Безопасность жизнедеятельности

№ 2368

МИНИСТЕРСТВО ОБРАЗОВАНИЯ И НАУКИ РФ

ФЕДЕРАЛЬНОЕ ГОСУДАРСТВЕННОЕ АВТОНОМНОЕ ОБРАЗОВАТЕЛЬНОЕ УЧРЕЖДЕНИЕ ВЫСШЕГО ПРОФЕССИОНАЛЬНОГО ОБРАЗОВАНИЯ «НАЦИОНАЛЬНЫЙ ИССЛЕДОВАТЕЛЬСКИЙ ТЕХНОЛОГИЧЕСКИЙ УНИВЕРСИТЕТ «МИСиС»



Кафедра техносферной безопасности








Безопасность жизнедеятельности


            Учебное пособие


        Под редакцией профессора Е.П. Потоцкого




Допущено учебно-методическим объединением по образованию в области металлургии в качестве учебного пособия для студентов высших учебных заведений, обучающихся по направлению подготовки бакалавров: 150400 - Металлургия




ИЗДАТЕЛЬСКИЙ ДОМ

Москва 2013

УДК 628.5 Б40

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





     Безопасность жизнедеятельности : Учеб. пособие / О.М. Зиновь
Б40    ева, Б.С. Мастрюков, А.М. Меркулова [и др.]; Под ред.
      Е.П. Потоцкого. - М. : Изд. Дом МИСиС, 2013. - 147 с.
        ISBN 978-5-87623-738-5





          Учебное пособие относится к основной учебной литературе по курсу «Безопасность жизнедеятельности». Приведены методы расчета искусственного освещения производственных помещений, естественной и механической вентиляции, средств защиты от теплового излучения, средств защиты от поражения электрическим током, защиты от ионизирующего излучения, средств защиты от шума и вибрации, а также категорирование помещений по врывопожарной и пожарной опасности.
          Соответствует государственному образовательному стандарту дисциплины «Безопасность жизнедеятельности».
          Предназначено для студентов всех направлений подготовки НИТУ «МИСиС».


УДК 628.5

ISBN 978-5-87623-738-5

© Коллектив авторов, 2013

        СОДЕРЖАНИЕ


Предисловие..................................................4
1. Расчет искусственного освещения производственных помещений...................................5
2. Расчет естественной общеобменной и местной вытяжной вентиляции ................................................ 25
3. Расчет средств защиты от теплового излучения.............43
4. Расчет средств защиты от поражения электрическим током . 66
5. Расчет средств защиты от ионизирующего излучения ....... 79
6. Расчет средств защиты от вибрации...................... 103
7. Расчет средств защиты от шума.......................... 117
8. Категорирование помещений по взрывопожарной и пожарной опасности...................................... 133

3

        ПРЕДИСЛОВИЕ

   Развитие современного общества немыслимо без решения проблем, связанных с безопасностью жизнедеятельности. Среда обитания современного человека и производственная среда особенно содержат источники опасности. К опасным и вредным факторам антропогенного происхождения относятся, например, ионизирующие излучения, шумовые и тепловые поля, загазованность и запыленность среды и т.д. Решение проблемы безопасности жизнедеятельности состоит в защите человека и среды обитания от воздействия вредных и опасных факторов, превышающих допустимые значения.
   Учебное пособие состоит из восьми разделов, каждый из которых может рассматриваться независимо от других. Разделы включают теоретические введения по изучаемому вопросу, методики расчета устройств защиты, задачи для самостоятельного решения, алгоритмы расчета, библиографические списки.
   Учебное пособие предназначено для проведения практических занятий по курсу «Безопасность жизнедеятельности» и может быть использовано при самостоятельном выполнении студентами расчетов (в домашних заданиях, в курсовых и дипломных исследовательских и проектных работах) технических защитных устройств. Выполнение расчетов устройств защиты от опасных и вредных факторов способствует закреплению теоретических знаний по курсу «Безопасность жизнедеятельности».

