Данный раздел дипломного проекта написан с учётом следующих законов Республики Казахстан: "Закон о безопасности и охране труда" от 28.02.2004г. № 528-II ЗРК; "Закон о промышленной безопасности на опасных производственных объектах" от 03.04.2002г. № 314-II ЗРК; "Закон о пожарной безопасности" от 22.11.1996г.; "Закон о труде в Республике Казахстан" от 10.12.1999г. № 493-I О труде в РК (с изменениями внесенными Законами РК от 06.12.01г. №260-II; от 25.09.03г. №484-II).

Санитарно-эпидемиологические правила и нормы "Санитарно-эпидемиологические требования к эксплуатации персональных компьютеров, видеотерминалов и условиям работы с ними" от 18 августа 2004 года №631.

4.1 Санитарно-эпидемиологические требования к организации и условиям работы с видеодисплейными терминалами и персональными электронно-вычислительными машинами

4.1.1 Санитарно-эпидемиологические требования к микроклимату

В производственных помещениях, где работают на ВДТ или ПЭМВ является вспомогательной, температура, относительная влажность, и скорость движения воздуха на рабочих местах должны соответствовать, действующим допустимым санитарным нормам микроклимата производственных помещений.

В производственных помещениях, в которых работа на ВДТ или ПЭВМ является основной (диспетчерские, операторские, расчетные, посты управления, залы вычислительной техники, офисы и др.), должны обеспечиваться оптимальные параметры микроклимата (таблица 4.1).

Таблица 4.1 - Оптимальные нормы микроклимата для помещений с ВДТ и ПЭВМ

Для повышения влажности воздуха в помещениях с ВДТ и ПЭВМ рекомендуется применять увлажнители воздуха, ежедневно заправляемые дистиллированной или кипяченой питьевой водой. Примечание. К категории 1а относятся работы, производимые сидя и не требующие физического напряжения, при которых расход энергии составляет до 120 ккал/ч; к категории 1б относятся работы, производимые стоя, сидя или связанные с ходьбой и сопровождающиеся некоторым физическим напряжением, при котором расход энергии составляет от 120 до 150 ккал/ч.

4.1.2 Санитарно-эпидемиологические требования к освещению на рабочих местах

Естественное освещение должно осуществляться через световые проемы и регулироваться таким образом, чтобы уровни освещенности на рабочих местах соответствовали требованиям, приведенным в таблице 4.2.

Таблица 4.2 - Уровни освещенности на рабочих местах

В случаях производственной необходимости эксплуатация ВДТ и ПЭВМ в помещениях без естественного освещения может проводиться только по согласованию с органами и учреждениями Государственного санитарно-эпидемиологического надзора.

Искусственное освещение в помещениях, где ведутся работы на ВД Т или ПЭВМ, должно осуществляться системой общего равномерного освещения. В производственных и административно-общественных помещениях, где ведется работа с документами, рекомендуется применение комбинированною освещения (к общему освещению дополнительно устанавливаются светильники местного освещения, предназначенные для освещения зоны расположения документов).

На рабочих местах у ВДТ и ПЭВМ освещенность нормируется в вертикальной плоскости (плоскости экрана) и в горизонтальной плоскости (плоскости стола в зоне работы с документами). Нормирование ведется в абсолютных единицах (люксах), вне зависимости от того, естественное или искусственное освещение в помещении. На горизонтальной поверхности стола в зоне работы с документами комбинированная освещенность должна быть не менее 500 лк (при этом освещенность от общей системы должна составлять не менее 300 лк). При отсутствии комбинированного освещения освещенность на горизонтальной поверхности стола (естественная или искусственная) должна быть не менее 400 лк. На экране (в вертикальной плоскости) освещенность должна 6ыть 200лк. Местное освещение не должно создавать блики на экране и увеличивать его освещенность более 300 лк. Уровни освещенности рабочих мест приведены в таблице 4.2.

Показатель дискомфорта должен быть не более 25, коэффициент пульсации освещенности в административно-общественных здания - не более 10 %, в дошкольных и всех учебных заведениях не более 5 %, показатель ослепленности от источников общего искусственного освещения в производственных помещениях должен быть не более 20.

Следует ограничивать прямую блесткость от источников освещения, при этом яркость светящихся поверхностей (окна, светильники и др.), находящихся в поле зрения, должна быть не более 200 кд/кв. м.

Отраженная блесткость на рабочих поверхностях (экран, стол, клавиатура и др.) ограничивается за счет правильного выбора типов светильников и расположения рабочих мест по отношению к источникам естественного и искусственного освещения, при этом яркость потолка, при применении системы отраженного освещения, не должна превышать 200 кд/кв. м.

Необходимо ограничивать неравномерное, распределения яркости в поле зрения пользователя ВДТ и ПЭВМ, при этом соотношение яркости между рабочими поверхностями (стол: экран) не должно превышать 3: 1-5: 1, а между рабочими поверхностями и поверхностями стен и оборудования - 10: 1.

