кп техногенный риск. КП_техногенный риск. Методические указания к выполнению курсового проекта по дисциплине Техногенный риск объектов экономики и территорий

• Название: Методические указания к выполнению курсового проекта по дисциплине Техногенный риск объектов экономики и территорий
• Анкор: кп техногенный риск
• Дата: 11.01.2023
• Размер: 5.56 Mb.
• Имя файла: КП_техногенный риск.docx
• Тип: Методические указания; #881894
• страница: 2 из 3

, (12)

где ; N – число людей, жизнь которых защищает данное ТСЗЛ.
6. Если нерезервированное ТСЗЛ предназначено для одновременной защиты от ОФП в среднем N человек круглосуточно в течение года находящихся на объекте (например, автоматическая установка пожаротушения в медицинской барокамере), расчет производят по неравенству :

(13)

Если ТСЗЛ дублировано (резервирование общее, резерв нагруженный), расчет производят по неравенству (14), которое выведено для случая, когда технические обслуживания резервного и резервируемого ТСЗЛ смещены по времени так, что при техническом обслуживании одного ТСЗЛ другое обязательно находится в режиме дежурства:

. (14)

Соблюдение неравенств (13) и (14) означает, что уровень обеспечения безопасности людей не ниже требуемого Техническим регламентом [1]. Однако, если левые части неравенств значительно меньше правых, надежность ТСЗЛ в данной ситуации чрезмерна и на поддержание этой надежности тратятся излишние эксплуатационные расходы. Эти расходы можно сократить до минимума следующим образом.

Для нерезервированного ТСЗЛ, как описано в п.5, по формуле (12) вычисляют два значения τ. Большее значение позволит обеспечить требуемую Техническим регламентом [1] безопасность людей при минимальных эксплуатационных расходах.

Для дублированного ТСЗЛ (резервирование общее, резерв нагруженный) в неравенство (14) подставляют различные значения τ и методом последовательного приближения левой части неравенства к правой вычисляют предельное значение τ, при котором левая часть не будет превышать правую.

При необходимости проведения расчетов с перебором большого числа вариантов ТСЗЛ при различных исходных данных (например, при проектировании ТСЗЛ), предельное значение τ можно вычислить из уравнения (15):

, (15)
где ;

Это уравнение решается с помощью ПЭВМ с применением стандартной программы.

7. При защите людей на объекте двумя, тремя или четырьмя ТСЗЛ различного типа, например, автоматической установкой пожаротушения (АУП), системой противодымной защиты (ПДЗ), системой пожарной сигнализации (СПС), системой оповещения и управления эвакуацией людей при пожаре (СОУЭ), расчет производят следующим образом.

7.1. Если все типы ТСЗЛ конструктивно и функционально скомпонованы как единая система противопожарной защиты (СПЗ) объекта так, что срабатывание (отказ) одного ТСЗЛ, например, АУП, приводит к срабатыванию (отказу) других ТСЗЛ, по формулам (1-6) вычисляют ω_c , ω_я каждого типа ТСЗЛ.

7.2 Вычисляют ω_c (СПЗ) и ω_я (СПЗ) единой системы противопожарной защиты:

ω_c (СПЗ) = ω_c (АУП) + ω_c (ПДЗ) + ω_c (СОУЭ) + ω_c (СПС); (16)

ω_я (СПЗ) = ω_я (АУП) + ω_я (ПДЗ) + ω_я (СОУЭ) + ω_я (СПС). (17)

7.3. С учетом п.2 вычисляют интенсивность восстановления µ (СПЗ) единой системы противопожарной защиты:

, (18)

где t_в(i) - среднее время восстановления ТСЗЛ i-го типа; l - число типов ТСЗЛ. В частности, если объект снабжен четырьмя ТСЗЛ различного типа, как указано в п.7:

. (19)

7.4. Далее расчет производят по формулам (8,10, 11.1-11.3, 12,13).

