На объектах, оснащенных электронной, электротехнической и оптической аппаратурой, следует предусматривать меры по защите этой аппаратуры от воздействия проникающей радиации. Повышение радиационной стойкости аппаратуры может быть достигнуто путем:

• применения радиационностойких материалов и элементов;

• создания схем малокритичных к изменениям электрических параметров элементов, компенсирующих и отводящих дополнительные токи, выключающих отдельные блоки и элементы на период воздействия ионизирующих излучений;

• увеличения расстояния между элементами, находящимися под электрической нагрузкой, снижения рабочих напряжений на них;

• регулирования тепловых, электрических и других нагрузок;

• применения различного рода заливок, не проводящих ток при облучении;

• размещения на объектах специальных защитных экранов или использования элементов конструкций объекта для ослабления действия ионизирующих излучений на менее радиационностойкие детали.

Определение режимов защиты. Под режимом защиты понимается порядок применения средств и способов защиты людей, предусматривающий максимальное уменьшение возможных экспозиционных доз излучения и наиболее целесообразные их действия в зоне радиоактивного заражения.

Режимы защиты для различных уровней радиации и условий производственной деятельности, пользуясь расчетными формулами, определяют заранее, т.е. до радиоактивного заражения территории.

Определение допустимой продолжительности пребывания людей на зараженной местности:

5P_вхt_вх - 5P_выхt_вых

D = ————————— D_зад ;

К_осл

Р_вых = Р_вх (t_вых/t_вх)^-1,2 ; t_вых = t_вх + T ,

получаем зависимость:

D_зад * K_осл

T = f (——————; t_вх)

P_вх

где D_зад - заданная экспозиционная доза излучения; P_вх - уровень радиации к моменту входа на зараженный участок; t_вх и t_вых - время, прошедшее после взрыва до момента входа и выхода соответственно; T - продолжительность облучения. На основании этой зависимости составляют различного рода таблицы.

Например, для рабочих и служащих, использующих для защиты убежища с коэффициентом ослабления К_осл 1000 при уровне радиации через 1 ч после взрыва 240 Р/ч соответствует режим защиты, согласно которому работы на объектах прекращаются и люди находятся в убежищах 6 ч. По истечении 6 ч работа восстанавливается и продолжается посменно.

Для облегчения решения задач по оценке радиационной обстановки для уровней радиации от десятков до тысяч рентген в час разрабатываются возможные режимы проведения работ для каждого объекта, которые оформляют в виде таблиц и графиков и используют их для принятия решений в условиях заражения.

3.2. Автоматизированная система по курсу «Экология и охрана труда»

3.2.1. Постановка задачи и ее спецификации

В процессе труда человек подвергается воздействию большого числа факторов, различных по своей природе и характеру воздействия, которые влияют на его здоровье и работоспособность. Обязательным условием для сохранения здоровья работающих и обеспечения высокой производительности труда является соответствие трудовой деятельности свойствам и возможностям человека, исключение воздействия опасных и вредных производственных факторов. Это достигается при помощи систем законодательных актов, социально - экономических, организационных, технических и профилактических мероприятий и средств охраны труда (ОТ).

ОТ - это система законных актов, мероприятий и средств, обеспечивающих безопасность, сохранение здоровья и работоспособности человека в процессе труда.

Основная задача обучения в высших учебных заведениях по курсу ОТ - дать студентам теоретическую основу для осуществления мероприятий ОТ на объектах народного хозяйства. Компьютеризация всех сфер народного хозяйства предоставляет широкие возможности по использованию средств вычислительной техники в сфере обучения и, в частности, на кафедре "Охрана труда". Возникает потребность в разработке АРС (Автоматизированной расчетной системы), одним из возможных применений которой является использование ее студентами при выполнении лабораторных работ по курсу "Охрана труда". Предполагается, что студент предварительно знакомиться со справочной информацией по работе, получая необходимые сведения о цели работы, составе входных и выходных параметров, а также о методике расчета. После этого студент производит необходимые измерения и вводит данные в систему, которая выдает рассчитанные значения параметров.