4

        1. РАСЧЕТ ИСКУССТВЕННОГО ОСВЕЩЕНИЯ ПРОИЗВОДСТВЕННЫХ ПОМЕЩЕНИЙ


        1.1. Основные понятия и определения

   Производственное освещение характеризуется количественными и качественными показателями.
   К количественным показателям относят:
   1.   Световой поток, Ф - количество энергии, излучаемой источником света, лм (люмен).
   2.   Сила света, I - пространственная плотность светового потока Ф внутри телесного угла и, кд (кандела).
аФ
I =--.

        а®


   3.   Освещенность, E - поверхностная плотность светового потока, лк (люкс).
аФ
Е =--,
а s
где S - площадь освещаемой поверхности, м².
   4.   Яркость, B - световое ощущение, создаваемое объектом на сетчатке глаза наблюдателя, кд/м². Поверхностная плотность силы света в заданном углом а направлении.

B = —-—, аS •cos а
где I - сила света, излучаемого поверхностью s в направлении а, кд;
   аS • cos а - видимая под углом а площадь источника света, м2;
   s    - площадь источника света, м².
   Кроме перечисленных величин, на условия зрительной работы влияют дополнительные факторы, служащие для качественной оценки условий зрительной работы.
   1.   Коэффициент отражения, р - характеризует способность поверхности отражать падающий на нее световой поток.

5

Ф р =      ,
Ф пад


где Фотр - световой поток отраженный поверхностью, лм; Фпад - световой поток, падающий на поверхность, лм.


   2.    Фон - поверхность, которая непосредственно прилегает к объекту различения. Фон характеризуется коэффициентом отражения световых лучей. Фон считается светлым при р > 0,4; средним - р = 0,2.. .0,4 и темным р < 0,2.
   3.    Контраст объекта различения с фоном, K - отношение абсолютной величины разности между яркостью объекта и фона к яркости фона.


1ВФ — Во|

Вф


где B ф - яркость фона, кд/м²;
    Bо - яркость объекта различения, кд/м².

   Контраст считают большим при K > 0,5; средним при K = 0,2.0,5 и малым при K < 0,2.
   4.    Коэффициент пульсации светового потока, KE - критерий оценки относительной глубины колебаний освещенности в результате изменения во времени светового потока газоразрядных ламп при питании их переменным током, %.

KE =

Е max

E min

2 • Еср

•100,



где Emax, Emin, Eср - максимальное, минимальное и среднее значения освещенности за период колебаний, лк.
   Достаточная освещенность на рабочих местах обеспечивается выполнением нормативных требований установленных СП 52.13330.2011 «Естественное и искусственное освещение» [1], приведенных в табл. 1.1. При нормировании искусственного освещения нормируется минимальная освещенность на рабочем месте (Ен, лк) в зависимости от разряда и подразряда зрительной работы, устанавливаемых по характеристике зрительной работы, наименьшему размеру объекта различения, характеристике фона и контраста, с учетом системы освещения.

