Безопасность жизнедеятельности

№ 2203              МИНИСТЕРСТВО ОБРАЗОВАНИЯ И НАУКИ РФ
ФЕДЕРАЛЬНОЕ ГОСУДАРСТВЕННОЕ АВТОНОМНОЕ ОБРАЗОВАТЕЛЬНОЕ УЧРЕЖДЕНИЕ ВЫСШЕГО ПРОФЕССИОНАЛЬНОГО ОБРАЗОВАНИЯ
     «НАЦИОНАЛЬНЫЙ ИССЛЕДОВАТЕЛЬСКИЙ ТЕХНОЛОГИЧЕСКИЙ УНИВЕРСИТЕТ «МИСиС»

   Кафедра техносферной безопасности

   Е.П. Потоцкий





                Безопасность
                жизнедеятельности





        Учебное пособие


   Рекомендовано редакционно-издательским советом университета





ИЗДАТЕЛЬСКИЙ ДОМ

Москва 2012

УДК 614.8.084 П64

Рецензент
д-р техн. наук, проф. Л.С. Стрижко




     Потоцкий, Е.П.
П64    Безопасность жизнедеятельности : учеб. пособие / Е.П. Потоц     кий. - М. : Изд. Дом МИСиС, 2012. - 77 с.
        ISBN 978-5-87623-591-6




          В учебном пособии изложены методики выполнения двух домашних заданий по курсу «Безопасность жизнедеятельности». Первое - «Вентиляция производственных помещений» - предназначено для технологических направлений и специальностей, второе - «Анализ условий труда» - для всех направлений и специальностей университета. Приложения к пособию могут быть использованы при выполнении выпускных квалификационных работ, дипломных проектов и работ.



УДК 614.8.084

ISBN 978-5-87623-591-6

© Е.П. Потоцкий, 2012

        ОГЛАВЛЕНИЕ


Предисловие..............................................4
Задание 1. Вентиляция производственных помещений.........5
  1.1. Вводная часть.....................................5
  1.2. Общие положения по расчету вентиляции ............6
  1.3. Методика расчета аэрации производственных помещений . 11
  1.4. Методика расчета смешанной вентиляции помещений. 16
  1.5. Методика расчета вытяжного зонта.................21
Задание 2. Анализ условий труда.........................27
  2.1. Вводная часть....................................27
  2.2. Методика выполнения задания .....................28
Библиографический список................................30
Приложения .............................................32
1. Классификация опасных и вредных факторов.............32
2. Параметры воздуха рабочей зоны.......................34
3. Производственное освещение ......................... 47
4. Электробезопасность..................................56
5. Электромагнитные поля................................57
6. Ионизирующие излучения...............................61
7. Шум на рабочих местах .............................. 63
8. Производственная вибрация............................67
9. Ультразвук...........................................73
10. Инфразвук ..........................................75

3

        ПРЕДИСЛОВИЕ

   Настоящее издание является переработанным вариантом аналогичного пособия [1] с учетом современной нормативной базы по безопасности жизнедеятельности.
   В пособии приведены методики выполнения двух домашних заданий по курсу «Безопасность жизнедеятельности».
   В первом задании изложены методики расчета аэрации, смешанной вентиляции производственных помещений и вытяжного зонта с вариантами исходных данных. По указанию преподавателя выполняется один из расчетов, возможно с использованием ЭВМ.
   Второе задание содержит методические рекомендации по проведению анализа условий труда на рабочих местах. По усмотрению преподавателя либо выдаются варианты исходных данных для выполнения домашнего задания с указанием производственного помещения и выполняемых операций, либо рекомендуется провести анализ условий труда для курсового проекта, выполняемого по спецкурсу.
   К оформлению заданий предъявляются обычные требования: титульный лист; содержание задания; расчеты и поясняющие рисунки по заданию 1; заполненные таблицы и расчеты - по заданию 2; выводы.