Другим важным применением АРС является ее использование сотрудниками отделов ОТ предприятий, которые получают возможность делать необходимые расчеты по предложенным методикам, с которыми они могут ознакомиться, используя справочную информацию, предлагаемую АРС. Выполняемые ранее человеком сложные расчеты, часто включающие в себя вычисление интегралов, логарифмов, использование метода наименьших квадратов, берет на себя АРС. Это не только облегчает работу сотрудников отделов ОТ, но и предотвращает возможное появление ошибок. Кроме того, при расчетах часто используется информация, получаемая из справочных таблиц, АРС содержит многие из них внутри себя, что устраняет необходимость искать необходимые данные в многотомных справочниках. При разработке такой АРС важное значение приобретает тот факт, что система ориентирована на пользователей, имеющих в большинстве своем чрезвычайно небольшой опыт обращения с ЭВМ. Это приводит к необходимости создания развернутой системы помощи, которая в каждый момент времени давала бы пользователю необходимые сведения о возможных действиях. Кроме того, должна быть обеспечена проверка введенных пользователем данных, чтобы не возникло сбоев системы. Вообще, система должна корректно реагировать на любое действие пользователя, например, выполнять требуемое действие или выдавать сообщение об ошибке, в противном случае пользователь перестанет понимать, что он должен делать, что в конечном итоге приведет к отказу от использования системы.

Состав и содержание расчетов, составляющих АРС "Охрана труда", определялись в соответствии с консультациями, получаемыми на кафедре "Охрана труда". Состав работ выбирался, исходя из анализа проблем, стоящих перед некоторым промышленным предприятием, и сравнительной сложности расчетов.

АОС представляет собой комплекс однотипных программ для ЭВМ IBM PC AT 286. Каждая программа обеспечивает расчет и моделирование зависимостей выходных параметров соответствующего оборудования от входных.

Работа с системой предполагает выполнение студентами ряда лабораторных работ с использованием этих программ (темы работ соответствуют названиям программ). Для каждой лабораторной работы членами группы написаны методические указания.

3.2.1.1. Постановка задачи оценки степени загрязнения атмосферы выбросами из низких источников

При проектировании промышленных предприятий требуется в соответствии с санитарными нормами проводить расчет возможного загрязнения атмосферного воздуха вентиляционными и технологическими выбросами. Расчет проводят с целью проверки эффективности предусмотренных проектом мероприятий по обеспечению чистоты атмосферного воздуха населенных пунктов, а также воздуха на площадках предприятий у приемных отверстий систем вентиляции и кондиционирования воздуха и у аэрационных приточных проемов. Полученные расчетом концентрации вредных веществ в атмосферном воздухе населенных пунктов не должны превышать максимальных разовых концентраций, а в воздухе, поступающем внутрь зданий и сооружений через приемные отверстия систем вентиляции и кондиционирования воздуха и через аэрационные проемы, - 30% предельно допустимых концентраций (С_пдк) этих веществ в рабочей зоне производственных помещений. При превышении этих пределов следует разработать дополнительные мероприятия по снижению уровня загрязнения, например предусмотреть повышение эффективности очистных устройств, сооружение новых газоочистных установок, совершенствование отдельных технологических узлов и установок, увеличение высоты труб, уменьшение выбросов соседних предприятий. Степень загрязнения наружного воздуха, определенная расчетным путем, будет соответствовать действительному состоянию воздуха только в том случае, если при расчете использованы достоверные данные, учитывающие весь комплекс одновременно действующих источников выделения вредных веществ, а также существующий фон загрязнения.

3.2.2. Обоснование проектных решений

Как отмечено в постановке задачи, АРС по ОТ рассчитана на непрофессионального пользователя, поэтому особенностью системы является простота использования АРС. Ввод данных, получение результатов и получение справочной информации осуществляется в диалоговом режиме с использованием системы меню.

