4.1 Системы и методы защиты человека

Существует четыре группы методов обеспечения безопасности:

метод А − пространственное и временное разделение гомо− и ноксосферы;

метод Б − применение средств безопасности к гомосфере;

метод В − применение средств безопасности к ноксосфере;

метод Г − любая комбинация методов А − В.

При воздействии вредных факторов сокращение размеров зон должно достигаться прежде всего совершенствованием технических систем, приводящих к уменьшению выделяемых ими отходов.

Для ограничения вредного воздействия на человека и среду обитания к технической системе предъявляются требования по величине выделяемых в среду токсичных веществ в виде предельно допустимых выбросов, сбросов и отбросов (ПДВ, ПДС и ПДО), а также по величине энергетических загрязнений в виде предельно допустимых излучений в среду обитания. Значения ПДВ и ПДС определяют расчетом, исходя из значений ПДК в зонах пребывания человека.

Предельно допустимые потоки вещества и предельно допустимые излучения энергии источниками загрязнения среды обитания являются критериями экологичности источника воздействия на среду обитания.

Соблюдение этих критериев гарантирует безопасность жизненного пространства.

Уменьшение отходов систем при их эксплуатации − радикальный путь к снижению воздействия вредных факторов от источника опасностей.

Большие, трудности в ограничении размеров опасных зон от воздействия травмирующих факторов возникают при эксплуатации технических систем повышенной энергоемкости (хранилищ углеводородов, химических производств, АЭС и т. п.).

При авариях на таких объектах травмоопасные зоны охватывают, как правило, не только производственные зоны, но и зоны пребывания населения.

Основные направления в снижении травмоопасности таких объектов:

• совершенствование систем безопасности технических объектов;

• непрерывный контроль состояния источников опасности;

•Частота возникновений аварий в технических системах − техногенный (технический) риск определяется показателями надежности технических систем, их склонностью к отказам.

Важное значение в снижении аварийности технических систем имеет широкомасштабное использование предохранительных, ограничительных и иных средств защиты от аварий, а также обеспечение объектов средствами индивидуальной защиты, средствами эвакуации и т. п.

Техногенным риском можно управлять.

Снижение травмоопасности технических систем достигается их совершенствованием с целью реализации допустимого техногенного риска.

Экобиозащитная техника. Если совершенствованием источников опасности или защитой расстоянием не удается обеспечить предельно допустимые вредные и травмоопасные воздействия на человека в зоне его пребывания, то необходимо применять экобиозащитную технику в виде различных ограждений, защитных боксов и т. п.

В тех случаях, когда возможности экобиозащитной техники коллективного использования ограничены и не обеспечивают значений ПДК и ПДУ в зонах пребывания людей, для защиты применяют средства индивидуальной защиты (СИЗ).

СИЗ применяют в условиях труда, при которых работающий может получить травму или иное воздействие, опасное для здоровья.

Еще более опасные условия для людей могут возникнуть при авариях и при ликвидации их последствий.

В этих случаях для защиты человека также необходимо применять средства индивидуальной защиты.

Их использование должно обеспечивать максимальную безопасность, а неудобства, связанные с применением СИЗ, должны быть сведены к минимуму.

Номенклатура СИЗ включает обширный перечень средств, применяемых в производственных условиях (СИЗ повседневного использования), а также средств, используемых в чрезвычайных ситуациях (СИЗ кратковременного использования).

В последних случаях применяют преимущественно изолирующие средства индивидуальной защиты (ИСИЗ).

Подготовка работающих. Значительное место в достижении БЖД человека в техносфере имеет уровень его подготовки и адаптации к опасным и чрезвычайным условиям жизнедеятельности.

Для реализации этих задач необходима специальная подготовка работающих к рациональному поведению и действиям в опасных и чрезвычайно опасных ситуациях.

С этой целью все работающие должны быть обучены основам БЖД, пройти инструктаж по безопасности труда, знать основы поведения в ЧС, уметь оказывать доврачебную медицинскую помощь, умело использовать СИЗ и другие защитные средства.

При окончательном выборе комплекса средств защиты человека и зон его пребывания от опасностей необходимо:

• проверить все источники опасностей, воздействующие на человека и/или рассматриваемую зону защиты, на соответствие их требованиям безопасности;

• на генплане помещения, территории цеха, региона и т. п. расположить эти источники опасностей и нанести параметры зоны воздействия потоков, исходящих от каждого источника;

• определить на генплане суммарные значения выбросов (сбросов и т. п.) веществ, потоков энергии и техногенных рисков в каждой точке генплана и построить линии изоконцентраций, изоэнергий и изорисков;

• сравнить их с допустимыми значениями ПДК, ПДУ, Rдоп и выделить на генплане опасные зоны;

• сформулировать комплекс защитных мер, направленных на ликвидацию или сокращение до минимума уровня опасностей и размеров зон их действия.

4.2 Методы защиты и сохранения оптимальных параметров воздуха рабочей зоны

Одним из необходимых условий здорового и высокопроизводительного труда является обеспечение чистоты воздуха и нормальных метеорологических условий в рабочей зоне помещений, т. е. пространстве высотой до 2 м над уровнем пола или площадки, где находятся рабочие места.

Вредные химические вещества способны проникать в организм человека тремя путями: через дыхательные пути (основной путь), а также через кожу и с пищей, если человек принимает ее, находясь на рабочем месте. Действие этих веществ следует рассматривать как воздействие опасных или вредных производственных факторов, так как они оказывают негативное (токсическое) действие на организм человека, в результате которого у человека возникает отравление — болезненное состояние, тяжесть которого зависит от продолжительности воздействия, концентрации и вида вредного вещества.

Основные методы защиты от вредных веществ на химически опасных предприятиях заключаются:

1. В исключении или снижении поступления вредных веществ в рабочую зону и в определенную среду.

2. В применении технологических процессов, исключающих образование вредных веществ (замена пламенного нагрева электрическим, герметизация, применение экобиозащитной техники).

Один из способов защиты человека от воздействия вредных веществ является нормирование, или установление ПДК - предельно - допустимой концентрации, которая при ежедневной работе в течение всего рабочего стажа не вызывает заболеваний или нарушений здоровья, обнаруживаемых современными методами исследований, в процессе работы или в отдаленные сроки жизни настоящего и последующего поколений.

Различают максимально разовые (воздействующие в течение 20 минут), среднесменные и среднесуточные ПДК. Для веществ с неустановленными ПДК временно вводятся ориентировочные безопасные уровни воздействия (ОБУВ), которые должны пересматриваться через 3 года с учетом накопленных данных или заменяться ПДК. При этом используется:

1) ПДК рабочей зоны (рабочая зона - пространство, ограниченное предприятием сверху).

2) ПДК для атмосферного воздуха селитебной зоны (ПДК средняя суточная).

Защитные меры необходимы для профилактики химических отравлений и оптимизации параметров микроклимата. Их можно разделить на следующие группы:

1. Организационные

• медицинские осмотры при приеме на работу и периодически (приказ №302н Минздрава России);

• сокращенный рабочий день;

• не допустимость приема на работу с вредными условиями подростков и женщин;

• предоставление дополнительных отпусков;

• учет и регистрация профессиональных заболеваний и отравлений;

• организация рационального дополнительного питания.

2. Технические:

• герметизация оборудования;

• дистанционное или автоматическое управление;

• вентиляция и кондиционирование воздуха;

• сигнализация.

3. Санитарно-гигиенические:

• нормирование вредных веществ в воздухе рабочей зоны;

• стандартизация сырья и готовых материалов;

• контроль состояния воздушной среды.

4. Психофизиологические:

• комнаты отдыха;

• доступность информации;

• тренинги;

• нормализация социально-психофизиологического климата в коллективе.

Наряду с мерами защиты используются и средства защиты (спецодежда, пасты, мази, перчатки, средства защиты органов дыхания).

4.3 Технические методы защиты- вентиляция, отопление

Одним из методов защиты человека от вредного влияния химических веществ, пылевого загрязнения и способов нормализации параметров микроклимата является вентиляция, кондиционирование воздуха.

Вентиляция представляет собой организованный и регулируемый воздухообмен, обеспечивающий удаление из помещений воздуха, загрязненного вредными газами, пылью, а также улучшающий микроклиматические условия в производственных помещениях.

Вентиляцию можно классифицировать следующим образом:

1. По способу организации воздухообмена - общеобменная, когда смена воздуха осуществляется во всем объеме помещений; местная, при которой воздух подается или удаляется в том или ином месте помещения.

2. По характеру движущих сил - естественная, когда воздух перемещается за счет естественных сил; искусственная (механическая), когда воздух приводится в движение с помощью вентилятора.

3. По принципу действия - приточная (подача воздуха) или вытяжная (удаление воздуха).

Естественная вентиляция - это воздухообмен в помещении, создаваемый за счет разности удельного веса наружного воздуха и воздуха помещения (гравитационное давление), а также вследствие действия силы ветра (ветровое давление).

Как известно, объем газа возрастает на 1/273 при повышении температуры на 1С. отсюда нагрев воздуха приводит к уменьшению его объемной массы. Разность объемной массы теплого и холодного воздуха создает разность давления. Холодный воздух проникает через поры строительных материалов и случайные отверстия внутри помещения (инфильтрация), вытесняя более легкий теплый воздух через отверстия, расположенные вверху (тепловой напор). Естественно, что тепловой напор будет тем больше, чем значительнее разность температур в помещении и вне его и чем больше расстояние по высоте между входными и выходными отверстиями. Ветер оказывает давление на всякие встречающиеся на его пути препятствия (ветровой напор). Ветровой напор возрастает по мере увеличения скорости ветра. Через поры и случайные отверстия в стенах здания, через оконные проемы с наветренной стороны под давлением ветра воздух поступает внутрь помещения, а с подветренной стороны, где создается пониженное давление, удаляется.

При естественной вентиляции происходит одновременное действие теплового и ветрового напоров.

Наиболее совершенной и эффективной формой естественной вентиляции промышленных зданий является управляемая организованная вентиляция - аэрация, при которой проветривание осуществляется через специальные проемы в стенах и крыше здания; при этом можно пользоваться этими проемами с учетом температуры наружного воздуха, направления, скорости ветра и т.д.

Аэрация способна обеспечить в крупных производственных помещениях современных промышленных предприятий интенсивный воздухообмен (20-40 кратной). Регулирование аэрации является одним из важнейших условий ее правильной эксплуатации. Оно зависит от силы и направления ветра, температуры воздуха и т.д. Осуществляется путем большого или меньшего количества открытых окон и других вентиляционных отверстий на определенных уровнях и сторонах здания.

Летом наружный воздух должен поступать в нижние проемы здания. При ветре фрамуги, расположенные с наветренной стороны, должны быть закрыты.

Зимой для предупреждения попадания холодного воздуха в рабочую зону воздух должен поступать через проемы, расположенные не ниже 4,5 от пола.

За счет естественных сил может осуществляться также удаление воздуха с ограниченного места образования вредностей путем устройства вытяжных зонтов, специальных шахт.

Аэрация, как правило, применяется в цехах со значительными выделениями тела, если концентрация пыли и вредных веществ не превышает 30% от КПД.

Для использования ветрового напора вытяжные шахты могут быть снабжены дефлектометрами, которые способствуют подсасыванию воздуха из помещения благодаря тому, что ветер, поступающий на дефлектор, на подветренной стороне создает разряжение.

Механическая вентиляция обычно применяется тогда, когда естественной вентиляцией нельзя достичь в помещении воздушной среды, отвечающей гигиеническим требованиям.

Механическая вентиляция более сложная по устройству, имеет ряд существенных преимуществ перед естественной:

а) возможность подачи воздуха с любой температурой, относительной влажностью и подвижностью;

б) возможность равномерной работы круглый год в необходимых объемах, независимо от климатических условий;

в) возможность подачи и удаления воздуха в любых точках помещения;

г) возможность устройства местных отсосов;

д) возможность очистки удаляемого из помещения вентиляционного воздуха.

Приточная вентиляция может быть общей, когда подаваемый воздух распространяется по всему помещению, и местной, когда подаваемый воздух поступает к рабочим местам.

Элементами приточной вентиляции являются следующие устройства: устройство забора, подогрева, увлажнения воздуха, побудитель движения воздуха, система воздуховодов для подачи воздуха в цех. Место забора наружного воздуха имеет вид отверстия в наружной стене здания, воздухозаборной шахты и др. Воздухозаборные отверстия необходимо располагать на высоте не менее 2 метров от земли и иметь жалюзийные решетки.

Состав приточной вентиляции

Рис. 4.2. Схема вытяжной вентиляции

Состав вытяжной вентиляции

1 – вытяжная шахта (1-1,5м над верхней точкой здания)

2 – магистральный воздухопровод

3 – фильтр

4 – вентилятор

5 – вытяжные отверстия

Так в цехах, где имеются источники тепловыделений, способствующие созданию мощных конвекционных потоков, или наличие легких паров и газов, воздух рекомендуется удалять из верхней зоны. Удаление воздуха из нижней зоны на расстоянии 0,5 м и ниже от пола рекомендуется в тех цехах, в которых имеется выброс тяжелых газов и паров летучих веществ, а также пыли.

Общеобменная вентиляция обычно применяется при: а)наличие незначительных утечек вредных газов и паров из закрытой аппаратуры именно там, где местные отсосы оборудовать невозможно; б)влаго- и теплоизбытках; в)удаление пыли, когда воздушные потоки, создаваемые вентиляцией, препятствуют процессу осаждения пылевых частиц.

Рис. 4.3. Схема приточно-вытяжной вентиляции

Местная вытяжная вентиляция используется для удаления вредных веществ непосредственно на месте образования. Она не только более экономична, но и более эффективна.

Типы местных укрытий можно представить следующим образом:

1. Полностью закрытые кожухи, укрывающие источники выделения неблагоприятных факторов производственной среды или полностью аппаратов, из которых отсасывается воздух.

2. Приемники , укрывающие источники вредностей, но имеющие рабочие окна для обслуживания. К числу таких приемников относятся вытяжные шкафы.

3. Приемники, частично укрывающие источники вредных выделений производственной среды (укрытие шлифовальных кругов и др.).

4. Открытые воздухоприемники, представляющие собой отсосы той или иной конструкции, приближенные к источнику поступлений выбросов. К числу таких приемников относятся вытяжные зонты, бортовые отсосы.

Для обеспечения эффективной работы системы вентиляции важен контроль за содержанием воздуховодов, полностью присоединения отдельных отрезков.

В соответствии с ГОСТ 12.1.005-76 при объеме на одного работающего менее 20 м³ необходимо подавать в помещение не менее 30 м³ чистого воздуха. Если объем на одного работающего 30 м3 подается 20 м³ воздуха.

При загрязнении воздуха пылью, химическими веществами, влагой и теплом необходимо определить кратность воздухообмена К - сколько раз в час должен смениться воздух в помещении. Расчет вентиляции состоит из определения кратности воздухообмена и подбора оборудования.

Количество воздуха, которое необходимо удалить из помещения, если воздух загрязнен пылью, химическими веществами:

W - количество вредных выделений пыли, газа, г/ч;

Cпок - предельно допустимые концентрации вредных выделений в воздухе помещения, г/м³;

Сп - концентрация вредных примесей в воздухе, поступающим в производственное помещение извне, г/м³.

При загрязнении воздуха влагой:

G - количество избыточной влаги в помещении, г/ч;

γ - плотность приточного воздуха, кг / м³;

αуд , αпр - влагосодержание в удаляемом и приточном воздухе, г/м³.

При загрязнении воздуха теплом:

С - теплоемкость воздуха, С = 1 кДж / кг К;

ΔТ - разность температуры удаляемого и приточного воздуха, К;

γ - плотность приточного воздуха, γ= 1,29 кг/м³;

Qизб - избытки тепла, кДж/ч.

Избытки тепла определяются:

Qп - количество тепла, поступающего в воздух помещения от производственных и осветительных установок, в результате тепловыделений людей, солнечной радиации и до, кДж/ч;

Qотд - теплоотдача в окружающую среду через стены здания, кДж/ч.

Для каждого количества вредных выделений необходимое количество вентиляционного воздуха L рассчитывается отдельно. Затем берется наибольшая из получаемых значений и подставляется в формулу для определения кратности воздухообмена:

V - объем помещения.

Каждая вентиляционная установка снабжается паспортом и инструкцией по эксплуатации. В инструкции указывается режим работы и обязанности персонала. Контроль воздушной среды производится службами санитарного контроля ежеквартально.

На предприятиях используют различные системы вентиляции но преимущественно приточно-вытяжную с механическим побуждением. В отдельных производственных помещениях, в которых существует опасность прорыва большого количества вредных веществ за короткое время, устанавливают дополнительную аварийную вентиляцию. Для аварийной вентиляции используют высокопроизводительные осевые вентиляторы, которые устанавливают в специальных нишах.

Рис. 4.4. Комплектация систем вентиляции

В настоящее время используют аварийную вентиляцию с автоматическим включением с одновременной подачей звукового сигнала.

При загрязнении воздуха пылью, химическими веществами, влагой и теплом необходимо определить кратность воздухообмена – сколько раз в час должен смениться воздух в помещении. Расчет вентиляции состоит из определения кратности воздухообмена и подбора оборудования.

Объемом вентиляции называют количество воздуха (в куб.м), которое поступает в помещение в течение часа. Минимальная норма поступления наружного воздуха в помещение 30 куб.м/ч на взрослого человека и 20 куб.м/ч — на ребенка. Кратность воздухообмена показывает, сколько раз в течение часа меняется воздух в помещении. При кратности воздухообмена менее 0,5 в час человек испытывает чувство духоты в жилом помещении. В соответствии с требованиями существующих нормативов кратность воздухообмена за-висит от вида производства, а в жилых домах должна быть (в жилых комнатах) — 0,5—1,0; в кухнях — 3,0 кратный обмен в час.

Каждая вентиляционная установка снабжается паспортом и инструкцией по эксплуатации. В инструкции указывается режим работы и обязанности персонала. Контроль воздушной среды производится службами санитарного контроля ежеквартально.

Основными характеристиками вентиляционных систем являются:

• Производительность по воздуху - от десятков до тысяч кб.м./ч.

• Напор воздуха или статическое давление (кПа).

• Мощность калорифера (необходим в приточных вентиляционных установках для подогрева уличного воздуха в зимнее время) - от единиц до сотни кВт.

• Уровень шума (дБ).

Выбор конкретных параметров зависит от размера, расположения и назначения вентилируемых помещений, количества находящихся там людей.

