Расчет средств защиты от теплового излучения.
Для правильного выбора защитных средств очень важно знать, какова плотность теплового потока излучения («облученность»), воздействующего на персонал или оборудование. В общем случае расчет можно провести по формуле
, (2.7)
где 
носит название константы излучения абсолютно черного тела (АЧТ);
а для ориентировочных расчетов - по эмпирической формуле
, (2.8)
где q * - максимально возможная плотность потока излучения конкретного источника, кВт/м;
l - расстояние от источника до объекта, м;
п - константа;
- угол между нормалью к поверхности источника и линией, соединяющей центры поверхностей источника и приемника излучения.
Значения q * и п приведены в табл. 2.12
Таблица 2.12 - Значения q * и п для основных источников теплового излучения металлургических цехов
| Цех | Источник теплового излучения | q*, кВт/м 
| п | ||
| Доменный | Наполняемые чугуном ковши и шлаковые | ||||
| чаши со шлаком | 270 | 2 | |||
| Электростале- | |||||
| плавильный | Загрузочное окно печи: | ||||
| открыто при рафинировании стали открыто при заправке порога после загрузки лома полуоткрыто при скачивании шлака и загрузке раскислителя вручную
| 36 | 1,2 | |||
| 12,7 | 1,8 | ||||
| 18,2 | 1,2 | ||||
| Мартеновский | Загрузочное окно печи: | ||||
| открыто | 157 | 1,3 | |||
| полуоткрыто | 76 | 1,2 | |||
| Прокатные | Шлаковая летка и крышки нагревательных | ||||
| колодцев Окна загрузки и выгрузки методической печи: | 11,2 | 1,1 | |||
| открыты | 29,0 | 1,4 | |||
| полуоткрыты | 13,1 | 1,3 | |||
| закрыты | 6,2 | 1,1 | |||
| Смотровые окна методических печей Нагретый металл на рольганге: | 13,6 | 1,2 | |||
| лист 3600x10x12000 | 36,5 | 1,8 | |||
| лист 1500x5x3500 | 24,0 | 1,2 | |||
| лист 1500x5x1500 | 18,4 | 1,2 |
Согласно ГОСТ Р 12.4.011-75 средства промышленной теплозащиты должны удовлетворять следующим требованиям:
· обеспечивать оптимальный теплообмен организма работника со средой обитания;
· обеспечивать необходимую подвижность воздуха (повышение доли конвективной теплоотдачи) с целью достижения комфортных условий;
· иметь максимальную эффективность теплозащиты и обеспечивать удобство эксплуатации.
Эффективность теплозащиты прозрачных экранов существенно зависит от спектрального состава падающего излучения (облученности), определяемого температурой источника теплового излучения (рисунок 2.3).
Рисунок 2.3 - Зависимость эффективности теплозащиты стекол К от
|
|
|
температуры источника излучение Т:
1 — закаленное силикатное стекло; 2 — закаленное силикатное стекло
со стальной сеткой ячейкой 3x3 мм; 3 - органическое стекло;
4 — закаленное стекло с пленочным покрытием со светопропусканием 80 %;
5 — закаленное стекло, окрашенное по массе со светопропусканием 40 %.
Зная эффективность теплозащитного устройства K, несложно найти плотность теплового потока пропущенного излучения
. (2.9)
Теплоизоляция применяется для уменьшения тепловых потерь в металлургических агрегатах и снижения температуры их кожуха; повышения эффективности теплопоглощающих экранов, а также снижения теплового потока, проходящего через стены ограждения кабин (пультов) управления.
Экраны подразделяются на прозрачные и непрозрачные. Последние в свою очередь подразделяются на теплоотражающие и тепло-поглощающие и, как правило, выполняются из металла соответственно без теплоизоляции и с теплоизоляцией.
Прозрачные экраны применяются для смотровых проемов пультов и кабин управления, щитков и т.д. Как правило, прозрачные экраны изготовляют из закаленных и незакаленных силикатных стекол с пленочными покрытиями или без них; силикатных стекол, армированных стальной сеткой; органических стекол и т.д. Границы применимости стеклянных экранов определяются величиной плотности падающего теплового потока (облученности), в свою очередь зависящего от температуры источника излучения (табл. 2.13).