6

Таблица 1.1

Освещенность производственных помещений

                                                                                                                Освещенность, лк         
          Характеристика             Наименьший     Разряд   Подразряд  Контраст      Характеристика         Комбинированное      Общее 
            зрительной             размер объекта зрительной зрительной объекта            фона                 освещение        освеще              работы               различения, мм   работы     работы   с фоном                           всего в т.ч. от общего   ние  
                                                                                                                   освещения            
                1                        2            3          4         5                6               7          8         9      
                                                             а          малый             темный          5000        500        ---    
наивысшей точности                   менее 0,15       I          б      малый            средний          4000        400         1250  
                                                             в          малый            светлый          2500        300        750    
                                                             г          средний          светлый          1500        200        400    
                                                             а          малый             темный          4000        400        ---    
очень высокой точности                от 0,15         II         б      малый            средний          3000        300        750    
                                      до 0,30                в          малый            светлый          2000        200        500    
                                                             г          средний          светлый          1000        200        300    
                                                             а          малый             темный          2000        200        500    
высокой точности                     свыше 0,30      III         б      малый            средний          1000        200        300    
                                      до 0,50                в          малый            светлый          750         200        300    
                                                             г          средний          светлый           400        200        200    
                                                             а          малый             темный           750        200        300    
средней точности                     свыше 0,50       IV         б      малый            средний           500        200        200    
                                       до 1,0                в          малый            светлый           400        200        200    
                                                             г          средний          светлый           ---        ---        200    
                                                             а          малый             темный           400        200        300    
малой точности                        свыше 1         V          б      малый            средний           ---        ---        200    
                                        до 5                 в          малый            светлый           ---        ---        200    
                                                             г          средний          светлый           ---        ---        200    
грубая (очень малой точности)      более 5            VI         -      независимо от характеристик фона   ---        ---        200    
                                                                          и контраста объекта с фоном                                   
работа со светящимися материалами    более 0,5       VII     ---                     то же                 ---        ---        200    
и изделиями в горячих цехах                                                                                                             
общее наблюдение за ходом процесса       -           VIII    а                         »                   ---        ---        200    
(постоянное)                                                                                                                            

   Искусственное освещение в соответствии с СП 52.13330.2011 [1] может быть двух систем:
   •    общее (светильники размещают на потолке): общее равномерное (равномерное, с распределением светового потока независимо от размещения оборудования) и локализованное (с учетом размещения рабочих мест, что позволяет создать их наилучшую освещенность);
   •    комбинированное (сочетание общего и местного освещения).

1.2. Источники света и осветительные приборы
   Осветительный прибор (электрический светильник) - совокупность источника света (лампы) и осветительной арматуры (отражатель, рассекатель и др.).
   Источники света, применяемые для искусственного освещения производственных помещений, подразделяют на следующие основные группы: лампы накаливания, газоразрядные лампы и светодиодные лампы.
   Лампы накаливания общего назначения могут применяться практически везде, где не предъявляется больших требований к освещенности, а потребление и срок службы не являются определяющими факторами. В маркировке ламп накаливания буква В обозначает вакуумные лампы, Г - газонаполненные лампы, К - лампы с криптоновым наполнением, Б - биспиральные лампы с аргоновым наполнением, РН - различного назначения. Улучшенные лампы накаливания, за счет добавления в газ-наполнитель галогенных элементов (фтора, брома, йода, хлора), уменьшающих скорость испарения вольфрама, называют галогенными лампами накаливания - КГ. Лампы накаливания применяют для: внутреннего освещения домов, офисов, магазинов и т.п. и внешнего освещения (реклама, стоянки, освещение строительных объектов). В настоящее время лампы накаливания выводят из обращения, устанавливая вместо них газоразрядные или светодиодные лампы. Применение ламп накаливания общего назначения для освещения ограничивается Федеральным законом от 23 ноября 2009 г. №261-ФЗ [2]. С 1 января 2011 г. не допускается применение для освещения ламп накаливания общего назначения мощностью 100 Вт и более (планируется к 2014 году - 25 Вт и более).
   Газоразрядные лампы подразделяют на две группы: лампы низкого и лампы высокого давления. Газоразрядные лампы низкого давления - натриевые и ртутные лампы низкого давления (давление внутри лампы не превышает 104 Па) и люминесцентные. Люминесцент