Эффективность вентиляции - это величина, показывающая, как быстро загрязнённый воздух удаляется из помещения. Она определяется отношением концентрации вредных примесей, содержащихся в вытяжном воздухе к концентрации вредных примесей в помещении. Эффективность вентиляции часто используется для качественной оценки способности системы обеспечивать комфортные условия по чистоте воздуха. Данный показатель находится в зависимости от геометрии помещения, взаиморасположения приточных и вытяжных отверстий и плотности распределения источников вредных примесей в помещении.

Количество тепла, выделяемого одним работником, принимают равным 80 ккал/ч, а посетителем – 75 ккал/ч.

Необходимо иметь в виду, что высокая подвижность воздуха вызывает сквозняки, мешающие работе и вызывающие простудные заболевания.

Кондиционирование воздуха – это создание и поддержание в закрытых помещениях определенных параметров воздушной среды по температуре, влажности, чистоте, составу, скорости движения и давлению воздуха. Параметры воздушной среды должны быть благоприятными для человека и устойчивыми. Кондиционирование воздуха достигается системой технических средств, служащих для приготовления, перемещения и распределения воздуха, а также автоматического регулирования его параметров. Современные автоматические кондиционерные установки очищают воздух, подогревают или охлаждают его, увлажняют или высушивают в зависимости от времени года и других условий, подвергают ионизации или озонированию, а также подают его в помещения с определенной скоростью.

Основные элементы систем кондиционирования – калориферы, фильтр, холодильные установки, увлажнители, терморегуляторы и другие приборы, регулирующие работу кондиционерных установок.

Другим способом нормализации параметров микроклимата является отопление.

Отопительные системы любого типа делятся на открытые и закрытые. В закрытых устанавливается расширительный бачок мембранного типа, который дает возможность функционировать системе при повышенном давлении. Такая система дает возможность использовать в качестве теплоносителя не только воду, но и составы на основе этиленгликоля, которые имеют пониженную температуру замерзания (до -40оС) и называются еще антифризами. Для нормальной работы оборудования в системах отопления должны использоваться специальные составы, разработанные для этих целей, а не общего назначения.

В открытой системе в верхней точке встраивается расширительный бачок открытого типа. К нему обычно подсоединяют патрубок для отвода воздуха из системы, а также организовывают трубопровод для слива излишка воды в системе. Иногда из расширительного бака могут забирать теплую воду для хозяйственных нужд, но в этом случае нужно подпитку системы сделать автоматической, а также не использовать добавок и присадок.

С точки зрения безопасности более перспективны закрытые системы и большая часть современных котлов разрабатывается под них.

Есть два типа организации двухтрубной системы – вертикальная и горизонтальная. Вертикальная применяется чаще всего в многоэтажных домах. Она требует большего количества труб, зато легко реализуется возможность подключения радиаторов на каждом этаже. Главное достоинство такой системы – автоматический вывод воздуха (он стремится вверх и там выходит или через расширительный бачек или через спускной вентиль)

По способу разводки подачи различают систему с верхней и нижней подачей. При верхней разводке труба идет под потолком, а от нее вниз опускаются к радиаторам трубы подачи. Обратка идет вдоль пола. Этот способ хорош тем, что можно легко сделать систему с естественной циркуляцией – перепад высот создает поток достаточной силы, чтобы обеспечить хорошую скорость циркуляции, необходимо только соблюсти уклон с достаточным углом.

4.4 Методы защиты от шума и вибрации

Для защиты от шума используются следующие методы:

1. Уменьшение шума в источнике.

Этот метод является наиболее рациональным.

Механические шумы снижаются при помощи следующих технических мероприятий:

- замена ударных процессов и механизмов безударными, например, применять оборудование с гидроприводом вместо оборудования с кривошипным и эксцентрированным приводами. Заменяют штамповку прессованием: клепку – сваркой, обрубку – резкой и т.д.;

- применять вместо прямозубых шестерен косозубые;

- замена зубчатых и цепных передач клиноременными;

- замена подшипников качения на подшипники скольжения;

- замена (по возможности) металлических деталей на пластмассовые;

- использование принудительной смазки трущихся поверхностей;

- применять балансировку вращающихся элементов машин.

Аэродинамические шумы

Это шумы вентиляторов, воздуходувок, компрессоров, выпусков пара и воздуха в атмосферу, двигателей внутреннего сгорания.

В большинстве случаев меры по ослаблению аэродинамических шумов в источнике оказываются недостаточными, поэтому дополнительное, а часто и основное снижение шума достигается путем звукоизоляцией источника и установка глушителей.

Гидродинамические шумы

Возникают вследствие стационарных и нестационарных процессов в жидкостях (насосы).

Меры борьбы – это улучшение гидродинамических характеристик насосов и выбор оптимальных режимов их работы.

Электромагнитные шумы – возникают в электрических машинах и оборудовании за счет магнитного поля, обусловленного электрическим током.

Снижение электромагнитного шума осуществляется путем конструктивных изменений в электрических машинах. В трансформаторах необходимо применять более плотную прессовку пакетов, использовать демпфирующие материалы.

2. Изменение направленности излучения шума.

3. Рациональная планировка предприятий и цехов.

4. Акустическая обработка помещений.

Если нет возможности уменьшить прямой звук, то для снижения шума нужно уменьшить энергию отраженных волн. Процесс поглощения звука происходит за счет перехода энергии колеблющихся частиц воздуха в теплоту вследствие потерь в порах материала. Поэтому для эффективного звукопоглощения материал должен обладать пористой структурой, причем поры должны быть открыты со стороны падения звука и соединяться между собой, чтобы не препятствовать проникновению звуковой волны в толщу материала.

5. Уменьшение шума на пути его распространения.

Этот метод применяется, когда рассмотренными выше методами не возможно или нецелесообразно достичь требуемого снижения шума.

Снижение шума этим методом может быть осуществлено применением:

а) звукоизолирующих кожухов, экранов, кабин;

б) глушителей шума.

Средства индивидуальной защиты

Часто неэкономично, а иногда практически невозможно уменьшить шум до допустимых величин общетехническими мероприятиями. Поэтому средства индивидуальной защиты являются основными мерами, предотвращающими профессиональные заболевания работающих.

К средствам индивидуальной защиты относятся вкладыши, наушники, шлемы.

Для борьбы с вибрацией машин и оборудования и защиты работающих от вибрации используют различные методы. Борьба с вибрацией в источнике возникновения связана с установлением причин появления механических колебаний и их устранением, например, замена кривошипных механизмов равномерно вращающимися, тщательный подбор зубчатых передач, балансировка вращающихся масс и т.д.

Для снижения вибрации широко используют эффект вибродемпфирования - превращения энергии механических колебаний в другие виды энергии, чаще всего в тепловую. С этой целью в конструкции деталей, через которые передается вибрация, применяют материалы с большим внутренним трением, специальные сплавы, пластмассы, резины, вибродемпфирующие покрытия. Для предотвращения общей вибрации используют установку вибрирующих машин и оборудования на самостоятельные виброгасящие фундаменты. Для ослабления передачи вибрации от источников ее возникновения полу, рабочему месту, сиденью и т.д. широко применяют методы виброизоляции. Для этого на пути распространения вибрации вводят дополнительную упругую связь в виде виброизоляторов из резины, пробки, войлока, асбеста, стальных пружин. В качестве средств индивидуальной защиты работающих используют специальную обувь на массивной резиновой подошве. Для защиты рук служат рукавицы, перчатки, вкладыши и прокладки, которые изготавливают из упругодемпфирующих материалов.

Важным для снижения опасного воздействия на организм человека является правильная организация режима труда и отдыха, постоянное медицинское наблюдение за состоянием здоровья, лечебно-профилактические мероприятия, такие как гидропроцедуры (теплые ванночки для рук и ног), массаж рук и ног, витаминизация и др.

4.5 Методы защиты от электромагнитных полей

Основным и наиболее эффективным средством защиты людей от воздействия электромагнитных излучений является автоматизация технологического процесса, применение дистанционного управления высокочастотными установками и вынесение источников излучения из помещений, где находятся люди.

Весьма эффективным способом защиты является экранирование источников излучения при помощи металлических щитов (экранов) и камер. В материале металлического экрана возникают вихревые токи, создающие электромагнитное поле, противоположное экранируемому. В результате такого противодействия ЭМП источника излучения локализуется. Материалом для экранирования могут быть металлические листы толщиной не менее 0,5 мм или сетки с ячейками не более 4х4 мм из металла, обладающего высокой электропроводностью и магнитной проницаемостью (медь, алюминий, латунь, малоуглеродистая сталь).

Уменьшение энергии излучения у источников достигается выполнением специальных мероприятий. К ним относятся, например, полное экранирование шкафа передатчиков с устранением щелей и других неплотностей в металлической обивке и соблюдением электрического контакта по всему периметру экрана, экранирование смотровых жалюзей и окон передатчиков с помощью металлической сетки или специального стекла с металлизированным слоем и т.п. В зависимости от типа установок и характера применяемого технологического процесса конструктивное оформление защитных экранов может быть различным.

При экранировании степень ослабления напряженности электромагнитного поля определяется эффективностью экранирования, она оценивается в децибелах, которая показывает, во сколько раз уменьшилась напряженность поля на данном участке:

где Е₀, Н₀ - напряженность поля до экранировании;

Е_э, Н_э - напряженность поля при экранировании.

Степень экранирования (в относительных единицах) определяется из соотношений:

Общее экранирование высокочастотной установки достигается созданием экранированной камеры, где размещается установка. Упраление установкой осуществляется дистанционною обслуживающий персонал не должен находится в экранированном помещении.

Наибольший эффект достигается при общем экранироваии всех элементов высокочастотной установки. Обследование находящихся в эксплуатации радиопередатчиков различных типов показывает, что некачественная экранировка любого участка экрана почти в равной мере ухудшает общую эффективность экранировки передатчика.

В зависимости от мощности источника и диапазона волн применяются различные типы экранов: сплошные металлические; сетчатые металлические; мягкие металлические с хлопчатобумажной или другой тканью; поглощающие. Все экраны, кроме поглощающих, обеспечивают отражение СВЧ энергии.

При выборе толщины сплошного экрана обычно исходят из конструктивных соображений, поскольку глубина проникновения электромагнитной энергии высоких и сверххвысоких частот мала. Экраны выплоняются в виде замкнутых поверхностей из металлических листов толщиной 0,5-1 мм, окружающих экранируемый объект. При толщине экрана в 0,01 мм поле СВЧ ослабляется на 50 дБ (в 100000 раз). Для облегчения веса экрана можно пользоваться даже тонкой фольгой.

Сетчатый экран обладает худшими экранирующими свойствами по сравнению со сплошными экранами. Сетчатые экраны находят широкое применене, когда нужно ослабить поток мощности СВЧ на 20-30 дБ (в 100 - 1000 раз). Например, металлическая сетка из проволоки диметром 0,08 мм, имеющая 560 ячеек на 1 см² в диапазоне волн от 1 до 10 см, дает ослабление мощности СВЧ от 25 до 45 дБ.

Таблица 4.1. Ослабление мощности СВЧ при помощи ткани

Эластичные экраны предназначены для изготовления экранных штор, драпировок, чехлов и специальной одежды (комбинезонов, халатов, капюшонов), защищающих обслуживающий персонал от излучений СВЧ энергии. Материалом для эластичных экранов служит хлопчатобумажная ткань, в структуре которой такие металлические нити образуют сетку с размерами ячейки 0,5 x 0,5 мм, диаметр проволоки 0,08 - 0,53 мм. Защитные свойства ткани сохраняются при температуре от -40 до +100^○С и при относительной влажности до 98% (табл. 4.1).

Прозрачные экраны изготавливаются из специального оптически прозрачного стекла, покрытого двуокисью олова - SnO₂. Плоские стекла выпускаются размером 650 x 500 мм (ТУ 166-63). Стекло создает ослабление мощности СВЧ порядка 30 дб в диапазоне волн 0,8 ... 150 см.

В некоторых случаях полное экранирование источника излучения вызывает нарушение рабочего процесса в генераторе за счет отражений от внутренней поверхности экрана. Для уменьшения этих помех применяют поглощающие экраны. Наибольший эффект достигается в том случае, когда электромагнитные волны падают на поглощающую поверхность экрана перпендикулярно. Наносимые на экран поглощающие покрытия должны полностью поглощать электромагнитную энергию.

Защитные меры от действия ультрафиолетового излучения включают средства отражения УФ - излучений, защитные экраны и средства индивидуальной защиты кожи и глаз.

Для защиты от повышенной инсоляции применяют различные типы защитных экранов. При этом они могут быть физическими и химическими, физические представляют собой разнообразные преграды, загораживающие или рассеивающие свет. Защитным действием обладают различные кремы, содержащие поглощающие ингредиенты, например, бензофенон.

Защитная одежда из поплина или других тканей должна иметь длинные рукава и капюшон. Глаза защищают специальными очками.

При разработке средств защиты от воздействия электромагнитных излучений учитывается следующее:

• уменьшение излучения непосредственно в самом источнике;

• экранирование источника излучения;

• экранирование рабочего места у источника излучения или удаление рабочего места от него;

• применение индивидуальных средств защиты.

В зависимости от диапазона частот, типа источника излучения, его мощности и характера технологического процесса может быть применен один из указанных методов защиты или любая их комбинация. Средства защиты должны обеспечивать выполнение следующих основных требований:

• не вызывать существенных искажений электромагнитного поля применяемыми защитными средствами;

• не ухудшать работу обслуживающего персонала;

• не снижать производительность их труда.

Защита от ионизирующих излучений состоит из комплекса организационных и технических мер, осуществляемых путем экранирования источников излучения или рабочих мест, удаления источника от рабочих мест, сокращение времени облучения.

К организационным мерам относится:

• выбор радионуклидов с меньшим периодом полураспада;

• применение измерительных приборов большей точности;

• инструктажи с указанием порядка и правил проведения работ, обеспечивающих безопасность;

• применение специальных хранилищ для радиоактивных веществ;

• медицинский контроль за состоянием здоровья работающих.

Технические меры защиты заключаются в экранировании источников излучения или рабочих мест, при помощи которого можно снизить облучение на рабочем месте до заданного значения.

Альфа - частицы имеют небольшую длину пробега, поэтому слой воздуха в несколько сантиметров, одежда, резиновые перчатки являются достаточной защитой.

Для защиты от бета - излучений применяют материалы с небольшим атомным весом (плексиглас, алюминий). Для защиты от бета - излучений высоких энергий этими материалами облицовывают экраны из свинца, т.к. при прохождении бета - частиц через вещество возникает тормозное излучение в виде рентгеновского излучения.

Гамма - излучение и рентгеновское лучше всего поглощается материалами с большим атомным номером и высокой плотностью свинец, вольфрам).

Защитные экраны могут быть стационарные, передвижные, настольные, разборные.

Может быть использована в качестве технических мер защиты вытяжная вентиляция.

В качестве средств индивидуальной защиты от альфа и бета - излучений применяют индивидуальные защитные костюмы, средство защиты органов дыхания - изолирующие противогазы.

4.6 Методы обеспечения информационной безопасности

Одним из наиболее эффективных методов обеспечения информационной безопасности являются организационно-технические методы. Защита информации всегда является комплексным мероприятием. В совокупности, организационные и технические мероприятия позволяют предотвратить утечку информации по техническим каналам, предотвратить несанкционированный доступ к защищаемым ресурсам, что в свою очередь обеспечивает целостность и доступность информации при ее обработке, передаче и хранении. Так же техническими мероприятиями могут быть выявлены специальные электронные устройства перехвата информации, установленные в технические средства и защищаемое помещение.

Прежде всего, создание и совершенствование системы обеспечения информационной безопасности, разработка, использование и совершенствование системы защиты информации и методов контроля их эффективности.

Этот этап тесно связан с правовыми методами защиты информации, такими как лицензирование (деятельности в области защиты информации), сертификация средств защиты информации и применение уже сертифицированных, и аттестация объектов информатизации по требованиям безопасности информации.

Меры по охране конфиденциальности информации, составляющей коммерческую тайну:

- определение перечня информации, составляющей коммерческую тайну;

- ограничение доступа к информации, составляющей коммерческую тайну, путем установления порядка обращения с этой информацией и контроля засоблюдением такого порядка;

- учёт лиц, получивших доступ к информации, составляющей коммерческую тайну, и (или) лиц, которым такая информация была предоставлена или передана;

- регулирование отношений по использованию информации, составляющей коммерческую тайну, работниками на основании трудовых договоров и контрагентами на основании гражданско-правовых договоров;

- нанесение на материальные носители (документы), содержащие информацию, составляющую коммерческую тайну, грифа "Коммерческая тайна" с указанием обладателя этой информации (для юридических лиц - полное наименование и место нахождения, для индивидуальных предпринимателей - фамилия, имя, отчество гражданина, являющегося индивидуальным предпринимателем, и место жительства).

Если говорить об экономической стороне защиты информации, всегда важно одно правило – стоимость системы защиты информации не должна превышать стоимость этой информации. Но это не единственное «но» в этом вопросе.

Нецелесообразно защищать всю информацию, какую можем, и все каналы информации какие только есть. Для этого необходимо определить объект защиты.

Основными объектами защиты являются речевая информация и информация обрабатываемая техническими средствами. Так же информация может быть представлена в виде физических полей, информативных электрических сигналов, носителей на бумажной, магнитной, магнито-оптической и иной основе. В связи с этим защите подлежат средства и системы информатизации, участвующие в обработке защищаемой информации (ОТСС), технические средства и системы, не обрабатывающие непосредственно информацию, но размещенные в помещениях, где она обрабатывается (ВТСС) и защищаемые помещения.

В первом приближении все методы защиты информации можно разделить на три класса:

- законодательные;

- административные;

- технические.

Законодательные методы определяют кто и в какой форме должен иметь доступ к защищаемой информации, и устанавливают ответственность за нарушения установленного порядка. Например, в древнем мире у многих наций были тайные культы, называемые мистериями. К участию в мистериях допускались только посвященные путем особых обрядов лица. Содержание мистерий должно было сохраняться в тайне. А за разглашение секретов мистерий посвященного ждало преследование, вплоть до смерти. Также смертью каралось недозволенное участие в мистериях, даже произошедшее по случайности. В современном мире существуют законы о защите государственной тайны, авторских прав, положения о праве на тайну личной переписки и многие другие. Такие законы описывают, кто и при каких условиях имеет, а кто не имеет право доступа к определенной информации. Однако законодательные методы не способны гарантировать выполнение установленных правил, они лишь декларируют эти правила вместе с мерой ответственности за их нарушение.

