3. Примеры расчета коэффициентов защиты (кз) 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 – керамзитобетонные 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 стежка, 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):

К_з =

Решение:

а) определяем приведенные массы стен:

стена (1), Q_пр1 = = 280 кгс/м²

стена (2), Q_пр2 = = 200 кгс/м²

стена (3), Q_пр3 = = 890 кгс/м²

стена (4), Q_пр4 = = 833 кгс/м²

б) определяем внутренние плоские углы и К₁:

t_yβ₁ = = 0,75; β₁ = 37˚

λ₁ = λ₃ = 2  37˚ = 74˚; λ₂ = λ₄ = 180˚ - 74˚ = 104˚

Плоский угол λ₃ не учитываем (суммарный приведенный вес приходящихся против него стен больше 1000 кгс/м²)

∑ λ_i = 2  104 ˚ + 74˚ = 282˚;

К₁ =

в) определяем К_ст; учитываются стены 1 и 2.

Разница в весах меньше 200 кгс/м², К_ст определяется по средней приведенной массе стен.

Q_{ср пр} = кгс/м²

К_ст = 4,63; табл. 28 [2], изоляция;

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  0,3 = 18,6 м.

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

а = ; К_о = 0,288

з) К_м = 0,75; табл. 30 [2]

К_з =

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 бытовок цеха (рис. 1) под ПРУ с коэффициентом защиты К_з≥200 (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];

К_з =

Решение:

а) определяем приведенные массы стен:

стена (4); Q_пр4 = = 935 кгс/м²

стена (5); Q_пр5 = = 990 кгс/м²

б) определяем внутренние плоские углы и К₁:

tg β₂ = = 0,4; β₂ = 22˚

λ₂ = λ₄ = 2 β₂ = 44 ˚; λ₁ = λ₃ = 180˚- 44˚ = 136˚

Плоские углы λ₁ и λ₄ не учитываем

∑λ_i = 180˚

К₁ = = 1,67

в) определяем К_ст:

Q_{ср пр} = = 977 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) К_о = 0,8;  = = 0,088; К_о = 0,07

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

=0,090,088 = 0,008 (размеры и количество окон 1 этажа аналогичны подвальным).

з) К_м = 0,75

К_э = = 35,7

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

Наиболее простым и эффективным мероприятием является закладка проемов.

Заложим окна по стене 4 на 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

Q_пр4 = = 1065 кгс/м²

Поэтому учитываем только стену 5

Q_пр5 = 990 кгс/м²

К_ст = 950

К₁ = = 4,5

К_о = 0,8 для стены 5 и К_о = 0,09 для стены 4;

К_о = = 0,0158

К_з = = 405

Коэффициент защиты достаточен, необходимы мероприятия по герметизации смежных помещений во избежание снижающих поправок согласно п. 6. 10* [2].

Проверяем соблюдение условия β = ≤0,006 , п. 2.53* [2]

Площадь сохраняемых проемов (двери, окна) –

f = 2,0 + 1,2  1,5 + 0,3 1,5 3 = 5,15 м²

Объем помещения – V = 15 6 3 = 270 м³

β = = 0,19 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 f = 2  1,8 0,8 = 2,88,

β = = 0,01 > 0,006

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 К_з ≥100.

Расчет первой части примера ведется по примеру 1, по формуле

К_з =

без учета коэффициентов “V” и “К_n”.

После определения фактического “К_з” бытового помещения, который, как правило, будут 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: К_з =

а) определяем V₁ по табл. 29; ширина помещения – 6 м, высота 3,5 м (принимается от пола до верха перекрытия – см. Примечание к табл. 29),

V = 0,078 ( интерполяция );

б) определяем коэффициент Х: Х = К_вх  П₉₀

в подвал ведет один вход с двумя поворотами на 90˚:

П – 90 = 0,2 (табл. 31).

При размере двери 1,0  2,0 м и расстояние входа от центра ПРУ равным 7,5 м.

К_вх = 0,012 (табл. 32, интерполяция), Х = 0,2  0,012 = 0,0024,

К_п – принимается по примеру 2.

К_э = = 1650.

Таблица 28 *

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)
150 200 250 300 350 400 450 500 550 600 650 700 800 900 1000 1100 1200	2 4 5,5 8 12 16 22 32 45 65 90 120 250 500 1000 2000 4000	2 3,4 4,5 6 8,5 10 15 20 26 38 50 70 120 220 400 700 1100	7 10 15 30 45 70 100 160 220 350 600 800 2000 4500 10000 > 10000 > 10000

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

*) номера таблиц 28 – 32 даны в соответствии с [2].

