Расчет фактических коэффициентов защиты

Государственный комитет Российской Федерации по высшему образованию

Ростовская-на-Дону государственная академия строительства

Утверждено на заседании

Кафедры ОТОС

Ноября 1995 года

МЕТОДИЧЕСКИЕ УКАЗАНИЯ

к расчету коэффициентов защиту ПРУ, зданий и сооружений при радиоактивном заражении местности, степени ослабления ПР покрытием убежищ и разработке объемно-планировочных решений ЗС

Ростов-на-Дону

Г.

УДК 355.471.4

Методические указания к расчету коэффициентов защиты ПРУ, зданий и сооружений при радиоактивном заражении местности, степени ослабления ПР покрытием убежищ и разработке объемно-планировочных решений ЗС. – Ростов-на-Дону: Рост.гос. акад. стр-ва, 1996 – 54 с.

 

Методические указания составлены с учетом нормативных требований, могут быть использованы при выполнении расчетно-графических и практических работ по курсу «Защита населения и территорий в чрезвычайных ситуациях» и при дипломном проектировании студентами всех профилей обучения.

 

Составил ст. преподаватель кафедры ОТОС Яковлев А.М.

Рецензент преподаватель курса ЗНиТвЧС РАИ, кандидат военных наук Яроповецкий С.С.

 

Редактор Басова И.

Часть 1.

1. Общие положения по расчету коэффициентов защиты (К_з) противорадиационных укрытий (ПРУ), зданий и сооружений

1.1 Защита рабочих, служащих и неработающего населения от радиоактивных воздействий при радиоактивном заражении местности обеспечивается укрытием их в ПРУ или простейших укрытиях, имеющих достаточную величину.

1.2 Коэффициент защиты – это число, показывающее, во сколько раз меньшую дозу радиации получит человек, укрывающийся в защитном сооружении, по сравнению с дозой, которую он получил бы, находясь на открытой местности.

1.3 Методика расчета защитных свойств убежищ, различных зданий и сооружений дана в главе 6 СНиП II-11-77* «Нормы проектирования. Защитные сооружения ГО». [2]

1.4 Для ПРУ коэффициент защиты нормируется и задается в задании на проектирование.

1.5 ПРУ, кроме защиты от радиационных воздействий, должны обеспечивать условия для дальнейшего пребывания укрываемых в пределах расчетного срока укрытия.

Простейшие укрытия обеспечивают только ослабление радиационных воздействий в пределах фактическогоК_з.

1.6 Увеличение К_з обеспечивается за счет осуществления мероприятий по увеличению веса площадей ограждающих конструкций. Эффективность некоторых из них рассматривается в примерах расчета.

 

Расчет фактических коэффициентов защиты

2.1 Коэффициент защиты для помещении, укрытий в одноэтажных зданиях (цех, жилой дом, служебное или вспомогательное помещение) определяется по формуле

(37)[1]

где К₁ – коэффициент, учитывающий долю радиации, проникающей через наружные и внутренние стены и принимаемый по формуле

(38)

α_i – плоский угол в градусах с Вериной в центре помещения, против которого расположена i-ая стена укрытия. При этом учитываются наружные и внутренние стены здания, суммарный приведенный вес 1 м² которых в одном направлении менее 1000 кгс.

2.2 Приведенный вес определяется по формуле

, (38а)

где S₀ – площадь окон i-ой стены укрытия;

S_ст – площадь i-ой стены;

К_ст – кратность ослабления стенами первичного излучения в зависимости от суммарного (приведенного) веса ограждающих конструкций, определяемая по табл. 28.

Примечания:

1. Определяются приведенные веса и суммируются веса всех стен против i-го внутреннего угла.

2. При определении К учитываются только стены с приведенным суммарным весом менее 1000 кгс/м².

3. При наличии нескольких стен с суммарным приведенным весом менее 1000 кгс/м² коэффициент К_ст определяется:

а) при разнице весов менее 200 кгс/м² по среднему весу всех стен:

. (38б)

б) при большей разнице весов – как средний коэффициент для всех К_ст:

(38в)

2.3 К_пер – кратность ослабления первичного излучения перекрытием, определяемая по табл. 28;

V₁ – коэффициент, зависящий от высоты и ширины помещения, принимаемый по табл. 29;

К₀ – коэффициент, учитывающий понижение в помещении вторичного излучения, определяемый согласно п. 2.4 указаний;

К_м – коэффициент, учитывающий снижение дозы радиации в зданиях, расположенных в районе застройки, от экранирующего действия соседних строений, принимаемых по табл. 30;

К_ш – коэффициент, зависящий от ширины зданий, принимаемый по строке 1 тал. 29 (учитывает долю излучений от пыли, выпавшей непосредственно на покрытие здания).