В качестве источников света при искусственном освещении рекомендуется применяться преимущественно люминесцентные лампы типа ЛБ. При устройстве отраженного освещения в производственных и административно-общественных помещениях допускается применение металло-галогенных ламп мощностью до 250 Вт. Рекомендуется применение ламп накаливания в светильниках местного освещения.

Светильники общего освещения следует располагать в виде сплошных или прерывистых линий, сбоку от рабочих мест, параллельно линии зрения пользователя при рядном расположении ВДТ и ПЭВМ. При периметральном расположении компьютеров светильники должны находиться ближе к переднему краю, обращенному к оператору.

В помещениях с ВДТ и ПЭВМ для освещения рекомендуется применять светильники серии ЛП036 с зеркализированными решетками, укомплектованные высокочастотными пускорегулирующими аппаратами (ВЧПРА) для снижения коэффициента пульсации. Допускается применять светильники серии ЛП036 без ВЧ ПРА только в модификации "Кососвет", а также светильники прямого света - П, преимущественно прямого света - Н, преимущественно отраженного света В. Применение светильников без рассеивателей и экранирующих решеток не допускается. При отсутствии светильников с ВЧ ПРА лампы многоламповых светильников или рядом расположенные светильники общего освещения следует включать на разные фазы трехфазной сети.

Светильники общего освещения.

При отсутствии светильников серии ЛПО 36 с ВЧ ПРА и без ВЧ ПРА в модификации "Кососвет" допускается применение светильников общего освещения серий:

ЛПО13 - 2 x 40/Б - 01;

ЛПО13 - 4x40/Б - 01;

ЛСП13 - 2х40-06;

ЛСП13 - 2x65-06;

ЛСО05 - 2x40-001;

ЛСО05 - 2x40-003;

ЛСО04 - 2x36-008;

ЛПО34 - 4x36-002;

ЛПО34 - 4x58-002;

ЛПОЗ1 - 2x40-002.

А также их отечественных и зарубежных аналогов.

Яркость светильников общего освещения в зоне углов излучения, от 50 до 90 градусов с вертикалью в продольной и поперечной плоскостях должна составлять не более 200 кд/кв. м, защитный угол светильников должен быть не менее 40 градусов.

Светильники местного освещения должны иметь не просвечивающий отражатель с защитным углом не менее 40 градусов.

Коэффициент запаса (Кз) для осветительных установок общего освещения должен приниматься равным 1,4.

Для обеспечения нормируемых значений освещенности в помещениях для использования ВДТ и ПЭВМ следует проводить чистку оконных стекол и светильников не реже двух раз в год и проводить своевременную замену перегоревших ламп.

4.1.3 Требования к уровням электромагнитных полей на рабочих местах, оборудованных ПЭВМ

Интенсивное электромагнитное поле промышленной частоты вызывает у работающих нарушение функционального состояния центральной нервной системы, сердечной деятельности и системы кровообращения.

Первичным проявлением действия электромагнитной энергии является нагрев, который может привести к изменениям и даже повреждениям тканей и органов.

Степень биологического воздействия электромагнитных полей на организм человека зависит от частоты колебаний, напряженности и интенсивности поля, длительности его воздействия. Биологическое воздействие полей разных диапазонов неодинаково. Изменения, возникающие в организме под воздействием электромагнитных полей, чаще всего обратимы.

В результате длительного пребывания в зоне действия электромагнитных полей наступает преждевременная утомляемость, сонливость или нарушение сна, появляются частые головные боли, наступает расстройство нервной системы и другое.

При систематическом облучении наблюдаются стойкие нервно-психические заболевания, изменение кровяного давления, замедление пульса, трофические явления (выпадение волос, ломкость ногтей и т.п.).

В таблице 4.3 приведена предельно допустимая напряженность электромагнитного поля.

Таблица 4.3 - Предельно допустимая напряженность электромагнитного поля

С целью защиты от воздействия электромагнитного поля необходимо применять следующие организационные и технические меры:

пребывание человека под воздействием электромагнитного поля должно соответствовать следующему правилу - 4 часа работы с перерывом в один час;

расстояние до экрана монитора должно быть 50-70 см;

использование защитного экрана;

плоскость экрана должна быть расположена вертикально или с наклоном на работающего;

угол зрения должен находиться в пределах 15-20 градусов для оптимального различия символов на экране.

4.1.4 Обеспечение пожаробезопасности в вычислительном центре

Согласно СНиП РК 2.02-05-2002 "Пожарная безопасность зданий и сооружений" для большинства помещений ВЦ установлена категория пожарной опасности В.

Таблица 4.4 - Категории помещений по взрывопожарной и пожарной опасности:

Особые требования предъявляют к устройству и размещению кабельных коммуникаций. Все виды кабелей от трансформаторных подстанций и двигатель - генераторных агрегатов прокладывают в металлических газовых трубах вплоть до распределительных щитов и стоек питания. В машинных залах кабельные линии прокладывают под технологическими съемными полами, которые выполняют из негорючих или трудногорючих материалов с пределом огнестойкости не менее 0.5 ч.