Административные методы заключаются в определении процедур доступа к защищаемой информации и строгом их выполнении. Контроль над соблюдением установленного порядка возлагается на специально обученный персонал. Административные методы применялись многие века и диктовались здравым смыслом. Чтобы случайный человек не прочитал важный документ, такой документ нужно держать в охраняемом помещении. Чтобы передать секретное сообщение, его нужно посылать с курьером, который готов ценой собственной жизни защищать доверенную ему тайну. Чтобы из библиотеки не пропадали в неизвестном направлении книги, необходимо вести учет доступа к библиотечным ресурсам. Современные административные методы защиты информации весьма разнообразны. Например, при работе с документами, содержащими государственную тайну, сначала необходимо оформить допуск к секретным документам. При получении документа и возврате его в хранилище в журнал регистрации заносятся соответствующие записи. Работа с документами разрешается только в специально оборудованном и сертифицированном помещений. На любом этапе известно лицо, несущее ответственность за целостность и секретность охраняемого документа. Схожие процедуры доступа к информации существуют и в различных организациях, где они определяются корпоративной политикой безопасности. Например, элементом политики безопасности может являться контроль вноса и выноса с территории организации носителей информации (бумажных, магнитных, оптических и др.). Административные методы защиты зачастую совмещаются с законодательными и могут устанавливать ответственность за попытки нарушения установленных процедур доступа.

Технические методы защиты информации в отличие от законодательных и административных, призваны максимально избавиться от человеческого фактора. Действительно, соблюдение законодательных мер обуславливается только добропорядочностью и страхом перед наказанием. За соблюдением административных мер следят люди, которых можно обмануть, подкупить или запугать. Таким образом, можно избежать точного исполнения установленных правил. А в случае применения технических средств зашиты перед потенциальным противником ставится некоторая техническая (математическая, физическая) задача, которую ему необходимо решить для получения доступа к информации. В то же время легитимному пользователю должен быть доступен более простой путь, позволяющий работать с предоставленной в его распоряжение информацией без решения сложных задач. К техническим методам защиты можно отнести как замок на сундуке, в котором хранятся книги, так иносители информации, самоуничтожающиеся при попытке неправомерного использования. Правда, такие носители гораздо чаще встречаются в приключенческих фильмах, чем в реальности.

Технические способы защиты информации начали разрабатываться очень давно. Так, например, еще в V—IV вв. до н. э. в Греции применялись шифрующие устройства. По описанию древнегреческого историка Плутарха, шифрующее устройство состояло из двух палок одинаковой толщины, называемых сциталами, которые находились у двух абонентов, желающих обмениваться секретными сообщениями. На сциталу по спирали наматывалась без зазоров узкая полоска папируса, и в таком состоянии наносились записи. Потом полоску папируса снимали и отправляли другому абоненту, который наматывал ее на свою сциталу и получал возможность прочесть сообщение. Элементом, обеспечивающим секретность в таком шифрующем устройстве, являлся диаметр сциталы.

Вместе с техническими методами защиты разрабатывались и методы обхода (взлома) зашиты. Так древнегреческий философ Аристотель предложил использовать длинный конус, на который наматывалась лента с зашифрованным сообщением. В каком-то месте начинали просматриваться куски сообщения, что позволяло определить диаметр сциталы и расшифровать все сообщение.

Методы, не имеющие математического обоснования стойкости, проще всего рассматривать как "черный ящик" — некоторое устройство, которому на вход подаются данные, а на выходе снимается результат. Процессы, происходящие внутри "черного ящика", предполагаются неизвестными и неподвластными ни пользователю, ни потенциальному противнику. Собственно, стойкость таких методов основывается именно на предположении, что "ящик" никогда не будет вскрыт и его внутреннее устройство не будет проанализировано. Однако в реальной жизни случается всякое, и иногда или возникает ситуация, при которой раскрывается устройство "черного ящика",или упорному исследователю удается разгадать алгоритмы, определяющие функционирование зашиты, без вскрытия самого "ящика". При этом стойкость системы защиты становится равна нулю. Методы защиты, функционирующие по принципу "черного ящика", называют Security Through Obscurity (безопасностьчерез неясность, незнание).

Особенность методов защиты информации, имеющих математическое обоснование стойкости, заключается в том, что их надежность оценивается, исходя из предположения открытости внутренней структуры. То есть предполагается, что потенциальному противнику известны в деталях все алгоритмы и протоколы, использующиеся для обеспечения защиты. И, тем не менее, противник должен быть не б состоянии обойти средства защиты, т. к. для этого ему надо решить некоторую математическую проблему, которая на момент разработки защиты не имела эффективного решения. Однако существует вероятность того, что через некоторое время будет разработан эффективный алгоритм решения математической проблемы, лежащей в основе метода защиты, а это неминуемо приведет к снижению ее стойкости. Большинство методов, имеющих математическое обоснование стойкости, относятся к методам криптографии. И именно криптографические методы в основном позволяют эффективно решать задачи информационной безопасности.

4.7 Методы обеспечения психологической безопасности

Под психологической безопасностью следует понимать состояние среды обитания свободное от проявления физического насилия во взаимодействии всех субъектов процесса жизнедеятельности, способствующее удовлетворению их потребностей в личностно - доверительном общении.

Психологическая безопасность, как состояние сохранности психики, предполагает поддержание определенного баланса между негативными воздействиями на на человека окружающей его среды и его устойчивостью, способностью преодолеть такие воздействия собственными ресурсами или с помощью защитныхфакторов среды. Психологическая безопасность личности и среды неотделимы друг от друга и представляют собой модель устойчивого развития и нормального функционирования человека во взаимодействии со средой.

Психологическое насилие представляет основную угрозу психологической безопасности, оно является исходной формой любого вида насилия и труднее всего формализуется , потому его структурные компоненты до сих пор не определены. На проявления структурных компонентов психологического насилия в межличностных отношениях влияют представления о нем , приобретаемые в процессе познания окружающей действительности. Данные представления являются социальными, содержат информацию о том, как должны развиваться отношения, и конструируют окружающую реальность не только для одного человека, но и для целой группы.

Согласно исследованиям A. Edmonson, уровень психологической безопасности в среде может повышаться или понижаться в зависимости от ситуации, в которой пребывает человек, а конкретно, от его взаимоотношений с референтной группой.

Негативные переживания наряду с состоянием напряженности, страха и подавленности входят в определение психологического дискомфорта и являются последствиями нарушения психологической безопасности личности. Основной угрозой психологической безопасности, вызывающей негативные переживания, является психологическое насилие в межличностных отношениях, относящееся к психотравмирующим ситуациям взаимодействия.

Психологические последствия насилия влияют на все уровни функционирования личности (С. Л. Соловьева), они вызывают нарушения в познавательной сфере и снижают продуктивность психической деятельности в целом, проявляются в виде тревожных и депрессивных переживаний и экстраполируется в будущее, провоцируют опреденные паттерны поведения и формируют негативные представления, отражающиеся на поведении и взаимодействии с другими людьми, приводят к стойким личностным изменениям. Причинами психологического насилия являются биологические факторы, семейные отношения , средовые факторы и межличностные отношения.

Для того, чтобы отказаться от психологического насилия и создать безопасную окружающую среду, человек должен иметь представление не только о том, что является насилием, но и как создать условия для внутренней безопасности референтной окружающей среды, должен уметь управлять чувствами и идентифицировать происходящее в группе, определять пути, с помощью которых опасное поведение может стать насильственным.

Системный подход к реализации Основ государственной политики в области обеспечения химической и биологической безопасности Российской Федерации на период до 2010 года и дальнейшую перспективу, утвержденных Президентом РФ В. В. Путиным предполагает создание государственной системы обеспечения химической и биологической безопасности Российской Федерации, предусматривающей категорирование, прогнозирование, предупреждение и парирование угроз химической и биологической опасности,, ликвидацию последствий чрезвычайных ситуаций в результате воздействия химических и биологических факторов.

Эффективность и комплексность решения всех аспектов проблемы обеспечения химической и биологической безопасности Российской Федерации во многом определяется доступностью сведений и информированностью специалистов по всем интересующим вопросам, необходимым для формирования взвешенных научно обоснованных государственных программ и позитивного общественного мнения по отношению к их практической реализации.

4.8 Меры защиты в электроустановках

Все защитные меры в электроустановках можно разделить на конструктивно-технологические (т.е. защитная мера заложена в самой конструкции электроустановки) и специальные.

4.8.1 Конструктивно-технологические меры

Конструктивно-технологическими мерами для защиты от поражения электрическим током в электроустановках являются:

1. Недоступность токоведущих частей электроустановки для случайного прикосновения.

Может быть обеспечена изоляцией, размещением на достаточной высоте, ограждением.

Надежность и безопасность работы электрооборудования зависит, прежде всего, от состояния изоляции токоведущих частей. Повреждение ее является основной причиной многих несчастных случаев.

Во многих элементах электроустановок (например, кабельные вводы, распределительные устройства, провода воздушных линий и т.д.) средой, изолирующей человека от токоведущих частей, является воздух. В подобных случаях безопасность обеспечивается организационными мероприятиями, жестко регламентирующими приближение человека на опасные для него расстояния к токоведущим частям, а также применением сплошных или сетчатых ограждений.

Для изоляции токоведущих частей (машин, аппаратов, приборов, проводов, кабелей) применяются различные изоляционные материалы и изделия, отличающиеся диэлектрическими и особыми физико-механическими свойствами (резина, пластмассы, бумага, фарфор, стекло, асбест, эбонит, стеклоткань, смолы, лаки, краски).

Контроль и профилактика повреждений изоляции.

Контроль изоляции – это измерение её активного или омического сопротивления с целью обнаружить дефекты и предупредить замыкания на землю и короткие замыкания.

В сети напряжением до 1000 В сопротивление изоляции каждого участка должно быть не менее 0,5 МОм на фазу.

Существует два вида контроля: периодический и постоянный. Постоянный контроль – это наблюдение за сопротивлением изоляции под рабочим напряжением в течение всего времени работы электроустановки без автоматического отключения.

Периодический контроль состояния изоляции электроустановок напряжением до 1000 В производится не реже одного раза в три года.

Состояние изоляции проверяется также перед вводом электроустановок в эксплуатацию и после длительного пребывания в нерабочем положении.

Измерение сопротивления изоляции производят при помощи омметра или мегаомметра. Схема периодического контроля омметром приведена на рис.4.5.

Непрерывный контроль сопротивления изоляции в сети с изолированной нейтралью в простейшем случае можно осуществлять с помощью трех вольтметров (рис.4.6). Показание вольтметра при поврежденной фазе будет ниже показаний двух других вольтметров.

Рис.4.5 Схема периодического контроля изоляции омметром:
А, В, С – фазы, rа, rв, rс – сопротивление изоляции.

Рис.4.6. Схема включения вольтметров для постоянного контроля сопротивления
изоляции трехфазной сети с изолированной нейтралью.

Испытание изоляции повышенным напряжением производят при капитальном и текущем ремонтах электрооборудования, а также в случаях, когда во время работы обнаружен дефект.

Изоляцию электроустановок испытывают напряжением промышленной частоты, как, правило, в течение 1 мин. Дальнейшее воздействие может испортить изоляцию.

Ограждения

Назначение временных ограждений – предохранить персонал, производящий работы в электроустановке, от опасного случайного приближения и прикосновения к находящимся под напряжением токоведущим частям, расположенным вблизи места работ. Они предназначены также для закрытия проходов в те помещения, куда вход работающему персоналу запрещен, и для воспрепятствования включению аппаратов.

Ограждениями могут служить специальные сплошные или решетчатые деревянные щиты, ширмы, решетки и т.п.; резиновые или пластмассовые колпаки, надеваемые на ножи однополюсных разъединителей с целью предотвращения ошибочного включения их; изолирующие накладки – пластины из резины, текстолита и им подобных материалов, применяемые для покрытия ножей отключенного рубильника или разъединителя и препятствующие ошибочному включению его.

Ограждения в виде щитов, ширм и т.п. применяются в установках любого напряжения. Их устанавливают так, чтобы расстояние от них до токоведущих частей было не меньше определенных значений: например, в установках напряжением до 15 кВ включительно минимальное расстояние должно быть 0,35 м, а в установках 500 кВ – 4,5 м.

Высота щита должна быть не менее 1,7 м. Нижняя кромка щита должна отстоять от пола не более чем на 10 см. на каждом щите укрепляется предупреждающий плакат «Стой! Опасно для жизни – под напряжением» или делается иная соответствующая надпись. Щиты нужно устанавливать надежно; они не должны препятствовать выходу из того помещения, где производятся работы.

Для ограждения близко расположенных частей, находящихся под напряжением, применяют только сплошные щиты или шкафы. Для ограждения рабочего места от расположенных вблизи и находящихся под напряжением частей должны применятся сплошные щиты. Решетчатые щиты можно применять только для загораживания входа в ячейки, камеры и проходы.

Соприкосновение щитов с токоведущими частями, находящимися под напряжением, не допускается.

Токоведущие части размещают на недоступной высоте в тех случаях, когда изоляция и ограждение их оказываются невозможными или нецелесообразными. Например, провода воздушных электрических линий, прокладываемых вне зданий, невозможно оградить; нецелесообразно их изолировать, так как изоляция быстро разрушается под действием атмосферы. Поэтому, для воздушных линий применяются, как правило, голые провода, которые подвешиваются над землей на такой высоте, чтобы исключить возможность прикосновения к ним прохожих и транспорта. Минимальной высотой считается 6 м – для линий с напряжением до 1000 В, 7 м – для линий с напряжением до 110 кВ, 7,5 м – для линий с напряжением 150 кВ, 8 м – для линий более высокого напряжения.

2.Электрическое разделение сети.

Под защитным разделением сетей понимается деление электрической сети большой протяженности на короткие участки. Установлено: если единую, сильно разветвленную электрическую сеть, которая имеет большую емкость и малое сопротивление изоляции, разделить на ряд небольших сетей такого же напряжения, то такая сеть будет обладать незначительной емкостью и высоким сопротивлением изоляции. При этом опасность поражения током резко снижается.

3. Использование малого напряжения.

Малыми считаются напряжения до 50 В. При таком напряжении ток, проходящий через тело человека, не превышает 1÷1,5 мА, а это не опасно для человека. Область применения малых напряжений сравнительно невелика, так как уменьшение эксплуатационного напряжения связано с увеличением тока, сечений проводов и токоведущих частей электрических машин и аппаратов. Применение малых напряжений (2,5 В) ограничивается шахтерскими лампами, различными электроинструментами, светильниками и некоторыми бытовыми приборами (игрушки, карманные фонари, электробритвы и т.п).

Источником малого напряжения может быть батарея гальванических элементов, аккумулятор, выпрямительная установка, преобразователь частот и трансформатор.

Наиболее часто в качестве источника малого напряжения применяются понижающие трансформаторы, так как они отличаются простотой конструкции и большой надежностью.

Во всех случаях электропитания через понижающие трансформаторы с вторичным напряжением 1242 В необходимо обеспечить невозможность перехода напряжения тока из первичной обмотки (высшего напряжения) во вторичную обмотку (низшего напряжения), питающую электроприемники. Для этого корпус трансформатора должен быть заземлен и удален от электроприемников на расстояние не менее 5 м. Для большей безопасности рекомендуется на вторичной стороне трансформатора применять хорошо изолированные провода, а для переносных электроприемников – изолирующие шланговые провода, при работах в металлических резервуарах и на токопроводящих конструкциях трансформаторы следует устанавливать вне емкостей или конструкций, а их корпуса соединять с этими объектами, чтобы выровнять потенциалы на корпус трансформатора и на конструкции.

4. Двойная изоляция.

Этот термин означает применение кроме основной изоляции токоведущих частей, называемой рабочей, еще одного слоя изоляции, называемой дополнительной, которая изолирует человека от металлических нетоковедущих частей, могущих случайно оказаться под напряжением.

Наиболее совершенный способ изготовления электрооборудования с двойной изоляцией – изготовление корпуса электроприбора из изолирующего материала.

4.8.2 Специальные меры. Защитное заземление

Защитное заземление выполняется с целью обеспечения безопасности людей при нарушении изоляции токоведущих частей. Применяется также заземление для защиты от действия атмосферного электричества электрооборудования, зданий и сооружений.

Защитным заземлением называется преднамеренное соединение с землей или ее эквивалентом металлических частей оборудования, в обычных условиях находящихся не под напряжением, но могущих оказаться под напряжением вследствие нарушения изоляции электроустановок.

Действие защитного заземления заключается в том, что оно снижает напряжение между корпусом оборудования, оказавшимся под напряжением, и землей до безопасного значения.

Рис. 4.7 Схема защитного заземления

Поясним это на примере сети с изолированной нейтралью (рис. 4.7). Если корпус электрооборудования не заземлен и он оказался в контакте с фазой, то прикосновение человека к такому корпусу равносильно однофазному включению. Если же корпус заземлен, то потенциал корпуса относительно земли падает до безопасно малого значения.

В аварийном режиме в электроустановке (замыкание фазы на корпус) протекает аварийный ток (I_з- ток замыкания). Напряжение прикосновения Uпр можно определить как падение напряжения на сопротивлении Rз заземляющего устройства:

Защитное заземление применяется в трехфазных трехпроводных сетях напряжением до 1000 В с изолированной нейтралью, а в сетях напряжением 1000 В и выше – с любым режимом нейтрали.

Заземление бывает рабочее, защитное, измерительное, переносное и молнезащитное.

Рабочим заземлением называется заземляющее устройство, предназначенное для нормальной работы электроустановок.

Защитным заземлением называется заземляющее устройство, предназначенное для соединения металлических частей электроустановок и аппаратуры связи, нормально не находящихся под напряжением, с землей посредством металлических проводников и заземлителей.

Назначение защитного заземления – снизить до безопасной величины напряжение относительно земли, возникающее на нетоковедущих металлических частях электроустановок; устройств проводной связи и радиотрансляционных узлов, оболочек кабеля, цистерн необслуживаемых усилительных пунктов (НУП) и другой аппаратуры в случае пробоя или повреждения изоляции проводников, находящихся под напряжением.

В устройствах связи, кроме рабочего и защитного применяется измерительное заземление.

Измерительным заземлением называется вспомогательное заземляющее устройство, предназначенное для контрольных измерений величины сопротивлений рабочего и защитного заземлений в установках проводной связи и радиотрансляционных узлов.

Согласно действующим правилам устройства электроустановок (ПУЭ) корпуса всех электроустановок при напряжении 500В и выше постоянного и переменного токов должны быть заземлены во всех случаях. Корпуса электроустановок, находящихся в помещениях с повышенной опасностью, особо опасных и в наружных установках (на открытом воздухе), при напряжении выше 50В переменного тока и 120В постоянного тока, должны быть также заземлены.

Заземлению подлежат корпуса электрических машин трансформаторов и аппаратов, металлические каркасы распределительных щитов и шкафов, металлическая арматура железобетонных конструкций зданий и другие металлические нетоковедущие части электроустановок, которые могут случайно оказаться под напряжением в результате повреждения изоляции и замыкании фазы на корпус.