4

        ЗАДАНИЕ 1. ВЕНТИЛЯЦИЯ ПРОИЗВОДСТВЕННЫХ ПОМЕЩЕНИЙ

        1.1. Вводная часть

   На металлургических предприятиях в производственных помещениях применяются системы естественной, механической или смешанной (обе одновременно) вентиляции. Естественная вентиляция в горячих цехах устраивается для общего воздухообмена, изменяющего состояние воздушной среды во всем помещении.
   Аэрация - организованный, регулируемый, естественный воздухообмен в производственных помещениях, осуществляется с помощью теплового или совместного теплового и ветрового воздействий. Аэрация по сравнению с механической вентиляцией дает экономию энергии и капитальных затрат. Аэрацию следует применять в тех случаях, когда она обеспечивает нормируемые ГОСТ 12.1.005-88* [2] и СанПиН 2.2.4.548-96 [3] параметры микроклимата в рабочей зоне производственного помещения и допустима по технологическим условиям.
   При аэрации наружный воздух в производственное помещение поступает без очистки, поэтому применяется она только в тех случаях, когда концентрация вредных веществ (пыль, газы) в наружном воздухе не превышает значения 0,3ПДК, установленного для рабочей зоны.
   Воздух должен поступать непосредственно в рабочую зону аэрируемого помещения через проемы в наружных стенах на уровне 0,3.. .1,8 м от пола до низа проема в теплый период года и через проемы на высоте не менее 4,5 м от пола до низа проема в холодный период.
   Глубину зоны действия аэрации допускается принимать не более 30 м от приточных аэрационных проемов, которые расположены в обеих продольных стенах здания, в местах, наиболее близких к источникам тепловыделений. Если источники тепловыделений находятся в непосредственной близости от стены, то приточные проемы в этой стене размещаются в разрывах между источниками.
   Для обеспечения необходимой площади приточных проемов наружные продольные стены должны быть максимально свободны от пристроек.
   В многопролетных зданиях (3 и более пролетов) с «холодными» пролетами допускается приток воздуха через них, если концентрация вредных веществ на кровле над этим пролетом не превышает 0,3ПДК, установленной для рабочей зоны. Расстояние между створками приточного проема и ближайшего вытяжного фонаря принимается не менее 10 м.

5

   Оборудование, агрегаты, выделяющие теплоту, располагаются с учетом возможности проветривания проходов между ними. Расстояние между оборудованием и агрегатами по фронту распространения приточного воздуха должно быть более размера источника тепловыделения (по фронту).
   Участки со значительными тепловыделениями для лучшего проветривания размещаются в крайних пролетах.
   Удаление воздуха из аэрируемого помещения производится через аэрационные фонари незадуваемого типа, а также через шахты, снабженные устройствами, которые предотвращают задувание шахт ветром (дефлекторные насадки, ветрозащитные панели). Вытяжные аэрационные фонари применяются при равномерном расположении источников тепловыделений, а шахты - при сосредоточенном.
   Приточные и вытяжные проемы оборудуются механизмами с дистанционным управлением для открывания (закрывания) створок.
   Часто применяется смешанная вентиляция: аэрация совместно с системами механической вентиляции, которые устраиваются на постоянных рабочих местах. Механическая вентиляция в горячих цехах позволяет изменять качество воздушной среды на сравнительно небольших участках, на рабочих местах, где общеобменная вентиляция обычно не создает необходимых условий. Механическая вентиляция может быть как приточной (воздушные души и оазисы), так и вытяжной.
   В последнее время в металлургических цехах все чаще применяют механическую вытяжную вентиляцию, особенно в тех случаях, когда теплогазовый факел содержит значительное количество пыли или токсичных газов. Местные вытяжные вентиляционные установки устраиваются в виде зонтов, отсосов (бортовых и кольцевых), укрытий, реже - вытяжных шкафов. Эти устройства устанавливают в непосредственной близости от источников вредных выделений и тем самым предупреждают их распространение в помещении. Применение механической вытяжной вентиляции позволяет осуществлять очистку газов от механических и токсичных примесей, а также организованный выброс через дымовую трубу на высоту, обеспечивающую рассеивание их до нормируемых концентраций.

        1.2. Общие положения по расчету вентиляции

   Расчетные зависимости, приведенные в этом подразделе, справедливы для всех указанных ниже видов вентиляции (аэрации и смешанной вентиляции). Под смешанной вентиляцией мы будем понимать дополнение механической вентиляции к естественной.

6

   Расчет аэрации и смешанной вентиляции, как правило, заключается в определении площади аэрационных приточных Fп и вытяжных Fв проемов при заданных (или вычисленных) массовых расходах приточного Gп и G'п и удаляемого Gу и G'у воздуха. Причем Gп и Gу -расходы воздуха естественной, G'ₙ и G'у - механической вентиляции. Такая задача решается при проектировании новых зданий, а также в тех случаях, когда существующая площадь аэрационных проемов недостаточна для требуемого воздухообмена и необходимо устройство дополнительных проемов.
   В основу расчета положены воздушный и тепловой балансы:
Е Gп - Е Gу+Е G‘-Е G‘=0;                  (1.1)
        Qя = ЕGпСрtп - Е GуСрtу + ЕGперt‘- ЕGусрtу,      (1.2)
где Qя - избытки явной теплоты, Вт, определяются как разность тепловых потоков всех источников и теплопотерь при расчетных параметрах наружного воздуха;
    tп , t'п — температура приточного воздуха естественной и механической вентиляции соответственно;
    tу, t'у - температура удаляемого воздуха естественной и механической вентиляции соответственно;
    Ср - теплоемкость воздуха, в расчетах принимаемая равной
    1,2 кДж/ (м³^°С).
   Для аэрации однопролетного здания tп должна быть равна расчетной температуре наружного воздуха tн, для механической вентиляции принимаем ^п = tн + 1. Расчетная температура наружного воздуха для теплого периода года определяется параметром А, характеризующим среднесуточную температуру самого жаркого месяца года данного региона (СНиП 41-01-2003 [4]). Для основных металлургических центров страны значение параметра А колеблется в пределах 15.. .28 °С, например: 15,2 °С - Норильск; 20,7 °С - Екатеринбург; 21 °С - Череповец; 22,5 °С - Красноярск; 24,4 °С - Липецк; 26,3 °С - Орск.
   Температура воздуха рабочей зоны tₚ₃ должна соответствовать требованиям СанПиН 2.2.4.548-96 [3] (прил. 2). Для металлургических цехов, где выполняются в основном работы средней тяжести - категорий 11а и 11б (см. прил. 2) tр.з не должна превышать допустимые температуры на постоянных рабочих местах. Разность температур воздуха рабочей зоны и приточного воздуха Д tр.з = tр.з - tп можно определить из соотношений:

