры завала при разрушении промышленного здания, м: Длина Ширина Высота 0,5 Н + А = 0,59 + + 50 = 54,5 0,5 Н + В = 0,59 + + 20 = 24,5  H / (100 + 2 H) = = 229 / (100 + 29)   1,68 6. Степень поражения людей:  в промышленном здании — летальный исход;  в посѐлке — лѐгкая. 7. Потери людей, человек:  в промышленном здании: Вне здания Внутри здания Nбез = P (Gтнт) 2/3 = 1(35575)2/3  1082 Nбез = Nобщ – Nсан = 100–10 = 90 Nсан = (3–4) Nбез  41082  4328 Nсан = Nобщ К2 = 1000,1 = 10 Nобщ = Nбез + Nсан  1082+4328  5410 Nобщ = N К1 = 1001 = 100  посѐлок: Вне зданий Внутри зданий Nбез = P (Gтнт) 2/3 = 0,1(35575)2/3  108 Nбез = Nобщ – Nсан = 80–20 = 60 Nсан = (3–4) Nбез  4108  432 Nсан = Nобщ К2 = 800,25 = 20 Nобщ = Nбез + Nсан  108+432  540 Nобщ = N К1 = 5*200,8 = 80 59 6. На складе деревообрабатывающего предприятия произошло возгорание штабеля пиломатериалов размерами 8х6х2,5 м. В атмосферу выброшено 150 кг оксида углерода. Степень вертикальной устойчивости атмосферы инверсия, ветер устойчивый со скоростью 2 м/с. Рассчитайте безопасное расстояние от горящего штабеля для человека. Методика расчѐта. Определяются: 1) размеры зоны термического воздействия; 2) размеры зоны задымления. Исходные данные:  скорость ветра, u, м/с;  степень вертикальной устойчивости атмосферы;  объект возгорания;  горящий материал;  длина объекта горения l, м;  высота объекта горения h, м;  диаметр резервуара DРЕЗ, м;  материал объекта, на который оказывается термическое воздействие;  степень поражения людей;  степень поражения объекта, на который оказывается термическое воздействие. Порядок проведения расчѐтов. 1. Определить критическую плотность потока излучения пламени пожара, падающего на облучаемую поверхность qКР, кВт/м2 (таблица 1). 2. Рассчитать протяжѐнность зоны теплового воздействия пожара R, м,: * соб кр 0,282 , q q R R  (1) где R * — приведенный размер очага горения, м, равный: lh — для горящих зданий; 2 lh — для штабеля пиленого леса; DРЕЗ — для горения резервуара; 0,8 DРЕЗ — для горения резервуара с нефтепродуктов; qСОБ — плотность потока пламени пожара, кВт/м2 , (таблица 2). 3. Рассчитать глубину зоны задымления, соответствующую летальному (пороговому) поражению людей:   2/3 1 2 34.2 , i ПЕР i m a b Г k k u D         (2) 60 где m — масса токсичных продуктов, кг; a, b — доли массы токсичных продуктов (образующихся при пожаре или находящиеся в зоне горения и выделяющиеся в атмосферу) в первичном и вторичном облаках, соответственно (таблица 3), для продуктов горения a = 1, b = 0; k1 — коэффициент шероховатости подстилающей поверхности (таблица 4); k2 — коэффициент степени вертикальной устойчивости атмосферы (таблица 4); uПЕР — скорость переноса дыма, (1,5–2) u; Di — соответствующая токсодоза, мг мин/л, (таблица 3). 4. Рассчитать ширину зоны задымления: В =  + В , (3) где  — ширина зоны горения, м; В равно: 0,1 Г — при устойчивом ветре (отклонения не более 6 градусов), 0,4 Г — при неустойчивом ветре (отклонения более 6 градусов). Справочные материалы. Таблица 1. Критическое значение плотности потока падающего излучения в киловаттах на метр в квадрате qКР Воздействие на человека время, с, до получения ожога I степени время, с, до получения ожога II степени 40,0  со стороны фасада дома R * Ф. = (l h) 0,5 = (106)0,5  7,8 м;  со стороны торца дома R * Т. = (l h) 0,5 = (66)0,5 = 6,0 м. Плотность потока пламени пожара для древесины qСОБ = 260 кВт/м2 . Безопасное расстояние для человека:  со стороны фасада горящего дома: RЧ. Ф. = 0,282 R * Ф.(qСОБ / qКР) 0,5 = 0,2827,8(260 / 1,5)0,5  2,2(173,3)0,5   2,213,2  29 м  со стороны торца горящего дома: RЧ. Т. = 0,282 R * Т.(qСОБ / qКР) 0,5 = 0,2826(260 / 1,5)0,5  1,7(173,3)0,5   1,713,2  22,5 м Безопасное расстояние для возгорания соседнего деревянного дома через 10 мин:  со стороны фасада горящего дома: RД.10 Ф. = 0,282 R * Ф.(qСОБ / qКР) 0,5 = 0,2827,8(260 / 14)0,5  2,2(18,6)0,5   2,24,3  9,5 м.  со стороны торца горящего дома: RД.10 Т. = 0,282 R * Т.(qСОБ / qКР) 0,5 = 0,282*6*(260 / 14)0,5  1,7(18,6)0,5   1,74,3  7,3 м Безопасное расстояние для возгорания соседнего деревянного дома через 5 мин:  со стороны фасада горящего дома: RД.5 Ф. = 0,282 R * Ф.(qСОБ / qКР) 0,5 = 0,2827,8(260 / 17,5)0,5  2,2(14,9)0,5   2,23,7  8,2 м  со стороны торца горящего дома: RД.5 Т. = 0,282 R * Т.