|
|
|
Таблица 2.13 - Допустимые облученности стекол и их состояние в зависимости от температуры источника излучения
| Стекло
| Облученность qпад, кВт/м , при температуре источника излучения, К | Состояние стекла
| |||
| 2073 | 1273 | 623 | 623...2073 | ||
| Обычное Закаленное Органическое белое Теплозащитное с пленочным покрытием и 80 %-ным светопропусканием: закаленное незакаленное Теплозащитное, окрашенное по массе: закаленное с 40 %-ным светопропусканием незакаленное с 80 %-ным светопропусканием | 7,0 14,0 5,25 14,0 3,5 14,0 7,0 | 5,25 14,0 5,25 14,0 5,25 14,0 3,5 | 3,5 14,0 5,25 14,0 5,25 14,0 3,5 | 7,0 14,0 7,0 14,0 7,0 14,0 7,0 | Растрескивается Деформаций нет Размягчается при То.с>301 К Деформаций нет Растрескивается То же Деформаций нет |
|
|
|
Пример 3.1. Нагревательный колодец с открытой крышкой раз-мерами 15x6 м 
имеет температуру 1673 К и степень черноты 8 = 0,95. Пульт управления нагревательными колодцами имеет оконный проем размером 3x2 м2 и расположен по продольной оси нагревательного колодца на удалении 
= 20 м. Определить величину облученности сварщика, находящегося на пульте управления, при наличии простого застекления оконного проема пульта.
Решение
Плотность теплового потока собственного излучения нагревательного колодца определяем по формуле:
qco 6 = εС0(Т/100)4;
qco б = 0,95 ∙ 5,67 (1673/100)4 = 421978, 6 Вт/м2 = 421,98 кВт/м2.
Величину плотности теплового потока, падающего на оконный проем пульта управления (облученность), определим по эмпирической формуле:
ььь
В таблице 2.13 для крышки нагревательного колодца (в закрытом состоянии) приведены значения q *= 11,2 кВт/м2 и п = 1,1. В случае открытой крышки можно принять, что q* = qc об = 421,98 кВт/м2 , оставляя значение п тем же.
Величина l равна длине гипотенузы прямоугольного треугольника с вершинами в центрах оконного проема и ячейки колодца и на полу рабочей площадки под центром оконного проема.
Тогда
q ПАД = 421,9 ∙ 27,57 
∙ 0,0725 = 0,8 кВт/м2= 800 Вт/м2.
Согласно табл. 2.13 при такой величине плотности падающего теплового потока (облученности) для застекления оконного проема пульта управления можно выбрать стекло, но целесообразно выбрать тип стекла, не подверженный растрескиванию и недеформирующийся. С учетом сказанного, следует выбрать закаленное стекло или теплозащитное стекло с пленочным покрытием с 80 %-ным светопропусканием (как закаленное, так и незакаленное).
При температуре источника теплового излучения Т = 1673 К эффективность теплозащиты стекол, равна:
для закаленного силикатного стекла К = 0,55,
для закаленного стекла с пленочным покрытием со светопропусканием 80% К = 0,75.
Рисунок 2.4 - Расчетная схема для определения плотности теплового потока
Величина плотности теплового потока пропущенного излучения равна:
для силикатного стекла
q ПРОП = 800 (1 - 0,55) = 360 Вт/м2;
для теплозащитного стекла с пленочным покрытием со светопропусканием 80 %
q ПРОП =800 (1 - 0,75) = 200 Вт/м2;
Даже при установке теплозащитного стекла с пленочным покрытием со светопропусканием 80 % величина облученности оператора за стеклом превышает величину 140 Вт/м.
Для снижения величины облученности до допустимых значений следует снизить светопропускание стекла и установить закаленное стекло, окрашенное по массе, со светопропусканием 40 %, имеющее эффективность теплозащиты 0,83. Тогда
q ПРОП = 800 (1 - 0,83) = 136 Вт/м2 < 140 Вт/м2.
Таким образом, при использовании для остекления оконного проема пульта управления теплозащитного стекла с пленочным покрытием со светопропусканием 40 % условия теплозащиты персонала выполняются.
Расчет защитного заземления.
Цель расчета заземления - определить число и длину вертикальных элементов (стержней), длину горизонтальных элементов (соединительных полос) и разместить заземлители на плане электроустановки исходя из значений допустимых сопротивления и максимального потенциала заземлителя.
Расчет проводится в следующем порядке:
1. Определяют норму сопротивления заземления RH (по ПУЭ) в зависимости от напряжения, режима работы нейтрали, мощности и других данных электроустановки.
2. Определяют расчетное удельное сопротивление грунта с учетом климатического коэффициента
ррасч = ртабл Ψ, (2.10)
где ртабл - удельное сопротивление грунта по табл. 2.2.6;
Ψ- климатический коэффициент по таблице 2.14
Таблица 2.14 - Значения удельных сопротивлений грунтов при влажности 10... 12 % к массе грунта
| Грунт | Удельное сопротивление, Ом ∙ м |
| Суглинок Чернозем Супесок | 100 200 300 |
Таблица 2.15 - Значения климатических коэффициентов и признаки зон
| Тип заземлителя
| Климатические зоны | ||
| I | III | ||
| Горизонтальные полосовые заземлители при глубине заложения Н= 0,8 м | 4,5...7,0 | 2,0 - 3,5 | |
| Признаки климатических зон |
| ||
| Средняя температура января, °С | -20...-15 | -10...0 | |
| Средняя температура июля, °С | 16...18 | 22...24 | |
3. Определяют сопротивление одиночного вертикального заземлителя Rc с учетом удельного сопротивления грунта.