Устройства защитного заземления состоит из магистрали заземления и заземлителей, находящихся в земле, при помощи которых обеспечивается надежное соединение с землей корпусов электроустановок.

В качестве заземлителей применяются трубы или уголковая сталь, забитые в грунт и присоединяемые к защищаемым электроустановкам.

Для искусственных заземлителей применяют стальные трубы диаметром d = 35-50мм при толщине стенки не менее 3,5мм, стержни или уголковую сталь. Трубы должны быть очищены от краски, масла и изолирующих веществ. Электроды (трубы и т.п.) соединяют между собой стальной шиной > 48мм² , толщиной не менее 4мм, круглой сталью d = 10мм с помощью сварки. Трубы забиваются в грунт на некоторую глубину от поверхности земли (рис.4.8) для того, чтобы уменьшить «сезонный ход» заземляющего устройства, т.к. верхние слои меняют свою проводимость в зависимости от времени года.

Рис. 4.8 Расположение заземлителей в грунте

В очень сырых грунтах, которые могут вызвать усиленную коррозию стальных труб, применят омедненные или оцинкованные трубы.

Заземляющее устройство – это совокупность заземлителя и заземляющих поводов, соединяющих заземляемые части электроустановки с заземлителем.

Различают естественные и искусственные заземлители.

В качестве искусственных заземлителей используют стальные, вертикально заложенные в землю трубы диаметром от 3 до 5 см, с толщиной стенок не менее 3,5 мм, длиной 2,5 – 3м; угловая сталь, металлические стержни диаметром 10 – 12 мм и длиной 10 м и более.

Для искусственных заземлителей в агрессивных почвах (щелочных, кислых и др.),где они подвергаются усиленной коррозии, также применяются медь, омедненный или оцинкованный металл.

В качестве искусственных заземлителей нельзя применять алюминиевые оболочки кабелей, а также голые алюминиевые проводники, так как в почве они окисляются, а окись алюминия – изолятор.

В качестве естественных заземлителей могут быть использованы проложенные в земле водопроводные, канализационные и другие металлические трубопроводы; металлические конструкции и арматура железобетонных конструкций, имеющие соединение с землей; свинцовые оболочки кабелей, проложенных в земле.

Категорически запрещается использовать в качестве заземлителей трубопроводы горючих жидкостей и газов.

Каждый отдельный проводник, находящийся в контакте с землей, называется одиночным заземлителем, или электродом. Если заземлитель состоит из нескольких электродов, соединенных между собой параллельно, он называется групповым заземлителем.

Типы заземляющих устройств

Заземляющим устройством называется совокупность заземлителя (проводников, т.е. электродов, соединенных между собой и находящихся в непосредственном соприкосновении с землей) и заземляющих проводников, соединяющих заземляемые части электроустановки с заземлителем.

В зависимости от места размещения заземлителя относительно заземляемого оборудования различают два типа заземляющих устройств: контурное и выносное (рисунок 4.9).

Рис. 4.9 Расположение заземляющих устройств

Недостаток выносного заземляющего устройства - отдаленность заземлителя от заземляемого оборудования и как следствие велико напряжение прикосновения (оно равно потенциалу заземленных конструкций). Применяют его при малых значениях тока замыкания на землю в установках до 1000В.

Преимущество - возможность выбора места размещения электродов.

При контурном заземляющем устройстве выравнивается потенциал на защищаемой территории. В результате напряжение прикосновения не превышает заранее заданных допустимых значений.

К недостаткам можно отнести: неподходящий по сопротивлению грунт, а также вероятность нарушения целостности соединительных проводов.

Сопротивление заземляющего устройства представляет собой сумму сопротивлений заземлителя относительно земли и заземляющих проводников.

Сопротивление заземлителя относительно земли есть отношение напряжения на заземлителе к току, проходящему через заземлитель в землю.

Величина сопротивления заземлителя зависит от удельного сопротивления грунта, в котором заземлитеь находится; типа размеров и расположения элементов, из которых заземлитель выполнен; количества и взаимного расположения электродов.

Величина сопротивления заземлителей может изменяться в несколько раз в зависимости от времени года. Наибольшее сопротивление заземлители имеют зимой при промерзании грунта и в засушливое время.

Наибольшее допустимое значение сопротивления заземления в установках до 1000 В:

10 Ом – при суммарной мощности генераторов и трансформаторов 100 кВА и менее

4 Ом – во всех остальных случаях.

Указанные нормы обосновываются допустимой величиной напряжения прикосновения, которая в сетях до 1000 В не должна превышать 40 В.

В установках свыше 1000 В допускается сопротивление заземления

, но не более 4 Ом или 10 Ом.

В установках свыше 1000 В с большими токами замыкания на землю (J₃ > 500 В) сопротивление заземляющего устройства не должно быть более 0,5 Ом для обеспечения автоматического отключения участка сети в случае аварии.

4.8.3. Защитное зануление

Защитное зануление – это присоединение металлических нетоковедущих частей электрооборудования, которые могут оказаться под напряжением, к глухозаземленной нейтральной точке источника (рис.4.10).

Назначение защитного зануления такое же, как и защитного заземления: устранить опасность поражения людей током при пробое на корпус. Решается эта задача автоматическим отключением поврежденной установки от электрической сети.

Рис.4.10 Схема зануления электрического двигателя:
U – фазное напряжение, Iк – ток короткого зануления, 1, 2, 3 – фазы,
0 – нулевой провод, R₀ – сопротивление нейтральной точки.

Принцип действия зануления – превращение пробоя на корпус в однофазное короткое замыкание с целью вызвать ток большой силы, способный обеспечить срабатывание защиты и тем самым автоматически отключить поврежденную установку от питающей сети. Такой защитой служат:

- плавкие предохранители или максимальные автоматы, устанавливаемые для защиты от токов короткого замыкания;

- магнитные пускатели со встроенной тепловой защитой;

- контакторы с тепловыми реле и другие приборы.

При пробое фазы на корпус ток идет по пути: корпус – нулевой провод – обмотки трансформатора – фазный провод – предохранители; ввиду того, что сопротивление при коротком замыкании мало, сила тока достигает больших величин и предохранители срабатывают.

Защитное зануление применяется в трехфазных четырехпроводных электрических сетях напряжением до 1000 В с глухозаземленной нейтралью. Такие сети обычно напряжением 380/220 и 220/127 В широко применяются в машиностроительной промышленности.

Назначение нулевого провода в электрической сети – обеспечить необходимую для отключения электроустановки величину тока короткого замыкания путем создания для этого тока цепи с малым сопротивлением.

– для защиты плавкими предохранителями. I_н – номинальный ток установки.

Заземление нейтрали в трехфазной четырехпроводной сети делается для того, чтобы снизить до безопасного значения напряжение нулевого провода относительно земли при случайном замыкании фазы на землю.

Без заземления нейтрали такая сеть опасна и применяться не должна.

Повторное заземление делается с целью уменьшить опасность поражения человека током при обрыве нулевого провода и одновременном пробое фазы на корпус за местом обрыва. В этом случае при отсутствии повторного заземления напряжение на корпусе равно фазному. Если же нулевой провод имеет повторное заземление, то при его обрыве до места замыкания фазы на корпус напряжение на нем значительно снижается.

Нулевой провод должен быть проложен так, чтобы исключить возможность обрыва; в нулевом проводе запрещается ставить предохранители, выключатели и другие приборы, способные нарушить его целостность. Проводимость нулевого провода должна составлять не менее 50% проводимости фазного провода.

Контроль зануления электрооборудования производится при его приемке в эксплуатацию, а также периодически в процессе эксплуатации. Один раз в пять лет должно производиться измерение полного сопротивления петли «фаза - нуль» для наиболее удаленных, а также наиболее мощных электроприемников, но не менее 10% их общего количества.

Внеплановые измерения обязательно производятся при капитальных ремонтах и реконструкции сети.

4.8.4. Защитное отключение

Защитное отключение – быстродействующая защита, обеспечивающая автоматическое отключение электроустановки при возникновении в ней опасности поражения током.

Такая опасность может возникнуть при замыкании фазы на корпус, снижении сопротивления изоляции ниже определенного предела и в случае прикосновения человека непосредственно к токоведущим частям, находящимся под напряжением.

Основными элементами устройств защитного отключения (УЗО) является прибор защитного отключения исполнительный орган - автоматический отключатель.

Прибор защитного отключения (ПЗО) - это совокупность отдельных элементов, которые воспринимают входную величину, реагируют на ее изменения и дают сигнал на отключение выключателю. Этими элементами являются:

1 - датчик – устройство, воспринимающее изменение параметра и преобразующее его в соответствующий сигнал;

2 - усилитель (в случае слабого сигнала);

3 - цепи контроля – для проверки исправности схемы;

4 - вспомогательные элементы (сигнальные лампы и измерительные приборы).

Автоматический выключатель – служит для включения и выключения цепей, находящихся под нагрузкой. Он должен отключать цепь при поступления сигнала от прибора защитного отключения.

Основные требования к устройству защитного отключения (УЗО):

1 - высокая чувствительность;

2 - малое время отключения (0,05-0,2с);

3 - селективность действия, т.е. при наличии опасности;

4 - иметь самоконтроль исправности;

5 - достаточная надежность.

Область применения - практически не ограничена. Наибольшее распространение УЗО получили в сетях напряжением до 1000В.

Различают типы УЗО, которые реагируют на:

1 - потенциал корпуса;

2 - ток замыкания на землю;

3 - напряжение фазы относительно земли;

4 - напряжение нулевой последовательности;

5 - ток нулевой последовательности;

6 - оперативный ток.

Есть устройства комбинированные, которые реагируют не на одну, а на несколько входных величин.

Рассмотрим схему УЗО, реагирующее на потенциал корпуса относительно земли (рисунок 4.11).

Электроустановка питается от 3-х фазной, 3-х проводной сети с изолированной нейтралью.

Рисунок 4.11.- Схема защитного отключения, реагирующая
на потенциал корпуса относительно земли

1 – контакты магнитного пускания;

2 – кнопка «пуск»;

3 – кнопка «стоп»;

4 – нормально замкнутые контакты (НЗК) реле напряжения 6;

5 – катушка магнитного пускателя (U_раб = U_л);

6 – реле напряжения;

7 – кнопка проверки работоспособности схемы;

8 – плавкие предохранители;

9 – электроустановка;

10 – защитное заземление;

11– вспомогательное заземление;

Рассмотрим 3 режима работы:

1. Нормальный режим работы.

При нажатии на кнопку «пуск» (2) на катушку пускателя (5) подается линейное напряжение через замкнутые контакты кнопки «стоп» (3), и нормально замкнутые контакты (4), реле напряжения (6). При протекании тока через катушку пускателя (5), в ней возникает магнитное поле, которое притягивает сердечник, на котором расположены контакты (1). Они замыкаются и на электроустановку (9) подается напряжение, а дополнительный контакт блокирует кнопку «пуск» (2) и ее можно отпустить. При нажатии на кнопку «стоп» (3) разрывается цепь питания катушки пускателя (5), магнитное поле исчезает и сердечник, на котором расположены контакты (1) под действием собственного веса (или пружины) возвращается в исходное положение. Происходит отключение электроустановки от сети.

2. Аварийный режим работы (замыкание фазы на корпус и обрыв цепи защитного заземления)

При включенной установке и наличии аварийного режима на корпусе установки (9 )возникает напряжение относительно вспомогательного заземления (11) которое подается на реле напряжения (6) через замкнутые контакты кнопки (7). При достижении напряжения на корпусе установки (9) равного напряжению «уставки» реле напряжения (6), оно срабатывает и размыкает свои нормально замкнутые контакты (4). Напряжение «уставки» реле напряжения (6) выбирается из условий безопасности. Электроустановка отключается от сети. При повторном включении электроустановки – цикл повторится.

3. Проверка работоспособности схемы.

При включенной электроустановке, находящейся в нормальном режиме при нажатии на кнопку (7) (размыкаются нормально замкнутые контакты, соединяющие заземленный корпус электроустановки (9) и реле напряжение (6) и на реле напряжения (6) подается фазное напряжение). Должно произойти отключение электроустановки от сети.

4.8.5. Защита от перехода высшего напряжения

Переход высшего напряжения в сеть низшего возможен при пробое высоковольтной обмотки силовых и измерительных трансформаторов на низковольтную. Такой переход напряжения опасен как в пожарном отношении, так и для обслуживающего персонала. Наибольшей опасности такого рода подвергаются трансформаторы переносных электроинструментов, переносных электроламп и аппаратов электрической сварки.

Рис.4.12. Защита от перехода высшего напряжения в сеть низшего:
а) схема включения пробивного предохранителя; б) переход высшего напряжения
при заземленной вторичной обмотке трансформатора.

Защита сети трехфазного тока с изолированной нейтралью напряжением до 1000 В от возможного перехода высшего напряжения осуществляется при помощи пробивного предохранителя, который состоит из двух металлических дисков, изолированных один от другого слюдяной прокладкой. В нормальных условиях воздушный зазор между дисками изолирует от земли нейтраль низковольтной обмотки. При пробое высоковольтной обмотки на низковольтную происходит пробой воздушного зазора в слюдяной прокладке предохранителя, и цепь аварийного тока замыкается через сопротивление рабочего заземлителя сети низшего напряжения и емкость сети высшего напряжения (рис.4.23а). При пробое предохранителя срабатывают средства защиты, и поврежденный трансформатор немедленно отключается.

В случае пробоя изоляции и перехода высшего напряжения в сеть низшего напряжение прикосновения к проводу вторичной обмотки становится для обслуживающего персонала меньше опасной величины.

В сетях с глухозаземленной нейтралью один из зажимов вторичной обмотки трансформатора присоединяется к заземленному нулевому проводу (4.13а). В случае пробоя изоляции между обмотками трансформатора ток короткого замыкания вызывает срабатывание средств защиты и отключение трансформатора.

Рис.4.13. Схемы защиты трансформаторов напряжением ниже 1000 В:
а) зануление вторичной обмотки; б) зануление экранной обмотки.

Для защиты от перехода высшего напряжения в сеть низшего в трансформаторах применяют также дополнительную экранную обмотку, не имеющей изоляции между витками, которая помещается между обмотками разных напряжений. Вторичная обмотка остается изолированной. Экранная обмотка в сети с изолированной нейтралью заземляется, а в сети с глухозаземленной нейтралью зануляется (рис.4.13б).

При контакте вторичной и экранной обмоток эта мера защиты теряет свои преимущества.

Как показывает практика, в трансформаторах с низшим напряжением ниже 1000 В рассмотренные меры защиты при переходе высшего напряжения в сеть низшего не гарантируют полной безопасности обслуживающего персонала, поэтому качество изоляции переносного электрифицированного инструмента и переносных электрических ламп напряжением 12 и 36 В имеет большое значение.

4.8.6. Блокировка и сигнализация

Блокировочные устройства являются наиболее надежным средством защиты обслуживающего персонала от поражения электрическим током. Они исключают опасности прикосновения или приближения к токоведущим частям в то время, когда они находятся под напряжением. В простейшем случае, например, у штепсельной розетки с блокировкой пружина поворачивает крышку вокруг оси, как только вилку вынут из розетки, и таким образом закрывает контактные гнезда розетки (для включения вилки вставляют в отверстия крышки, поворачивают ее вокруг оси до совпадения ее отверстий с отверстиями в корпусе и тогда просовывают штырьки вилки в контактные гнезда).

Блокировка – предназначена для исключения возможности проникновения человека в опасную зону, либо для устранения опасного фактора на время нахождения человека в этой зоне.

По принципу действия блокировки делятся на: электрическую; механическую; фотоэлектрическую; гидравлическую; пневматическую; радиационную; комбинированную.

Электрическая блокировка обеспечивает возможность включения оборудования только при наличии ограждения. При электрической блокировке в ограждения встраивается концевой выключатель, контакты которого при закрытом ограждении замыкают цепь включения электроустановки. При открывании двери, шкафа, ограждения электроустановка автоматически отключается.

Принципы электрической блокировки заключаются в следующем:

а) при открывании кожухов или ограждения электрооборудования происходит автоматическое отключение данного устройств от источника тока (рисунок 4.14);

Рис. 4.14. Схема блокировки с автоматическим
отключением электроустановки

б) открывание кожухов или ограждений электрооборудования становится возможным только после предварительного отключения данного устройства от источника тока.

Действие механической блокировки заключается в том, что открыть двери шкафов или ограждений возможно только при предварительном выключении рубильника, т.е. выключении электроустановки, и, наоборот, включить рубильник можно только при закрытых дверях или надетых на электроустановки кожухах.

Механическая блокировка применяется разных систем: жезловая, рычажная.

При жезловой системе все двери шкафов или ограждений имеют специальные замки, которые открываются одним ключом. Конструкция замка такова, что повернуть ключ и вынуть его из замка можно только, выключив предварительно рубильник, снимающий высокое напряжение. Конструкция дверных замков не позволяет вынуть ключ, если дверь не закрыта. Включить рубильник можно только в том случае, если дверь ограждения будет закрыта и заперта.

При рычажной системе ручка управления рубильником механически связана с дверным заслоном замка. При выключении рубильника одновременно выдвигается заслон замка и только после этого можно открыть дверь шкафа или ограждения. При открытой двери конструкция замка не позволяет задвинуть заслон замка обратно и, следовательно, не допускает включения рубильника, когда за ограждением работает обслуживающий персонал.

Электрическая блокировка воздействует только на контакты электрической цепи. Она может применяться при любых расстояниях от защищаемого объекта. Принцип действия электрической блокировки состоит в том, что открытие дверей шкафов или ограждения электроустановки или кожухов электрооборудования сопровождается разрывом электрической цепи и автоматическим отключением электроустановки или другого электрооборудования от источника тока. В другом случае блокировка делает возможным открыть двери шкафа или ограждения электроустановки или снять кожух электрооборудования только после предварительного отключения источника тока.

Недостатком электрической блокировки является ее зависимость от исправности электрической цепи, например, из-за возможного пригорания контактов нельзя открыть двери ограждения передатчика или двери лифта, что может привести к несчастному случаю. Также электрическая блокировка не препятствует ошибочным действиям оперативного персонала при переходе на ручное управление разъединителем.

Электромагнитная блокировка широко применяется в эксплуатации за счет своей универсальности и простоты операций с ней. В качестве примера можно рассмотреть электромагнитный замок (рисунок 4.15) на ручном приводе разъединителя, предназначенного на электростанциях, подстанциях и в распределительных сетях для создания видимого разрыва между оборудованием, выведенным в ремонт, и остальной частью электроустановки, находящейся под напряжением. Они позволяют производить ремонт оборудования, не опасаясь случайной подачи напряжения к месту работ. В соответствии с ПТЭ все разъединители должны быть сблокированы с соответствующими выключателями.