При входе в систему пользователь получает возможность выбирать из главного меню одну из следующих альтернатив:

• получить меню для выбора одной из работ для выполнения;

• закончить работу в АРС.

• ввести исходные данные

• провести расчет

• посмотреть сгенерированный расчет

Таким образом, основным эффектом разработанной АРС является освобождение пользователя от трудоемких расчетов.

Для обеспечения работы программы необходимы следующие программные и технические средства:

- IBM PC AT 286 или совместимая ПЭВМ;

- объем оперативной памяти не менее 640 К;

- требуется наличие свободного места на жестком диске не менее 3Мб;

- операционная среда MS-DOS 5.0 и выше.

Тексты программы приведены в Приложении 5.

3.2.2.1. Математическая модель определения степени загрязнения атмосферы

3.2.2.1.1. Обозначения используемые при построении математической модели

С, С_х, С_у – концентрация вредных веществ в наружном воздухе, мг/м³;

М - количество вредных веществ, выбрасываемых источником в атмосферу, мг/с;

k - безразмерный коэффициент, учитывающий влияние возвышения устья источника на уровень загрязнения ;

v - расчетная скорость ветра, принимаемая по рекомендации Главного санитарно-эпидемиологического управления равной 1м/с;

Н_зд - высота здания от поверхности земли до его крыши при плоской кровле, до конька крыши при двускатной кровле, до верха карниза фонаря при продольных фонарях, расположенных ближе 3 м от наветренной стены здания, м;

1 - длина здания (размер, перпендикулярный направлению ветра), м;

b - ширина здания (размер вдоль направления ветра), м;

х - расстояние от заветренной стены здания до точки, в которой определяется концентрация, м;

S, S₁, S₂, S₃, S₄ - вспомогательная безразмерная величина, позволяющая определять концентрации вредных веществ на расстоянии у, м, по перпендикуляру от оси факела выброса из точечных источников;

b₁ - расстояние в пределах крыши широкого здания от его наветренной стороны до точки, в которой определяется концентрация, м;

b₂ - расстояние в пределах крыши широкого здания от источника до точки, в которой определяется концентрация, м;

L - количество газовоздушной смеси, выбрасываемой из источника м³/с;

m - безразмерный коэффициент, показывающий какое количество выделяемых источником примесей участвует в загрязнении циркуляционных зон;

b₃ - расстояние в пределах крыши широкого здания от источника до заветренной стены здания, м; - относительная высота здания, равная

(Н-1,8Н_зд)/(Н_гр-1,8Н_зд)

при расположении устья источника вне единой или межкорпусной зоны узкого здания и над наветренной зоной широкого здания и равная

(Н-Н_зд)/(Н_гр-Н_зд)

при расположении устья источника вне наветренной, над заветренной или над межкорпусной зоной широкого здания;

Н_гр - предельная высота низких источников, м;

X₁ - расстояние между зданиями.

3.2.2.1.2 Область применения расчетных формул

При расчете степени загрязнения, решении различных вопросов по сокращению выбросов и выборе мест расположения приемных отверстий систем вентиляции и кондиционирования воздуха необходимо учитывать возникновение вблизи зданий при обтекании их воздушным потоком циркуляционных (замкнутых плохо проветриваемых) зон. При обтекании воздушным потоком узкого здания над и за ним возникает единая циркуляционная зона, распространяющаяся от заветренной стены здания на расстояние шесть его высот (6 Н_зд). Высота этой зоны в среднем составляет 1,8 Н_зд. При обтекании воздушным потоком широкого здания над ним возникает наветренная циркуляционная зона длиной 2,5 Н_зд и высотой 0,8 Н_зд, а за ним - заветренная циркуляционная зона длиной 4 Н_зд и высотой около Н_зд. При обтекании воздушным потоком группы зданий между двумя смежными зданиями возникает межкорпусная циркуляционная зона длиной до 10 Н_зд, если первое по потоку здание узкое и до 8 Н_зд, если первое по потоку здание широкое. При больших межкорпусных расстояниях здания можно рассматривать как отдельно стоящие.