(2.11)
где d - диаметр стержня, м;
Н = H0 + l/2;
4. Учитывая норму сопротивления заземления Rн, определяют число вертикальных заземлителей без учета взаимного экранирования
n = R 
/ R 
.
5. Разместив заземлители на плане и задавшись отношением г| расстояния между одиночными заземлителями S к их длине lс, определяют с учетом коэффициента использования вертикальных стержней (таблица 2.16) окончательно их число 
и сопротивление заземлителей - без учета соединительной полосы Rcc = Rc /( 
)
Таблица 2.16 -Коэффициенты использования 
вертикальных заземлителей
| Отношение расстояния между заземлителями к их длине | Число заземлителей п | |||||||
| 2 | 4 | 6 | 10 | 20 | 40 | 60 | 100 | |
| Заземлители располагаются в ряд | ||||||||
| 1 | 0,85 | 0,73 | 0,65 | 0,59 | 0,48 | — | - | - |
| 2 | 0,91 | 0,83 | 0,77 0,74 0,67 | — | — | — | ||
| Заземлители располагаются по контуру | ||||||||
| 1 | — | 0,69 | 0,61 | 0,55 | 0,47 | 0,41 | 0,39 | 0,36 |
| 2 | — | 0,78 | 0,73 | 0,68 | 0,63 | 0,58 | 0,55 | 0,52 |
| 3 | - | 0,85 | 0,80 | 0,76 | 0,71 | 0,66 | 0,64 | 0,62 |
6. Определяют сопротивление соединительной полосы
(2.12)
где lп = 1,05(n 
-1)S - длина соединительной полосы;
b, Н - ширина и глубина заложения полосы.
С учетом коэффициента использования полосы 
(таблица 2.17) уточняют
R 'П = R П / 
.
Таблица 2.17 - Коэффициенты использования горизонтальной полосы, соединяющей вертикальные заземлители
| Отношение расстояния между заземлителями к их длине | Число вертикальных заземлителей n | |||||||
| 2 | 4 | 6 | 10 | 20 | 40 | 60 | 100 | |
| Вертикальные заземлители располагаются в ряд | ||||||||
| 1 | 0,85 | 0,77 | 0,72 | 0,62 | 0,42 | - | - | - |
| 2 | 0,94 | 0,89 | 0,84 | 0,75 | 0,56 | - | — | — |
| Вертикальные заземлители располагаются по контуру | ||||||||
| 1 | — | 0,45 | 0,40 | 0,34 | 0,27 | 0,22 | 0,20 | 0,19 |
| 2 | — | 0,55 | 0,48 | 0,40 | 0,32 | 0,29 | 0,27 | 0,23 |
| 3 | - | 0,70 | 0,64 | 0,56 | 0,45 | 0,39 | 0,36 | 0,33 |
7. Определяют общее сопротивление заземляющего устройства и соединявшей полосы
(2.13)
и проверяют, соответствует ли оно нормативному значению RH ..
Пример 4.1. Заземлению подлежит оборудование понижающей подстанции напряжением 6/0,4 кВ. Мощность трансформатора 200 кВА, схема соединения обмоток Y/∆н, т.е. на стороне высокого напряжения - глухозаземленная нейтраль, на стороне низкого -изолированная нейтраль. Грунт - суглинок, климатическая зона - III.
Для заземляющего устройства в качестве вертикальных стержней предполагается использовать угловую сталь с шириной полки 40 мм, длиной 3 м; в качестве соединительной полосы — стальную шину сечением 40 х 4 мм.
1. Токи замыкания на землю в подобных установках меньше 500 А, поэтому для заданной мощности трансформатора нормированное сопротивление заземляющего устройства RH <2 Ом.
2. Удельное сопротивление грунта ртабл =100 Ом ∙ м (таблица 2.14).
С учетом климатических коэффициентов Ψс = 1,4; Ψп = 2 (таблица 4.15) расчетные удельные сопротивления рс= 100 • 1,4 = 140 Ом • м, рп =100-2 = 200 Ом ∙ м.
3. Эквивалентный диаметр стержней d = 0,95 • 0,04 = 0,038 м.
Сопротивление одиночного заземлителя при Н0 = 0,5 м и H = 0,5+ 3/2 = 2 м определяем по формуле (2.11):
4. Без учета взаимного экранирования число заземлителей n = 40,5/4- 10 шт.