2.4 Коэффициент К₀ следует принимать при расположении низа оконного проема (светового отверстия) в наружных стенах на высоте подоконника от пола укрытия до 0,8 м равным 0,8 а, 1,5 м – 0,15а, 2м и более – 0,09а.

Коэффициент «а» определяется по формуле

(39)

где S₀ – площадь оконных и дверных проемов (площадь незаложенных проемов и отверстий);

S_п – площадь пола укрытия.

2.5 Коэффициент защиты для помещений укрытий на первом этаже в многоэтажных зданиях из каменных материалов и кирпича следует определять по формуле

, (40)

где К₁, К_ш, К_ст, К_м, К₀ – обозначения те же, что и в формуле (37).

2.6 Коэффициент защиты для помещений укрытий, расположенных на первом этаже внутри многоэтажного здания, когда ни одна стена этих помещений непосредственно не соприкасается с радиоактивно-зараженной территорией, следует определять по формуле

, (41)

где К_ст, К₀, К_м, К_щ – обозначения те же, что и в формуле (37), определяются для внутренней стены помещения.

Примечание.

Формула (41) идентична формуле (40) при значении К₁ = 5, она не учитывает всего разнообразия возможной толщины наружных стен, соприкасающихся с зараженной территорией, и степени их проемности. Поэтому желательно пользоваться формулой (40) при наличии стен с суммарным приведенным весом меньше 1000 кгс/м² или формулой (45) при суммарном приведенном весе всех стен в одном направлении больше 1000 кгс/м².

2.7 Значения коэффициентов защиты, полученные по формулам (37) и (40), (42) и (45) для противорадиационных укрытий, следует умножить на коэффициент 0,45 для зданий с а > 0,5 и на 0,8 для зданий с а < 0,3, («а» по формуле 39), в случае, если не предотвращено заражение радиоактивными осадками смежных и лежащих над укрытием помещений.

2.8 Коэффициент защиты К_з для укрытий, расположенных в не полностью заглубленных подвальных и цокольных этажах, следует определять по формуле:

(42)

где К₁, К_ст, К_ш, К₀, К_м – обозначения те же, что и в формуле (37) для возвышающихся частей стен укрытия;

К_п – кратность ослабления перекрытием подвала (цокольного этажа) вторичного излучения, рассеянного в помещении первого этажа, определяемая в зависимости от веса 1 м² перекрытия по табл. 28;

К’₀ – коэффициент принимаемый при расположении низа оконного и дверного проемов (светового отверстия) в стенах на высоте от пола первого этажа 0,5 м и ниже равным 0,15а и 1 м и более – 0,09а, где «а» имеет такое же значение, что и в формуле (39).

2.9 Для подвальных и цокольных помещений, ол которых расположен ниже уровня планировочной отметки земли меньше, чем на 1,7 м, коэффициент защиты следует определять по формуле (40) как для помещений первого этажа, а при обваловании стен этих помещений на полую высоту – по формуле (45).

2.10 В вес перекрытия над первым, цокольным или подвальным этажом производственных зданий промышленных предприятий при определении К_п в формулу (42) необходимо включать дополнительно вес стационарного оборудования, но не более 200 кгс/м² с площади, занимаемой оборудованием.

Указанный вес оборудования принимается равномерно распределяемым по перекрытию.

В вес 1 м² перекрытия над цокольным или подвальным этажом жилых и общественных зданий, расположенных в зоне действия ударной волны, следует дополнительно включать вес 75 кгс/м² от внутренних перегородок и ненесущих стен.

2.11 Для заглубленных в грунт или обсыпных сооружений (без надстройки) с горизонтальными, наклонными, тупиковыми или вертикальными входами коэффициент защиты определяется по формуле

, (43)

где V₁ – обозначение то же, что и в формуле (37);

χ – часть суммарной дозы радиации, проникающей в помещение через входы, определяется по формуле

, (44)

Где: - П₉₀ – коэффициент, учитывающий тип и характеристику входа, принимаемый по табл. 31;

К_вх – коэффициент, характеризующий конструктивные особенности входа и его защитные свойства, принимаемый по табл. 32.

В сооружениях арочного типа при определении К_пер толщина грунтовой обсыпки принимается для самой высокой точки покрытия.

2.12 Коэффициент защиты полностью заглубленных подвалов и помещений, расположенных во внутренней части не полностью заглубленных подвалов, а также не полностью заглубленных подвалов и цокольных этажей при суммарном весе выступающих частей наружных стен с обсыпкой 1000 кгс/м² и более определяется по формуле

, (45)

К_п, χ – обозначения те же, что и в формулах (42) и (43).

