Разработка противорадиационных укрытий на базе учебных заведений

Автор: Шилов Сергей Владимирович, Меньшикова Таисия Анатольевна

Журнал: Технико-технологические проблемы сервиса @ttps

Рубрика: Методические основы совершенствования проектирования и производства технических систем

Статья в выпуске: 4 (46), 2018 года.

Бесплатный доступ

Данная статья, на основе нормативной документации, дает примерный порядок расчета противорадиационного укрытия. Данные укрытия могут быть созданы на базе корпусов учебных заведений.

Нормативная документация, противорадиационное укрытие, чрезвычайная ситуация, радиация, фильтровентиляция

Короткий адрес: https://sciup.org/148319917

IDR: 148319917

Текст научной статьи Разработка противорадиационных укрытий на базе учебных заведений

Недружественная международная обстановка, постоянное совершенствование наступательных средств делает вопрос защиты как населения страны в целом, так и персонала учебных заведений и обучающихся в частности особенно актуальным. В корпусах высших учебных заведений общее число сотрудников и студентов может составлять порядка тысячи и более. В тоже время, на прилегающей территории зачастую отсутствуют защитные сооружения гражданской обороны.

В данной работе показано, что на основе нормативной документации возможен расчет и последующее переоборудование подвальных и полуподвальных помещений корпусов под противорадиационные укрытия. Данную работу, как показывает практика, вполне могут выполнить бакалавры выпускных курсов такого направления, как «техносферная безопасность».

В современных условиях инженерная защита является наиболее эффективным способом защиты населения от опасностей, возникающих при ведении военных действий или вследствие этих действий.

В соответствии с Федеральным законом "О гражданской обороне" (от 30.12.2015 N 448-ФЗ) предоставление защитных сооружений является одной из основных задач в области гражданской обороны для федеральных органов исполнительной власти, органов исполни- тельной власти субъектов Российской Федерации, органов местного самоуправления и организаций [1].

Обеспечение защитными сооружениями гражданской обороны представляет комплекс правовых, организационных, инженернотехнических, строительных, санитарногигиенических и других мероприятий, направленных на укрытие людей в защитных сооружениях. Организационно – правовые мероприятия включают: сохранение и поддержание в готовности имеющегося фонда защитных сооружений в мирное время; его дальнейшее наращивание в угрожаемый период; ведение учета существующего и создаваемого фонда защитных сооружений и организацию его использования в мирное и военное время.

Федеральный закон № 68 от 21.12.94 г. «О защите населения и территорий от ЧС природного и техногенного характера» рассматривает чрезвычайную ситуацию как обстановку на определенной территории, сложившуюся 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 [2].

Предупреждение чрезвычайных ситуаций - это комплекс мероприятий, проводимых заблаговременно и направленных на максимально возможное уменьшение риска возникновения чрезвычайных ситуаций, а также на сохранение здоровья людей, снижение размеров ущерба окружающей среде и материальных потерь в случае их возникновения. К таким мероприятиям и относится разработка защитных сооружений.

Основные требования, предъявляемые к размещению защитных сооружений гражданской обороны изложены в Санитарных нормах и правилах "Защитные сооружения гражданской обороны".

Настоящий свод правил устанавливает требования по расчету с учетом динамических нагрузок, по объемно-планировочным и конструктивным решениям, к санитарнотехническим системам, электротехническим устройствам, связи и противопожарные требования, а также требования к проведению обследований технического состояния существующих защитных сооружений гражданской обо- роны.

По ГОСТу Р 42.0.02-2001 «противорадиационное укрытие» - это защитное сооружение, обеспечивающее защиту укрываемых от воздействия ионизирующих излучений при радиоактивном загрязнении местности и допускающее непрерывное пребывание в нём укрываемых в течение определённого времени [3].

Оборудуются они обычно в подвалах (погребах) или цокольных этажах прочных зданий и сооружений. Поэтому возможна разработка ПРУ на базе учебных заведений.

Рассмотрим основные требования для разработки ПРУ. Имеющиеся в здании системы отопления, вентиляции, водоснабжения, канализации, освещения, радиотрансляции и связи используются для жизнеобеспечения людей, находящихся в укрытии.

Для создания нормальных условий пребывания людей и обеспечения требуемого температурно-влажностного режима при эксплуатации ПРУ оборудуют системами отопления, водопровода, канализации и электроснабжения. Эти системы, как правило, питаются от соответствующих сетей здания.

Система отопления укрытий проектируется общей с отопительной системой здания. Температура воздуха должна быть не выше +27°С, относительная влажность не более 90%, содержание кислорода не менее 18 % [4]. Водоснабжение противорадиационного укрытия следует проектировать от наружной или внутренней водопроводной сети с расчетом суточного расхода на одного укрываемого 25 л. При отсутствии водопровода в ПРУ надо предусматривать места для размещения переносных баков для питьевой воды из расчета 2 л в сутки на одного укрываемого.