5. Заземляемый объект - небольшое, отдельно стоящее здание, поэтому заземляющее устройство выбираем контурное в виде прямоугольника (рисунок 2.5) с ориентировочным соотношением сторон 2x3.
Рисунок 2.5 - Схема заземления
Исходя из реальных условий, отношение берем S / l = 1. Тогда nс =0,55 и n1 =10/0,55 = 18 шт. Сопротивление заземлителей Rсс = 40,5/(18-0,55) = 4,1 Ом.
6. Длина соединительной полосы lп =1,05-17-3 = 53,5м; Н берем равной Н0 = 0,5 м. Тогда сопротивление соединительной полосы по формуле
С учетом коэффициента использования полосы ηп = 0,28 (табл. 2.14)
=7,45/0,28 = 26,6 Ом.
7. Общее сопротивление заземляющего устройства находим по формуле:
8.
Полученное расчетное сопротивление R удовлетворяет требованиям ПУЭ: R < RH = 4 Ом. Стержневые заземлители длиной по 3 м в количестве 18 шт. расположены в прямоугольном размером контуре 11x16 м.
Расчет зануления.
Цель расчета зануления - определить сечение защитного нулевого провода, удовлетворяющее условию срабатывания максимальной токовой защиты, при известных остальных параметрах сети и заданных параметрах автоматического выключателя или плавкой вставки. Принципиальная схема зануления представлена на рисунке 2.6.
Рисунок 2.6 - Схема зануления установки
При замыкании на зануленный корпус электроустановки ток короткого замыкания 1К проходит через следующие участки цепи: фазный провод В, обмотки трансформатора Тр, нулевой проводник Н, а также по параллельной ветви: заземление нейтрали R 0 , участок грунта, повторное заземление Rn . Сопротивление петли "фаза-нуль" обычно не превышает 2 Ом, а сопротивление R 0 + Rn, согласно ПУЭ, должно быть в пределах 7...28 Ом в зависимости от напряжения сети. Поэтому ток /3, протекающий через землю, много меньше тока Iн , проходящего по нулевому проводнику, и можно считать Iк = Iн. Тогда
Iк ≥ KIном, (2.14)
где Iном - номинальный ток срабатывания устройства защиты П;
к - коэффициент кратности номинального тока.
Значение Iном определяется мощностью подключенной электроустановки и выбирается из условия несрабатывания при протекании рабочих токов электроустановки. Например, для электродвигателей ток Iном плавких вставок предохранителей должен в 1,6-3 раза превышать номинальные токи.
Расчетный ток короткого замыкания с учетом полного сопротивления петли "фаза-нуль" Z 
(2.15)
где 
- фазное напряжение сети;
ZT - сопротивление трансформатора.
Значения ZT в зависимости от мощности трансформатора Р и схемы соединения обмоток "звезда-звезда" Y / YH или "треугольник-звезда" ∆/YН с четвертым нулевым защитным проводником с низкой стороны трансформатора приведены в табллице 2.18.
Таблица 2.18 - Расчетные сопротивления трансформаторов при вторичном напряжении 380/220В
| Р,кВА | ZT | ||||
|
| YIYH | ∆/Yн | |||
| 400 | 0,195 | 0,056 | |||
| 630 | 0,129 | 0,042 | |||
| 160 | 0,487 | 0,141 | |||
Для трансформаторов с вторичным напряжением 220/128 В ZT следует уменьшить в 3 раза.
Полное сопротивление проводников петли "фаза-нуль"
(2.16)
где R ф, RH - активные сопротивления фазного и нулевого провода; хф, хн - внутренние индуктивные сопротивления фазного и нулевого проводов;
хП - внешнее индуктивное сопротивление петли "фаза-нуль".
Для медных и алюминиевых проводников фаз по известным данным: сечению S ф (мм2), длине l (м) и удельному сопротивлению проводника р (Ом ∙ мм /м) (для меди р = 0,018, а для алюминия р = 0,028) - определяется сопротивление
Rф = рl/ Sф . (2.17)
Значение хф для медных и алюминиевых проводников мало, поэтому им можно пренебречь.
Если нулевой защитный проводник выполнен из стали прямоугольного или круглого сечения, то
RH = 
/, хП = х l,
где 
и 
- активное и внутреннее индуктивное сопротивление / км проводника, значения которых указаны в таблице 2.19. Они зависят от его профиля и площади сечения SH , а также от ожидаемой плотности тока в проводнике i (А/мм2).