7.5. Если все типы ТСЗЛ конструктивно и функционально представляют собой автономные, полностью независимые друг от друга технические средства так, что отказ одного ТСЗЛ не влияет на работоспособность других ТСЗЛ, по формулам (1-8, 11.1-11.3, 12) вычисляют К_с , К_я , К_то каждого ТСЗЛ в отдельности и полученные значения суммируют для определения К(АУП), К(ПДЗ), К(СОУЭ), К(СПС):

К(АУП) = К_с(АУП) + К_я(АУП) + К_то(АУП); (20)

К(ПДЗ) = К_с(ПДЗ) + К_я(ПДЗ) + К_то(ПДЗ); (21)

К(СОУЭ) = К_с(СОУЭ) + К_я(СОУЭ) + К_то(СОУЭ); (22)

К(СПС) = К_с(СПС) + К_я(СПС) + К_то(СПС). (23)

7.6. Вычисляют вероятность того, что все четыре типа ТСЗЛ окажутся неработоспособными:

К(4) = К(АУП) · К(ПДЗ) · К(СОУЭ) · К(СПС). (24)

7.7. Полученное значение К(4) сравнивают, как описано в п.6, с правой частью неравенства (13):

. (25)
2.2 Расчет радиационного риска для личного состава

аварийно-спасательных формирований
Допустимое время Т работы в поле с мощностью эффективной дозы излучения Р, при которой не будет превышена допустимая для человека эффективная доза Д (Д ≤ 0,2Зв):

Т = Д / Р . (26)

Минимальное безопасное расстояние L от локального источника излучения, на котором личный состав может работать в течение времени Т:

(27)

где l – расстояние, на котором локальный источник излучения создает мощность дозы Р_l.

Толщина экрана d из любого материала, который необходимо поставить между локальным источником излучения и людьми, чтобы мощность дозы на рабочем месте снизилась до допустимой:

d = 1,3 m ·ρ_c / ρ , (28)

где 1,3 – толщина слоя половинного ослабления излучения для свинца, см; m – число слоев половинного ослабления излучения для материала экрана; ρ_c , ρ – плотность свинца и материала экрана.

m = lgn / 0,3 , (29)

где n – кратность ослабления мощности дозы излучения на рабочем месте:

n = P₀ / P₁ = 2 m , (30)

где P₀ – мощность дозы излучения на рабочем месте до установки экрана;

P₁ – допустимая мощность дозы излучения на рабочем месте после установки экрана.

Среднее число N₁ людей из N человек облучѐнных, которые заболеют неизлечимой болезнью и умрут от неѐ в среднем через 15 лет после облучения:

N₁ = N· Д · 0,056 , (31)

где Д – эффективна доза, которую получил каждый из N человек, Зв (Д ≤ 0,2 Зв);

0,056 1/Зв – риск заболевания неизлечимой болезнью облученного человека.

Среднее число N₂ людей из N человек, которые умрут в течение t лет от всех других причин смерти (болезни, несчастные случаи, аварии, катастрофы и т.п.), не связанных с облучением:

N₂ = N · t · 0,0134 , (32)

где 0,0134 1/год – средний риск смерти человека за 1 год (Россия, 2010 г., городское население, мужской пол, возраст 30-59 лет).
2.3 Расчет вероятности возникновения пожаров

(Прогнозирование пожаров)
Вероятность Р(N_ж) возникновения пожара с числом одновременных жертв N_ж до 5 человек включительно за время t на объекте (в городе, регионе, стране) с номинальной численностью населения N вычисляют по формуле:

(N_ж) = 1 – e ^–λNt, (33)

где λ – интенсивность потока пожаров определенного типа (табл. 1).
Таблица 1

Интенсивности потоков пожаров в России, усредненные по статистическим данным за 2009-2010 г.г.



Вероятность возникновения пожара Р(N_ж) с числом одновременных жертв N_ж более 5 человек за время t на объекте (в городе, регионе, стране) с номинальной численностью населения N:

, (34)

где N_ж - число одновременных жертв при пожаре; λ₅₊- интенсивность потока пожаров с числом одновременных жертв 5 или более человек; a, b, c - параметры распределения числа одновременных жертв при пожаре типа N_ж5+ (a = 14,81; b = 0,58; c = 5).

Усредненные по всей стране и по всем объектам интенсивности потока пожаров λ, указанные в табл. 1, следует применять в случае, когда нет более 19 точных данных. В приложении 4 представлены уточненные интенсивности потока пожаров, которые проходят под названием «частота возникновения пожара». Частота возникновения пожара в расчете на одно учреждение означает (λ·N) формуле (33). Частота возникновения пожара в расчете на одного человека означает λ в формуле (33).


