7198

Министерство образования и науки Российской Федерации Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования

«Нижегородский государственный архитектурно-строительный университет»

В.А. Войтович

ЭКОЛОГИЧЕСКАЯ БЕЗОПАСНОСТЬ СТРОИТЕЛЬНО-ТЕХНОЛОГИЧЕСКИХ СИСТЕМ

Учебно-методическое пособие к выполнению расчетно-графической работы по дисциплине «Экологическая безопасность строительно-технологических систем» магистрантами направления 08.04.01 Строительство

направленность (профиль)

Теория и практика организационно-технологических решений возведения и реконструкции зданий и сооружений

Нижний Новгород ННГАСУ

2016

1

УДК 624.13

Экологическая безопасность строительно-технологических систем [Текст]: методические указания к выполнению расчетно-графической работы по дисциплине Экологическая безопасность строительно-технологических систем магистрантами направления подготовки 08.04.01 Строительство направленность (профиль) Теория и практика организационно-технологических решений возведения и реконструкции зданий и сооружений – Н.Новгород: Нижегор. гос. архитектур.-строит. ун-т, 2016. - 25 с.

Приведены содержание и последовательность выполнения расчетно-графической работы,

Составитель – В.А. Войтович

© Войтович В.А. , 2016

© ННГАСУ, 2016

2

Указания к выполнению расчетно-графической работы

Расчетно-графическая работа по разделу «Экологическая безопасность строительно-технологических систем» состоит из ответов на вопросы и решения задач. Контрольная работа выполняется по варианту, номер которого определяется по таблице в соответствии с последней цифрой учебного шифра (номер зачетной книжки) студента.

Расчетно-графическая работа выполняется на листах формата А-4, должны оставляться поля для заметок. В конце работы указывается используемая литература.

Таблица вариантов

Для начала выполнения контрольной работы студент должен изучить учебный материал, указанный в «Содержании раздела».

Особое внимание уделить изучению вопросов своего варианта и затем изложить их письменно

в полном объеме.

В работе предлагается задача на определение коэффициента защиты (Кз)

противорадиационного укрытия. Для решения необходимо:

1.Выписать исходные данные своего варианта из задания (Приложение 1).

2.Вычертить план и разрез приспосабливаемого под ПРУ помещения (указано штриховкой)

согласно варианта в масштабе с указанием размеров.

Для вариантов 1 – 3 приложение 1.1.

Для вариантов 4 – 6 приложение 1.2.

Для вариантов 7 – 9 приложение 1.3.

Для варианта 10 приложение 1.4.

3

3.Определить коэффициент защиты (Кз) помещения по исходным данным, указанным в варианте.

4.Если Кз не удовлетворяет заданному наметить инженерно-технические мероприятия по увеличению Кз до значений, заданных в варианте и подтвердить вторичным расчетом.

Намеченные мероприятия показать чертежом.

Вариант 1.

1.Чрезвычайные ситуации, их классификация.

2.Права и обязанности граждан. Закон «О защите населения и территорий от чрезвычайных ситуаций природного и техногенного характера».

3.Понятие устойчивости работы объектов экономики в чрезвычайных ситуациях.

4.На ГТС (плотина) в результате случайного водоспуска образовался проран. На расстоянии L =

40 км по течению находится город и судостроительный завод. Высота уровня воды Н0 = 40 м.

Высота места hм = 2 м, гидравлический уклон i = 1×10 -3, проран размером В = 0,5, глубина реки

в нижнем бьефе h0= 4 м. Оценить степень разрушения зданий в городе и объектов на заводе

(цех, пирс, плавучий кран).

Рекомендации к решению задачи.

1.Определяем время прихода гребня (tгр) и фронта (tфр) волны (табл. 1, прил. 2).

2.Определяем высоту (h) и скорость (V) волны прорыва по формулам:

, (м) , (м/с), где

Аh, Вh, АV, ВV – коэффициенты, зависящие от Н0, i (табл. 2, прил. 2).

3. Определяем время затопления:

.

4. Определяем продолжительность затопления территории объекта по формуле:

, (час), где

β – коэффициент, зависящий от высоты плотины гидравлического уклона и расстояния до объекта

(табл. 8, прил. 2).

5. Определяем степень поражения наземных и причальных сооружений (табл. 9, прил. 2).

Вариант 2.

4

1.Классификация техногенных ЧС. Аварии на пожаро- и взрывоопасных объектах.

2.Инженерная защита. Общие принципы защиты. Категории населения, подлежащие укрытию в убежищах. Пути накопления фонда убежищ и укрытий.