Электроснабжение в ПРУ проектируется от внешней сети здания. В качестве аварийного освещения предусматриваются переносные электрические фонари, аккумуляторные батареи и т.д. Связь в ПРУ проводят, если в нем размещается руководство предприятия. Предусматривают также санитарные узлы с отводом сточных вод в наружную канализационную сеть по выпускам самотеком или путем перекачки.

Рассмотрим пример расчета основных параметров ПРУ.

Определенную трудность представляет определение коэффициента ослабления радиации. Рассмотрим случай полуподвального помещения одного из учебных корпусов Сыктывкарского государственного университета кир- пичного типа.

Ограждающие конструкции укрытий, согласно нормативным требованиям, должны обеспечивать ослабление радиационного воздействия до требуемого уровня. Степень ослабления радиационного воздействия выступаю- щими над поверхностью земли стенами и покрытиями укрытия следует определять по фор- муле:

л < 2KviKni Ку, К у[ +K ni

где A - требуемая степень ослабления; к - коэффициент ослабления дозы гамма-излучения преградой из i-х слоев материала, равный произведению значений для каждого слоя, принимаемых по табл. 1; K - коэффициент ослабления дозы нейтронов преградой из слоев материала, равный произведению значений для каждого слоя, принимаемых по табл. 1; K - коэффициент условий расположения укрытий, принимаемый по формуле:

К р^, (2)

КЗД где Кзас - коэффициент, учитывающий снижение дозы проникающей радиации в застройке и принимаемый по таблице 2; Кзд - коэффициент, учитывающий ослабление радиации в жилых и производственных зданиях при расположении в них укрытий и принимаемый по таблице 3.

Таблица 1 – Коэффициент ослабления дозы гамма-излучения и нейтронов проникающей радиации.

§ S

° й СЗ П

9 ^

О cd

Н £

бетон ρ =2400 кг/м3, влажность 10%

кирпич ρ = 1840 кг/м3, влажность 5%

грунт ρ =1950 кг/м3, влажность 19%

дерево ρ=700 кг/м3, влажность 30%

полиэтилен ρ = 940 кг/м3

ш

K yi

ш

K yi

m

K yi

m

K yi

m

K yi

10

6,2

2,0

3,7

1,7

6,5

1,7

12

1,0

22

1,0

15

12

3,5

5,5

2,5

13

2,5

36

1,2

53

1,3

20

23

5,3

5,2

3,7

26

3,8

59

1,3

130

1,7

25

43

0,3

12

52

51

5,7

120

1,5

240

2,0

34

74

13

17

7,2

100

8,2

200

1,8

460

2,5

35

130

20

24

10

170

12

340

2,2

860

3,0

40

230

30

34

14

260

17

550

2,5

1600

3,6

45

390

44

47

18

470

25

910

3,0

3100

4,5

50

680

66

66

24

750

35

1500

3,5

5800

5,5

55

1200

96

92

32

1300

48

2500

4,2

11000

6,7

60

2100

140

130

41

2200

68

4100

4,5

20000

8,2

65

3600

200

180

62

3600

95

5700

5,7

36000

10

70

6300

280

250

66

6000

130

11000

6,7

72000

12

По таблице 1 находим, что для кирпича

К n = 130; К y = 41.

Определим К р .

Kp^          (2)

^ зд

По таблице 2 определяем К зас = 1,8. Для этого удобно пользоваться картой Google Maps (рис. 1).

По таблице 3, согласно имеющейся толщине стен укрытия, определяем К зд = 0,36.

В итоге получаем: К р = 1,8/0,36 = 5.

Рисунок 1 – Застройка зданий возле корпуса СыктГУ

Таблица 2 – Коэффициент застройки

Характер застройки

О ’g

о «

о н

К m

Коэффициент Кзас

Промышленная

4 –

6

10 –

20

40

1,8

30

1 , 5

20

1 ,2

10а

1,0

1 –

2

8 –

12

40

1 , 5

30

1 , 3

20

1 ,2

10а

1,0

Жилая и административная

9

30 –

32

50

2,5

30

2 , 0

20

1 , 5

10

1,0

5

12 –

20

50

2 , 0

30

1,8

20

1 , 3

10а

1,0

2

8 –

10

50

1,6

30

1,4

20

1,2

10а

1,0

Таблица 3 - Коэффициент К зд .