Таблица 2.19 - Значения и , Ом/км, стальных проводников при переменном токе (f = 50 Гц)
| Размеры сечения, мм | SH, мм | h = 0,5 |
|
|
| ||||
| 
| 
| 
|
| 
| 
|
| ||
| 20x4 | 80 | 5,24 | 3,14 | 4,20 | 2,52 | 3,48 | 2,09 | 2,97 | 1,78 |
| 30x4 | 120 | 3,66 | 2,20 | 2,91 | 1,75 | 2,38 | 1,43 | 2,04 | 1,22 |
| 30x5 | 150 | 3,38 | 2,03 | 2,56 | 1,54 | 2,08 | 1,25 | 1,60 | 0,98 |
| 40x4 | 160 | 2,80 | 1,68 | 2,24 | 1,34 | 1,81 | 1,09 | 1,54 | 0,92 |
| 60x4 | 200 | 2,28 | 1,37 | 1,79 | 1,07 | 1,45 | 0,87 | 1,24 | 0,74 |
| 50x5 | 250 | 2,10 | 1,26 | 1,60 | 0,96 | 1,28 | 0,77 | - | — |
| 60x5 | 300 | 1,77 | 1,06 | 1,34 | 0,80 | 1,08 | 0,65 | — | - |
=1,0
=1,5
=2,0 
. (2.18)
При выборе сечения нулевого проводника следует обеспечить 
= 0,5.. ,2,0 А/мм.
Материал и сечение разных проводников выбирают исходя из мощности потребителей энергии, а материал и сечение нулевого защитного проводника - должны удовлетворять условию
Zн<2 Zф, (2..19)
где ZH и Zф - полные сопротивления соответственно нулевого и фазного проводника.
Внешнее индуктивное сопротивление хП , Ом, петли "фаза-нуль", если используется воздушная линия электропередачи и частота тока f= 50 Гц, можно определить по формуле
хП = 0,1256l∙ In (2D/d), (2.20)
где l - длина линии, км;
D - расстояние между проводниками линии, м;
d - диаметр проводников, м.
Для грубых расчетов используют формулу хП = 0,6l, что соответствует D = 1 м. Для уменьшения значения х П нулевой защитный проводник следует прокладывать рядом с фазным. Если нулевой проводник является четвертой жилой кабеля или металлической трубой, в которой расположены фазные проводники, то хП мало по величине и им можно пренебречь.
Если источник питания и линия электропередачи заданы, то необходимо выбрать соответствующий автоматический выключатель, используя приведенные выше рекомендации. Если автоматический выключатель задан, тогда необходимо определить сечение нулевого провода. В обоих случаях проводится расчет на срабатывание выключателя. Если в результате расчета условие выполняется, то расчет окончен, а если нет, то его повторяют, выполнив одно из мероприятий: изменяют параметры выключателя; утолщают нулевой защитный проводник; измеряют параметры фазных проводников.
Пример 5.1. Электроустановка снабжается энергией от трансформатора мощностью 630 кВА, напряжением 10/0,4 кВ со схемой соединения обмоток Y / YH . Линия 380/220 В протяженностью 300 м состоит из трех проводников сечением 15 мм2, нулевой защитный проводник - стальная полоса сечением 50x4 - проложена в 20 см от фазных проводников. Проверить, обеспечивается ли отключающая способность зануления распределительного щитка, если в качестве зашиты используется автоматический выключатель с IНОМ= 60 А.
Определяем по формуле для автоматического выключателя 1К= 1,4 ∙ 60 = 84 А.
Находим сопротивление обмоток трансформатора ZT = 0,129 Ом.
Далее рассчитываем по формуле полное сопротивление петли "фаза-нуль".
По формуле 2.17 находам при l = 300 м, Rф = 0,028 ∙ 300/15 = 0,56 Ом.
Согласно формуле 2.18 i н = 84/(50 ∙ 4) = 0,42 А/мм2.
Считая i н = 0,5, по таблице 2.19 для нулевого защитного проводника находим r 1 = 2,28 Ом/км, x1 = 1,37 Ом/км. Тогда RH = 2,28 ∙ 0,3 = 0,684 Ом; хп=1,73 ∙ 0,3 = 0,411 Ом.
Условие 2.19 выполняется: ZH = 0,8; 2 ∙ Zф = 1,1; ZH < 2 Zф.
Внешнее индуктивное сопротивление проводников согласно формуле 2.20 берем с запасом
хп = 0,1256 ∙ 0,3 ∙ In (2 ∙ 0,2/0,00564) = 0,161 Ом.
По формуле 2.16 находим ZП = 1,37 Ом, затем по формуле 2.15 определяем Iн = 156 А. Следовательно, условие 2.14 выполняется, и отключение распределительного щитка в аварийной ситуации также обеспечивается.
Расчет звукоизолирующих устройств.
Шум - это беспорядочное сочетание звуков различной частоты и интенсивности, возникающих при упругих колебаниях в твердых, жидких и газообразных средах.