Рис. 4.15. Схема электромагнитного замка (а) и электромагнитного ключа (б).

Аппаратура блокировки состоит из электромагнитного замка (рисунок 4.15а) и переносного электромагнитного ключа (рисунок 4.15б). Электромагнитный замок, заключенный в пластмассовый корпус (4) цилиндрической формы, имеет стержень (3), удерживаемый пружиной (2) и контакты (1), к которым подается напряжение оперативного тока при разрешении блокировкой операций с разъединителем. Стержень фиксирует привод разъединителя в отключенном и включенном положении. К зажимам (6) контактных гнезд подводится напряжение от шин оперативного постоянного тока через блок-контакты выключателя и разъединителей. Сбоку у замка имеются два рычажка (5) с отверстиями для пломбировки. Рычажок с кольцом служит для открытия замка вручную без ключа на случай неисправности оперативных цепей блокировки, при этом рвется нить пломбы. Оборванная нить пломбы указывает на то, что блокировка деблокировалась вручную.

В распределительном устройстве имеется один переносный электромагнитный ключ, который служит для открывания замков приводов. Он состоит из катушки (1) с подвижным сердечником (2) и возвратной пружиной (3), образующих вместе электромагнит. В торцевой части пластмассового корпуса ключа (4) укреплены два контактных штыря (5), к которым подключены выводы обмотки электромагнита. Чтобы отпереть замок ручного привода разъединителя для производства операции с ним, необходимо ключ вставить в замок так, чтобы штыри входили в гнезда замка. Если положение выключателей и разъединителей, а, следовательно, и их блок-контактов таково, что операция с разъединителем разрешена, то на гнезда замка через блок-контакты подается напряжение постоянного оперативного тока. В этом случае обмотка ключа будет обтекаться током, и сердечник ключа намагнитится. Если теперь нажать сердечник ключа рукой и ввести его до упора в запирающий стержень замка, то последний притянется к сердечнику. После этого сердечник ключа вытягивается рукой за кольцо вместе со стержнем замка, привод разъединителя отпирается, и с разъединителем можно проводить операции. Если оперативные переключения окончены, ключ снимается с замка, чем разрывается цепь питания обмотки электромагнита. Запирающий стержень замка под действием пружины (2) возвращается в исходное положение и запирает привод разъединителя.

Требования к устройствам блокировки:

• оперативная блокировка и блокировка защитных заземлений должны выполняться с использованием однотипной аппаратуры и по единой общей схеме для всех присоединений;

• аппаратура оперативной блокировки должна быть доступна для осмотра при наличии напряжения на оборудовании, на котором она установлена;

• блок-замки блокировки должны запирать приводы разъединителей только в крайних положениях Включено и Отключено. Блок-замки блокировки не должны запирать привод разъединителя в промежуточном положении и не должны позволять вынимать ключ из замка; оперативная блокировка не должна давать ложное разрешение на операции с разъединителями при исчезновении напряжения оперативного тока или неисправностях ее;

• оперативная блокировка не должна без надобности усложнять или замедлять операции с разъединителями. Это особенно важно при большом количестве присоединений на подстанции;

• необходимо стремиться по возможности выполнять блокировки дешевыми с использованием минимального количества аппаратуры и материалов, но не в ущерб другим требованиям.

В аппаратуре автоматики, вычислительных машин применяются блочные схемы, осуществляющие механическую блокировку. В общем корпусе устанавливаются отдельны блоки, которые соединяются с остальным устройством штепсельным соединением. Когда блок выдвигается или удаляется со своего места, штепсельный разъем размыкается и блок отключаете автоматически при открывании его токоведущих частей Электрические блокировки осуществляют разрыв цепи специальными контактами, которые устанавливаются на дверях ограждений, крышках и дверях кожухов.

В электроустановках и радиоустройствах широко применяются электрическая и механическая блокировки. Так, по действующим правилам техники безопасности все радиопередатчики должны иметь две блокировки: электрическую и механическую.

СИГНАЛИЗАЦИЯ является распространенным средством, позволяющим обслуживающему персоналу электроустановок и радиоустановок ориентироваться подчас в очень сложной обстановке и принять меры предосторожности или предупредить неправильные действия.

По назначению сигнализация делится на 3 группы:

• оперативную,

• предупредительную

• опознавательную.

По способу информирования различают сигнализацию звуковую, визуальную, комбинированную и одоризационную (по запаху – в газовом хозяйстве).

Наиболее часто применяется световая или звуковая сигнализация. При световой сигнализации зеленый свет ламп показывает, что напряжение с установки снято, красный свет – что установка находится под опасным напряжением. На радиоустройствах или электроустановках до 1000 В сигнальные лампы размещаются на пульте управления или около мест, где должны проводиться работы.

Рис. 4.16 Схема сигнализации безопасности

На рисунке 4.16 представлена схема сигнализации безопасности. При выключении рубильника Р блок-контакты К включают цепь питания сигнальной лампы Л. Свечение лампы указывает, что напряжение с электроустановки или радиоустройства снято. При включении рубильника Р и подачи напряжения на установку сигнальная лампа гаснет. При выходе из строя сигнальной лампы обслуживающий персонал будет предполагать, что установка находится под напряжением, и примет меры предосторожности.

Способ включения, при котором сигнальные лампы гаснут при отсутствии напряжения, имеет тот недостаток, что выход из строя лампы или нарушение контакта будет служить неверным сигналом для обслуживающего персонала. Поэтому в целях безопасности обслуживающего персонала необходимо всегда, независимо от показаний сигнальных ламп, при входе за ограждение убедиться в отсутствии напряжения на установке при помощи переносных индикаторов напряжения.

В электроустановках напряжением выше 1000 В, кроме сигнальных ламп, применяются лампы тлеющего разряда (неоновые, аргоновые и т.п.), которые подвешиваются к тем частям установки, состояние которых они показывают. Лампы горят в электрическом поле, создаваемом включенной частью установки, и не требуют никакой проводки. На каждую фазу ставится своя лампа. Такая сигнализация облегчает работу обслуживающего персонала и предупреждает несчастные случаи.

К звуковой сигнализации относятся также звонок и сирена, предупреждающие работающих о появлении напряжения на установке.

Для ориентации персонала при осмотре, ремонте и обслуживании электроустановок большое значение имеет маркировка, которая заключается в наличии надписей, а также в различной окраске частей установки, кабелей, проводов и шин в цвета, соответствующие правилам техники безопасности. Надписи указывают назначение тех или иных проводов с относящимися к ним выключателями, предохранителями и измерительными приборами. Вместо надписей могут применяться условные обозначения в виде букв, цифр и т.д.

Плакаты, надписи и схемы должны вывешиваться в соответствующих местах установки, где работают люди.

Плакат «Не включать! Работают люди» во избежание подачи напряжения на рабочее место должны быть вывешены:

• на приводах (рукоятках приводов) коммутационных аппаратов с ручным управлением (выключателей, отделителей, разъединителей, рубильников, автоматов);

• на приводе каждого полюса (у однополюсных разъединителей);

• на ограждениях (у разъединителей, управляемых оперативной штангой);

• на задвижках, закрывающих доступ воздуха в пневматические приводы разъединителей;

• на присоединениях напряжением до 1000 В, не имеющих коммутационных аппаратов - у снятых предохранителей, в комплектных распределительных устройствах (КРУ);

• на ключах и кнопках дистанционного и местного управления, а также на автоматах или у места снятых предохранителей цепей управления и силовых цепей питания приводов коммутационных аппаратов.

Однако надо всегда помнить, что устройства, сигнализирующие об отключенном положении аппарата, блокирующие устройства, постоянно включенные вольтметры являются только дополнительными средствами, подтверждающими отсутствие напряжения, и на основании их показаний нельзя делать заключение об отсутствии напряжения.

4.8.7. Условия безопасной эксплуатации электроустановок

Выполнение работ в электроустановках требует определенных знаний. Уровень требуемых знаний определяется присвоением квалификационной группы по электробезопасности. Чем выше квалификационная группа, тем большие требования предъявляются к работнику, его теоретической и практической подготовке. Установлено 5 квалификационных групп по электробезопасности.

Необходимо также учитывать категорию помещения по электроопасности.

Все помещения по степени опасности поражения человека электрическим током подразделяются на:

Помещения с повышенной опасностью, характеризующиеся наличием одного из признаков:

- сырость, когда относительная влажность воздуха длительно превышает 75%;

- наличие токопроводящей пыли (угольная, металлическая) которая оседает на проводах, проникает внутрь машин;

- жаркое помещение – температура воздуха длительно (боле суток) превышает + 350С;

-наличие токопроводящих полов – металлические, земляные, железобетонные (наличие на токопроводящем полу покрытия, например, линолеума, не делает пол изолирующим);

- помещения, в которых возможно одновременное прикосновение к металлическим конструкциям, механизмам, машинам, имеющим соединение с землей и металлическим корпусам электроустановок.

Особо опасные помещения характеризуются тремя условиями:

- особо сырые - относительная влажность воздуха близка к 100% (стены и предметы покрыты влагой);

- с химически активной или органической средами, в которых постоянно содержатся агрессивные пары, газы, действующие разрушающе на изоляцию и токоведущие части;

- имеющие одновременно два или более признаков свойственных помещениям с повышенной опасностью.

Помещения без повышенной опасности – это помещения, в которых отсутствуют признаки помещений с повышенной или особой опасностью. Это помещения сухие, безпыльные, помещения с нормальной температурой воздуха, с изолирующими (деревянными) полами, в которых отсутствуют заземленные предметы или их очень мало.

Также необходимо учитывать категорию работ в электроустановках.

Ремонтные, монтажные, наладочные, строительные и другие работы, выполняемые в действующих электроустановках в отношении мер безопасности делятся на две категории:

1) со снятием напряжения;

2) без снятия напряжения на токоведущих частях и вблизи них.

При одновременной работе в электроустановках до и свыше 1000В категории работ определяются применительно к установкам напряжением свыше 1000В.

К работам, выполняемым со снятием напряжения относятся работы, проводимые в электроустановке (или части ее), в которой со всех токоведущих частей снято рабочее напряжение;

К работам, выполняемым без снятия напряжения на токоведущих частях и вблизи них относятся работы, проводимые непосредственно на этих частях.

Работы без снятия напряжения на токоведущих частях и вблизи них должны выполнять не менее чем два лица, из которых - производитель работ должен меть группу по электробезопасности не ниже IV, а остальные не ниже III.

Условия производства работ

В электроустановках все работы необходимо выполнять при обязательном соблюдением следующих условий:

1. Работу должны вести, как правило, не меньше чем два лица.

2. Должны быть выполнены организационные и технические мероприятия, обеспечивающие персоналу безопасные условия работ.

Организационные мероприятия по обеспечения безопасного производства работ:

1. Выдача нарядов и распоряжений на производство работ.

2. Подготовка рабочего места

3. Допуск бригады к работе.

4. Надзор за бригадой во время работы.

5. Оформление перерывов в работе, перевод на другое место и окончание работы.

Технические мероприятия по обеспечению безопасности работ:

1. Производство необходимых отключений и принятие мер для предотвращения ошибочного или самопроизвольного включения.

2. Вывешивание переносных плакатов и при необходимости установка временных ограждений

3. Проверка отсутствия напряжения на отключенных токоведущих частях

4. Наложение временных переносных заземлений на отключенных токоведущих частях.

Работа в электроустановках производится по наряду, распоряжению, в порядке текущей эксплуатации. Наряд – это задание на безопасное производство работ, оформленное на специальном бланке установленной формы. По наряду производятся все названные выше работы.

Распоряжение – это задание на производство работ, определяющее ее содержание, место, время, меры безопасности (если они требуются) и лиц, которым поручено ее выполнение. Распоряжение может быть передано непосредственно или с помощью средств связи с последующей записью в оперативном журнале. Распоряжение имеет разовый характер, срок его действия зависит от продолжительности рабочего дня исполнителя. В порядке текущей эксплуатации выполняются работы, включенные в перечень, утвержденный руководителем предприятия (главным инженером).

Лица, ответственные за безопасность работ, их права и обязанности.

К этой категории относятся:

- лицо, выдавшее наряд, отдающее распоряжения;

- допускающий – ответственное лицо из оперативного персонала;

- ответственный руководитель работ;

- производитель работ;

- наблюдающий;

- члены бригады.

Право выдачи нарядов и распоряжений представляется лицам из электротехнического персонала предприятий, назначенных ответственными за электрохозяйство.

Указанные лица должны иметь группу по электробезопасности не ниже V в электроустановках напряжением выше 1000 В и не ниже IV в установках напряжением до 1000 В.

Допускающий должен иметь группу по электробезопасности не ниже IV в электроустановках напряжением выше 1000 В и не ниже III – в установках до 1000 В.

Ответственный руководитель (при работах по наряду) отвечает за численный состав бригады, определенный из условий обеспечения возможности надзора за ней со стороны производителя работ (наблюдающего), и за достаточность квалификации лиц, включенных в состав бригады. Ответственному руководителю запрещается принимать непосредственное участие в работе по нарядам, кроме случаев, когда он совмещает обязанности ответственного руководителя и производителя работ.

Назначение ответственного руководителя необязательно при работах, выполняемых со снятием напряжения и без снятия напряжения вдали от токоведущих частей, находящихся под напряжением, а также в электроустановках до 1000 В и работах, выполняемых по распоряжению.

Производитель работ, принимая рабочее место от допускающего, отвечает за правильность его подготовки и за проведение необходимых для производства работ мер безопасности.

Наблюдающий назначается для надзора за работой бригадам из лиц неэлектротехнического персонала, либо для надзора за работой бригад из электротехнического персонала в случае проведения работ в особо опасных условиях.

Наблюдающий контролирует наличие установленных на месте работы заземлений, ограждений, плакатов, запирающих устройств и отвечает за безопасность членов бригады от поражения электрическим током.

Наблюдающему запрещается совмещать надзор с выполнением какой-либо работы и оставлять бригаду без надзора во время работы. Наблюдающий назначается при работах: со снятием напряжения; без снятия напряжения на токоведущих частях и вблизи них.

Перед допуском к работе ответственный руководитель и производитель работ совместно с допускающим проверяют выполнение технических мероприятий по подготовке рабочего места.

После проверки подготовки рабочих мест и инструктажа бригады ответственный руководитель работ расписывается на оборотной стороне наряда, затем проверяет соответствие состава бригады и квалификации включенных в нее лиц.

Надзор во время работы осуществляется производителем работ или наблюдающим. Они должны все время находиться на месте работы по возможности на том участке, где выполняется наиболее ответственная работа.

При перерывах в работе на протяжении рабочего дня (на обед, по условиям производства работ) бригада может удалиться с рабочего места. Наряд при этом остается у производителя работ. Плакаты, заземления, ограждения остаются на месте. Возвращение без производителя работ или допускающего не разрешается.

После окончания работ рабочее место приводится в порядок, принимается ответственным руководителем, который после вывода бригады производителем работ расписывается в наряде об окончании работы и сдает его оперативному персоналу.

Условия производства работ без снятия напряжения.

При работе в электроустановках напряжением до 1000 В без снятия напряжения и вблизи от них необходимо оградить расположенные вблизи рабочего места другие токоведущие части, находящиеся под напряжением, к которым возможно случайное прикосновение. Работы должны выполняться не менее чем двумя работниками, причем производитель работ должен иметь группу по электробезопасности не ниже IV, остальные – не ниже III. Работы должны производиться с применением инструмента с изолирующими рукоятками (при отсутствии такого инструмента необходимо пользоваться диэлектрическими перчатками), в диэлектрических галошах или стоя на диэлектрическом коврике. При работе с применением электрозащитных средств допускается приближение человека к токоведущим частям на расстояние, определяемое длиной изолирующей части этих средств.

Условия производства работ со снятием напряжения.

Пред началом работ со снятием напряжения в электроустановках до 1000 В необходимо выполнить организационно-технические мероприятия, обеспечивающие безопасность работ.

Выполняя технические мероприятия, необходимо:

- снять напряжение на участке, выделенном для работы и принять меры против ошибочного включения и самовключения;

- вывесить предупредительные плакаты и оградить место работы;

- указателем напряжения проверить отсутствие напряжения в том месте, где будут вестись работы, и вывесить разрешающий плакат;

- на отключенные токоведущие части после проверки отсутствия напряжения накладываются переносные заземления со всех сторон, откуда может быть подано напряжение;

- на рубильниках и на всех устройствах, при помощи которых возможна подача напряжения на электроустановку, отключенную для производства работ, вывешать запрещающие плакаты. Снять плакаты имеет право только лицо, повесившее эти плакаты, или лицо его заменяющее.

Организационные мероприятия включают в себя:

- оформление работ нарядом-допуском, распоряжением или перечнем работ, выполняемых в порядке текущей эксплуатации;

- допуск к работе;

- надзор во время работы;

- оформление перерыва в работе, переводов на другое рабочее место, окончания работы.

Работа в электроустановках производится по наряду, распоряжению, в порядке текущей эксплуатации. Наряд – это задание на безопасное производство работ, оформленное на специальном бланке установленной формы. По наряду производятся все названные выше работы.

Распоряжение – это задание на производство работ, определяющее ее содержание, место, время, меры безопасности (если они требуются) и лиц, которым поручено ее выполнение. Распоряжение может быть передано непосредственно или с помощью средств связи с последующей записью в оперативном журнале. Распоряжение имеет разовый характер, срок его действия зависит от продолжительности рабочего дня исполнителя. В порядке текущей эксплуатации выполняются работы, включенные в перечень, утвержденный руководителем предприятия (главным инженером).

Лица, ответственные за безопасность работ, их права и обязанности.

К этой категории относятся:

- лицо, выдавшее наряд, отдающее распоряжения;

- допускающий – ответственное лицо из оперативного персонала;

- ответственный руководитель работ;

- производитель работ;

- наблюдающий;

- члены бригады.

Право выдачи нарядов и распоряжений представляется лицам из электротехнического персонала предприятий, назначенных ответственными за электрохозяйство.

Указанные лица должны иметь группу по электробезопасности не ниже V в электроустановках напряжением выше 1000 В и не ниже IV в установках напряжением до 1000 В.

Допускающий должен иметь группу по электробезопасности не ниже IV в электроустановках напряжением выше 1000 В и не ниже III – в установках до 1000 В.

Ответственный руководитель (при работах по наряду) отвечает за численный состав бригады, определенный из условий обеспечения возможности надзора за ней со стороны производителя работ (наблюдающего), и за достаточность квалификации лиц, включенных в состав бригады. Ответственному руководителю запрещается принимать непосредственное участие в работе по нарядам, кроме случаев, когда он совмещает обязанности ответственного руководителя и производителя работ.