3.Организационные и инженерно-технические мероприятия, направленные на повышение устойчивости работы объектов экономики в ЧС.

4.Определить коэффициент ослабления гамма-излучений бетонной стеной толщиной n = 50

см, ρ = 2,3 г/см3.

Рекомендации к решению задачи.

, т.е.

Д0γ – доза перед преградой;

Дγ – доза за преградой;

dпол. – толщина слоя половинного ослабления, см;

h – толщина преграды, см.

.

Вариант 3.

1.Чрезвычайные ситуации природного происхождения. Классификация. Природные пожары:

лесные, торфяные, степные пожары.

2.Инженерная защита. Классификация убежищ. Требования к заблаговременно возводимым убежищам.

3.Основные факторы, влияющие на устойчивость работы объекта н/х в условиях ЧС.

4.В результате аварии на объекте, расположенном на расстоянии 5 км от города, произошло разрушение емкости с хлором. Метеоусловия: изотермия, скорость ветра 4 м/с. Определить время поражающего действия АХОВ и время подхода облака зараженного воздуха к границе города.

Рекомендации к решению задачи.

1. Время поражающего действия определяется по формуле:

, где

h – толщина слоя жидкости для АХОВ, разлившихся свободно на подстилающей поверхности,

принимается равной 0,05 м по всей площади разлива, м;

5

d – плотность АХОВ, т/м3;

К2 – коэффициент, зависящий от физико-химических свойств АХОВ (табл.3, прил. 2);

К4 – коэффициент, учитывающий скорость ветра (табл. 4, прил. 2);

К7 – коэффициент, учитывающий влияние температуры воздуха (табл. 3, прил. 2).

2. Время подхода облака к городу определяется по формуле:

, где

L – расстояние от источника заражения до объекта;

U – скорость переноса переднего фронта облака, км/ч (табл. 5, Прил. 2).

Вариант 4.

1.Общая характеристика оползней, ураганов, бурь, наводнений.

2.Способы защиты населения в ЧС. Эвакуация населения. В каких случаях она проводится и по какому признаку.

3.ИТМ, направленные на повышение пожароустойчивости зданий и сооружений.

4.Определить толщину кирпичной стены, если необходимо обеспечить коэффициент ослабления (Косл.) равный 20.

Рекомендации к решению задачи.

, где

h – толщина преграды, см;

dпол. – толщина слоя половинного ослабления.

Вариант 5.

1.Дать определение биологического оружия. Основные виды возбудителей особо опасных инфекций. Способы применения БО.

2.Мероприятия по защите персонала объекта при угрозе и возникновении ЧС.

3.Оценка степени устойчивости объектов экономики при воздействии поражающих факторов:

а) механических поражающих факторов;

б) на действие теплового (светового) излучения.

6

4.В шлифовальном цехе объемом U0 = 5000 м3 при работающей вытяжке в сутки накапливается МС = 500 г еловой пыли. QVпыли = 20,4×10 3 кДж/кг. Определить время накопления взрывоопасных концентраций пыли и последствия ее взрыва t = 20оС.

Рекомендации к решению задачи

1.Возможность взрыва определяется размером частиц (δ < 100 мкм) и наличии нижнего концентрационного предела воспламенения (взрывоопасности).

.

2. Определяем критическую массу пыли, при которой возможен взрыв:

.

3. Определяем время накопления взрывоопасного количества пыли:

.

4. Определяем потенциальную возможность взрыва (он возможен при ρфакт > НКП):

.

5. Определяем избыточное давление в помещении цеха при взрыве ПВС:

.

5.По табл. 6 и 7 прил. 2 определяем степень разрушения здания и потери среди людей.

6.Радиус разброса смеси продуктов взрыва в цехе:

.

7. Выводы.

Вариант 6.

7

1.Химически опасные объекты. Характеристика АХОВ. Воздействие АХОВ на организм человека.

2.Основные принципы и способы защиты населения при ЧС в мирное и военное время.

3.Оценка степени устойчивости объектов экономики при воздействии поражающих факторов:

а) химического заражения;

б) радиоактивного заражения.

4.Определить вероятное время возникновения оползня в горизонтальных склонах. Исходные данные: прогнозируемый период Т = 50 лет, значение среднего начального коэффициента

устойчивости склона = 1,27. Сравнительно равномерный подмыв подошвы склона и сопутствующие процессы обуславливают среднее годовое уменьшение коэффициента его устойчивости ΔКср = 5×10 -3, среднее годовое отрицательное отклонение коэффициента устойчивости склона в результате колебаний его водонасыщения и пригрузки основания наносами Аср = 3×10 -2, Аmax = 0,1.