Для частотной характеристики шума звуковой диапазон разбивают на октавные полосы частот, где верхняя граничная частота f в равна удвоенной нижней частоте f н, т.е. f в/f н = 2. Октавная полоса характеризуется среднегеометрической частотой f ср = 
. В данном случае октавную полосу примем равной 500 Гц.
Уровень звука - это измеренное значение шума с учетом коррекции, приближенно отражающей чувствительность человеческого уха (по шкале ампер шумомера), измеряемое в децибел-амперах (дБА).
Уровни звука и звукового давления в октавных частотах для основного оборудования металлургического производства и предельно допустимые уровни звукового давления приведены в таблице 2.20 и 2.21 соответственно.
Таблица 2.20 - Уровень звукового давления в рабочей зоне промышленного оборудования
| № п/п | Наименование оборудования | Уровни звукового давления, дБ, в октавных полосах со среднегеометрическими частотами, Гц | Уровни звука, дБА | ||||||||
| 31,5 | 63 | 125 | 250 | 500 | 1000 | 2000 | 4000 | 8000 | |||
| 1 | ДСП (5 т) | 107 | 118 | 119 | 112 | 116 | 111 | 103 | 97 | 65 | 118 |
| 3 | ДСП (200 т) | 103 | 127 | 125 | 123 | 129 | 123 | 120 | 114 | 103 | 126 |
| 6 | Мартеновская печь 300 т | 97 | 103 | 103 | 107 | 104 | 107 | 102 | 95 | 81 | 109 |
| 8 | Нагревательная печь | 97 | 100 | 104 | 104 | 97 | 95 | 88 | 81 | 71 | 107 |
| 9 | Агрегат резки листа | 94 | 105 | 108 | 110 | 11 | 112 | 113 | 115 | 114 | 116 |
Таблица 2.21 – Предельно допустимые уровни звукового давления для основных видов трудовой деятельности.
| № п/п | Вид трудовой деятельности | Уровни звукового давления, дБ, В октавных полосах частот Со среднегеометрическими частотами, Гц | Уровни звука, дБА | ||||||||
| 31,5 | 63 | 125 | 250 | 500 | 1000 | 2000 | 4000 | 8000 | |||
| 1 | Творческая деятельность, руководящая работа с повышенными требованиями, программирование, преподавание и обучение. | 86 | 71 | 61 | 54 | 49 | 45 | 42 | 40 | 38 | 50 |
| 2 | Высококвалифицированная работа, рабочие места в помещениях цехового управленческого аппарата, в лабораториях. | 93 | 79 | 70 | 68 | 58 | 55 | 52 | 52 | 49 | 60 |
| 3 | Рабочи места в помещениях диспетчерской службы, кабинетах и помещениях наблюдения и дистанционного управления с речевой связью по телефону, в помещениях мастеров, залах обработки информации на вычислительных машинах. | 96 | 83 | 74 | 68 | 63 | 60 | 57 | 55 | 54 | 65 |
| 4 | Рабочие места за пультами в кабинах наблюдения и дистанционного управления без речевой связи по телефону, в помещениях лабораторий с шумным оборудованием. | 103 | 91 | 83 | 77 | 70 | 68 | 66 | 66 | 64 | 75 |
| 5 | Выполнение всех видов работ на постоянных рабочих местах в производственных помещениях и на территории предприятия. | 107 | 95 | 87 | 82 | 78 | 75 | 73 | 71 | 69 | 80 |
Расчет проводят в такой последовательности:
1. Выбирают материал ограждающей конструкции: стены, перегородки, кожуха и т.п.
2. Определяют требуемую звукоизоляцию
, (2.21)
В случае необходимости следует учесть влияние на звукоизоляцию оконных и дверных проемов
, (2.22)
где L - октавный уровень звукового давления в помещении, дБ;
L доп - допустимый октавный уровень звукового давления в защищаемом помещении, дБ;
n - общее число ограждающих конструкций или их элементов, через которые проникает шум;
S – площадь ограждающей конструкции, через которую проникает шум в помещение, м2;
S0 и Sc – площади окна и стены, включая окно, соответственно, м2;
R0 и Rc – звукоизоляция соответственно окна и глухой части стены, дБ;
В — постоянная защищаемого от шума помещения (м2), которую можно определить по формуле
, (2.23)
где B 1000 - постоянная помещения на среднегеометрической частоте 1000 Гц, определяемая по таблице 2.23 в зависимости от объема V и типа помещения;
μ - частотный множитель, определяемый по таблице 2.24.