Подпольные пространства под съемными полами разделяют несгораемыми перегородками с пределом огнестойкости не менее 0.75 ч на отсеки площадью не более 250 м², коммуникации через которые прокладывают в специальных обоймах с применением негорючих уплотняющих материалов.

Для быстрого извещения о возникновении помещения оборудуют средствами электрической пожарной сигнализацией: тепловыми и дымовыми извещателей. В качестве первичных средств пожаротушения необходимо использовать ручные углекислотные огнетушители.

Нормы оснащения помещений огнетушителями приведены в таблице 4.5 Нормы оснащения зданий (сооружений) и территории пожарными щитами приведены в таблице 4.5.

Таблица 4.5 - Нормы оснащения помещений огнетушителями:

Таблица 4.6 - Нормы оснащения зданий (сооружений) и территории пожарными щитами [7]:

Создание укрупненных ВЦ, размещаемых в высотных зданиях, с большим штатом работающих придает особое значение вопросам вынужденной эвакуации из них людей при пожаре.

Число эвакуационных выходов из зданий с каждого этажа и из помещений должно быть два. Допускается проектировать один эвакуационный выход, если расстояние от наиболее удаленного рабочего места до этого выхода не превышает 25 м, а количество работающих в смене до 50 человек допускается предусматривать второй выход на наружную лестницу.

Ширину эвакуационного выхода (двери) устанавливают в зависимости от общего количества людей, эвакуирующихся через этот выход, но не менее 0,8 м.

Высота прохода на эвакуационных путях должна быть не менее 2 м, а их ширина в свету - не менее 1 м. Двери на эвакуационных путях должны открываться по направлению выхода из здания.

В полу на эвакуационных путях не допускаются перепады высот более 45 см. в местах перепада высот следует предусматривать лестницы с числом ступеней не менее трех или пандусы с уклоном не более 1: 6.

Лестницы должны иметь надежные ограждения. Целесообразно поручень при спуске по лестнице располагать с правой стороны, а при ширине марша более 1,5 м - с обеих сторон.

В ВЦ входы в машинный зал делают через тамбуры - шлюзы, оборудованные самозакрывающимися двупольными дверями со специальным уплотнением. Двери тамбура - шлюза должны открываться в сторону машинного зала, который всегда находиться под избыточным давлением воздуха. Ширина дверей должна быть не менее 1,5 м, высота - не менее 2 м, ширина коридоров - не менее 1,8 м. Из машинных залов площадью более 250 м² предусматривается не менее двух выходов.

На эвакуационных путях устраивают как естественное, так и искусственное аварийное освещение

4.1.5 Обеспечение электробезопасности в вычислительном центре

Электрические установки, к которым относится практически все оборудование ЭВМ, представляет для человека большую потенциальную опасность, т.к. в процессе эксплуатации или проведения профилактических работ человек может коснуться частей, находящихся под напряжением. Специфическая опасность электроустановок: токоведущие проводники, корпуса стоек ЭВМ, оказавшиеся под напряжением в результате повреждения изоляции.

Выделяют следующие степени воздействия электрических ударов на тело человека:

1 степень - судорожные едва ощутимые сокращения мышц;

2 степень - судорожные сокращения мышц без потери сознания;

3 степень - потеря сознания с сохранением дыхания и работы сердца;

4 степень - потеря сознания с нарушением дыхания и работы сердца;

5 степень - клиническая смерть.

По характеру тока выделяют следующие виды тока:

ощутимый ток (1 мА для переменного напряжения);

неотпускающий ток 10-15 мА;

смертельный ток 0,1 А.

Смертельным считается следующий путь прохождения тока: голова - левая рука (левая нога).

Следует учитывать, что переменный ток опаснее постоянного. При повышении частоты тока до 50 Гц возрастает вероятность летального исхода, при дальнейшем увеличении частоты тока опасность снижается.

Согласно СН РК 4.04-23-2004 "Электрооборудование жилых и общественных зданий. Нормы проектирования" для обеспечения электробезопасности предусмотрены следующие технические средства защиты [8]:

электрическая изоляция токоведущих частей;

защитное заземление - преднамеренное электрическое соединение с землей или её эквивалентом металлических нетоковедущих частей, которые могут оказаться под напряжением;

применение малого напряжения - для производственных целей используется напряжение 42В;

двойная изоляция - применение кроме основной, рабочей изоляции токоведущих частей еще одного слоя дополнительной изоляции, изолирующего человека от металлических нетоковедущих частей.

Предусматривается автоматическое отключение питания при возникновении аварийных ситуаций. Для помещений, где предусмотреть автоматическое отключение питания по техническим причинам сложно, обеспечивается централизованное отключение питания.

Все виды оборудования подключаются к сети через блок фильтра-распределителя.