Таблица 29

Высота помещения, м	Коэффициент V по ширине помещения (здания)
	3	6	12	18	24	30
2 3 6 12	0,06 0,04 0,02 0,01	0,16 0,09 0,03 0,02	0,24 0,19 0,09 0,05	0,33 0,27 0,16 0,06	0,38 0,32 0,2 0,09	0,6 0,47 0,34 0,15

Примечание: 1. Для промежуточных значений ширины 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
	5	10	20	30	40	60	100	300
На первом или подваль-ном этаже На высоте второго этажа	0,45 0,2	0,55 0,25	0,65 0,35	0,75 0,4	0,8 0,45	0,85 0,5	0,9 0,55	0,98 0,6

Таблица 31

Вход	Коэффициент П90
Прямой тупиковый с поверхности земли по лестничному спуску или аппарели Тупиковый с поворотом на 90˚ и последующим вторым поворотом на 90˚ Тупиковый с поворотом на 90˚ Вертикальный (лаз) с люком Вертикальный с горизонтальным тоннелем	1 0,2 0,5 0,5 0,2

Таблица 32

Расстояние от входа до центра помещения, м	Коэффициент Квх при высоте входного проема h, м
	2			4
	ширине, м
	1	2	4	1	2	4
1,5 3 6 12 24	0,1 0,045 0,015 0,007 0,004	0,17 0,08 0,03 0,15 0,005	0,22 0,12 0,045 0,018 0,007	0,2 0,07 0,08 0,004 0,001	0,22 0,1 0,05 0,015 0,004	0,3 0,17 0,065 0,02 0,015

Примечание. Для промежуточных значений размеров входов коэффициент К_вх принимается по интерполяции.

Таблица 2.

Характеристика ограждающих конструкций и материалов

№ п/п	Материал конструкции	Толщина, см	Объемная масса, кгс/м3	Вес 1 м конструкции, кгс/м2
1	2	3	4	5
I. Стены
1	Кирпичная сплошная кладка из глиняного обожженного кирпича на тяжелом растворе	12 25 38 51 64	1800	216 450 682 918 1150
2	Кирпичная сплошная кладка из силикатного кирпича на любом растворе	12 25 38 51 64	1800	238 475 720 970 1215
3	Кирпичная облегченная кладка с заполнением керамзитобетоном	38 42 51 58 62	1200-1400	544 576 848 704 784
4	Кладка из шлако-бетонных камней	42 52 62 77 82	1600	676 835 996 1234 1314

Продолжение табл. 2

5	Кладка из известняка - ракушечника	40 50 60 65 75	1400	563 702 845 914 1052
6	Керамзитобетонные блоки и панели	24 30 40 50	900	261 315 405 495
7	Газосиликатные блоки и панели	21 36 45	700	236 272 312
8	Силикатные блоки и панели	24 30 35	800	256 304 344
9	Бетонные стеновые блоки подвала	40 50 60	2200 2200 2200	880 1100 1320
II. Перегородки
10	Гипсовые пустотелые	-	500	-
11	Гипсоволокнистые	-	1100	-
III. Перекрытия
12	Монолитные бетонные	-	2400	-
13	Монолитные ж/бетонные	-	2500	-
14	Сборные пустотные с овальными пустотами	9,2*)	2500	230

Продолжение табл. 2

№ п/п	Материал конструкции	Толщина, см	Объемная масса, кгс/м3	Вес 1 м конструкции, кгс/м2
1	2	3	4	5
15	Сборные пустотные с круглыми пустотами	12*)	2500	300
16	Сборные пустотные с вертикальными пустотами	10,2*)	2500	255
17	Ребристые ребрами вверх	8*)	2500	200
18	Ребристые ребрами вниз	10,5*)	2500	262
19	Цементно-песчаная стяжка	2,5	1800	45
20	Шлакобетон		1100
21	Легкий бетон	-	300	-
22	Газобетон	-	140	-
23	Гравий керамзитный (в зависимости от марки)	-	200-800	-
24	Асфальтобетон	-	1800	-
25	4-хслойная рубероидная кровля	-	-	12
26	Защитный гравийный лой кровли	-	-	23
27	Пароизоляция т	-	-	5

Продолжение табл. 2

№ п/п	Материал конструкции	Толщина, см	Объемная масса, кгс/м3	Вес 1 м конструкции, кгс/м2
1	2	3	4	5
28	Холодная мастика	1 мм	-	1
29	Линолеум	4 мм	-	4,4
30	Древесина: сосна дуб	- -	500 700	- -
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		1400-1500
36	Грунт водонасыщенный		1800-1900

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