(qСОБ / qКР) 0,5 = 0,2826(260 / 17,5)0,5  1,7(14,9)0,5   1,73,7  7,3 м 3. Размеры зоны порогового поражения людей:  глубина:         2/3 2/3 2/3 2/3 1 2 34.2 34,2 300 1 0 пор. 10,4 300 / 75 10,4 4 10,4 2,5 26 лет 3,3 1 1,5 2 25 ПЕР m a b Г м k k u D                             ширина: Впор. =  + В =  + 0,1Гпор. = 6 + 0,126  8,6 м 4. Размеры зоны летального поражения людей: 63  глубина:         2/3 2/3 2/3 2/3 1 2 34.2 34,2 300 1 0 лет. 10,4 300 / 180 10,4 1,7 10,4 1,4 14,6 лет 3,3 1 1,5 2 60 ПЕР m a b Г м k k u D                             ширина: Влет. =  + В =  + 0,1Глет. = 6 + 0,114,6  7,5 м 7. На железнодорожной станции города с населением 750 тыс. человек и плотностью населения 3 000 чел./км2 в 03 ч 30 мин произошла авария с разрушением изотермической цистерны, содержащей 50 т аммиака. Метеоусловия: скорость ветра на высоте 10 м — 2 м/с, температура воздуха — плюс 20 С, облачность отсутствует. Население города об аварии не оповещено. Оценить последствия химической аварии через 2 ч. Методика расчѐта. Определяются: 1) продолжительность поражающего действия АХОВ; 2) глубина зоны заражения; 3) площадь зоны заражения; 4) вид зоны заражения; 5) структура зоны заражения по видам поражения людей. Исходные данные:  вид АХОВ;  масса разлившегося (выброшенного) АХОВ Q, т;  температура воздуха tВ, ˚С;  скорость ветра u, м/с;  время суток;  облачность;  время, прошедшее после аварии τ, ч. Порядок проведения расчѐтов. 1. Определить значения удельной плотности АХОВ ρ, т/м3 , коэффициентов учѐта физико-химических свойств АХОВ k2 и температуры воздуха k7 (таблица 1) и значение коэффициента учѐта скорости ветра k4 (таблица 2). 2. Рассчитать продолжительность поражающего действия АХОВ τЗАР, ч, по формуле: τЗАР = (h ρ) / (k2 k4 k7) (1) где h — толщина слоя АХОВ: 0,05 м — при свободном разливе по подстилающей поверхности; 0,5 м — при разрушении изотермического хранилища аммиака; 64 H – 0,2 — при разливе в поддон (обваловку) высотой H. 3. Определить степень вертикальной устойчивости атмосферы (таблица 3). 4. Определить значение коэффициента учѐта степени вертикальной устойчивости атмосферы k5:  инверсия - 1;  изотермия - 0,23;  конвекция - 0,08. 5. Рассчитать значение коэффициента k6 по формуле: 0,8 0,8 6 , 1 1 ЗАР ЗАР ЗАР ЗАР при k при при                 (2) 6. Рассчитать эквивалентные количества АХОВ по первичному QЭ1, т, и вторичному QЭ2, т, облакам по формулам: QЭ1 = k1 k3 k5 k7 Q , (3) QЭ2 = (1 – k1) k2 k3 k4 k5 k6 k7 Q / (h ρ) , (4) 7. Определить глубины зон возможного заражения, км, первичным Г1, и вторичным Г2, облаками (таблица 4). 8. Рассчитать значение полной глубины зоны заражения ГЗАР, км, по формулам: ГЗАР = Г1 + 0,5 Г2, если Г1 Г2 , (5) ГЗАР = Г2 + 0,5 Г1, если Г1  инверсия - 0,081; 65  изотермия - 0,133;  конвекция - 0,235. 14. Рассчитать площадь зоны заражения АХОВ SЗАР, км 2 , по формуле: SЗАР = k8 Г 2 τ 0,2 , (10) 15. Определить форму зоны заражения:  u, м/с форма зоны заражения: o  (Nотн. i Kзащ. i) , (12) где Nотн. i — относительное количество населения, находящихся в различных местах пребывания, %, (таблица 9); Kзащ. i — коэффициент защищѐнности места пребывания (таблица 7). 19. Рассчитать общее количество поражѐнных Nпор. = N (1 – Кср. защ.) (13) 20. Рассчитать структуру поражения населения Nст. пор. i =Nпор Nотн. ст. пор. i (14) где Nотн. ст. пор. i — относительное количество населения, %, получившего заданную степень поражения (таблица 8). Справочные материалы. Таблица 1. 66 Характеристики АХОВ Наименование АХОВ Плотность АХОВ, т/м3 k1 k2 k3 k7 при температуре воздуха, С газ жидкость –40 –20 0 +20 +40 Аммиак: хранение под давлением 0,0008 0,681 0,18 0,025 0,04 0/0,9 0,3/1,0 0,6/1,0 1,0/1,0 1,4/1,0 изотермическое хранение — 0,681 0,01 0,025 0,04 0/0,9 1,0/1,0 1,0/1,0 1,0/1,0 1,0/1,0 Оксиды азота 1,491 0 0,040 0,4 0 0 0,4 1,0 1,0 Оксид этилена 0,862 0,05 0,041 0,27 0/0,1 0/0,3 0/0,7 1,0/1,0 3,2/1,0 Сернистый ангидрид 0,0029 1,462 0,11 0,049 0,333 0/0,2 0/0,5 0,3/1,0 1,0/1,0 1,7/1,0 Сероводород 0,0015 0,964 0,27 0,042 0,036 0,3/1,0 0,5/1,0 0,8/1,0 1,0/1,0 1.2/1,0 Сероуглерод — 1,263 0 0,021 0,013 0,1 0,2 0,4 1,0 2,1 Фосген 0,0035 1,432 0,05 0,061 1,0 0/0,1 0/0,3 0/0,7 1,0/1,0 2,7/1,0 Хлор 0,0032 1,558 0,18 0,052 1,0 0/0,9 0,3/1,0 0,6/1,0 1,0/1,0 1,4/1,0 Примечание — в числителе значения для первичного облака, в знаменателе — для вторичного. Таблица 2. Значения коэффициента k4 u, м/с 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 15 k4 1,0 1,33 1,67 2,0 2,34 2,67 3,0 3,34 3,67 4,0 5,68 Таблица 3. Степень вертикальной устойчивости атмосферы Скорость ветра, м/с Ночь Утро День Вечер ясно, перемен ная облачно сть сплошн ая облачно сть ясно, перемен ная облачно сть сплошн ая облачно сть ясно, перемен ная облачно сть сплошн ая облачно