Рабочие места организованы так, что исключается возможность прикосновения к токоведущим частям оборудования, водопроводным трубам и батареям отопления.

Сопротивление тела. Тело человека в электрической цепи представляет собой сочетание активного и емкостного сопротивлений, величина которых зависит от многих условий. Численное значение электрического сопротивления тела человека зависит от физических и биофизических факторов и биологической активности организма. Зависимость этого сопротивления от величины, частоты и напряжения тока имеет нелинейный характер. Сопротивление тела человека складывается из сопротивления внутренних органов и сопротивления наружных покровов тела, в основном наружного слоя кожи - эпидермиса.

Сопротивление внутренних органов составляет 800-1000 Ом; оно не зависит от приложенного напряжения и изменяется с изменением температуры тела. Сопротивление сухой неповрежденной кожи может быть 80000 Ом и больше. Однако сопротивление кожи - величина непостоянная; она зависит от толщины эпидермиса и обратно, пропорциональна площади контакта, значительно уменьшается при увлажнении и загрязнении кожи, а также при наличии повреждений. Сопротивление кожи быстро уменьшается под влиянием тока. В случае пробоя кожи решающее значение имеет внутреннее сопротивление.

Величина тока. Ток, при котором фиксируется начальное ощущение, есть начальный раздражающий ток. По мере увеличения начального тока реакции организма усиливаются, возникают судороги мышц и болезненные ощущения; при определенной величине тока руки невозможно самостоятельно оторвать от проводника (неотпускающий ток). При дальнейшем возрастании величины тока может наступить смерть.

Воздействие электрического тока различной величины приведено в таблице 4.7.

Таблица 4.7 - Воздействие электрического тока различной величины характеризуется (статистически) следующими данными [10]:

Опасным для организма является ток, при котором невозможно самостоятельно оторваться от проводников, так как очень быстро происходит пробой кожи и величина тока, проходящего через организм, быстро возрастает.

Переменный ток более 25-30 мА представляет серьезную опасность; ток более 50 мА вызывает поражения, даже смертельные; ток 100 мА смертелен.

Следует считать опасным и неотпускающий ток 20-25 мА, при котором трудно самостоятельно оторваться от проводника. Неопасен ток в 100 мкА.

В таблице 4.8 приведены предельно допустимые значения напряжений прикосновения и токов, протекающих через тело человека, при взаимодействии с электроустановками в аварийном режиме [8].

Таблица 4.8 - Предельно допустимые значения напряжений прикосновения и токов, протекающих через тело человека, при взаимодействии с электроустановками в аварийном режиме [8].

Принимаются меры для обеспечения участка технического обслуживания защитными средствами, а именно изолированными инструментами, резиновыми перчатками и ковриками. Осуществляется периодический контроль сопротивления изолирующих защитных средств (один раз в год), отметка о проведении указанного мероприятия фиксируется в специальном журнале.

4.1.6 Санитарно-эпидемиологические требования к уровням шума и вибрации на рабочих местах

Шум ухудшает условия труда, оказывая вредное действие на организм человека. Допустимые уровни звукового давления, уровня звука и эквивалентные уровни звука на рабочих местах должны соответствовать требованиям СНиП II-12-77 "Защита от шума".

Работающие в условиях длительного шумового воздействия испытывают раздражительность, головные боли, головокружение, снижение памяти, повышенную утомляемость, понижение аппетита, боли в ушах и т.д. Такие нарушения в работе ряда органов и систем организма человека могут вызвать негативные изменения в эмоциональном состоянии человека вплоть до стрессовых. Под воздействием шума снижается концентрация внимания, нарушаются физиологические функции, появляется усталость в связи с повышенными энергетическими затратами и нервно-психическим напряжением, ухудшается речевая коммутация. Все это снижает работоспособность человека и его производительность, качество и безопасность труда. Длительное воздействие интенсивного шума (выше 80 дБ) на слух человека приводит к его частичной или полной потере.

Таблица 4.9 - Санитарные нормы вибрации [СанПин 3.01.032-97]

В таблице 4.10 указаны предельные уровни звука в зависимости от категории тяжести и напряженности труда, являющиеся безопасными в отношении сохранения здоровья и работоспособности.

Уровень шума на рабочем месте математиков-программистов и операторов видеоматериалов не должен превышать 50дБ, а в залах обработки информации на вычислительных машинах до 65дБ.

Таблица 4.10 - Предельные уровни звука в дБ на рабочих местах [6]

Для снижения уровня шума стены и потолок помещений, где установлены компьютеры, могут быть облицованы звукопоглощающими материалами.

Уровень вибрации в помещениях вычислительных центров может быть снижен путем установки на оборудование специальных вибропоглотителей.

4.1.7 Требования к уровням неионизирующих и ионизирующих излучений

На рабочих местах у ВДТ и ПЭВМ регламентируются уровни электрических и магнитных полей в диапазоне частот 5 Гц-2 кГц (в т. ч.50 Гц); 21-400 кГц; 0.06-30 МГц; 30-300 МГц, напряженность электростатического поля на уровне клавиатуры; а также поверхностный электростатический потенциал от монитора на расстоянии 30 см. Нормативные величины приведены в таблице 4.11.