2.13 При наличии нескольких входов значение χ определяется как сумма значений по всем входам. Если во входе предусматривается устройство стенки-экрана или двери весом более 200 кгс/см², то значение χ определяется по формуле

, (46)

где К_вх, П₉₀ – обозначения те же, что и в формуле (44);

П – количество входов;

К_стэ – кратность ослабления излучения стенкой-экраном (дверью), определяемая по табл. 28 как для К_ст.

Для вертикального входа, оборудованного в перекрытии и закрываемого люком размером 0,7 х 0,7 м, величину коэффициента К_вх следует принимать при расстоянии между осью входа и центром помещения от 1,5 м – 0,001, 3 м – 0,0005, 6 м и более – 0,0001.

Примеры расчета коэффициентов защиты даны в разделе 3.

Вес некоторых конструктивных элементов дан в таблице 2.

3. Примеры расчета коэффициентов защиты (К_з) при радиоактивном заражении местности

«К_з» для цеха с параметрами, приведенными на рис. 1

Среднее значение «К_з» по действующим справочникам = 7.

План на отм. 1.0

 

 

 

Пример 1. Коэффициент защиты для цеха с параметрами, приведенными на рис. 1.

Исходные данные: стены цеха – железобетонные блоки толщиной 30 см (315 кгс/м²), стены бытовок кирпичные, наружные в 2 кирпича (918 кгс/м²), внутренняя – 1,5 кирпича (682 кгс/м²), покрытие железобетонное, ребристое, гидроизоляция, керамзитобетон, цементная стяжка, кровля – общий вес 460 кгс/м². Расстояние до соседних зданий 30 м. Объемные веса различных конструкций приведены в табл. 2 (домашние задания).

Расчетная формула (37) [2]

.

Решение:

а) определяем приведенные веса стен:

стена (1) кгс/м²

стена (2) кгс/м²

стена (3) кгс/м²

стена (4) кгс/м²

б) определяем внутренние плоские углы и К₁:

Плоский угол α₃ не учитываем (суммарный приведенный вес приходящихся против него стен больше 1000 кгс/м²).

в) определяем К_ст, учитываются стены 1 и 2.

Разница в весах меньше 200 кгс/м². К_ст определяется по среднему приведенному весу стен.

кгс/м²

К_ст = 4,63, табл. 28 [2], интерполяция;

г) К_пер = 16, табл. 28, интерполяция.

д) V₁ = 0,127, табл. 29 [2], интерполяция для высоты 8 м.

е) К_ш = 0,325, табл. 29 [2], первая строка, интерполяция для ширины 18 + 2 х 0,3 = 18,6 м.

ж) К₀ = 0,8а (высота низа проемов до 0,8 м)

з) К_м = 0,75, табл. 30 [2]

Анализ показывает, что в зависимости от веса ограждающих конструкций и степени проемности коэффициент защиты цеха может колебаться от 2 до 22 (в литературе приводится однозначно – 7), поэтому режимы защиты, как правило, должны базироваться на данных о реальных защитных свойствах зданий и сооружений, где в условиях радиоактивного заражения будут находиться люди.

Пример 2. Определить защитные свойства и возможность приспособления подвала бытовой цеха (Рис. 1) под ПРУ с коэффициентом защиты (зона возможных слабых разрушений).

Исходные данные: стены из бетонных блоков толщиной 50 см (1100 кгс/м²), стены 3 и 7 глухие, без проемов. Вес покрытия 550 кгс/м² (пустотные настилы, ж.б. усиление 10 см, выравнивающая стяжка, паркет).

Расчетная формула (42) [2],

.

Решение:

а) определяем приведенные веса стен:

стена (4) кгс/м²

стена (5) кгс/м²

б) определяем внутренние плоские углы и К₁:

Плоские углы α₁ и α₄ не учитываем

.

в) определяем К_ст:

кгс/м²

К_ст = 885.

г) К_п = 220, табл. 28.

д) К_ш = 0,325 (по ширине здания, цех и бытовки – единое здание).

е) К₀ = 0,8а, , К₀ = 0,07.

ж) К’₀ = 0,09а, по разъяснению Госстроя принимается ближайшая формула, соответствующая отметке низа проема (1,0 м от пола).

(размеры и количество окон 1 этажа аналогичны подвальным).

з) К_м = 0,75.

Коэффициент защиты недостаточен, необходимы мероприятия по усилению защитных свойств подвала.

Наиболее простым и эффективным мероприятием является закладка проемов.