сть ясно, перемен ная облачно сть сплошн ая облачно сть 2 φ 360 180 90 45 Таблица 7. Границы зон поражения людей Степень поражения Границы зоны ближняя дальняя смертельная 0 0,3 Г тяжѐлая, средняя 0,3 Г 0,5 Г лѐгкая 0,5 Г 0,7 Г пороговая 0,7 Г Г Таблица 7. Коэффициент защищѐнности населения по месту его пребывания Место пребывания Время пребывания 15 мин. 30 мин. 1 ч 2 ч 3–4 ч Открыто на местности 0 0 0 0 0 В транспорте 0,95 0,75 0,41 — — В производственных помещениях 0,67 0,5 0,25 0,09 0 В жилых и общественных помещениях 0,97 0,92 0,8 0,38 0,09 69 Таблица 8. Структура поражения населения в процентах Смертельные поражения Тяжѐлые и средние поражения Лѐгкие поражения Пороговые поражения 10 15 20 55 Таблица 9. Среднесуточное распределение городского населения по месту его пребывания в процентах Время Вид зданий В транспорте Открыто на улице жилые, общественные производственные население города (млн. чел.) 0,25–0,5 0,5–1,0 1 0,25–0,5 0,5–1,0 1 1–6 94 6 — — — — — — 6–7 74 6 7 9 12 13 11 8 7–10 22 50 9 11 17 19 17 11 10–13 28 52 6 7 10 14 13 10 13–15 45 37 4 4 7 14 14 11 15–17 27 46 8 9 13 15 15 12 17–19 45 24 10 12 15 20 18 15 19–24 77 14 4 4 6 5 5 3 Пример решения. Задание. На водоочистной станции города с населением 750 тыс. человек и плотностью населения 3 000 чел./км2 в 06 ч 30 мин разрушилась ѐмкость с 30 т хлора, хранившегося под давлением. Ёмкость имела поддон высотой 3 м. Метеоусловия: степень вертикальной устойчивости атмосферы — инверсия, скорость ветра на высоте 10 м — 2 м/с, температура воздуха — плюс 15 С. Население города об аварии не оповещено. Оценить последствия химической аварии через 2 ч. Решение. 1. Глубина слоя разлившегося хлора: h = H – 0,2 = 3–0,2 = 2,8 м Плотность жидкого хлора ρЖ = 1,558 т/м3 , значения коэффициентов: 70  учѐта условий хранения аварийно химически опасного вещества — k1 = 0,18;  учѐта физико-химических свойств аварийно химически опасного вещества — k2 = 0,052;  учѐта отношений пороговых токсодоз — k3 = 1;  учѐта скорости ветра на высоте 10 м — k4 = 1,33;  учѐта степени вертикальной устойчивости атмосферы — k5 = 1;  учѐта времени, прошедшего с начала аварии — k6 =  0,8 = 2 0,8  1,74;  учѐта температуры воздуха — k7 = 0,9;  учѐта влияния степени вертикальной устойчивости атмосферы на ширину зоны заражения — k8 = 0,081. Продолжительность поражающего действия: τЗАР = (h ρ) / (k2 k4 k7) = (2,81,558) / (0,0521,330,9)  4,4 / 0,06  73,3 ч 2. Эквивалентное количество хлора в первичном облаке: QЭ1 = k1 k3 k5 k7 Q = 0,18110,930 = 4,86 т 3. Эквивалентное количество хлора во вторичном облаке: QЭ2 = (1 – k1) k2 k3 k4 k5 k6 k7 Q / (h ρ) = = (1 – 0,18)0,05211,3311,740,9 30 / (2,81,558)  2,67 / 4,36  0,6 т 4. Глубина зон заражения:  первичным облаком Г1  7,2 км;  вторичным облаком Г2  2 км. Полная глубина заражения: ГЗАР = Г1 + 0,5 Г2 = 7,2 + 0,52 = 8,2 км Предельно возможная глубина переноса зараженного воздуха: ГПРЕД = u τ = 102 = 20 км Истинная глубина зоны заражения: Г = min {ГЗАР; ГПРЕД} = min {8,2; 20} = 8,2 км 5. Площадь зоны фактического заражения: 71 SЗАР = k8 Г 2 τ 0,2 = 0,0818,22 2 0,2  9,48  9,48 км 2 Площадь зоны заражения первичным облаком: SЗАР = k8 Г1 2 τ 0,2  0,0817,22 2 0,2  7,31 км 2 6. Количество людей, попавших в зону фактического заражения: N  30009,48  28 440 чел. Количество людей, попавших в зону заражения от первичного облака: N1  30007,31  21 930 чел. Количество людей, попавших в зону заражения от вторичного облака N2  N – N1  28440–21930  6510 чел. 7. Размещение и защищѐнность людей на момент аварии: Место пребывания Количество людей, % Коэффициент защищѐнности в течение 2 ч в жилых и общественных помещениях 74 0,38 в производственных зданиях 6 0,09 в транспорте и открыто 20 0 Среднее значение коэффициента защищѐнности: КЗАЩ. СР. = 0,740,38 + 0,060,09 + 0,20  0,29 8. Количество поражѐнных людей:  в зоне фактического заражения: NПОР.  N (1 – КЗАЩ. СР.)  28440(1–0,29)  20 193 чел.  в зоне заражения от первичного облака: NПОР. 1  N1 (1 – КЗАЩ. СР.)  21930(1–0,29)  15 571 чел.  в зоне заражения от вторичного облака: NПОР. 2  NПОР. – NПОР. 1  20193–15571  4 622 чел. 72 9. Распределение пострадавшего населения по степеням тяжести поражения:  смертельные поражения: NСМ = 0,1 N  0,128440  2 844 чел.  тяжѐлые и средние поражения: NТ., СР. = 0,15 N  0,1528440  4 266 чел.  лѐгкие поражения: NЛ. = 0,2 N  0,228440  5 688 чел.  