Таблица 2.23 - Определение постоянной помещения B 1000.
| Описание помещения | B 1000 |
| С небольшим числом людей (металлургическое производство, металлообрабатывающие цеха, машинные залы и т. п.) | V/20 |
| С жесткой мебелью и большим числом людей или с небольшим числом людей и мягкой мебелью (лаборатории, кабинеты, деревообрабатывающие цехи и т. п.) | V/10 |
| С большим числом людей и мягкой мебелью (конструкторские бюро, аудитории учебных заведений, операторские и т.п.) | V/6 |
Таблица 2.24 – Значение частотного множителя μ.
| Объём помещения, м3 | Октавные полосы частот со среднегеометрическими частотами, Гц | |||||||
| 31,5 | 63 | 125 | 250 | 500 | 1000 | 2000 | 4000 | |
| Менее 200 | 0,82 | 0,8 | 0,75 | 0,7 | 0,8 | 1 | 1,4 | 1,8 |
| 200…1000 | 0,67 | 0,65 | 0,62 | 0,64 | 0,75 | 1 | 1,5 | 2,4 |
| Более 1000 | 0,52 | 0,5 | 0,5 | 0,55 | 0,7 | 1 | 1,6 | 3 |
3. Определяют толщину материала однослойного ограждения для максимального значения требуемой звукоизоляции по формуле
, (2.24)
где f =1000 Гц - частота звука, соответствующая максимальному значению требуемой звукоизоляции;
ρ – плотность материала ограждения, кг/м3;
h – толщина материала однослойного ограждения, м.
Расчет звукопоглощающих устройств.
Под звукопоглощением понимают свойство поверхностей уменьшать интенсивность отраженных ими звуковых волн за счет преобразования звуковой энергии в тепловую. Коэффициент звукопоглощения характеризует потерю энергии при отражении звуковой волны от твердой поверхности. Коэффициент звукопоглощения зависит от свойств поверхности, частоты звука и угла падения звуковых волн.
Наиболее распространенными звукопоглощающими материалами являются пористые волокнистые изделия и материалы, закрытые со стороны помещения перфорированными экранами, которые защищают звукопоглощающий материал от механических повреждении и обеспечивают удовлетворительный декоративный вид. Толщина звукопоглощающего материала составляет 50... 100 мм.
Звукопоглощающие облицовки обычно размещают на потолке и стенах. Площадь обрабатываемой поверхности для достижения максимально возможного эффекта должна составлять не менее 60 % общей площади поверхностей. При необходимости снижения шума преимущественно в области низких частот звукопоглощающие мате риалы следует располагать на расстоянии 100... 150 мм от поверхности стен, оставляя между потолком и стеной воздушный зазор.
Расчет звукопоглощающих устройств проводят в такой последовательности:
1. Выбирают звукопоглощающий материал и определяют суммарную площадь обработки стен и потолка данным материалом (не менее 60 %);
2. Определяют значения всех составляющих снижения шума по формулам указанным в таблице 2.25 и последовательно заносят их непосредственно в саму таблицу.
Таблица 2.25 - Расчет снижения октавных уровней звукового давления звукопоглащающим материалом
| № п/п | Величина | Среднегеометрические частоты октавных полос, Гц | ||||||||
| 31,5 | 63 | 125 | 250 | 500 | 1000 | 2000 | 4000 | 8000 | ||
| 1 |  (табл. 2.23)
| |||||||||
| 2 |  (табл. 2.24)
| |||||||||
| 3 | 
| |||||||||
| 4 | 
| |||||||||
| 5 |  (рис. 2.7)
| |||||||||
| 6 |  (табл. 2.26)
| |||||||||
| 7 | 
| |||||||||
| 8 | 
| |||||||||
| 9 | 
| |||||||||
| 10 | 
| |||||||||
| 11 | 
| |||||||||
| 12 | 
| |||||||||
| 13 | 
| |||||||||
| 14 | 
| |||||||||
Примечание: S огр и S обл – площади ограждающих и звукопоглощающих конструкций;
Ψ и ψ 1 – коэффициенты диффузности до и после обработки помещения;
α и α1 – коэффициенты звукопоглощения ограждающих конструкций и помещения с звукопоглощающими конструкциями;
αобл – коэффициент звукопоглощения выбранного материала;
∆ L – снижение шума звукопоглощающим материалом;
∆ A и A – звукопоглощение звукопоглощающих и суммарное звукопоглощение ограждающих конструкций;
B 1 – постоянная помещения после обработки помещения звукопоглощающим материалом.
В табл. 7.10 представлены коэффициенты звукопоглощения наиболее распространенных звукопоглощающих материалов.