Конструкция ВДТ и ПЭВМ должна обеспечивать мощность экспозиционной дозы рентгеновского излучения в любой точке на расстоянии 0.05 м от экрана и корпуса ВДТ не более 2.5 мк3 в/час.

Таблица 4.11 - Допустимые значения уровней неионизирующих электромагнитных излучений [1]

4.2 Расчеты

4.2.1 Расчет естественного освещения в помещении

Исходные данные:

размер помещения: длина Д=30 м, ширина Г=30 м, высота Н=3,8 м;

разряд зрительной работы - 5;

характеристика зрительной работы - высокая точность;

наименьший объект различения - 3-5 мм;

контраст различения объекта с фоном малый;

окна начинаются с высоты 1 м над уровнем пола;

высота окон - 3 м;

световой пояс - 4 (Алматы);

затеняющих окно зданий нет;

оборудование расположено на расстоянии 5 м от окон.

К современному производственному освещению, в том числе освещению помещения, предъявляются высокие требования как гигиенического, так и технико-экономического характера. Правильно спроектированное и выполненное освещение обеспечивает высокий уровень работоспособности, оказывает положительное психологическое воздействие на работающих, способствует повышению производительности труда.

Существуют следующие способы освещения производственных помещений: естественное, искусственное и совмещенное.

Естественное освещение должно предусматриваться, как правило, в производственных помещениях с постоянным пребыванием людей. Естественное освещение подразделяется на боковое, верхнее, комбинированное (верхнее и боковое).

Осветительные условия характеризуются качественными и количественными показателями, к которым относятся: сила света, световой поток, освещенность, яркость, спектральный состав, постоянство освещенности и яркости [5].

Видимость предмета определяется уровнем освещенности, контрастом объекта с фоном, распределением яркости в поле зрения и угловым размером объекта. Причем естественное освещение какой-либо точки помещения характеризуется коэффициентом естественной освещенности (сокращенно К.Е.О., С - буквенное обозначение), так как освещенность естественным светом непостоянна в течение суток, года, зависит от состояния облачности.

К. Е.О. - это выраженное в процентах отношение естественной освещенности, создаваемой в некоторой точке заданной плоскости внутри помещения к одновременному значению наружной освещенности, создаваемой диффузным светом полностью открытого небосвода [5].

По минимальной освещенности на рабочих местах вычисляем фактический коэффициент естественной освещенности [5]:

, (4.1)

где е - коэффициент естественной освещенности (%);

Е_вн - естественная освещенность в некоторой точке заданной плоскости внутри помещения светом неба (ЛК);

Е_н - наружная освещенность горизонтальной плоскости, создаваемой светом полностью неба (ЛК).

Коэффициент естественной освещенности фактический е_ф = 0,8%.

Табличное значение коэффициента светового климата К при боковом освещении:

Нормированное значение К. Е.О. = 1,5%

Климатическая зона IV (Южнее 50 градусов северной широты) - Алматы:

Коэффициент светового климата К = 0,9;

Коэффициент солнечности С = 0,75;

На графиках небесная полусфера разбита на 10 000 участков равной световой активности, т.е. каждый участок создает освещенность в 10 000 раз меньшую, чем наружная. Если через световой проем виден один участок небосвода, К. Е.О. равен 0,0001 или 0,01 %.

Числа участков, видимых на высоте и ширине световых проемов, определяется по двум различным графикам, и коэффициент естественной освещенности определяется из выражения:

, (4.2)

где n₁ - число участков, видимых по высоте световых проемов (5); n₂ - число участков, видимых по ширине световых проемов (30). Полученное значение К. Е.О. корректируется с учетом влияния переплетов, остекление и т.п. посредством табличных коэффициентов. Скорректированное значение К. Е.О. не должно быть меньше нормированных значений, в противном случае необходимо увеличить размеры световых проемов.

Вычисляем расчетным коэффициент естественной освещенности:

е_p = е_H K C = 1,5% 0,9 0,75 = 1,0125%

где е_p - расчетная значение коэффициента естественной освещенности;

е_H - нормируемое значение коэффициента естественной освещенности;

К - коэффициент светового климата;

С - коэффициент солнечности.

Коэффициент естественной освещенности расчетный е_р = 1,0125%

Вычисляем отношение длины к глубине помещения (при Д=41, Г=21) и отношение глубины помещения к верхнему краю оконных рам над горизонтальной плоскостью (при Г=21,4):

Д/Г = 41/21 = 1.95

Г/Н = 21/4 = 5,25

Теперь по таблице найдем световую характеристику окон. Для этого нам нужно знать следующее:

окна начинаются с высоты 1 м над уровнем пола;

высота окон - 3 м;

площадь остекления (П_ос= 341=123 м²);

расстояние от наружной стенки до рабочей поверхности Р - 5 м.