Рекомендации к решению задачи.

1. Рассчитываем вероятное время смещения оползня:

2.Вывод. Указать, можно ли возводить на этом месте объект со сроком эксплуатации в 50 лет. Какие мероприятия можно принять.

Вариант 7.

1.Аварии на радиационно-опасных объектах (РОО) и их последствия. Определение РОО, санитарно-защитная зона. Виды радиационного воздействия на человека.

2.Ликвидация последствий ЧС. Основные этапы.

3.Пути повышения устойчивости функционирования технических систем:

а) системы водоснабжения и водоотведения;

б) системы электроснабжения;

в) тепло- и газоснабжения.

8

4.Определить избыточное давление во фронте ударной волны, при котором блок программного устройства, установленный на ровной поверхности, будет опрокинут. Вес прибора 250 Н,

высота 40 см, длина 20 см, ширина 20 см. Центр тяжести и центр давления силы смещения находятся в центре прибора.

Рекомендации к решению задачи.

1. Определить скоростной напор, при котором произойдет опрокидывание элемента

, где

G – вес прибора;

S – площадь прибора;

Cx – коэф-нт аэродинамического сопротивления = 1,6;

а – плечо силы крепления;

b – плечо аэродинамической силы смещения.

2. По величине скоростного напора определяем величину избыточного давления во фронте ударной волны (табл. 10, прил. 2).

Вариант 8.

1.Биолого-социальные ЧС. Дать определение: эпидемии, эпизоотии, эпифитотии. Классификация инфекционных заболеваний, основные пути передачи. Понятия «карантин» и «обсервация».

2.Экстренные меры защиты населения при различных ЧС.

3.Содержание плана мероприятий, составляемого на основании исследования устойчивости объекта в случае чрезвычайной ситуации.

4.В результате аварии на химически опасном объекте образовалась зона заражения глубиной 10

км. Скорость ветра составляет 2 м/с, инверсия. Определить площадь зоны заражения, если после начала аварии прошло 4 часа.

Рекомендации к решению задачи.

1. Площадь зоны возможного заражения определяется по формуле:

, где

Sв – площадь зоны возможного заражения, км2;

Г – глубина зоны заражения, км;

9

Y – угловые размеры зоны возможного заражения.

2. Площадь зоны фактического заражения определяется по формуле:

, где

К – коэффициент, зависящий от степени вертикальной устойчивости воздуха, принимается равным:

0,081 – при инверсии; 0,133 – при изотермии; 0,235 – при конвекции.

N – время, прошедшее после аварии, час.

Вариант 9.

1.Чрезвычайные ситуации военного времени. Характерные особенности современных войн. Современные виды оружия.

2.Мероприятия по ограничению облучения населения в условиях радиационной аварии.

3.Единая государственная система предупреждения и ликвидации ЧС. Подсистемы РСЧС. Режимы функционирования РСЧС.

4.Город Барнаул. Максимальная скорость ветра 48 м/с. структура зданий: малоэтажные и многоэтажные кирпичные здания. Количество людей в одном здании – 300 человек. Определить степень разрушения зданий и структуру потерь людей с учетом количества людей в здании.

Рекомендации к решению задачи.

1.По скорости ветра определить степень разрушения зданий (табл. 11, прил.2).

2.Определить структуру потерь людей (табл. 12, прил. 2) (общие, безвозвратные, санитарные).

Вариант 10.

1.Ядерное оружие. Поражающие факторы ядерного взрыва (перечислить). Дать характеристику воздушной ударной волны, светового излучения, проникающей радиации, электромагнитного импульса.

2.Общие требования к организации и проведению аварийно-спасательных работ при авариях на ХОО.

3.Организация работы комиссии по ЧС объекта.

4.Определить зону токсического заражения (пороговую и смертельную), если при пожаре взорвалась цистерна с хлором и испарилось в атмосферу 300 кг. Местность закрытая (город) состояние атмосферы – инверсия, скорость ветра 1 м/с, ветер устойчивый.

Рекомендации к решению задачи.

1. Определяем глубину токсического задымления (пороговую и смертельную) по формуле:

(м), где

Q – масса токсических продуктов горения, кг;

Д – токсическая доза (пороговая и смертельная), мг/мин·л (табл. 13, прил.2);

10