Назначение ответственного руководителя необязательно при работах, выполняемых со снятием напряжения и без снятия напряжения вдали от токоведущих частей, находящихся под напряжением, а также в электроустановках до 1000 В и работах, выполняемых по распоряжению.

Производитель работ, принимая рабочее место от допускающего, отвечает за правильность его подготовки и за проведение необходимых для производства работ мер безопасности.

Наблюдающий назначается для надзора за работой бригадам из лиц неэлектротехнического персонала, либо для надзора за работой бригад из электротехнического персонала в случае проведения работ в особо опасных условиях.

Наблюдающий контролирует наличие установленных на месте работы заземлений, ограждений, плакатов, запирающих устройств и отвечает за безопасность членов бригады от поражения электрическим током.

Наблюдающему запрещается совмещать надзор с выполнением какой-либо работы и оставлять бригаду без надзора во время работы. Наблюдающий назначается при работах: со снятием напряжения; без снятия напряжения на токоведущих частях и вблизи них.

Перед допуском к работе ответственный руководитель и производитель работ совместно с допускающим проверяют выполнение технических мероприятий по подготовке рабочего места.

После проверки подготовки рабочих мест и инструктажа бригады ответственный руководитель работ расписывается на оборотной стороне наряда, затем проверяет соответствие состава бригады и квалификации включенных в нее лиц.

Надзор во время работы осуществляется производителем работ или наблюдающим. Они должны все время находиться на месте работы по возможности на том участке, где выполняется наиболее ответственная работа.

При перерывах в работе на протяжении рабочего дня (на обед, по условиям производства работ) бригада может удалиться с рабочего места. Наряд при этом остается у производителя работ. Плакаты, заземления, ограждения остаются на месте. Возвращение без производителя работ или допускающего не разрешается.

После окончания работ рабочее место приводится в порядок, принимается ответственным руководителем, который после вывода бригады производителем работ расписывается в наряде об окончании работы и сдает его оперативному персоналу.

Условия производства работ без снятия напряжения.

При работе в электроустановках напряжением до 1000 В без снятия напряжения и вблизи от них необходимо оградить расположенные вблизи рабочего места другие токоведущие части, находящиеся под напряжением, к которым возможно случайное прикосновение. Работы должны выполняться не менее чем двумя работниками, причем производитель работ должен иметь группу по электробезопасности не ниже IV, остальные – не ниже III. Работы должны производиться с применением инструмента с изолирующими рукоятками (при отсутствии такого инструмента необходимо пользоваться диэлектрическими перчатками), в диэлектрических галошах или стоя на диэлектрическом коврике. При работе с применением электрозащитных средств допускается приближение человека к токоведущим частям на расстояние, определяемое длиной изолирующей части этих средств.

4.8.8 Молниезащита зданий и сооружений

Молния представляет собой очень сильный разряд скопившегося атмосферного электричества, которое образуется вследствие трения о воздух капелек водяных паров в атмосфере. Грозовые тучи состоят из облаков с разными знаками заряда. Потенциал атмосферного электричества грозовых туч достигает огромных размеров. Заряд молнии составляет сотни тысяч ампер, а напряжение – свыше 2 миллионов вольт.

Воздействие молнии на здание или сооружение может проявляться в виде непосредственного разряда, вызывающего повреждения и разрушения, или в виде явлений электростатической и электромагнитной индукции, или в виде заноса высоких потенциалов через металлические коммуникации. Прямой разряд молнии, в отличие от шарового блуждающего разряда, отличается мгновенным действием. В течение долей секунды (до 100 мксек) по каналу молнии протекает ток силой 200 – 500 кА разогревая его до 20000С и выше. Индуктивные токи и заносы высоких потенциалов могут вызвать искрение в местах сближения металлических конструкций и оборудования.

Система мероприятий, направленных на нейтрализацию опасного влияния атмосферного электричества, обеспечивающих безопасность людей, сохранность зданий и сооружений, оборудования и материалов от взрывов, разрушений и пожара, называется молниезащитой. В зависимости от характера необходимых мероприятий по молниезащите все здания и сооружения разделяются на три категории.

Первая категория – наиболее опасные промышленные здания и сооружения, в которых действие молнии может привести не только к пожару, но и взрыву и повлечь за собой большие разрушения и человеческие жертвы (склады со взрывоопасным имуществом и т.п.). Согласно Правилам устройства электроустановок (ПУЭ) эти объекты относятся к классу В – I и В – II.

Вторая категория – здания и сооружения, опасные в отношении взрыва. Однако взрыв не может повлечь за собой значительные разрушения и человеческие жертвы, поскольку взрывоопасные и горючие вещества хранятся в специальной или металлической таре. Согласно ПУЭ эти объекты относятся к классу В – Iа, В – Iб и В – IIа, В – Iг.

Третья категория – все здания и сооружения, для которых прямой удар молнии представляет опасность только в отношении разрушений и пожаров. Согласно ПУЭ эти объекты относятся к классу П - I, П - II, П – IIа и П - III.

Необходимость и степень молниезащиты объекта определяется в зависимости от грозовой деятельности в месте расположения объекта, его пожаро- и взрывоопасности. Средняя грозовая деятельность за год определяется по карте среднегодовой продолжительности гроз в часах или на основании официальных данных местной метеорологической станции. Так, среднее число грозовых дней в году для городов Европейской части составляет от 5 до 39, для Кавказа 50 – 68. Географические районы с количеством грозовых дней в году до 10 принято считать слабо грозовыми, от 10 до 30 дней – грозовыми и более 30 дней – сильно грозовыми. Если число грозовых дней в году менее 10, то устройство молниезащиты нецелесообразно, за исключением отдельных зданий и сооружений, в зависимости от их пожарной опасности и ценности.

Рис. 4.17 Типы молниеотводов и их защитные зоны:
а) одиночный стержневой молниеотвод;
в) тросовый (антенны) молниеотвод;
в) двойной стержневой молниеотвод

Защита зданий и сооружений от прямых ударов молнии осуществляется молниеотводом (рис. 4.17), состоящим из молниеприемников 1, воспринимающих непосредственно на себя разряд молнии, заземляющих устройств 3, служащих для отвода тока в землю и тоководов 2, соединяющих молниеприемники с заземлителями. При ударе молнии разряд атмосферного электричества проходит через молниеотвод, минуя защищаемое здание или сооружение. Способ защиты от прямых ударов молнии выбирают в зависимости от характера и категории здания или сооружения.

Здания и сооружения первой категории высотой до 30 м защищаются молниеотводами, устанавливаемыми отдельно или на самом объекте защиты, но изолированно от него. Объекты выше 30 м защищают неизолированными молниеотводами, устанавливаемыми на самом объекте. Объекты второй категории защищают в основном молниеотводами, устанавливаемыми непосредственно на объекте. В объектах третьей категории, расположенных в слабогрозовых географических районах, можно ограничиться заземлением металлической крыши здания, которое служит молниеприемником.

Для зданий и сооружений первой категории предусматривается раздельное заземление от первичного и вторичного проявления молнии; для объектов второй категории допускается единое заземление.

Для защиты больших площадей, а так же для большей надежности зоны зашиты, применяют многократные стержневые молниеотводы.

Стержневой молниеотвод (рис. 4.17а) может быть одиночный – с одним стержнем, двойной – с двумя отдельно стоящими стержнями (рис. 4.17в) и многократный – с тремя и более отдельно стоящими стержнями, образующими общую зону защиты.

Тросовый молниеотвод может быть (рис 4.17б) одиночный, состоящий из одного троса (антенны), закрепленного на двух опорах, по каждой из них прокладывается токоотвод, присоединенный к отдельному заземлителю у основания, и двойной, состоящий из двух одиночных тросовых молниеотводов одинаковой высоты, расположенных параллельно и действующих совместно, образуя общую зону защиты.

Молниеприемники изготавливаются преимущественно из стали. Длина стержневых молниеотводов от 200 до 1500 мм, площадь сечения не менее 100 мм².

Токоотводы изготавливают из стальной проволоки сечением не менее 35 мм² из многожильного троса или стали любого профиля и марки.

В качестве молниеприемников можно использовать металлические конструкции защищаемых объектов: трубы, дефлекторы, решетки и другие конструкции, возвышающиеся над объектом.

Зона защиты одиночного стержневого молниеотвода высотой Н < 60 м представляет собой конус (рис 4.17а). Основанием конуса или границей зоны защиты на уровне земли является окружность радиусом r = 1,5 Н. Защитная зона представляет собой конус высотой h = 0,8 Н.

Молниезащите подлежат опоры воздушных линий связи, радиотрансляционных сетей и антенно–мачтовые сооружения, состоящие из антенных опор, антенн, фидерных линий, включая вводы их в технические здания.

Для защиты опор воздушных линий связи и радиотрансляционных сетей от ударов молний используются стержневые молниеотводы, установленные на всех ответственных опорах воздушной линии и на участках пересечения с высоковольтными линиями.

Вводы радиотрансляционных линий и вводы антенн в здание, для защиты аппаратуры от перенапяжений, возникающих под влиянием разрядов молний, также оборудуются молниезащитой. Для защиты аппаратуры и установок от перенапряжений в воздушных линиях, возникающих при грозовых разрядах, на линиях устанавливаются искровые, газонаполненные или вентильные разрядники. Зазоры искровых разрядников регулируются в соответствии с действующими правилами технической эксплуатации. Проверка и регулировка зазоров производится весной в начале грозового периода, после каждой грозы и после каждого появления постороннего напряжения на проводах линии.

Молниезащита антенно-мачтовых сооружений от прямых ударов молнии осуществляется заземлением антенных опор и антенно-фидерных устройств. Если технология работы антенно-фидерных устройств не допускает их заземления, необходимо параллельно вводу антенны и фидера антенны в техническое здание радиостанции установить грозоразрядник, не влияющий на работу передатчика и атенно-фидерных устройств.

Молниезащитному заземлению подлежит каждая металлическая и железобетонная антенная опора независимо от их количества, а также оттяжки металлических мачт. Для выравнивания возникающих при ударе молнии высоких потенциалов молниезащитный заземлитель опоры должен иметь электрическое соединение с заземлителем электроустановок технического здания.

Для молниезащиты кабельных линий связи применяются следующие меры:

- защита с помощью подземных проводов;

- защита с помощью воздушных проводов;

- использование грозостойких кабелей.

Для защиты кабеля от удара молнией в земле параллельно ему прокладываются защитные провода (троссы) на глубине, равной половине глубины прокладки кабеля, но не менее 0,4 м.

Защита кабеля с помощью воздушных проводов производится подвешиванием на крюках деревянных опор двух стальных проводов. Воздушная линия строиться вдоль защищаемого кабеля на расстоянии 2 – 3 м от оси траншеи. Провода защитной линии заземляются через 120 – 300 м.

4.9 Меры пожарной защиты

Для устранения причин пожаров и взрывов на производстве проводятся различные профилактические мероприятия – технические, эксплуатационные, организационные и режимные.

К техническим мероприятиям относится соблюдение противопожарных норм при проектировании и сооружении зданий, устройства отопления и вентиляции, выборе и монтаже электрооборудования, а также устройств защиты от электростатических разрядов, молниезащиты и др.

Эксплуатационные мероприятия предусматривают правильную техническую эксплуатацию производственных агрегатов, котельных, компрессорных и других силовых установок и электрооборудования, правильное содержание зданий и территории предприятия.

К организационным мероприятиям относятся обучение производственного персонала противопожарным правилам, создание на предприятии добровольных пожарных дружин, издание необходимых инструкций и плакатов по противопожарной тематике.

Режимными мероприятиями являются ограничение или запрещение в пожароопасных местах применения открытого огня, курения, производства электрогазосварочных работ.

4.9.1. Способы тушения пожаров и огнетушащие вещества

Для прекращения процесса горения используются следующие основные способы:

1. Охлаждение горящих веществ путем нанесения на их поверхность теплоемких огнетушащих средств (воды, пены и др.)или перемешивания слоев горящей жидкости.

2. Разбавление концентрации горючих паров, пылей и газов путем введения в зону горения инертных газов (азота, углекислого газа).

3. Изоляция горящих веществ от зоны горения нанесением на их поверхность изолирующих огнегасительных средств: пены, песка, кошмы.

4. Химическое торможение реакции горения путем орошения поверхности горящих материалов или объемного разбавления горючей пыле-, газо- и паровоздушной системы флегматизирующими веществами и составами.

Вода обладает тремя свойствами огнетушения: охлаждает зону горения, разбавляет реагирующие вещества в зоне горения и изолирует горючие вещества от зоны горения.

Вода является наиболее дешевым и распространенным средством тушения пожаров. Однако имеются определенные ограничения ее применения. Вода тяжелее многих горючих жидкостей (бензина, керосина, эфира, ацетона и др.), поэтому они всплывают на ее поверхность, продолжают гореть и, растекаясь, увеличивают площадь горения.

Природная вода содержит различные растворенные соли и обладает значительной электропроводностью. В связи с этим не следует применять воду для тушения пожаров в электроустановках, находящихся под напряжением.

Воду нельзя применять для тушения объектов, содержащих вещества (например, щелочные металлы, карбид кальция, негашеная известь), которые, вступая с ней в реакцию, способствует распространению пожара, создают опасность взрыва, выделяют взрывоопасные ядовитые газы, другие вредные вещества.

Воднохимические растворы. Из-за высокого поверхностного натяжения вода обладает малой проникающей способностью вглубь плохосмачиваемых материалов (древесина, шерсть, шерсть). Поэтому очень велики ее потери при тушении пожаров. Для повышения эффективности тушения в воду добавляют различного рода смачиватели в виде поверхностно-активных веществ типа пенообразователей.

Огнетушащую эффективность воды можно также повысить путем увеличения ее вязкости добавлением загустителей: натриевую соль полиакриловой кислоты, метилцеллюлозу и др. Действие «вязкой» воды заключается в ее способности покрывать тонкой пленкой горящую поверхность и удерживаться на ней.

Огнетушащие пены представляют собой системы, в которой дисперсной фазой всегда является газ. Пузырьки газа могут образовываться внутри жидкости в результате химических процессов или механического смешения воздуха с жидкостью.

При тушении пожара пена, покрывая горящее вещество, изолирует его от окружающей среды, препятствует проникновению горючих газов и паров в зону горения и передаче теплоты из сферы горения к горящему веществу. В процессе разрушения пены образуется жидкая пленка, смачивающая и охлаждающая поверхность горения.

Широкое применение нашли два вида огнегасительных пен: химическая и воздушно-механическая.

Огнетушащие пены широко применяются для тушения пожаров при загорании горючих и легковоспламеняющихся жидкостей, а также твердых горючих веществ и материалов.

Инертные газы (азот, аргон, гелий, двуокись углерода) обладают способностью быстро смешиваться с горючими парами и газами, понижая концентрацию кислорода в зоне горения до такого предела, при котором горение прекращается.

Ингибиторы или флегматизаторы (фреон (хладон), огнетушащие составы на основе предельных углеводородов) действуют на принципе торможения химических реакций горения.

Огнетушащие порошковые составы представляют собой тонко измельченные минеральные соли с различными добавками, служащими для уменьшения слеживаемости и комкования. Порошковые составы обладают очень высокой огнетушащей способностью (тушение пожаров большинства веществ и материалов достигается за 5-7 с), они универсальны, т.е. способны тушить любые материалы, в том числе нетушимые всеми другими средствами, например,термиты, щелочные металлы.

Огнетушащий эффект порошковых составов носит комплексный характер: ингибирование (торможение) химических реакций в зоне горения; охлаждение зоны горения вследствие расходования теплоты на нагрев и термическое разложение частиц порошка; разбавление горючей среды как частицами порошка, так и продуктами его разложения; эффект огнепреграждения при тушении на поверхности.

Порошковые составы обладают диэлектрическими свойствами, практически нетоксичны, не оказывают коррозионного действия на металлы. Недостатком большинства порошковых составов является их высокая гигроскопичность, что приводит к слеживаемости и образованию комков.

4.9.2. Первичные средства пожаротушения

Для ликвидации пожаров в начальной стадии применяются первичные средства пожаротушения: внутренние пожарные водопроводы, огнетушители ручные и передвижные, сухой песок, асбестовые одеяла, кошмы и др.

В зданиях внутренние пожарные краны (ВПК) устанавливают в коридорах, на площадках лестничных клеток, в фойе, у входов, т.е. в доступных и заметных местах. Пожарные краны располагаются в специальных шкафах, где также находится пожарный ствол с напорным рукавом из тканевого материала длиной 10-20 м. Напор струи должен обеспечивать радиус действия компактной части струи воды, достаточный для достижения наиболее удаленной и возвышенной части здания, но не менее 6 м. При недостаточном напоре в наружной водопроводной сети предусматривается установка насоса-повысителя.

Химически пенные огнетушители типа ОХП-10 состоят из корпуса, в который залита щелочная часть, стакана с кислотной частью и запорного устройства. В исходном состоянии резиновый клапан плотно закрывает кислотный стакан.

Для приведения огнетушителя в действие поворачивают рукоятку на 1800 (при этом клапан поднимается и открывает отверстие кислотного стакана) и переворачивают огнетушитель вверх дном. Необходимо помнить, что во избежание поражения электрическим током нельзя применять химические пенные огнетушители для тушения электроустановок, находящихся под напряжением.

Углекислотные огнетушители выпускаются как ручные (ОУ-2, ОУ-5, ОУ-8), так и передвижные (ОУ-25, ОУ-80). Ручные огнетушители одинаковы по устройству и состоят из стального высокопрочного баллона, в горловину которого на конусной резьбе ввернуто запорно-пусковое устройство вентильного или пистолетного типа, сифонной трубки, которая служит для подачи углекислоты из баллона к запорно-пусковому устройству, и раструба-снегообразователя. Заполнен огнетушитель жидкой углекислотой под давлением 6-7 МПа при температуре 20 ОС. С увеличением температуры давление растет и при температуре 31 ОС углекислота при любом давлении переходит в газообразное состояние с резким повышением давления в баллоне, что приводит к срабатыванию предохранителя и разрядке огнетушителя.

Для приведения в действие углекислотного огнетушителя необходимо направить раструб-пенообразователь на очаг пожара и отвернуть до отказа маховичок или нажать на рычаг запорно-пускового устройства. Переход жидкой углекислоты в углекислый газ сопровождается резким охлаждением и часть ее превращается в снег в виде мельчайших кристаллических частиц.

Порошковые огнетушители типа ОП-5 состоят из корпуса, в котором хранится огнетушащее средство (порошок), баллона для сжатого рабочего газа (воздуха или азота), пускового механизма и устройства для выпуска заряда.