Коэффициент К зд для зданий

Материал стен

Толщина

производственных

жилых

стен, см

Площадь проемов в ограждающих конструкциях зданий, %

10

20

30

40

50

10

20

30

40

50

38

0 : 16

0,27

0,38

0,50

0,52

0,18

0,26

0,28

0,32

0,41

Кирпичная кладка

51

0,125

0,26

0,37

0,47

0,50

0,13

0,20

0,23

0,27

0,38

64

0,10

0,25

0 ; 36

0,45

0,47

0,10

0,18

0,21

0,25

0,35

20

0,20

0,28

0,38

0,47

0,58

0,50

0,55

0,62

0,71

0,83

Легкий бетон

30

015

0,27

0,37

0,45

0,58

0,38

0,41

0,45

0,50

0,55

40

013

0,26

0 ; 36

0,43

0,52

0,28

0,32

0 ; 36

0,38

0,43

По полученным данным определим А : А <[2*130*41/(130+41)] - 5=311.

Таким образом степень ослабления нашего укрытия составит 311. Требуемая величина А может быть определена по нормативным документам.

Перейдем к планировочноконструктивным расчетам.

  • 1.    Определение площади помещения. По сделанным замерам, помещение имеет в длину 51,5 метров, а в ширину 11,1 метров. Исходя из этого общая площадь помещения 571,5 метров. Для того чтобы найти максимальную вместимость ПРУ, необходимо найти полезную площадь помещения.

  • 2.    Определение вместимости ПРУ. Норма площади пола на одного укрываемого 0,5 м2. Полезная площадь составляет 250 м2, следовательно: 250:0,5 = 500 человек может вместить в себя ПРУ.

  • 3.    Определение нар в ПРУ. Потолок в подвальном помещении имеет высоту 2,6 м, исходя из этого мы можем установить двухъярусные нары.

  • 4.    Расчет количества лежачих мест (нар). При двухъярусном расположении нар количество лежачих мест должно составлять 20% от общего числа людей. Вместимость нашего убежища составляет 500 человек. Исходя из этого, число лежачих мест рано 100, а число нар - 50 шт.

  • 5.    Расчет площади помещения под загрязненную одежду (делается рядом с входом в укрытие). Норма площади пола под загрязненную одежду принимается 0,07 м2 на одного укрываемого. Общее количество укрываемых составляет 500 человек, следовательно, получаем: 500 - 0,07 = 35 м2 - необходимая площадь для загрязненной одежды.

  • 6.    Расчет санитарного узла. На 75 укрываемых необходим 1 унитаз, вместимость укрытия составляет 500 человек. Получаем: 500:75 = 6,6. Так как в ПРУ допускается проектировать санитарный узел из расчета обеспечения 50% укрываемых, мы можем взять 5 унитазов, 3 установим в женский санузел, 2 в мужской и для мужчин обязателен писсуар, его мы установим в количестве 1 штуки в мужском санузле.

  • 7.    Расчет резервной воды. На случай отключения водоснабжения необходимо иметь резервный запас воды, который рассчитывается исходя из 2 л/сут на человека, общее число укрываемых составляет 500 человек, исходя из этого получаем: 500 2 = 1000 л воды на каждый день пребывания. Т.к. укрытие рассчитано на пребывание людей в течение двух суток, то запас воды тоже должен быть - 2000 л.

  • 8.    Фильтровентиляционная система. Систему вентиляции в ПРУ проектируем на два режима очистки:

Полезную площадь найдем из расчета пустого помещения (в нашем случае два помещения одинаковой ширины, разделенные перегородкой с проходом): (27,2+18) - 5,6 = 250 м2.

Раковины устанавливают в расчете на 200 человек 1 умывальник. Исходя из этого, установим два умывальника в женском санузле и один в мужском.

  • -    режим I - чистой вентиляции;

  • -    режим II - фильтровентиляции.

  • 9.    Канализационная система. Следует предусматривать устройство промывных уборных с отводом сточных вод в наружную канализационную систему.

  • 10.    Электроснабжение и электрооборудование. Электроснабжение должно осуществляться от сети города. Кабеля имеющиеся в подвале необходимо приподнять и подвесить к потолку в коробах.

При режиме чистой вентиляции подача в укрытии очищенного от пыли наружного воздуха должна обеспечивать требуемый обмен воздуха и удаление из помещений тепловыделений и влаги. При фильтровентиляции подаваемый наружный воздух должен очищаться от газообразных средств, аэрозолей и пыли. Целесообразно применить фильтровентиляционный комплект типа ФВК-1.

Таблица 4 - Состав ФВК-1

1

Вентилятор ЭРВ-600/300

2 шт

2

Фильтр-поглотитель ФПУ-200

3 шт

3

Предфильтр ПФП-1000

2 шт

4

Клапан ДУ-200Р

2 шт

5

Клапан ДУ-100

4 шт

6

Тягонапоромер ТНЖ-Н

2 шт

Подача воздуха будет осуществляться за счет электроручных вентиляторов ЭРВ-600/300.