2.4 Вычисление экономического эквивалента человеческой жизни
Экономический эквивалент Э(Т_ж) жизни среднестатистического человека без различия пола в среднем возрасте Т_ж:

Э(Т_ж) = Д_с2 / Р_у , (35)

где Д_с2 – среднедушевой располагаемый денежный годовой доход (среднедушевой денежный доход за вычетом обязательных платежей: налогов, квартплаты, коммунальных услуг и других финансовых обязательств); Р_у – фоновый риск смерти людей (коэффициент смертности с учетом всех причин смерти); Т_ж – средний возраст живущих людей (в России на 2010 г. – 38,5 лет);

Экономический эквивалент Э_о жизни новорожденного:

(36)

где а, b, с – параметры плотности распределения вероятностей возраста живущих людей: на 2010 г. а = 43,31; b = 1,86; с = 0. Экономический эквивалент Э(t_ж) среднестатистического человека в возрасте t_ж:

. (37)

Задача 1. Планируется укомплектовать 16 этажную гостиницу на N мест со второго этажа и выше индивидуальными пожарными спасательными устройствами канатно-спускного типа. Средства, выделяемые на эксплуатационные расходы, позволяют назначить такую стратегию технического обслуживания, которая включает техническое обслуживание устройств с периодичностью не менее τ, года (дежурное время) при средней продолжительности технического обслуживания t_то. Ранее m устройств этого типа прошли эксплуатационные испытания в течение t_i каждое, причем за это время на m устройств было обнаружено Σn_c скрытых и Σn_я явных отказов. Среднее время восстановления работоспособности (время устранения неисправности) устройства составило t_в , среднее время неработоспособного состояния по причине явных отказов t_я.

Вычислить:

1. Индивидуальный пожарный риск Р_нв гостинице при назначенной стратегии технического обслуживания спасательных устройств;

2. Оптимальное значение (дежурное время), при котором индивидуальный пожарный риск в гостинице достигает минимально возможное значение Р_нм;

3. Минимальное и максимальное значения τ (дежурное время), при которых индивидуальный пожарный риск не превышает допустимого Техническим регламентом [1]значения;

4. Результаты вычислений представить в графической и в табличной форме;

5. Сделать заключение о возможности снижения индивидуального пожарного риска в гостинице до допустимого уровня путем снабжения каждого постояльца гостиницы индивидуальным пожарным спасательным устройством, а также о возможности снижения эксплуатационных расходов за счет увеличения дежурного времени τ сверх указанного в условии задачи.

Таблица 2

Варианты заданий для задачи 1



Задача 2. Разработана конструкция индивидуального пожарного спасательного устройства для комплектования гостиниц. На рис. 4 представлена его блок-схема безотказности. Чтобы принять решение о его производстве необходимо оценить, в состоянии ли эта конструкция обеспечить безопасность человека в гостинице при следующих исходных данных: τ = 0,5 года; t_то = 8 часов= 0,000913 года; μ = 1460 1/год; λ_т= 18 · 10^-6 1/год



Рис. 4 – Блок-схема безотказности спасательного устройства. Интенсивности отказов взяты из приложения 4, размерность 10^-6 1/час. Элементы 8-14 дублированы нагруженным резервом.

Таблица 3

Варианты заданий для задачи 2


Задача 3. В эксплуатацию планируется ввести медицинскую барокамеру, в которой круглосуточно в течение времени Т будет находиться в среднем N человек. (временем перезагрузки людей пренебрегаем). В случае пожара эвакуация людей невозможна и их жизнь зависит от срабатывания спринклерной установки водяного пожаротушении, которой планируется снабдить барокамеру. Определить наибольшее дежурное время τ , при котором будет обеспечена требуемая Техническим регламентом [1] безопасность людей, при следующих исходных данных (вычислены по параметрам приложения 2): ω_c, ω_я, t_то, μ = 6257 1/год.

Таблица 4

Варианты заданий к задаче 3



Задача 4. На территории ядерного объекта после аварии с выбросом радиоактивных веществ (РВ) средняя мощность эффективной дозы гаммаизлучения на уровне земли составляет Р (табл.5). Вычислить допустимое время работы личного состава на этой территории с учетом того, что все тело облучается равномерно указанной мощностью, защитными свойствами одежды от излучения пренебречь, облучение личного состава планируется до эффективной дозы Д = 0,1Зв.

Задача 5. Локальный источник гамма-излучения на расстоянии 2 м создает мощность эффективной дозы излучения Р (табл.5). Вычислить минимальное допустимое расстояние от источника излучения до личного состава, занятого выполнением аварийно-спасательных работ (АСР), при условии, что все тело человека облучается равномерно, защитными свойствами одежды от гамма-излучения пренебречь, время работы составляет Т ч, облучение личного состава планируется до 100 мЗв.

Задача 6. На площадке, где проводятся АСР, локальный источник гамма-излучения создает мощность эффективной дозы Р (табл.5). Вычислить толщину экрана, с помощью которого можно снизить мощность эффективной дозы излучения до допустимого для личного состава уровня 10 мЗв/час при условии, что все тело облучается равномерно, защитными свойствами одежды пренебречь.