пороговые поражения: NПОР. = 0,55 N  0,5528440  15 642 чел. 10. Глубины зон поражения различной степени тяжести:  смертельного поражения: ГСМ. = 0,3 Г  0,38,2  2,46 км  тяжѐлого и среднего поражения: ГТ. СР. = 0,5 Г  0,58,2  4,1 км  не ниже лѐгкого поражения: ГЛ. = 0,7 Г  0,78,2  5,74 км Непосредственная протяжѐнность зон поражения различной степени тяжести:  тяжѐлого и среднего поражения: LТ. СР. = ГТ. СР. – ГСМ  4,1–2,46  1,64 км  лѐгкого поражения: LЛ. = ГЛ. – ГТ. СР.  5,74–4,1  1,64 км  порогового поражения: 73 LПОР. = Г – ГЛ.  8,2–5,74  2,46 км 8. В 02.00 на атомной электростанции произошла запроектная авария ядерного энергетического реактора типа РБМК-1000 с выбросом радиоактивных веществ в атмосферу. Метеоусловия: скорость ветра на высоте 10 м — 1 м/с, облачность отсутствует. Определите размеры зон проведения защитных мероприятий по йодной профилактике населения, его укрытия и эвакуации. Методика расчѐта. Определяются: 1) размеры зон укрытия и эвакуации населения. 2) размеры зон проведения йодной профилактики детей и взрослого населения. Исходные данные:  тип реактора;  скорость ветра на высоте 10 м, u10, м/с;  время суток;  состояние облачности. Порядок проведения расчѐтов. 1. Определить степень вертикальной устойчивости атмосферы (таблица 1). 2. Определить глубины L, км, зон проведения защитных мероприятий (таблица 2). 3. Рассчитать максимальные (на половине длины) ширины зон проведения защитных мероприятий, B, км: B = A L , (1) где А — коэффициент, равный при конвекции 0,20, изотермии — 0,06, инверсии — 0,03. 4. Рассчитать площади зон проведения защитных мероприятий, S, км 2 : S = 0,8 L B , (2) При разрушении реактора типа ВВЭР-440 глубины зон рассчитываются с умножением данных таблицы 1 для реактора ВВЭР-1000 на коэффициент 0,663. 74 Справочные материалы. Таблица 1. Степень вертикальной устойчивости атмосферы u10, м/с Ночь Утро День Вечер ясно, перем. обл. сплош. обл. ясно, перем. обл. сплош. обл. ясно, перем. обл. сплош. обл. ясно, перем. обл. сплош. обл. менее 2 инв. изот. изот. изот. конвекция изот. изот. изот. 2,0–3,9 инв. изот. изот. изот. изот. изот. изот. изот. более 4 инв. изот. изот. изот. изот. изот. изот. изот. Таблица 2. Глубины (L, км) зон для принятия неотложных решений по защите населения в начальном периоде аварии для реакторов РБМК-1000 и ВВЭР-1000 в километрах Зона Конвекция Изотермия Инверсия  2 3 4  2 5  7  2 3 4 Укрытие (уровень А) 240 300 200 240 190 220 280 260 300 200 260 300 250 275 280 210 300 250 Укрытие (уровень Б 55 110 40 110 35 80 140 200 163 300 160 295 140 140 185 130 220 180 Эвакуация (уровень Б) 10 21 8 5 6 11 45 70 20 44 25 53 60 57 60 50 50 50 Йодная профилактика взрослые: уровень А 20 140 62 125 51 98 160 180 185 235 125 240 160 185 122 220 205 270 уровень Б 48 28 11 20 2 14 60 90 48 90 40 78 77 105 85 120 87 130 дети: Уровень А 255 278 227 275 128 270 277 260 287 300 227 300 243 257 280 290 290 300 Уровень Б, 21 141 80 124 54 101 157 178 179 230 120 232 161 181 184 218 122 265 Примечание. В числителе приведены значения для РБМК-1000, в знаменателе — для ВВЭР-1000. Пример решения. 75 Задание. В 04.00 на атомной электростанции произошла запроектная авария ядерного энергетического реактора типа РБМК-1000 с выбросом радиоактивных веществ в атмосферу. Метеоусловия: скорость ветра на высоте 10 м — 5 м/с, сплошная облачность. Определить размеры зон проведения защитных мероприятий по йодной профилактике населения, его укрытия и эвакуации. Решение. 1. Степень вертикальной устойчивости атмосферы — изотермия. 2. Глубины зон проведения защитных мероприятий: 1) укрытие LУК. = 163 км; 2) йодная профилактика:  взрослых LЙОД. ПРОФ. ВЗР. = 48 км;  детей LЙОД. ПРОФ. ДЕТ. = 179 км; 3) эвакуация LЭВ. = 20 км. 3. Значение коэффициента учѐта степени вертикальной устойчивости атмосферы — А = 0,06. Максимальные ширины зон проведения защитных мероприятий: 1) укрытие: BУК. = A LУК. = 0,06163 = 9,78 км 2) йодная профилактика:  взрослых: BЙОД. ПРОФ. ВЗР. = A LЙОД. ПРОФ. ВЗР. = 0,0648 = 2,88 км  детей: BЙОД. ПРОФ. ДЕТ. = A LЙОД. ПРОФ. ДЕТ. = 0,06179 = 10,74 км 3) эвакуация: BЭВ. = A LЭВ. = 0,0620 = 1,2 км 4. Площади зон проведения защитных мероприятий: 1) укрытие: SУК. = 0,8 LУК. BУК. = 0,8*163*9,78  1275,312 км 2 2) йодная профилактика:  взрослых: 76 SЙОД. ПРОФ. ВЗР. = 0,8 LЙОД. ПРОФ. ВЗР. BЙОД. ПРОФ. ВЗР. = 0,8482,88   110,592 км 2  детей: SЙОД. ПРОФ. ДЕТ. = 0,8 LЙОД. ПРОФ. ДЕТ. BЙОД. ПРОФ. ДЕТ. = 0,817910,74   1537,968 км 2 3) эвакуация: SЭВ. = 0,8 LЭВ. BЭВ. = 0,8201,2  19,2 км 2 9. Объект экономики расположен на расстоянии 10 км от плотины вниз по течению реки, высота месторасположения объекта 4 м. Высота уровня воды перед плотиной 20 