Тягонапоромер предназначен для измерения избыточного давления, отрицательного избыточного давления и для измерения разности давлений неагрессивных к стали и полиэтилену газов в закрытых отапливаемых помещениях с искусственной и естественной вентиляцией.

В подвале имеется канализационная система. Необходимо в туалете присоединить соответствующие трубы и по ним направить канализационные воды.

Необходимо установить световые источники в виде светодиодных ламп. Их выбираем потому, что:

  • 1.    Светодиодное освещение является, самым энергоэффективным освещением;

  • 2.    В светодиодах не содержится вредных веществ, как в люминесцентных лампах;

  • 3.    Светодиодные лампы работают намного дольше ламп накаливания и энергосберегающих ламп, порядка 11 лет беспрерывной работы;

  • 4.    Благодаря тому, что в светодиоде нет бьющихся частей, он устойчив к вибрациям и ударам, по сравнению с обычными лампами накаливания;

Длинна нашего ПРУ составляет 51,5 м, а ширина 11,1 м.

Рассчитаем количество светодиодных светильников на одной стороне помещения:

Так как расстояние между светильниками будет примерно 2 м, а общая длина подвального помещения составляет 51,5 м, то 51,5:2 25 светильников необходимо установить в каждой половине укрытия. Целесообразно установить два ряда таких светильников. Их общее количество составит 50 шт.

На случай отключения электричества возможна установка современного дизельного генератора типа CTG AD-22RE. Так, генератор CTG AD-22RE оснащается дизельным двигателем Ricardo K4100D с частой вращения 1500 об/мин - максимальной мощностью 17 кВт и 3фазным 4-полюсным синхронным бесщеточным генератором WT-164C с частотой тока 50 Гц и напряжением 400 вольт с автоматической регулировкой напряжения.

Для подготовки к отделке и размещению оборудования необходимо:

  • 1.    Демонтировать самодельные конструкции, сделанные под стеллажи складов и т.п.

  • 2.    Убрать мусор и ненужный инвентарь.

  • 3.    Заделать имеющиеся два полузаглуб-ленных окна кирпичной кладкой.

  • 4.    Огородить помещение под загрязненную одежду.

  • 5.    Огородить санузел, сделать внутри перегородки.

В итоге, исходя из расчетов, можно составить примерную смету для оборудования, рассмотренного ПРУ (табл. 5). Часть работ по установке оборудования учреждение, в целях экономии, может провести самостоятельно.

Исходя из вышеперечисленного, общая сумма затрат составляет 1468060 рублей. Если не устанавливать дизельный генератор и герметические двери смета может быть значительно уменьшена по стоимости.

Таким образом в работе показано, что на основе анализа нормативно-правовой документации возможен расчет объемнопланировочных параметров ПРУ, а также необходимого сопутствующего оборудования. Как показала практика, данная работа вполне может быть выполнена в рамках дипломных работ бакалавров выпускных курсов

Таблица 5 – Смет а

Наименование

Цена, руб.

Ко л-во, шт.

Работа, шт. (установка)

Итоговая стоимость, руб

1

Дверь герметическая ДУ-IV-7 800 х 2000

58500 [7]

2

117000

2

Унитаз   с

бачком

3200 [8]

5

2700

29500

3

Писсуар

3500 [8]

1

1700

5200

4

Раковина

4000 [8]

3

1700

17100

5

Бак для воды 1220 л

53900 [10]

2

-

107800

6

Двухъярусные нары

3000 [9]

50

-

150000

7

Скамейка

2000 [11]

10

-

20000

8

Вентилятор  ЭРВ-

600/300

95600 [10]

2

-

191200

9

Предфильтр ПФП-1000

10120

0 [10]

2

-

202400

10

Фильтр-поглотитель ФПУ-200

63800 [10]

3

-

191400

11

Клапан ДУ-200Р

20000 [10]

2

-

40000

12

Клапан ДУ-100

18700 [10]

4

-

74800

13

Тягонапо-ромер ТНЖ-Н

860

[10]

2

1660

14

Дизельный генератор CTG AD-

22RE

240000 [5]

1

240000

15

Светодиодный светильник

1600

[6]

50

80000

Итого:

1468060

Список литературы Разработка противорадиационных укрытий на базе учебных заведений

  • Федеральный закон № 28 от 12.02.98г. «О гражданской обороне».
  • Федеральный закон № 68 от 21.12.94г. «О защите населения и территорий от ЧС природного и техногенного характера.
  • ГОСТ Р 42.0.02-2001 Гражданская оборона. Термины и определения основных понятий.
  • СНиП II-11-77 «Защитные сооружения гражданской обороны».
  • Официальный сайт магазина «Энергопроф». URL: http://www.sklad-generator.ru/elektrostancii/ctg/ad-22re (дата обращения 20.11.2018).
Статья научная