Д/Г = 41/21 = 1.95

Г/Д = 21/4 = 0,51

Р/Г = 5/21 = 0,24

Световая характеристика окон Р₀ = 16.

В качестве светопропускающего материала используем стекло оконное листовое двойное. Вид несущих поверхностей железобетонные арки. Коэффициент светопропускания (вид светопроп-го материала) - двойное стекло Т₁=0,8. Коэффициент светопропускания (вид переплета) - спаренный Т₂=0,75. Коэффициент светопропускания (при умеренном загрязнении, вертикальном расположении светопропусающего материала) Т₃=0,7. Коэффициент (при железобетонных формах) Т₄=0,8.

Общий коэффициент светопропускания:

Т₀ = Т₁ Т₂ Т₃ Т₄ = 0,8 0,75 0,7 0,8 = 0,336

Берем табличные величины - коэффициенты отражения:

Коэффициент отражения потолка (при свежепобеленном) В_пот = 0,7.

Коэффициент отражения стен В_ст = 0,53.

Коэффициент отражения пола (раб. поверх.) В_пол = 0,23.

Также вычисляем:

Площадь потолка=Площадь пола S_пот = S_пол = 2141 = 861.

Площадь стен S_стен = 4,3212+414,3=356,9.

Вычислить средневзвешенный коэффициент отражения:

(4.3)

Средневзвешенный коэффициент отражения В_ср = 0,476.

Берем из таблицы значение коэффициента Г, учитывающего повышение К. Е.О. при боковом освещении, благодаря свету, отраженному от поверхностей помещения и подстилающего слоя, прилегающего к зданию.

Коэффициент Г = 2,45.

Вычисляем площадь световых проемов, используя фактически коэффициент естественной освещенности.

(4.4)

Площадь проемов по результатам измерения освещенности П_ф = 133,877 м²

Вычисляем площадь световых проемов, используя расчетный коэффициент естественной освещенности:

(4.5)

Площадь проемов по результатам измерения освещенности П_р = 169,44 м²

Вычисляем относительные погрешности:

, (4.6)

, (4.7)

.

Погрешность Х₁ = 8,843%

Погрешность Х₂ = 37,756%

4.2.2 Расчет звукопоглощения

4.2.2.1 Цель расчета

Рассчитать толщину и материал звукопоглощающей перегородки для обеспечения требуемого снижения шума на всех октавных частотах на рабочих местах программистов.

Исходные данные для расчета:

а) помещение:

1) длина - 30 м;

2) ширина - 30 м;

3) высота - 3,8 м.

б) количество компьютеров - 90 штук;

в) персонал - 90 человек;

г) дополнительные сведения:

1) источник шума находится за узкой стеной (30 м на 3,8 м);

2) уровень шума в октавных частотах:

63 Гц - 90 дБ;

125 Гц - 87 дБ;

250 Гц - 85 дБ;

500 Гц - 85 дБ;

1000 Гц - 86 дБ;

2000 Гц - 89 дБ;

4000 Гц - 92 дБ;

8000 Гц - 95 дБ.

4.2.2.2 Методика расчета

Стандартные октавные полосы частот - диапазоны частот, в которых наивысшая частота вдвое больше наинизшей - имеют следующие среднегеометрические частоты (Гц):

63;

125;

250;

500;

1000;

2000;

4000;

8000.

Исследования и расчеты необходимо выполнять в каждой из стандартных полос.

Так как источник шума находится в смежной комнате, то необходимо установить звукопоглощающую перегородку. Будем использовать однослойную звукопоглощающую перегородку.

Звукопоглощающая способность (дБ) однородной перегородки может быть определена по формуле (4.8) [6]:

(4.8)

где m₀ - масса 1 м² ограждения, кг,

f - частота, Гц.

Рассмотренная величина звукопоглощающей способности ограждения показывает, насколько понижается уровень шума за перегородкой в предположении, что далее он распространяется беспрепятственно (например, шум через ограждение выходит на улицу).

В случае же передачи шума из одного помещения в другое уровень шума, проникшего в помещение, зависит от многократных отражений от внутренних поверхностей.

Чем больше гулкость помещения, тем больше уровень шума в таком помещении, а, значит, тем хуже его фактическое звукопоглощение R_ф (дБ) (4.9) [6, стр. 198]:

, (4.9)

где А - эквивалентная площадь звукопоглощения тихого помещения, м^2,S_и - площадь изолирующей перегородки, м².

Необходимо разработать мероприятия по снижению уровня шума в помещении программистов на L, чтобы привести его к допустимому уровню по формуле (4.10) [6, стр.181]:

, (4.10)

где L - уровень шума в шумном помещении, дБ,

L_доп - допустимый уровень шума, дБ.

Требуемая звукопоглощение ограждения высчитывается по формуле (4.11):

, (4.11)

где B - постоянная помещения, смежного с шумным.