Заложим окна по стене 4 на высоту 2 м от пола, сохраняя 0,3 м в верхней части окон. В стене 5 окно сохраняем для организации второго входа (аварийного выхода) в соответствии с п. 2.51* [2]. Тогда

кгс/м².

Поэтому учитываем только стену 5

Q_пр5 = 990 кгс/м².

К_ст = 950.

К₀ = 0,8а для стены 5 и К₀ = 0,09а для стены 4.

Коэффициент защиты достаточен, необходимы мероприятия по герметизации смежных помещений во избежание снижающих поправок согласно п. 6.10* [2].

Проверяем соблюдение условия , п. 2.53* [2].

Площадь сохраняемых проемов (двери, окна)

м²

Объем помещения м³.

условие не выдерживается и не может быть выдержано, так как во всех случаях необходимо иметь 2 входа шириной не менее 0,8 м и высотой 1,8 м, площадь их составит .

Именно поэтому выполнено ж.б. усиление покрытия, учтенное в составе его веса.

Примечание.

Убедившись в достаточности защитных свойств, необходимо разработать и осуществить объемно-планировочные и другие решения, соответствующие [2], только в этом случае выбранные помещения могут рассматриваться в качестве ПРУ, а не простейших укрытий.

Пример 3. Определить защитные свойства и возможность приспособления первого этажа бытовок под ПРУ с .

Расчет первой части примера ведется по примеру 1, по формуле

без учета коэффициентов «V» и «К_п».

После определения фактического «К_з» бытового помещения, который, как правило, будет меньше требуемого, продолжим решение по второй части примера 2, т.е. заложим окна в стенах с весом 1 м²< 1000 кгс и произведем перерасчет.

Пример 4. Определить защитные свойства полностью заглубленного (обвалованного со стенами с приведенным весом больше 1000 кгс/м² или расположенного под внутренней частью здания) подвала.

Формула расчета 45:

.

а) определяем V₁ по табл. 29, ширина помещения – 6 м, высота 3,6 м (принимается от пола до верха перекрытия – см. Примечание к табл. 29).

V = 0,078 (интерполяция).

б) определяем коэффициент χ: , в подвал веет один вход с двумя поворотами на 90⁰,

П₉₀ = 0,2 (табл. 31).

При размере двери 1,0 х 2,0 м и расстоянии входа от центра ПРУ равны 7,5 м.

К_вх = 0,012 (табл. 32, интерполяция),

К_п принимается по примеру 2.

Таблица 28[2]

Вес 1 м2 ограждающих конструкций, кгс	Кратности ослабления излучения (γ) на радиоактивно-зараженной местности
Стеной, Кст (первичное излучение)	Перекрытие, Кпер (первичное излучение)	Перекрытие подвала, Кп (вторичное излучение)
		3,4
	5,5	4,5
		8,5
			>10000
			>10000

Примечание.

Для промежуточных значений вес 1 м ограждающих конструкций коэффициенты К_ст, К_пер, К_п следует принимать по интерполяции.

Таблица 29

Высота помещения, м	Коэффициент V по ширине помещения (здания)
	0,06	0,16	0,24	0,33	0,38	0,6
	0,04	0,09	0,19	0,27	0,32	0,47
	0,02	0,03	0,09	0,16	0,2	0,34
	0,01	0,02	0,05	0,06	0,09	0,15

Примечание:

1. Для промежуточных значений ширин и высоты помещений коэффициент V₁ принимается по интерполяции.

2. Для заглубленных в грунт или обсыпных сооружений высоту помещений следует принимать до верха обсыпки.

Таблица 30

Место расположения укрытия	Коэффициент Км при ширине зараженного участка, примыкающего к зданию, м
На первом или подвальном этаже	0,45	0,55	0,65	0,75	0,8	0,85	0,9	0,98
На высоте второго этажа	0,2	0,25	0,35	0,4	0,45	0,5	0,55	0,6

 

Таблица 31

Вход	Коэффициент П90
Прямой тупиковый с поверхности земли по лестничному спуску или аппарели
Тупиковый с поворотом на 900 и последующим вторым поворотом на 900	0,2
Тупиковый с поворотом на 900	0,5
Вертикальный (лаз) с люком	0,5
Вертикальный с горизонтальным тоннелем	0,2

 

 

Таблица 32

Расстояние от входа до центра помещения, м	Коэффициент Квх при высоте входного проема h, м
ширине, м
1,5	0,1	0,17	0,22	0,2	0,22	0,3
	0,045	0,08	0,12	0,07	0,1	0,17
	0,015	0,03	0,045	0,08	0,05	0,065
	0,007	0,015	0,018	0,004	0,015	0,02
	0,004	0,005	0,007	0,001	0,004	0,015

Примечание.