м, гидравлический уклон реки 110-3 м/км, глубина реки непосредственно за плотиной 2 м. Оцените состояние кирпичных малоэтажных зданий объекта экономики после разрушения плотины с образованием прорана с относительной шириной 0,5. Методика расчѐта. Определяются: 1) время прихода к объекту фронта и гребня волны прорыва; 2) продолжительность затопления территории объекта; 3) степень разрушения зданий. Исходные данные:  высота уровня воды водохранилища Н0, м;  средняя глубина реки в нижнем бьефе h0, м;  высота месторасположения объекта hМ, м;  параметр прорана В;  гидравлический уклон реки i;  удалѐнность объекта от гидротехнического сооружения L, км;  тип зданий. Порядок проведения расчѐтов. 1. Рассчитать высоту гребня hГР, м, и скорость vГР, м/с, волны прорыва по формулам: hГР = Ah / (Bh + 1)0,5 , (1) vГР = Av / (Bv + 1)0,5 , (2) 77 где Ah, Bh, Av, Bv — коэффициенты (таблица 1). 2. Определить время прихода гребня τГР, ч, и фронта τФ, ч, волны прорыва к объекту (таблица 2). 3. Рассчитать продолжительность затопления территории объекта τЗАТ, ч, по формуле: τЗАТ = β (τГР – τФ) (1 – hМ / hГР) , (3) где β — коэффициент, зависящий от высоты плотины Н0, м, гидравлического уклона реки i и расстояния до объекта L, км, (таблица 3). 4. Рассчитать глубину затопления по формуле: hЗ = hГР – hМ (4) 5. Определить степень повреждения зданий объекта (таблица 4). Справочные материалы. Таблица 1. Значения коэффициентов Аj и Вj Н0, м В i = 10-4 i = 10-3 Ah Bh Av Bv Ah Bh Av Bv 20 1 100 90 9 7 40 10 16 21 40 280 150 20 9 110 30 32 24 80 720 286 39 12 300 60 62 29 20 0,5 128 204 11 11 56 51 18 38 40 340 332 19 14 124 89 32 44 80 844 588 34 17 310 166 61 52 20 0,25 140 192 8 21 40 38 15 43 40 220 388 13 21 108 74 30 50 80 880 780 23 21 316 146 61 65 Таблица 2. Время прихода гребня τГР, и фронта τФ, волны прорыва в часах 78 L, км Н0 = 20 Н0 = 40 Н0 = 80 i = 10-4 i = 10-3 i = 10-4 i = 10-3 i = 10-4 i = 10-3 τФ τГР τФ τГР τФ τГР τФ τГР τФ τГР τФ τГР 5 0,2 1,8 0,2 1,2 0,1 2 0,1 1,2 0,1 1,1 0,1 0,2 10 0,5 4 0,6 2,4 0,3 3 0,3 2 0,2 1,7 0,1 0,4 20 1,6 7 2 5 1,0 6 1 4 0,5 3 0,4 1 40 5 14 4 10 3 10 2 7 1,2 5 1 2 80 13 30 11 21 8 21 6 14 3 9 3 4 Таблица 3. Значения коэффициента β i L / H0 Высота уровня воды в водохранилище Н0 в долях от средней глубины реки в нижнем бьефе (h0) Н0 = 10 h0 Н0 = 20 h0 0,05 15,5 18,0 0,1 14,0 16,0 0,2 12,5 14,0 0,4 11,0 12,0 0,8 9,5 10,8 1,6 8,3 9,9 Таблица 4. Степень разрушения объектов в зависимости от параметров волны прорыва Объект Степень разрушения сильная средняя слабая hЗ, м vГР, м/с hЗ, м vГР, м/с hЗ, м vГР, м/с Здания кирпичные 4 2,5 3 2 2 1 Здания каркасные панельные 7,5 4 6 3 3 1,5 Пример решения. Задание. Объект экономики расположен на расстоянии 20 км от плотины вниз по течению реки, высота месторасположения объекта 2 м. Высота уровня воды перед плотиной 40 м, гидравлический уклон реки 110–4 м/км, глубина реки непосредственно за плотиной 4 м. Оценить состояние кирпичных зданий объекта экономики после разрушения плотины с образованием прорана с относительной шириной 0,5. 79 Решение. 1. Значения коэффициентов учѐта высоты уровня воды в верхнем бьефе плотины, гидравлического уклона реки и относительной ширины прорана: Ah = 340, Bh = 332, Av = 19, Bv = 14. Высота гребня hГР, м, и скорость vГР, м/с, волны прорыва: hГР = Ah / (Bh + 1)0,5 = 340 / (332+1)0,5  18,6 м , vГР = Av / (Bv + 1)0,5 = 19 / (14+1)0,5  4,9 м/с 2. Время прихода гребня τГР, ч, и фронта τФ, ч, волны прорыва к объекту: τГР = 6 ч, τФ = 1 ч. 3. Значение отношения высоты уровня водохранилища к глубине реки в нижнем бьефе: Н0 / h0 = 40 / 4 = 10 Значение коэффициента учѐта высоты плотины, гидравлического уклона реки и расстояния до объекта экономики — β = 15,5. Продолжительность затопления территории объекта τЗАТ, ч: τЗАТ = β (τГР – τФ) (1 – hМ / hГР) = 15,5(6–1)(1 – 2 / 18,6)   15,55(1–0,11)  77,50,89  68,975  69 ч. 4. Глубина затопления: hЗ = hГР – hМ = 18,6 – 2 = 16,6 м 5. Степень повреждения кирпичных зданий — полное разрушение. Тема 4. Управление безопасностью жизнедеятельности Вопросы темы: 1. Основные нормативные документы и организация контроля и надзора в области безопасности жизнедеятельности. 