В для каждой полосы частот находится по формуле (4.12) [7]:

, (4.12)

где B₁₀₀₀ - постоянная помещения на частоте 1000 Гц, определяется из таблицы 4.12 [7, стр.76];

м - частотный множитель, который берется из таблицы 4.13 [7, стр.77].

Таблица 4.12 - Постоянные помещения B на частоте 1000 Гц

Таблица 4.13 - Частотный множитель

4.2.2.3 Расчет 1

Возьмем в качестве звукопоглощающего ограждения бетон толщиной 0,1 м и рассчитаем звукопоглощающую способность ограждения, а затем фактическое звукопоглощение помещения.

Масса 1 м² бетона толщиной 0,1 м равна 240 кг.

Найдем звукопоглощающую способность ограждения R для всех октавных частот по формуле (5.8). Получим:

63 Гц - 36,09 дБ;

25 Гц - 42,04 дБ;

250 Гц - 48,06 дБ;

500 Гц - 54,08 дБ;

1000 Гц - 60,10 дБ;

2000 Гц - 66,12 дБ;

4000 Гц - 72,14 дБ;

8000 Гц - 78,17 дБ.

По формуле (4.9) рассчитаем фактическое звукопоглощение R_ф для октавных частот:

63 Гц - 49,05 дБ;

125 Гц - 55,00 дБ;

250 Гц - 61,02 дБ;

500 Гц - 67,04 дБ;

1000 Гц - 73,06 дБ;

2000 Гц - 79,08 дБ;

4000 Гц - 85,10 дБ;

8000 Гц - 91,13 дБ.

Результаты сведем в таблицу 4.14, при этом отметим, что эквивалентная площадь звукопоглощения тихого помещения А равна 2256м² (площадь стен, потолка и пола без площади смежной стены); площадь изолирующей перегородки S_и = 114м².

Рассчитаем постоянные помещения B для каждой октавной частоты по формуле (4.12). B₁₀₀₀ определим из таблицы 4.12 - в нашем случае V/10, т.е. 3420/10 = 342. Получим B для октавных частот:

63 Гц - 171;

125 Гц - 205,2;

250 Гц - 222,3;

500 Гц - 239,4;

1000 Гц - 342;

2000 Гц - 547,2;

4000 Гц - 1026;

8000 Гц - 2052.

Рассчитаем L для октавных частот по формуле (4.10):

63 Гц - 19 дБ;

125 Гц - 26 дБ;

250 Гц - 31 дБ;

500 Гц - 36 дБ;

1000 Гц - 41 дБ;

2000 Гц - 47 дБ;

4000 Гц - 52 дБ;

8000 Гц - 57 дБ.

По формуле (4.11) рассчитаем требуемую звукоизоляцию ограждения R_{тр. огр}:

63 Гц - 37,34 дБ;

125 Гц - 44,26 дБ;

250 Гц - 49,22 дБ;

500 Гц - 54,19 дБ;

1000 Гц - 59,04 дБ;

2000 Гц - 64,83 дБ;

4000 Гц - 69,56 дБ;

8000 Гц - 74,26 дБ.

Результаты сведем в таблицу 4.14.

Теперь необходимо сравнить R_ф и R_{тр. огр} для каждой октавной частоты и удостовериться, что установка выбранного звукопоглощения обеспечивает требуемое снижение шума на всех октавных частотах.

Таблица 4.14 - Уровни звука

Следовательно, бетонная изолирующая перегородка толщиной 0,1 м удовлетворяет требованиям звукопоглощения и обеспечивает требуемое снижение шума на всех октавных частотах.

4.2.2.4 Расчет 2

Возьмем в качестве звукопоглощающего ограждения бетон толщиной 0,05 м и рассчитаем звукопоглощающую способность ограждения, а затем фактическую звукоизоляцию помещения.

Масса 1 м² бетона толщиной 0,05 м равна 120 кг.

Найдем звукопоглощающую способность ограждения R для всех октавных частот по формуле (4.8). Получим:

63 Гц - 30,07 дБ;

125 Гц - 36,02 дБ;

250 Гц - 42,04 дБ;

500 Гц - 48,06 дБ;

1000 Гц - 54,08 дБ;

2000 Гц - 60,10 дБ;

4000 Гц - 66,12 дБ;

8000 Гц - 72,14 дБ.

По формуле (4.9) рассчитаем фактическое звукопоглощение R_ф для октавных частот:

63 Гц - 43,03 дБ;

125 Гц - 48,98 дБ;

250 Гц - 55,00 дБ;

500 Гц - 61,02 дБ;

1000 Гц - 67,04 дБ;

2000 Гц - 73,06 дБ;

4000 Гц - 79,08 дБ;

8000 Гц - 85,10 дБ.

Результаты сведем в таблицу 4.15. Площадь звукопоглощения тихого помещения А равна 2256, площадь изолирующей перегородки S_и = 114м².