Для промежуточных значений размеров входов коэффициент К_вх принимается по интерполяции.

Таблица 1

№ п/п	Наименование показателей	Ед. изм.	Номера вариантов задач
	Длина цеха L, м	м
	Ширина цеха, В	м
	Высота цеха H	м
	Количество окон в продольной стене	шт.
	Высот окон h	м
	Ширина окон b	м			3,5	3,5	3,5	3,5						3,5	3,5	3,5	3,5		2,5	3,5							3,5	3,5	3,5	3,5	3,5	3,5
	Высота подоконника hпо	м	0,8	1,5	2,0	0,8	1,5	2,0	0,8	1,5	2,0	0,8	1,5	2,0	0,8	1,5	2,0	0,8	1,5	2,0	0,8	1,5	2,0	0,8	1,5	2,0	0,8	1,5	2,0	0,8	1,5	2,0
	Стены цеха	поз.
	Их толщина	см
	Стены бытового корпуса	поз
	Их толщина	см
	Покрытие цеха, ПРУ	поз
	Размещение ПРУ (1 этаж – 1э, подвал – п)		1э	п	1э	п	1э	п	1э	п	1э	п	1э	п	1э	п	1э	п	1э	п	1э	п	1э	п	1э	п	1э	п	1э	п	1э	п
	Размер А	м
	Размер Б	м
	Количество окон: Стен аА	шт
	Стена Б	шт
	Ширина зараженного участка	м
	Высота подоконника в бытовом корпусе	м	1,0	0,8	1,0	0,8	1,0	0,8	1,0	0,8	1,0	0,8	1,0	0,8	1,0	0,8	1,0	0,8	1,0	0,8	1,0	0,8	1,0	0,8	1,0	0,8	1,0	0,8	1,0	0,8	1,0	0,8

Примечания:

1. Четные позиции строки «10» даны для стен подвала. Выше лежащие стены бытовок – кирпичные поз. 1, а для поз. 5 подвала – такие же, т.е. из известняка ракушечника. Толщина этих стен – соответствует толщине стен подвала (40-38, 50-51, 60-64).

2. h для 1-го этажа над подвалом принимать равным м.

 

Таблица 2

Характеристика ограждающих конструкций и материалов

№ п/п	Материал конструкции	Толщина см	Объемная масса, кгс/м3	Вес 1 м конструкции, кгс/м2
	1. Стены
1.	Кирпичная сплошная кладка из глиняного обожженного кирпича на тяжелом растворе
2.	Кирпичная сплошная кладка из силикатного кирпича на любом растворе
3.	Кирпичная облегченная кладка с заполнением керамзитобетоном		1200-1400
4.	Кладка из шлакобетонных камней
5.	Кладка из известняка-ракушечника
6.	Керамзитобетонные блоки и панели
7.	Газосиликатные блоки и панели
8.	Силикатные блоки и панели
9.	Бетонные стеновые блоки подвала
	2. Перегородки
10.	Гипсовые пустотелые	–		–
11.	Гипсоволокнистые	–		–
	3. Перекрытия
12.	Монолитные тонные	–		–
13.	Монолитные ж/бетонные	–		–
14.	Сборные пустотные с овальными пустотами	9,2*
15.	Сборные пустотные с круглыми пустотами	12*
16.	Сборные пустотные с вертикальными пустотами	10,2*
17.	Ребристые ребрами вверх	8*
18.	Ребристые ребрами вниз	10,5*
19.	Цементно-песчаная стяжка	2,5
20.	Шлакобетон	–		–
21.	Легкий бетон	–		–
22.	Газобетон	–		–
23.	Гравий керамзитный (в зависимости от марки)	–	200-800	–
24.	Асфальтобетон	–		–
25.	4-хслойная рубероидная кровля	–	–
26.	Защитный гравийный слой кровли	–	–
27.	Пароизоляция	–	–
28.	Холодная мастика	1 мм	–
29.	Линолеум	4 мм	–	4,4
30.	Древесина: сосна	–		–
	дуб	–		–
31.	Грунт сухой (слежавшийся)	–	1600-1800	–
32.	Грунт естественной влажности	–	1800-2000	–
33.	Грунт водонасыщенный	–	2000-2200	–
34.	Грунт сухой рыхлый	–	1300-1400	–
35.	Грунт естественной влажности	–	1400-1600	–
36.	Грунт водонасыщенный	–	1800-1900	–

 

Примечание.

* Толщина изделий дана приведенная к монолитному изделию с равным объемом бетона.

 

Домашнее задание