Для приведения огнетушителя в действие необходимо нажать на рычаг пускового механизма, расположенного на крышке огнетушителя, что приводит к прокалыванию мембраны, закрывающей выход рабочего газа из баллона. В результате рабочий газ поступает в сифонную трубку и взрыхляет порошок, выталкивая его через рукав в ствол огнетушителя. При нажатии на рукоятку ствола открывается запорный клапан, и порошковая струя выходит на очаг пожара.

4.9.3. Пожарная автоматика

В зданиях и сооружениях категорий А, Б, В1-В4, где размещаются особо опасные в пожарном отношении производства, устанавливаются автоматически действующие установки для тушения пожаров – спринклерные и дренчерные установки, которые приводятся в действие специальными датчиками-извещателями.

Спринклерная установка, применяемая только в отапливаемых помещениях, состоит из сети водопроводных труб, проложенных по потолку, с ввернутыми в них на определенном расстоянии друг от друга специальными спринклерными головками. Эти головки имеют замки в виде пластин, спаянных легкоплаким припоем. При повышении температуры окружающего воздуха, обусловленной загоранием, до расчетного предела припой расплавляется, пластинки распадаются и вода начинает выливаться из спринклерной головки, производя тушение очага загорания. Одновременно подается сигнал о пожаре.

Дренчерная установка, применяемая для неотапливаемых помещений, также состоит из системы труб, не заполненных водой и снабженных дренчерными головками, которые не имеют замков, и их выпускные отверстия всегда открыты. Воду для тушения очагов загорания в дренчерную систему подают автоматически через клапаны, открывающиеся при повышении температуры окружающего воздуха.

Системы автоматической пожарной сигнализации (АПС) предназначены для обнаружения пожаров в их начальной стадии и оповещения службы пожарной охраны о времени и месте возникновения пожара. Кроме того они формируют сигналы на включение системы аварийной вентиляции, дымоудаления, других устройств.

Система АПС состоит из пожарных извещателей, линий связи и приемных приборов (станций пожарной сигнализации).

Извещатели бывают тепловые и дымовые и устанавливаются непосредственно в защищаемых от пожара помещениях (не менее 2 извещателей на одно помещение)

Извещатели преобразуют контролируемый признак пожара (температуру, дым) в электрический сигнал, который передается по линии связи на приемную станцию или прерывает протекание по линии связи (шлейфе) контрольного электрического тока.

Станции пожарной сигнализации предназначены для приема сигналов от пожарных извещателей, непрерывного контроля состояния линий связи по всей длине, световой и звуковой сигнализации о поступающих сигналах тревоги, автоматического переключения на резервное питание при пропадании основного с включением соответствующей сигнализации.

Станции устанавливаются в местах с круглосуточным пребыванием людей.

Наряду с АПС помещения с повышенной пожарной опасностью или с особо ценным оборудованием (например, с электроникой) необходимо обеспечить автоматическими установками пожаротушения (АУП). Кроме того, этими установками защищают пространства под технологическими полами, в непроходимых туннелях, коммуникационных шахтах, где применение первичных средств пожаротушения практически невозможно.

В зависимости от используемых огнетушащих веществ различают: водяные (см. выше), водно-химические, пенные, газовые, паровые и порошковые АУП.

Для защиты электроники применяют газовые установки пожаротушения, которые подразделяются на установки объемного и локального пожаротушения с электро- или пневмопуском.

Установки объемного газового пожаротушения применяют в помещениях с площадью постоянно открытых проемов не более 10% суммарной площади ограждающих конструкций. Установки локального пожаротушения предназначены для тушения пожара отдельных агрегатов или оборудования в тех случаях, когда применение установок объемного пожаротушения технически невозможно или экономически нецелесообразно.

Газовые АУП снабжаются звуковой и световой предупредительной сигнализацией, извещающей о необходимости эвакуации людей из защищаемого помещения. Одновременно срабатывают блокировочные устройства для отключения электропитания оборудования и выключения вентиляции (чтобы исключить выброс огнетушащего вещества из помещения)

Для газовых АУП предусматривается обязательное дублирование автоматического пуска ручным и дистанционным. В период нахождения людей в защищаемом помещении пуск установки переводится на режим ручного управления.

4.9.4. Пожарная профилактика

Пожарная профилактика основывается на исключении условий, необходимых для горения и принципов обеспечения безопасности.

Обеспечение безопасности может быть достигнуто:

1) Мерами по предотвращению пожаров

2) Сигнализацией о возникших пожарах.

Меры предотвращения пожаров

Меры предотвращения пожаров подразделяются на:

- организационные (правильная эксплуатация машин и внутризаводского транспорта, правильное содержание зданий и территорий, противопожарный инструктаж работников, организация добровольной пожарной охраны, издание приказов по вопросам пожарной безопасности);

- технические (соблюдение противопожарных правил, норм при проектировании, при устройстве электропроводов и оборудования, отопления, вентиляции, освещения, правильное размещение оборудования);

- режимные (запрещение курения в неустановленных местах, производства сварочных и других огневых работ в пожароопасных помещениях и т.д.);

- эксплуатационные - своевременные профилактические осмотры, ремонты и испытания технологического оборудования.

В соответствии с правилами ППБ–01–03 для предотвращения пожаров важно размещать производства в зданиях определенной огнестойкости. Огнестойкость – сопротивление зданий огню.

По огнестойкости здания делятся на 5 степеней. Степень огнестойкости характеризуется горючестью вещества и пределом огнестойкости. Предел огнестойкости здания – это время, выраженное в часах, по истечение которого конструкция теряет несущую или ограждающую способность. Потеря несущей способности означает обрушение строительной конструкции при пожаре. Потеря ограждающей способности означает прогрев конструкции до температуры, повышение которой может вызвать самовоспламенение веществ, находящихся в смежном помещении, или образование в конструкции трещин, через которые могут проникать в соседние помещения продукты горения.

В соответствии со степенью огнестойкости и категорией пожарной опасности производства определяется этажность здания, противопожарные разрывы.

Большое значение имеет понижение пожарной опасности конструкций.

Многие помещения имеют деревянные перегородки, шкафы, стеллажи и т.д. Повышение сопротивления возгораемости деревянных конструкций достигается их штукатуркой или облицовкой несгораемыми или трудносгораемыми материалами, глубокой или поверхностной пропиткой огнезащитными составами, покрытием огнезащитной краской или обмазкой. Аналогичные меры необходимо применять и к другим горючим конструктивным материалам.

Процесс термического разложения древесины протекает в две фазы:

- первая фаза распада наблюдается при нагреве древесины до 250 (до температуры воспламенения) и идет с поглощением тепла;

- вторая фаза – собственно процесс горения идет с выделением тепла. Вторая фаза состоит из двух периодов сгорания газа, образующихся при термическом разложении древесины (пламенная фаза горения) и сгорание образовавшегося древесного угля (фаза тления).

Горючесть древесины существенно понижается при ее пропитке антипиренами. Нагревание древесины приводит к разложению антипиренов с образованием сильных кислот (фосфорной и серной) и выделению негорючих газов, препятствующих горению и тлению защищаемой древесины.

К наиболее распространенным антипиренам относятся фосфорно кислый аммоний, двузамещенный и однозамещенный, сернокислый аммоний, бура и борная кислота. Бура и борная кислота берутся в смеси 1:1.

К термоизолирующим материалам относятся асбоцементные листы, гипсоволокнистые, асбовермикулитые, перлитовые плиты асбестокартон, различные штукатурки. Защита этими материалами используется только в закрытых помещениях.

Краски, обмазки состоят из связывающего вещества, наполнителя и пигмента. Образующаяся пленка в огнезащитных красках служит как для огнезащитных, так и для декоративных целей (за счет пигмента).

В качестве связующего вещества для огнезащитных красок и обмазок применяется жидкое стекло, цемент, гипс, известь, глина, синтетические смолы и др. В качестве наполнителей – мел, тальк, асбест, вермикулит и др. К пигментам относятся метопан, цинковые белила, мумия, охра, окись хрома и др.

Основные способы огнезащитной пропитки деревянных конструкций и изделий могут быть поверхностными и глубокими. В одних случаях огнезащитные составы наносятся на поверхность, в других – пропитывают материал в ванных или в установках для глубокой пропитки под давлением.

Эффективность огнезащитного состава измеряется временем, по истечении которого образец или конструктивный элемент воспламеняется от теплового источника. Прекращение горения и тления после удаления источника тепла определяет качество огнезащитного состава.

Установлены характеристики возгораемости строительных материалов и конструкций:

- время воспламенения;

- скорость горения;

- время прекращения горения и тления после удаления источника воспламенения.

Скорость горения определяется отношением процента потери веса образца при огневом воздействии, к времени испытания. Исследование возгораемости производится испытанием стандартных образцов материала при обусловленных тепловых источниках, положение этих источников относительно образца и времени испытания.

Сигнализация о возникновении пожаров

Для борьбы с пожарами важное значение имеет своевременное сообщение о пожаре. Для сообщения о пожаре используют электрическую и автоматическую системы сигнализации.

Успешная борьба с возникшим пожаром зависит от быстрой и точной передачи сообщения о пожаре и месте его возникновения местной пожарной команде. Для этого могут быть использованы электрические (ЭПС), автоматические (АПС), звуковые системы пожарной сигнализации, к которым относят гудок, сирену и др. как средство пожарной сигнализации используется телефон и радиосвязь.

Основными элементами электрической и автоматической пожарной сигнализации являются извещатели, устанавливаемые на объектах, приемные станции, регистрирующие начавшийся пожар, и линейные сооружения, соединяющие извещатели с приемными станциями. В приемных станциях, расположенных в специальных помещениях пожарной охраны, должно вестись круглосуточное дежурство.

Основные требования к пожарной сигнализации:

- должна располагаться в местах, доступных для проверки;

- датчики должны быть высокочувствительными.

Датчики применяются тепловые, дымовые, ультразвуковые и комбинированные.

Датчики могут быть: максимальные – срабатывают при достижении контролируемых параметров заданной величины; дифференциальные – реагируют на изменение скорости заданного параметра; максимально-дифференциальными – реагируют и на то и на другое.

Принцип действия тепловых датчиков заключается в изменении физико-механических свойств чувствительных элементов под действием температуры (легкоплавкий сплав). Сплавом соединены две пластины. При нагревании сплав расплавляется, пластины размыкают электрическую цепь, на пульт поступает сигнал.

Дымовые извещатели имеют два основных метода обнаружения дыма: фотоэлектрический (ИДФ) и радиоизотопный (РИД). Извещатель ИДФ обнаруживает дым, регистрируя фотоэлементом свет, отраженный от частиц дыма. РИД имеет в качестве чувствительного элемента ионизационную камеру с источником - частиц. Увеличение содержания дыма снижает скорость ионизации в камере, что и регистрируется.

Комбинированный извещатель (КИ) реагирует и на повышение температуры, и на дым.

Световой пожарный извещатель (СИ) регистрирует излучение пламени на фоне посторонних источников света.

Ультразвуковой датчик имеет высокую чувствительность и может совмещать охранные и сигнализационные функции. Эти датчики реагируют на изменение характеристик ультразвукового поля, заполняющего защищаемое помещение.

В настоящее время на предприятиях используют лучевую и кольцевую электрическую пожарную сигнализацию.

Лучевая пожарная сигнализация ТОЛ-10/50 применяется на предприятиях с круглосуточным пребыванием людей и обеспечивает прием сигналов, телефонный разговор с извещателем, пуск стационарных огнегасящих установок.

Кольцевая пожарная сигнализация ТКОЗ-50М рассчитана на 50 извещателей ручного действия. Станция обеспечивает прием сигнала, фиксирование его записывающим прибором и автоматическую передачу сигнала в пожарную часть.

В помещениях с некруглосуточным пребыванием людей устанавливают автоматические пожарные извещатели. Срабатывающим фактором у этих извещателей являются дым, теплота, свет или те и другие факторы, вместе взятые.

Надежная пожарная связь и сигнализация играет важную роль в своевременном обнаружении пожаров и вызове пожарных подразделений к месту пожара. По назначению пожарная связь разделяется на:

- связь извещения;

- диспетчерскую связь;

- связь на пожаре.

4.9.5. Средства тушения пожаров. Огнетушащие вещества

Воздействие огнетушащих веществ на очаг пожара может быть различным: они охлаждают горящее вещество, изолируют его от воздуха, снимают концентрацию кислорода и горючих веществ. Иными словами, огнетушащие вещества воздействуют на факторы, вызывающие процесс горения.

Принципы прекращения горения.

Изоляция очага горения от воздуха или снижение концентрации кислорода негорючими газами до значения, при котором не может происходить горение:

- охлаждение очага горения ниже определенных температур;

- интенсивное торможение скорости химической реакции в пламени;

- механический срыв пламени действием струи газа или воды;

- создание условий огне-преграждения.

Для тушения пожаров применяют воду, водные растворы химических соединений, пену, инертные газы и газовые составы, порошки и различные комбинации перечисленных средств.

Вода – основное средство тушения пожаров. Ее применяют при горении твердых, жидких и газообразных веществ и материалов. Исключение составляют некоторые щелочные металлы и другие соединения, разлагающие воду. Воду для тушения применяют в виде цельных (компактных) струй, в распыленном и тонкораспыленном (туманообразном) состоянии, а также в виде пара.

Способность тушения пожара водой основана на ее охлаждающем действии, разбавлении горючей среды, образующимися при испарении водяными парами и механическим воздействием на горящее вещество (срыв пламени).

Пены являются эффективным и удобным средством пожаротушения и широко используются для ликвидации горения различных веществ, особенно легковоспламеняющихся и горючих жидкостей.

Пеной называется ячеисто-пленочная система, состоящая из массы пузырьков (ячеек) газа или воздуха, разделенных тонкими пленками жидкости.

Огнетушащие пены по способу образования разделяют на две группы: химические и воздушно-механические.

Химическую пену в больших количествах получают в пеногенераторах при контакте с водой пеногенераторных порошков, состоящих из щелочной части (двууглекислой соды), кислотной части (сернокислого алюминия) и пенообразователя (вещества белкового происхождения, синтетические, различные ПАВ и др.).

В химических пенных огнетушителях пена образуется при реакции водных растворов бикарбоната натрия, содержащего лакричный экстракт, серной кислоты и железного дубителя.

Химическая пена примерно на 80% состоит из углекислого газа, 19,7% воды и 3% пенообразующего вещества.

Воздушно-механическая пена образуется в генераторах в результате механического смешивания воздуха, воды и пенообразователя и бывает низкой, средней и высокой кратности. В зависимости от типа пенообразователя и кратности пены ее применяют для тушения легковоспламеняющихся жидкостей и горючих жидкостей.

Воздушно-механическая пена экономична, неэлектропроводна, безвредна для людей, легко и быстро получается во время пожара, и в отличие от химической пены не вызывает коррозии металла и не портит оборудования и материалы, на которые она попадает.

Основным огнетушащим свойством пены является ее способность изолировать горящее вещество и материалы от окружающего воздуха, снизить концентрацию кислорода в зоне горения, а также охлаждающее действие.

Газовые огнетушащие средства. К таким средствам относятся: водяной пар, диоксид углерода (углекислый газ), инертные газы (азот, аргон), а также огнетушащие составы на основе галоидированных углеводородов, представляющие собой газы или легкоиспаряющиеся жидкости (бромистый этил, хлорбромметан).

Углекислый газ в снегообразном и газообразном состоянии применяется в различных огнетушителях и стационарных установках для тушения пожаров в закрытых помещениях и небольших открытых загораний.

Инертные газы применяют для заполнения объемов, в которых при снижении концентрации кислорода до 5% и ниже можно выполнять огневые работы (резку, сварку металлов и т.п.).

Порошковые вещества – это сухие составы на основе карбоната и бикорбаната натрия. Порошки применяются для тушения металлов и различных твердых и жидких горючих веществ и материалов.

Порошковые составы нетоксичны, не оказывают вредного воздействия на материалы и могут быть использованы в сочетании с распыленной водой и пенными средствами тушения. Отрицательным свойством порошков является то, что они не охлаждают горящие вещества, и те могут повторно воспламениться от нагретых конструкций.

Стационарные установки и устройства пожаротушения.

Стационарные установки пожаротушения состоят из постоянно установленных аппаратов и устройств, связанных системой трубопроводов для подачи огнетушащих веществ к защищаемым объектам.

Установки автоматического тушения пожаров классифицируются в зависимости от использования средств тушения:

- водяные – с применением цельных, распыленных, мелкораспыленных водяных струй;

- водохимические – с применением воды с различными добавками (смачивателей, загустителей и т.д.);

- пенные – с применением воздушно-механической пены;

- газовые – с применением двуокиси углерода, галоидированных углеводородов, инертных газов;

- порошковые – с применением огнетушащих порошков;

- комбинированные – с применением нескольких средств тушения.

Одно из перспективных направлений, обеспечивающее пожарную безопасность объектов, - установка противопожарной автоматики – спринклерных и дренчерных установок (термины взяты от английских слов: to sprinkle – брызгать и to drench - мочить). Эти установки используют многие торговые склады.

Спринклерные установки предназначены для быстрого автоматического тушения и локализации очага пожара, когда в качестве огнегасящего вещества можно использовать воду. Одновременно с подачей распыленной воды на очаг пожара система автоматически подает сигнал о пожаре.

В спринклерных установках в качестве огнегасящего средства может быть использована и воздушно-механическая пена.

Спринклерные установки, приспособленные для тушения воздушно-механической пеной, оборудуют вместо сприклерных головок СП-2 специальными пенными головками (пенный ороситель ОП), позволяющими одной головкой защищать площадь пола 20 – 25 м². Для образования воздушно-механической пены в установках применяют 3 – 5%-ный раствор пенообразователя ПО-1.

В зависимости от температуры в защищаемых помещениях спринклерные установки подразделяются на водяные, воздушные и воздушено-водяные.

Водяные спринклерные установки устанавливают в помещениях, в которых постоянно поддерживается температура выше 4С. трубопроводы этой системы всегда заполнены водой. При повышении температуры воздуха или воздействии пламени легкоплавкие замки спринклерных головок распаиваются, вода выходит из отверстий, орошая зону защиты.

Воздушные спринклерные установки устанавливают в неотапливаемых зданиях. Трубопроводы этой системы заполнены сжатым воздухом. При этом до контрольно-сигнального клапана находится сжатый воздух, а после контрольно-сигнального клапана – вода. При вскрытии спринклерной головки воздушной системы после выхода воздуха в сеть поступает вода и тушит очаг горения.

Воздушно-водяные системы представляют собой сочетание воздушной и водяной спринклерных установок. Приведение в действие спринклерной установки производится автоматически за счет расплавления легкоплавкого замка спринклерной головки.