Задача 7. Площадка, где планируется проведение АСР, облучается через окно поврежденного ядерного объекта так, что мощность эффективной дозы гамма-излучения на ней составляет Р (табл.5). Пожарные перекрыли это окно заполненной водой автоцистерной АЦ-40 (130) так, что все излучение проходит через цистерну с водой по еѐ ширине. Вычислить допустимое время работы пожарных при условии, что их облучение планируется до 0,1 Зв, защитными свойствами стенок автоцистерны и других металлических частей автомобиля пренебречь, ширина цистерны с водой (путь прохождения гаммалучей через воду) составляет 1,4 м.
Таблица 5

Задания к задачам 4, 5, 6, 7



Задача 8. Задача 13. При следовании к месту аварии на ядерном объекте пожарные обнаружили над дорогой радиоактивное облако. По данным разведки мощность эффективной дозы гамма-излучения, создаваемой облаком на уровне земли, составляет 0,2 Зв/час, диаметр облака – 0,3 км. Вычислить дозу облучения, которую получат пожарные, проезжающие под этим облаком, если скорость движения автомобиля составляет 3 км/час · № варианта. Считать, что момент начала и конца облучения выходит на 0,1 км за границу проекции облака на землю, мощность дозы излучения, воздействующей на пожарных, постоянна и равна указанному выше значению, защитными свойствами одежды и автомобиля пренебречь.

Задача 9. Вычислить количество личного состава, требуемого для выполнения АСР на поврежденном ядерном объекте при условии, когда в месте проведения АСР мощность эффективной дозы гамма-излучения составляет 1 Зв/час, всѐ тело человека облучается равномерно, облучение планируется до 200 мЗв, предполагаемый объем работ составляет 12 чел.· ч · № варианта.

Задача 10. Шофер, обслуживающий пожарную машину АЦ-40 (130), при выполнении АСР обнаружил внезапное появление над местом работы радиоактивного облака с мощностью эффективной дозы гамма-излучения на уровне земли 0,3 Зв/час. Вычислить, в каком из перечисленных ниже случаев шофѐр получит меньшую дозу облучения, если время существования облака составляет 1 минуту · № варианта: а) шофѐр укрывается под автоцистерной, толщина слоя воды в цистерне – 1 м, приведѐнная толщина стальных деталей автомобиля, через которые проходит излучение - 3 см, всѐ время существования облака мощность дозы излучения на земле постоянна; б) шофѐр покидает опасное место и направляется со средней скоростью 3 м/с (работает в СИЗОД) в сторону убежища, которое находится на расстоянии 200 м. За всѐ время нахождения в пути он облучается средней мощностью эффективной дозы 0,3 Зв/час.

Задача 11. На каждые n = 7,3 млн выкуренных сигарет от рака легких умирает 1 чел. Вычислить продолжительность времени курения 20 сигарет в день чтобы риск смерти человека (не облученного) в результате курения сравнялся с радиационным риском, которому подвергается пожарный (спасатель), облученный при ликвидации радиационной аварии допустимой в соответствии с Нормами [6] эффективной дозой Д = (50 + 5 · № варианта) мЗв.

Задача 12. Конструкция противорадиационного укрытия представлена на рис.5. Защитный материал представляет собой гравий (плотность 1,8 г/см3 ), уложенный на железобетонную плиту (плотность 2,2 г/см3 ) толщиной 30 см. Слой гравия имеет толщину h = 100 см + 3 см · № варианта. В результате радиационной аварии произошло радиоактивное загрязнение местности. Мощность эффективной дозы излучения на местности в окрестности укрытия составляет Р = (1000 + 10 · № варианта) мЗв/час. Люди находятся в укрытии в течение 24 часов и далее эвакуируются на автобусах за пределы зоны радиационной аварии со средней скоростью 80 км/час. Расстояние, проходимое автобусами через зону радиационной аварии, составляет 30 км, средняя мощность эффективной дозы за время в пути составляет Р/4. Вычислить:

1. Дозу внешнего облучения, которую получат люди, находясь в течение 24-х часов в укрытии;

2. Дозу внешнего облучения, которую получат люди в пути при эвакуации (защитными свойствами автобусов пренебречь);

3. Время нахождения в укрытии, в течение которого люди получили бы такую же дозу внешнего облучения как при эвакуации на автобусах;

4. Сделать заключение о целесообразности эвакуации людей с учетом того, что период полураспада выпавшего на местность радионуклида составляет 30 лет. Задача решается по вариантам.