2. Основы расследования несчастных случаев и анализа производственного травматизма. Цели и задачи: Цели и задачи изучения данной темы — получение общетеоретических знаний об основах управления безопасностью 80 жизнедеятельности. Серьѐзное и целенаправленное изучение четвѐртой темы познакомит студентов с основными законами, основными контрольными и надзорными органами в области безопасности жизнедеятельности, основами расследования несчастных случаев и анализа производственного травматизма, а также завершит знакомство с основами понятийного аппарата дисциплины. В результате успешного изучения темы Вы: Узнаете:  в каких направлениях действуют основные законы в области безопасности жизнедеятельности;  какие основные органы осуществляют контроль и надзор в области безопасности жизнедеятельности;  какие существуют основные виды травм;  каким образом организуется расследование несчастных случаев на производстве;  какие основные показатели применяются для анализа производственного травматизма. Приобретѐте следующие профессиональные компетенции:  умение оценивать статистические показатели производственного травматизма. Вопрос 1. Основные нормативные документы и организация контроля и надзора в области безопасности жизнедеятельности. В качестве основных законов в области безопасности жизнедеятельности, регулирующих соответствующие направления, можно привести следующие: Закон Направление «Об охране окружающей среды» Обеспечение экологической безопасности. «О защите населения и территорий от чрезвычайных ситуация природного и техногенного характера» Организационно-правовые нормы в области защиты от природных и техногенных чрезвычайных ситуаций. «О радиационной безопасности населения» Правовые основы обеспечения радиационной безопасности населения в целях охраны его здоровья. «О пожарной безопасности» Общие правовые, экономические и социальные основы обеспечения пожарной безопасности. «О промышленной безопасности опасных производственных объектов» Правовые, экономические и социальные основы обеспечения промышленной безопасности опасных производственных объектов. Кроме того, вопросы безопасности жизнедеятельности регулируются санитарными нормативами (СН), санитарными нормами 81 и правилами (СанПиН), нормами радиационной безопасности (НРБ), Строительными нормами и правилами (СНиП), специализированными системами стандартов (безопасности труда, охраны природы, безопасности в чрезвычайных ситуациях и т.п.), а также рядом других нормативно-правовых документов. Первоочередной функцией системы управления охраной труда в отношении состояния охраны и условий труда является контроль. Для осуществления контроля и надзора в области безопасности жизнедеятельности функционируют специальные органы. Орган Объект контроля и надзора Федеральная служба по экологическому, технологическому и атомному надзору Источники ионизирующего излучения Правильность устройства и безопасность эксплуатации подъѐмно-транспортных машин Технический контроль и надзор в электроэнергетике Государственный пожарный надзор Выполнение правил пожарной профилактики при эксплуатации зданий и помещений Министерство здравоохранения и социального развития Нормативно-правовое регулирование в сфере условий и охраны труда Федеральная служба по труду и занятости Сфера труда Порядок расследования и учѐта несчастных случаев на производстве Федеральная служба по надзору в сфере защиты прав потребителя и благополучия человека Деятельность санитарно-эпидемиологической службы Федеральное агентство по строительству и жилищно-коммунальному хозяйству Государственная экспертиза предпроектной и проектной документации Федеральная служба по гидрометеорологии и мониторингу окружающей среды Обеспечение работы противолавинной службы Оперативный контроль охраны труда на объекте экономики возложен на администрацию объекта экономики. При этом руководитель объекта экономики (совместно с соответствующими специалистами) несѐт непосредственную ответственность за охрану труда, организацию обеспечения на объекте безопасности в чрезвычайных ситуациях, гражданской обороны и пожарной безопасности. Вопрос 2. Основы расследования несчастных случаев и анализа производственного травматизма. Основными видами производственных травм являются:  механические (ушибы);  химические (отравления);  термические (ожоги);  электрические (в частности, фибрилляция сердца). 