Таблица 2.26 - Коэффициент звукопоглощения различных материалов
| № п/п | Материал, изделие, конструкция, размеры | Тол- щина, мм | Коэффициент звукопоглощения а при среднегеометрической частоте октавной полосы | ||||||||
| 31 | 63 | 125 | 250 | 500 | 1000 | 2000 | 4000 | 8000 | |||
| 1 | Плиты марки ПА/О с не- сквозной перфорацией размером 500x500 мм | 20 | 0,01 | 0,02 | 0,03 | 0,17 | 0,68 | 0,98 | 0,86 | 0,45 | 0,20 |
| 3 | Минераловатные акусти- ческие плиты | 20 | 0,15 | 0,02 | 0,05 | 0,21 | 0,66 | 0,91 | 0,95 | 0,89 | 0,70 |
| 6 | Плита АГП гипсовая с заполнением из минераль- ной ваты | 20 | 0,01 | 0,03 | 0,09 | 0,26 | 0,54 | 0,94 | 0,67 | 0,40 | 0,39 |
Коэффициенты фиффузности до и после обработки помещения определяют по рисунку 2.7.
Рисунок 2.7 – Зависимость коэффициента диффузности ψ от постоянной помещения B и площади ограждения S огр .
3. Делают вывод об эффективности звукопоглощающих устройств.
Категорирование помещений по взрывоопасной и пожарной опасности.
Категорирование - это установление категории помещений и зданий (или частей зданий между противопожарными стенами - пожарных отсеков) производственного и складского назначения в соответствии с номенклатурой категорий и методикой их определения, регламентированными НПБ 105-03, в зависимости от количества и характеристик пожаровзрывоопасности находящихся (обращающихся) в них веществ и материалов с учетом особенностей технологических процессов размещенных в них производств.
В случае, когда обоснован вывод об отнесении помещения к категории В, необходимо решить вопрос о выборе разновидностей пожароопасной категории В1-В4.
Пожароопасная категория помещения определяется сравниванием максимального значения удельной временной пожарной нагрузки на любом из участков с величиной удельной пожарной нагрузки, приведенной в таблице 2.27.
Таблица 2.27 - Определение категории пожароопасных помещений
| Категория | Удельная пожарная нагрузка, МДж/м2 |
| В1 | Менее 2200 |
| В2 | 1401...2200 |
| ВЗ | 181...1401 |
| В4 | 1...181 |
Пожарная нагрузка помещений может включать в себя различные сочетания горючих и трудногорючих жидкостей и твердых материалов в пределах пожароопасного участка. Пожарная нагрузка (МДж) определяется по формуле
, (2.25)
где Gj - количество j-го материала пожарной нагрузки, кг;
- низшая теплота сгорания i-го материала пожарной нагрузки, МДж/кг (таблица 2.28).
Удельная пожарная нагрузка (МДж/м2) определяется по формуле
, (2.26)
где S - площадь размещения пожарной нагрузки, м (но не менее 10м2).
Если по указанной методике помещение отнесено к категориям В2 или ВЗ, то проверяется выполнение условия
.
Если это условие не выполняется, помещение относят соответственно к категориям В1 или В2.
Таблица 2.28 - Теплота сгорания пожароопасных материалов
| Материал или вещество | Низшая теплота сгорания материалов, кДж/кг |
| Алюминий | 31087 |
| Ацетон | 31360 |
| Бензин | 45700 |
| Бензол | 40630 |
| Бумага | 20000 |
| Дерево | 19000 |
| Керосин | 42900 |
| Кремний | 32430 |
| Магний | 25104 |
| Толуол | 40936 |
| Резина | 27000 |
| Фенол | 31790 |
| Этанол | 30608 |
| Полиэтилен | 46582 |
Список использованных источников
ГОСТ 8.417-2002. Государственная система обеспечения единства измерений. Единицы величин [Текст]. - Введен 2003-09-01. - М.: Изд-во стандартов, 2003. - 51 с.: ил.
ГОСТ 7.32-2001. Отчет о научно-исследовательской работе. Структура и правило оформления [Текст]. - Введен 2002-07-01. - М.: Изд-во стандартов, 2001. - 16 с.: ил.; 29 см.
ГОСТ 9327-60. Бумага и изделия из бумаги. Потребительские форматы [Текст] - Введен 1961-01-01. – Переизд. 1987 с изм. 2-4. – М.: Изд-во стандартов, 1987.
ГОСТ 2.105. Единая система конструкторской документации. Общие требования к текстовым документам [Текс]. - Введен 1996-07-01. - М.: Изд-во стандартов, 1996. - 19 с.: ил.
ГОСТ 7.1-2003. Библиографическая запись. Библиографическое описание. Общие требования и правила составления [Текст]. - Введен 2004-07-01. - М.: Изд-во стандартов, 2004. - 166 с.: ил.
Приложение А
Дата добавления: 2019-07-15; просмотров: 344; Мы поможем в написании вашей работы! |
Мы поможем в написании ваших работ!