8

ные лампы бывают: прямые трубчатые и компактные (энергосберегающие). В маркировке таких ламп используются следующие обозначения: ЛД - дневного света; ЛБ - белого света; ЛБЦ - близкие к дневному; ЛТБ - тепло-белого света; ЛХБ - холодно-белого света; ЛДЦ - с исправленной цветопередачей и т.п. Применяют такие лампы для внутреннего освещения жилых и общественных помещений. Для общего освещения, как правило, применяют прямые лампы в основном мощностью 40, 65, 80 и 150 Вт.
   Газоразрядные лампы высокого давления: металлогалогенные, натриевые, ртутные, ксеноновые и др. Такие лампы применяют в промышленности и для освещения улиц.
   Металлогалогенные лампы обозначают ДРИ (дуговая ртутная с излучающими добавками (иодиды и бромиды металлов)), ДРИЗ (с зеркальным слоем), натриевые - ДНаТ (дуговая натриевая трубчатая), ртутные - ДРЛ (дуговая ртутная), ДРЛР (дуговая рефлекторная ртутная), ксеноновые - ДКсТ (дуговая ксеноновая трубчатая) и т.п.
   В производственных зданиях наиболее часто применяют четырехэлектродные лампы ДРЛ, мощностью 250, 400, 700, 1000 и 2000 Вт.
   Лампы ДРЛ, ДРИ, ДНаТ и др. имеют резьбовые цоколи, аналогичные цоколям ламп накаливания общего назначения.
   Для невысоких помещений (высота менее 4,5 м) при повышенных требованиях к качеству освещения используют люминесцентные лампы. Для высоких помещений (высота 10...12 м и более) преимущественно используют лампы высокого давления (ДРЛ, ДРИ и др.).
   Лампы высокого давления, как правило, используют по одной в светильнике, а лампы люминесцентные трубчатые от 2 до 8.
   Светодиодные лампы - наиболее перспективные источники света. Одно из самых главных достоинств - крайне низкое энергопотребление. Основной недостаток таких ламп - их высокая стоимость по сравнению со всеми другими лампами, однако это частично компенсируется их долгим сроком службы. Такие лампы выпускают с различными цоколями или непосредственно встраивая светодиоды в светильник. Обозначение ламп очень широкое и зависит от производителя.
   В табл. 1.2. представлены основные характеристики и общий вид некоторых наиболее распространенных источников света.

9

Таблица 1.2

Общий вид и основные характеристики источников света

Обозначение и    Световой    Габаритные    Общий вид  
мощность ламп поток ламп, лм размеры, мм              
       Лампы накаливания общего назначения            
Б 40               430                             D  
Б 60               730        D=61, L=110            
Б 75               940                               
Б 100              1360                              
Б 150              2160      D=65, L =130            
Г 300              4800      D=100, L=230            
Г 500              8400                              
Г 750         13100          D=111, L=240            
              Люминесцентные лампы                    
ЛБ 18              1060       D=26, L=604             
ЛБ 40              3000      D=39, L =1214            
ЛБ 65              4600      D=38, L =1514            
ЛБ 80              5200      D=41, L =1514  & °i i    
ЛД 40              2300      D=39, L =1214            
ЛД 65              3750      D=41, L =1514            
      Газоразрядные лампы высокого давления           
ДРИ 250       19500           D=91, L=227             
ДРИ 400           36000      D=62, L =330             
ДРИ 700           60000      D =152, L=370         D  
ДРИ1000       80000           D=80, L=405             
ДРЛ 80             3600      D=71, L =166            
ДРЛ 125            6000      D=76, L =178            
ДРЛ 250           13500       D=91, L=228            
ДРЛ 400           23700      D =122, L=292           
ДРЛ 700       40800          D =152, L=357           
ДРЛ1000       58500          D =167, L=411 _         
ДНаТ 70            6000       D=42, L=165            
ДНаТ 100           9800                              
ДНаТ 150      15000           D=48, L=211             
ДНаТ 400      45000           D=48, L=278             
ДНаТ 1000         130000     D=66, L =390             
               Светодиодные лампы                     
ЛМС-2,5            250        D=50, L=96              
ЛМС-4              400       D=60, L =118             
                                           □ □ □      
ЛМС---9            900       D=65, L =102  □ □ □      
                                             □ □ □    
ЛМС---15           1500      D=79, L =198    □ □ □    
ЛМС---20           2000       D=72, L=232  D          
ЛМС---25           2500       D=75, L=266             
ЛМС-30             3000       D=75, L=300             
СК 6          50000           D=40, L=75              

10