82 В соответствии с Положением о порядке расследования и учѐта несчастных случаев на производстве расследованию подлежат:  травмы, в том числе полученные в результате нанесения телесных повреждений другим лицом;  острое отравление, тепловой удар, обморожение, утопление, поражение электрическим током, молнией и ионизирующим излучением;  укусы насекомых и пресмыкающихся, телесные повреждения, нанесѐнные животными;  повреждения, полученные в результате взрывов, аварий, разрушения зданий, сооружений и конструкций, стихийных бедствий и других чрезвычайных ситуаций, при условии, что они повлекли за собой временную или стойкую утрату трудоспособности (необходимость перевода работника на другую работу либо его смерть) и произошли при выполнении работ, обусловленных трудовым договором, на территории организации, отдельно выделенном производстве, объекте работ, при работе в сверхурочное время, в обеденный и внутрисменные перерывы, а также вне территории организации во время командировки, следования к месту работы или с работы на транспорте организации. Личный транспорт, используемый работником в соответствии с распоряжением руководителя организации в служебных целях, рассматривается как транспорт организации. Несчастные случаи с работниками, выполняющими работы, передвижного характера, расследуются независимо от времени их происшествия (во время непосредственного выполнения работником своих трудовых обязанностей, внутрисменного перерыва). Несчастные случаи, происшедшие в результате дорожнотранспортных происшествий, расследуются теми организациями, работниками которых являлись пострадавшие. Работодатель (лицо, им уполномоченное) обязан обеспечить оказание пострадавшему первой помощи (при необходимости доставку в медицинское учреждение), организовать формирование комиссии по расследованию несчастного случая и до начала еѐ работы обеспечить сохранение обстановки на месте происшествия, если это не угрожает жизни и здоровью работников или не приведѐт к аварии. О каждом групповом несчастном случае (с двумя и более пострадавшими), а также о несчастном случае с возможным инвалидным или смертельным исходом, работодатель обязан сообщить по установленной форме в государственную инспекцию труда, прокуратуру, орган исполнительной власти субъекта РФ и соответствующий федеральный орган исполнительной власти, в соответствующий орган государственного надзора, в организацию, направившую работника, с которым произошѐл несчастный случай, и в 83 соответствующий профсоюзный орган. Состав комиссии по расследованию несчастного случая (не менее 3 человека) утверждается приказом руководителя организации. Руководитель, непосредственно отвечающий за безопасность на производстве, в расследовании не участвует. Пострадавший (его доверенное лицо) могут принимать участие в работе комиссии и должны быть ознакомлены с результатами еѐ работы. Несчастные случаи, происшедшие с работниками сторонних организаций, расследуются с участием полномочных представителей этих организаций. При наличии в организации нескольких профсоюзов в состав комиссии включается представитель той профсоюзной организации, членом которой являлся пострадавший. Председателем комиссии может быть любой из еѐ членов. Расследование обстоятельств и причин несчастного случая должно быть проведено в течение 3-х суток с момента его происшествия. Расследование групповых несчастных случаев, несчастных случаев с возможным инвалидным или смертельным исходом проводится в течение 15 дней комиссией в составе государственного инспектора по охране труда, представителя работодателя, органа исполнительной власти субъекта РФ и профсоюзного органа. Расходы по работе комиссии несѐт работодатель. Все несчастные случаи оформляют актом по форме Н-1 не менее чем в 2- экземплярах, регистрируют в журнале установленной формы и учитывают на предприятии, работником которого является пострадавший. При групповых несчастных случаях акты составляются на каждого пострадавшего. В акте должны быть подробно изложены обстоятельства несчастного случая, а также указаны лица, допустившие нарушения нормативных требований по охране труда. Акт должен быть подписан членами комиссии, утверждѐн работодателем и заверен печатью организации. Один экземпляр акта выдаѐтся пострадавшему или его доверенному лицу не позднее 3-х дней после окончания расследования. Второй экземпляр хранится вместе с материалами расследования в течение 45 лет в организации по месту основной работы пострадавшего на момент несчастного случая. Анализ состояния травматизма обычно проводится статистическим методом. Для оценки состояния травматизма используют коэффициенты частоты КЧ и тяжести KТ. Коэффициент частоты (показывает количество несчастных случаев, приходящихся из расчѐта на 1000 работающих за отчѐтный период) рассчитывается по формуле: КЧ =1000 Т / Р , где 84 Т — общее количество пострадавших за отчѐтный период, Р — среднесписочное количество работающих за тот же период. Коэффициент тяжести (показывает среднюю длительность временной нетрудоспособности, приходящуюся на каждого пострадавшего при несчастном случае) рассчитывается по формуле: KТ = Д / Т , где Д — суммарное количество дней временной нетрудоспособности по всем несчастным случаям. Интегральную оценку уровня производственного травматизма определяет показатель общего травматизма, рассчитываемый по формуле: Вопросы для самопроверки: 1. Какие основные виды травм бывают на производстве? 