Рассчитаем постоянные помещения B для каждой октавной частоты по формуле (4.12). B₁₀₀₀ определим из таблицы 4.12 - в нашем случае V/10, т.е.3420/10 = 342. Получим B для октавных частот:

63 Гц - 171;

25 Гц - 205,2;

250 Гц - 222,3;

500 Гц - 239,4;

1000 Гц - 342;

2000 Гц - 547,2;

4000 Гц - 1026;

8000 Гц - 2052.

Рассчитаем L для октавных частот по формуле (4.10):

63 Гц - 19 дБ;

125 Гц - 26 дБ;

250 Гц - 31 дБ;

500 Гц - 36 дБ;

1000 Гц - 41 дБ;

2000 Гц - 47 дБ;

4000 Гц - 52 дБ;

8000 Гц - 57 дБ.

По формуле (4.11) рассчитаем требуемую звукоизоляцию ограждения R_{тр. огр}:

63 Гц - 37,34 дБ;

125 Гц - 44,25 дБ;

250 Гц - 49,22 дБ;

500 Гц - 54,19 дБ;

1000 Гц - 59,04 дБ;

2000 Гц - 64,83 дБ;

4000 Гц - 69,56 дБ;

8000 Гц - 74,26 дБ.

Результаты сведем в таблицу 4.15.

Сравним R_ф и R_{тр. огр} для каждой октавной частоты и проверим, обеспечивает ли установка выбранного звукопоглощения требуемое снижение шума на всех октавных частотах.

Таблица 4.15 - Уровни звука

Как видно из таблицы 4.15 - бетонная изолирующая перегородка толщиной 0,05 м также удовлетворяет требованиям звукопоглощения и обеспечивает требуемое снижение шума на всех октавных частотах.

4.2.3 Расчет защитного зануления

Степень воздействия электротока на организм человека зависит от его величины о протяженности воздействия. В случае если устройства питаются от напряжения 380/220 В или 220/127 В в электроустановках с заземленной нейтралью применяется защитное зануление.

Зануление применяется в четырехпроводных сетях напряжением до 1 кВ с заземленной нейтралью. Зануление осуществляет защиту путем автоматического отключения поврежденного участка электроустановки от сети и снижение напряжения на корпусах зануленного электрооборудования до безопасного на время срабатывания защиты. Из всего выше сказанного делаем вывод, что основное назначение зануления - обеспечить срабатывание максимальной токовой защиты при замыкании на корпус. Для этого ток короткого замыкания должен значительно превышать установку защиты или номинальный ток плавких вставок. Далее приведем принципиальную схему зануления (рисунок 4.1):

Рисунок 4.1 - Схема зануления

Где Ro - сопротивление заземления нейтрали;

Rn - расчетное сопротивление человека;

1 - магистраль зануления;

2 - повторное заземление магистрали;

3 - аппарат отключения;

4 - электроустановка (ЭВМ, паяльник и т.д.);

5 - трансформатор.

Сила тока зависит от величины приложенного напряжения и сопротивления участка тела. Сопротивление участка тела складывается из сопротивления тканей внутренних органов и сопротивления кожи. При расчете принимается R=1000 Ом. Воздействие тока различной величины приведены в таблице 4.16 [8].

Таблица 4.16 - Воздействие тока различной величины

К электроустановкам переменного и постоянного тока при их эксплуатации предъявляют одинаковые требования по технике безопасности.

Исходные данные: количество компьютеров - 90 единиц.

Рассчитать систему защитного зануления электрооборудования для вычислительного центра с общим числом компьютеров в 90 единиц. Учитывая, что потребляемая мощность современного компьютера около 200 Ватт, можно запросто рассчитать, что при номинальном напряжении 220 В требуемый ток для полноценной работы будет равен 0,9 А (200/220). Взяв небольшой запас и увеличив требуемый ток до 1 А получим 90 А для всего центра. И так как используется 3 фазное напряжение то получим 60 А на каждую фазу (90/3). Учитывая, что для обеспечения работоспособности всего центра требуются принтеры, сканнеры и прочее оборудование, в том числе и вентиляционные установки, возьмем запас по току +20 А (~20%). В итоге получаем, что для функционирование к вычислительному центру требуется подвести 80 А на каждой фазе.

Для питания электрооборудования от цеховой силовой сборки используется провод марки АЛП, прокладываемый в стальной трубе. Выбираем сечение алюминиевого провода S=2.5 мм. Потребитель подключен к третьему участку питающей магистрали.

Первый участок магистрали выполнен четырехжильным кабелем марки АВРЕ с алюминиевыми жилами сечением (350+125) мм в полихлорвиниловой оболочке. Длина первого участка - 0,25 км. Участок защищен автоматом А 3110 с комбинированным расщепителем на ток Iном=100 А.

Второй участок проложен кабелем АВРЕ (325+110) мм длиной 0,075 км. Участок защищен автоматическим выключателем А 3134 на ток 80 А. Магистраль питается от трансформатора типа ТМ=1000 с первичным напряжением 6 кВ и вторичным 400/220 В.