7

Д t
   р.з

3 °С, при q < 23 Вт/м³;
5 °С, при q > 23 Вт/м³,

(1.3)

где q = Qя / V - удельные избытки теплоты в помещении;
   V - объем помещения, который можно определить как произведение площади пола помещения на высоту h2 - отметку центра вытяжных аэрационных проемов (рис. 1.1)

Рис. 1.1. К расчету вентиляции однопролетного здания в теплый период года

   По выбранной величине Дtр.з (избыточная температура) с учетом требований ГОСТ 12.1.005-88* определяют tр.з.
   Температура воздуха, удаляемого механической вентиляцией, t'у, в расчетах принимается равной tр.з. Для аэрации tу определяется экспериментально или рассчитывается по формуле tу = tп + Дtу, где Дtу -избыточная температура воздуха, уходящего из верхней зоны помещения h в.з, причем h р.з < h в.з < h ₂.
   Среднюю (по высоте помещения) температуру воздуха определяют как
tв = 0,5 (tр.з + tу).                (1.4)

8

   Плотность воздуха при температурах tп, tв, ty вычисляют по формуле
353
р( t) =----.                      (1.5)
273+t
   Перепад давлений Ар между местами входа и выхода аэрационного воздуха в помещении определяют по формуле
ар = q (Рп ⁻рв⁾⁽h 2 - Ю,              ⁽¹-⁶⁾
где q - ускорение свободного падения;
    h ₁ - отметка центра приточных аэрационных проемов (см. рис. 1.1).
   Необходимые аэрационные расходы по притоку и вытяжке находят из уравнений (1.1), (1.2).
   Площади приточных Fп и вытяжных Fв аэрационных проемов определяются из следующих соотношений:
Gп = F И./2рпАр; Gу = F,^А<,                  (1.7)
где рп, Рв — коэффициенты расхода воздуха в приточных и вытяжных проемах соответственно;
    Арп, Арв - перепады давлений соответственно в приточных и вытяжных проемах по отношению к атмосферному давлению внутри помещения р0, Па.
   Коэффициент расхода воздуха Р зависит от типа и конструкции створок и может определяться через коэффициент местного сопротивления 5, по формуле
ц = £- 0,5.                       (1.8)
   В данном расчете коэффициенты расхода Рп и Рв определяются по табл. 1.1 и 1.2 в зависимости от их типа и угла открытия створок X.
   Перепады давлений Арп и Арв в сумме составляют Ар (см. форму-лу(1.6)), и могут варьироваться в следующих пределах:
           Арп =( 0,1...0,4 )Ар; Ар. =( 0,9...0,6)Ар.     (1.9)
   Такое соотношение Арп и Арв должно обеспечить устойчивость работы аэрации и предотвратить «опрокидование вытяжки». Считается, что работа аэрации устойчива при а = 1,2.. .1,3 и при условии
FX = alfo ,                    (1.10)
т.е. эквивалентная площадь приточных проемов должна быть на 20.. .30 % больше эквивалентной площади вытяжных проемов; в противном случае необходимо изменить углы открытия створок аэрационных проемов.

9

Таблица 1.1

       Коэффициенты расхода воздуха приточных аэрационных проемов

Тип створки

Конструкция створки

Зависимость цп от угла открытия а1, град

Створка двойная верхнеподвесная

Створка одинарная верхнеподвесная

Створка одинарная среднеподвесная

Створка двойная верхне- и нижнеподвесная

№

10

Таблица 1.2

Коэффициенты расхода воздуха вытяжных аэрационных проемов (для П-образных вытяжных фонарей)



№

Конструкция П-образного фонаря

1

    Без ветрозащитных панелей с верхнеподвесными двухъярусными створками


    С ветрозащитными панелями с верхнеподвесными двухъярусными створками




    С верхнезащитными панелями со





4

    среднеподвесными двухъярусными створками С ветрозащитными панеля





    ми с двухъярусными створками на вертикальных осях





Зависимость цв от угла открытия а₂, ______________град_______________


        1.3. Методика расчета аэрации производственных помещений

   Основываясь на общих положениях по расчету вентиляции (см. п. 1.2), изложим одну из методик расчета аэрации производственных помещений для теплого периода года.


11