2. Почему в состав комиссии по расследованию несчастного случая не включается руководитель, непосредственно отвечающий за безопасность труда на участке, где произошѐл несчастный случай? 3. Почему система мониторинга окружающей среды не занимается еѐ восстановлением? 4. Считается ли транспортом организации личный транспорт, используемый работником для прибытия и убытия на место работы? 5. Какая информация излагается в акте по форме Н-1? КОБЩ = КЧКТ , Литература по теме: Основная литература: 1. Белов С.В. Безопасность жизнедеятельности и защита окружающей среды (техносферная безопасность): Учебник для вузов. 2-е изд., — М.: Юрайт, 2011. Дополнительная литература: 1. Кармазинов Ф.В., Русак О.Н., Гребенников С.Ф., Осенков В.Н. Безопасность жизнедеятельности: Словарь-справочник / Под общей редакцией С.Ф. Гребенникова. — СПб.: Издательство «Лань», 2001. 2. Микрюков В.Ю. Безопасность жизнедеятельности: Учебник / В.Ю. Микрюков — Ростов н/Д: Феникс, 2006. Практическое задание: 85 Решите задачи: 1. Значение коэффициента частоты несчастных случаев на предприятии равен 16, а значение коэффициента тяжести — 3. Сколько человеко-дней будет потеряно, если на предприятии работает 400 человек? 2. Значение коэффициента частоты несчастных случаев на предприятии равен 10, а значение коэффициента тяжести — 3. Сколько человеко-дней будет потеряно, если на предприятии работает 300 человек? 3. В результате несчастных случаев на предприятии на больничном листе в течение года было 2 человека, один из которых проболел 12 рабочих дней, а другой — 10. Определите значения коэффициентов частоты и тяжести несчастных случаев, если на предприятии работает 400 человек. 4. В результате несчастных случаев на предприятии на больничном листе было 3 человека, один из которых проболел 10 рабочих дней, другой — 12, третий — 14. Определите значение интегральной оценки уровня производственного травматизма, если на производстве работает 400 человек. 5. В результате несчастных случаев на предприятии на больничном листе было 2 человека, один из которых один проболел 4 дня, а другой — 5 дней. Определите значение интегральной оценки уровня производственного травматизма, если на предприятии занято 200 человек. 6. На предприятии значение коэффициента частоты несчастных случаев равен 10. Суммарное количество дней временной нетрудоспособности равно 8. Определите значение коэффициента тяжести несчастных случаев, если на предприятии работает 400 человек. 7. В результате несчастных случаев на предприятии на больничном листе в течение года было 3 человека, один из которых проболел 5 рабочих дней, второй — 4, третий — 6. Определите значение интегральной оценки уровня производственного травматизма, если на производстве занято 400 человек. 8. Значение коэффициента частоты несчастных случаев на предприятии равен 10, а значение коэффициента тяжести — 4. Сколько человеко-дней будет потеряно, если на предприятии работает 500 человек? Примеры решения задач. 1. В результате несчастных случаев на предприятии на больничном листе в течение года было 2 человека, один из которых проболел 5 рабочих дней, а другой — 10. Определить значения коэффициентов частоты и тяжести несчастных случаев, если на предприятии занято 300 человек. 86 Решение. Значение коэффициента частоты несчастных случаев: КЧ = 1000 Т / Р = 10002 / 300  6,67 Значение коэффициента тяжести несчастных случаев: КТ = Д / Т = 15 / 2 = 7,5 Ответ. Значение коэффициента частоты несчастных случаев равно приблизительно 6,67, а коэффициента тяжести несчастных случаев — 7,5. 2. В результате несчастных случаев на предприятии на больничном листе в течение года было 3 человека, один из которых проболел 5 рабочих дней, другой — 10, третий — 15. Определить значение интегральной оценки уровня производственного травматизма, если на производстве занято 300 человек. Решение. Значение коэффициента частоты несчастных случаев: КЧ = 1000Т / Р = 10003 / 300 = 10 Значение коэффициента тяжести несчастных случаев: КТ = Д / Т = 30 / 3 = 10 Значение показателя общего травматизма: КОБЩ = КЧКТ = 1010 = 100 Ответ. Значение показателя общего травматизма равно 100.