Дренчерные установки предназначены для автоматического и дистанционного тушения пожара водой. Различают дренчерные установки автоматического и ручного действия. В автоматических дренчерных установках воды в сеть подается при помощи клапана группового действия. В нормальных условиях автоматический побудительный клапан удерживается в закрытом положении при помощи тросовой системы с легкоплавкими замками. При пожаре замок расплавляется, трос обрывается, клапан под давлением воды открывается и вода поступает в дренчеры. В дренчерной установке ручного действия вода подается после открытия вентиля. В отличие от спликлерных в дренчерных установках распылители воды (дренчеры) находятся постоянно в открытом состоянии.

Огнетушители предназначены для тушения загораний и пожаров в начальной их стадии. По виду используемого огнетушащего вещества они подразделяются на пенные, газовые и порошковые.

Пенные огнетушители предназначены для тушения небольших очагов пожаров твердых материалов и веществ и горючих жидкостей. Не применяются для тушения загоревшихся электроустановок, находящихся под напряжением, т.к. химическая пена электропроводна.

Химические пенные огнетушители ОХП-10, ОП-М.

Воздушно-пенные огнетушители ОВП-5, ОВП-10.

Углекислотные огнетушители ОУ-2, ОУ-5, ОУ-8 применяются для тушения различных веществ и материалов (за исключением щелочных металлов), электроустановок под напряжением, транспортных средств и т.д.

Углекислотно-бромэтиловые огнетушители ОУБ-3А и ОУБ-7А предназначены для тушения небольших очагов пожаров различных горючих веществ, тлеющих материалов, электроустановок под напряжением.

Порошковые огнетушители ОП-1, ОП2Б, ОП-10 предназначены для тушения небольших очагов загораний горючих жидкостей, газов, электроустановок под напряжением, металлов и их сплавов.

Аэрозольный огнетушитель автоматического действия СОТ-1 – предназначен для тушения очагов пожаров твердых и жидких горючих веществ (спирты, бензин), тлеющих и твердых материалов, электрооборудования в закрытых объемах.

Принцип работы основан на сильном ингибирующем воздействии пожаротушащего аэрозольного состава из ультрадисперсных продуктов на реакции горения веществ в кислороде воздуха.

Аэрозоль не оказывает вредного воздействия на человека, легко удаляется. Огнетушитель одноразового использования.

Огнетушитель УАП-А автоматически обнаруживает и тушит пожар в замкнутых помещениях небольшого объема. Огнетушитель устанавливают на потолке по центру помещения. При возникновении пожара плавкий элемент разрушается, вскрывается емкость огнетушителя и в объем помещения выбрасывается вещество (хладон или порошок), создавая среду, не поддерживающую горение.

4.9.6 Ответственность за нарушение правил пожарной безопасности

Ответственность за нарушение правил требований пожарной безопасности несут:

- собственники имущества;

- лица, уполномоченные владеть, пользоваться или распоряжаться имуществом (руководители предприятий; лица, в установленном порядке назначенные ответственными за обеспечение пожарной безопасности).

4.10 Безопасность жизнедеятельности и жилая (бытовая) среда

4.10.1. Понятие и основные группы неблагоприятных факторов жилой (бытовой) среды

Гигиеническое обоснование оптимальных условий жилой среды, комплексная оценка перспективных путей улучшения ее качества в целях предупреждения заболеваемости людей, вызванной воздействием неблагоприятных химических и физических факторов антропогенного происхождения, составляют основу решения актуальной проблемы укрепления здоровья населения крупных городов. Порожденные урбанизацией изменения окружающей среды в значительной степени обуславливают негативные сдвиги в состоянии здоровья городского населения.

Понятие жилища, по определению ВОЗ, не ограничивается стенами здания, выходит за его рамки и включает не только придомовую территорию, но и микрорайон, жилой район со всеми учреждениями обслуживания.

Тесная взаимосвязь и взаимозависимость внутрижилищной и городской среды предопределяет необходимость при решении проблем гигиенической оптимизации жилища рассмотрения системы “ человек – жилая ячейка – здание – микрорайон – жилой район города” как единого комплекса (получившего наименование жилой (бытовой) среды).

Жилая (бытовая) среда – это совокупность условий и факторов, позволяющих человеку на территории населенных мест осуществлять свою непроизводственную деятельность.

Для жилой среды характерны:

• искусственность, поскольку определяющую роль в создании среды имеет целенаправленная деятельность человека;

• расширение числа потребностей, удовлетворяющихся в данной среде (трудовая и общественная деятельность, учеба и самообразование, культурное развитие, общение, развлечения, оздоровительный и спортивный отдых);

• создание новых сооружений и коммуникаций, обеспечивающих удовлетворение современных и будущих потребностей людей;

• непрерывная изменчивость среды, ее динамизм, порождающий новые проблемы;

• наличие позитивных и негативных факторов.

Совокупность всех антропогенных воздействий на окружающую среду в условиях крупных городов ведет к формированию новой санитарной ситуации и в жилой среде, требующей всестороннего изучения и целенаправленных действий по предотвращению возможных негативных последствий.

В настоящее время термин “жилая среда” обозначает сложную по составу систему, в которой объективно выявляются, по меньшей мере, три иерархически взаимосвязанных уровня.

Первый уровень. Жилая среда, прежде всего, формируется конкретными домами. Однако здание само по себе, взятое в отдельности, вне связей с другими объектами города не определяет состояние среды. Поэтому на уровне городской среды в качестве основного объекта исследования следует рассматривать не отдельные здания, а пространственно обособленный участок среды, т.е. систему сооружений и городских пространств, образующих единый градостроительный комплекс – жилой район (улицы, площади, дворы, скверы и парки, школы, детские учреждения, центры общественного обслуживания).

Второй уровень. Элементами системы здесь выступают отдельные градостроительные комплексы. Система в целом представляет собой взаимосвязанное единство городских объектов и территорий, в котором реализуется весь комплекс трудовых, потребительских и рекреационных связей населения. Единицей “городского организма” может служить определенный район города. Критерием целостности системы этого типа связей является, следовательно, замкнутый цикл “труд – быт - отдых”.

Третий уровень. На этом уровне, который можно охарактеризовать как уровень городских агломераций, отдельные районы города выступают как элементы, сравниваемые между собой по качеству жилой среды.

Установлено, что приспособление человеческого организма к жилой среде в условиях крупного города не может быть беспредельным. Основной чертой всех неблагоприятных воздействий жилой среды на здоровье человека является их комплексность и синергизм (усиление взаимного действия факторов на организм). Данное обстоятельство затрудняет выявление негативного воздействия отдельных факторов жилой среды, которые вызывают такие неспецифические нарушения здоровья, как общее недомогание, снижение работоспособности. Трудность интегральной оценки качества жилой среды заключается в том, что только часть требований к среде обусловлена физиологическими потребностями человеческого организма. Для выполнения этих требований разработаны, например, допустимые уровни загрязнения воздуха, нормы по шуму, инсоляции, микроклимату. Совсем иной характер имеют социолого-гигиенические требования, которые в значительной мере обусловливают образ жизни горожан и которые, в конечном счете, влияют на здоровье человека.

Факторы жилой среды по степени опасности могут быть разделены на две основные группы: факторы, которые являются действительными причинами заболеваний, и факторы, способствующие развитию заболеваний, вызываемые другими причинами.

В большинстве случаев факторы жилой среды относятся к факторам малой интенсивности. Они могут служить условиям развития ряда заболеваний, и в этом их опасность. Гигиеническое их значение состоит в том, что, не являясь причиной заболеваний, они способны вызывать предпатологические неспецифические изменения в организме. На практике это проявляется в повышении общей заболеваемости населения под влиянием, например, неблагоприятных жилищных условий. Причем все возрастающее усиление степени денатурации факторов жилой среды, с которыми контактируют широкие слои населения, увеличивает вероятность распространения среди населения изменений предпатологического характера, оказывающих существенное влияние на снижение показателей здоровья населения.

В условиях жилой среды имеется небольшое количество факторов (например, асбест, формальдегид, аллергены, бензпирен), которые можно отнести к группе “абсолютных” причин заболеваний. Большинство же факторов жилой среды по своей природе обладает меньшей патогенностью. Например, химическое, микробное, пылевое загрязнение воздуха помещений. Как правило, в жилых и общественных зданиях эти факторы создают условия для развития заболеваний. В то же время они способны в определенных, крайних случаях приобретать свойства, характерные для факторов – причин заболеваний, что позволяет отнести их к группе “относительных” условий развития заболеваний.

Действующие в РФ государственные акты экономического и социального развития в области градостроительства направлены на реализацию стратегии повышения качества жилой среды, стержнем которой является последовательное улучшение качества строительства, внедрение улучшенной планировки, увеличение общей и жилой площади, расширение площади зеленых зон городов и охраняемых территорий.

В указанных документах подчеркивается необходимость улучшения планировки, и застройки селитебной (жилая часть или зона города) части городов как важного дополнительного звена в создании гигиенически благоприятных условий быта и отдыха населения, т.е. речь по существу идет об обеспечении восстановления сил населения, затраченных в процессе труда, о предоставлении подрастающему поколению условий для полноценного развития.

В связи с этим повышается роль градостроительных и жилищных нормативов и регламентов, разработанных с участием гигиенистов, как одного из важнейших инструментов целенаправленного управления организацией жилой среды для формирования более благоприятных условий проживания городского населения.

4.10.2. Влияние на здоровье человека состава воздуха жилых и общественных помещений

Большое значение для здоровья человека имеет качество воздуха жилых и общественных помещений, так как в их воздушной среде даже малые источники загрязнения создают высокие концентрации его (из-за небольших объемов воздуха для разбавления), а длительность их воздействия максимальна по сравнению с другими средами.

Современный человек проводит в жилых и общественных зданиях в зависимости от образа жизни и условий трудовой деятельности от 52 до 85% суточного времени. Поэтому внутренняя среда помещений даже при относительно невысоких концентрациях большого количества токсических веществ небезразлична для человека и может влиять на его самочувствие, работоспособность и здоровье. Кроме того, в зданиях токсические вещества действуют на организм человека не изолированно, а в сочетании с другими факторами: температурой, влажностью воздуха, ионно-озонным режимом помещений, радиоактивным фоном и др. При несоответствии комплекса этих факторов гигиеническим требованиям внутренняя среда помещений может стать источником риска для здоровья.

Основные источники химического загрязнения воздуха жилой среды. В зданиях формируется особая воздушная среда, которая находится в зависимости от состояния атмосферного воздуха и мощности внутренних источников загрязнения. К таким источникам в первую очередь относятся продукты деструкции отделочных полимерных материалов, жизнедеятельности человека, неполного сгорания бытового газа.

В воздухе жилой среды обнаружено около 100 химических веществ, относящихся к различным классам химических соединений, в том числе к предельным, непредельным и ароматическим углеводородам, галогенопроизводным углеводородам, спиртам, фенолам, простым и сложным эфирам, альдегидам, кетонам, гетероциклическим соединениям, аминосоединениям.

Качество воздушной среды закрытых помещений по химическому составу в значительной степени зависит от качества окружающего атмосферного воздуха. Все здания имеют постоянный воздухообмен и не защищают жителей от загрязненного атмосферного воздуха. Миграция пыли, токсических веществ, содержащихся в атмосферном воздухе, во внутреннюю среду помещений обусловлена их естественной и искусственной вентиляцией, и поэтому вещества, присутствующие в наружном воздухе, обнаруживают в помещениях, причем даже в тех, в которые подают воздух, прошедший обработку в системе кондиционирования.

Степень проникновения атмосферного загрязнения внутрь здания для различных веществ различна. При сравнении концентрации двуокиси азота, окиси азота, окиси углерода и пыли в жилых зданиях и в атмосферном воздухе обнаружено, что концентрация этих веществ внутри здания находится на уровне или несколько ниже их концентраций в наружном воздухе, кроме тех случаев, когда действуют внутренние источники. Концентрации двуокиси серы, озона и свинца обычно внутри ниже, чем снаружи. Концентрации ацетальдегида, ацетона, бензола, этилового спирта, толуола, этилбензола, ксилола, метилэтилбензола, пропилбензола, этилацетата, фенола, ряда предельных углеводородов в воздушной среде помещений превышает концентрации в атмосферном воздухе более чем в 10 раз.

Сравнительная количественная оценка химического загрязнения наружного воздуха и воздуха внутри помещений жилых и общественных зданий показала, что загрязнение воздушной среды зданий превосходило уровень загрязнения наружного воздуха в 1,8 – 4 раза в зависимости от степени загрязнения последнего и мощности внутренних источников загрязнения.

Одним из самых мощных внутренних источников загрязнения воздушной среды закрытых помещений являются строительные и отделочные материалы, изготовленные из полимеров. В настоящее время только в строительстве номенклатура полимерных материалов насчитывает около 100 наименований. Строительные полимерные материалы используют для покрытия полов, отделки стен, теплоизоляции наружной кровли и стен, гидроизоляции, герметизации и облицовки навесных панелей, изготовления оконных блоков и дверей, объемных элементов сборных домов и т.п.

Масштабы и целесообразность применения полимерных материалов в строительстве жилых и общественных зданий определяются рядом положительных свойств, облегчающих их использование, улучшающих качество строительства, удешевляющих его. Однако результаты исследований показывают, что практически все полимерные материалы выделяют в воздушную среду те или иные токсические химические вещества, оказывающие вредное влияние на здоровье населения. В частности, поливинилхлоридные материалы являются источниками выделения в воздушную среду бензола, толуола, этилбензола, циклогексана, ксилола, бутилового спирта и других углеводородов. Древесностружечные плиты на фенолформальдегидной и мочевиноформальдегидной основе загрязняют воздушную среду жилых и общественных зданий фенолом, формальдегидом, аммиаком. Ковровые изделия из химических волокон выделяют значительные концентрации стирола, изофенола, сернистого ангидрида.

Стеклопластики на основе различных смесей, применяемых в строительстве, звуко- и теплоизоляция выделяют в воздушную среду значительные количества ацетона, метакриловой кислоты, толуола, бутанола, формальдегида, фенола, стирола. Лакокрасочные покрытия и клейсодержащие вещества также являются источниками загрязнения воздушной среды закрытых помещений такими веществами, как толуол, бутилметакрилат, бутилацетат, этилацетат, ксилол, стирол, ацетон, бутанол, этиленгликоль и др.

Интенсивность выделения летучих веществ зависит от условий эксплуатации полимерных материалов – температуры, влажности, кратности воздухообмена, времени эксплуатации.

Установлена прямая зависимость уровня химического загрязнения воздушной среды от общей насыщенности помещений полимерными материалами. Коэффициент корреляции между суммарным уровнем химического загрязнения воздуха и насыщенностью помещений полимерными материалами в административных зданиях равен 0,75, в жилых зданиях – 0,61, в залах большой вместимости – 0,53. С увеличением насыщенности помещений полимерными материалами в воздушной среде жилых и общественных зданий закономерно повышаются концентрации формальдегида, фенола, ксилола, толуола, бензола, этилбензола, этилацетата, бутилакрилата.

Химические вещества, выделяющиеся из полимерных материалов даже в небольших количествах, могут вызвать существенные нарушения в состоянии живого организма, например, в случае аллергического воздействия полимерных материалов.

Более чувствителен к воздействию летучих компонентов из полимерных материалов растущий организм. Установлена также повышенная чувствительность больных к воздействию химических веществ, выделяющихся из пластиков, по сравнению со здоровыми. Исследования показали, что в помещениях с большой насыщенностью полимерами подверженность населения аллергическим, простудным заболеваниям, неврастении, вегетодистонии, гипертонии оказалась выше, чем в помещениях, где полимерные материалы использовались в меньшем количестве.

Для обеспечения безопасности применения полимерных материалов принято, что концентрация выделяющихся из полимеров летучих веществ в жилых и общественных зданиях не должны превышать их ПДК, установленные для атмосферного воздуха, а суммарный показатель отношений обнаруженных концентраций нескольких веществ к их ПДК должен быть выше единицы. С целью предупредительного санитарного надзора за полимерными материалами и изделиями из них предложено лимитировать выделение ими вредных веществ в окружающую среду или на стадии изготовления, или вскоре после их выпуска заводами-изготовителями. В настоящее время обоснованы допустимые уровни около 100 химических веществ, выделяющихся из полимерных материалов.

В современном строительстве все отчетливее проявляется тенденция к химизации технологических процессов и использованию (в том числе при производстве строительных материалов) в качестве смесей различных веществ, в первую очередь бетона и железобетона, применяемых при строительстве как жилых, так и общественных зданий. С гигиенической точки зрения важно учитывать неблагоприятное влияние химических добавок в строительные материалы из-за выделения токсических веществ, что может привести в дальнейшем к еще большему загрязнению как воздушной среды жилых помещений, так и окружающей среды.

Не менее мощным внутренним источником загрязнения среды помещений служат и продукты жизнедеятельности человека – антропотоксины. Установлено, что в процессе жизнедеятельности человек выделяет примерно 400 химических соединений.

В обычных условиях эксплуатации жилых и общественных зданий накопление в негерметичных помещениях антропотоксинов до уровней, способных вызвать токсическое действие, не происходит. Однако даже относительно невысокие концентрации большого количества токсических веществ не безразличны для человека и способны влиять на его самочувствие, работоспособность и здоровье.

Исследования показали, что воздушная среда невентилируемых помещений ухудшается пропорционально числу лиц и времени их пребывания в помещении. Химический анализ воздуха помещений позволил идентифицировать в них ряд токсических веществ, распределение которых по классам опасности представляется следующим образом: диметиламин, сероводород, двуокись азота, окись этилена, бензол (второй класс опасности – высокоопасные вещества); уксусная кислота, фенол, метилстирол, толуол, метанол, винилацетат (третий класс опасности – малоопасные вещества). Пятая часть выявленных антропотоксинов относится к высокоопасным веществам. При этом обнаружено, что в вентилируемом помещении концентрации диметиламина и сероводорода превышали ПДК для атмосферного воздуха. Превышали ПДК или находились на их уровне и концентрации таких веществ, как двуокись и окись углерода, аммиак. Остальные вещества, хотя и составляли десятые и меньше доли ПДК, вместе взятые свидетельствовали о неблагополучии воздушной среды, поскольку даже двух – четырехчасовое пребывание в этих условиях отрицательно сказывалось на умственной работоспособности исследуемых.

Газификация жилищного фонда городов и сельской местности, несомненно, повышает уровень благоустройства квартир. Однако результаты исследований свидетельствуют о том, что воздушная среда газифицированных жилищ при открытом сжигании газа загрязняет воздушную среду разнообразными химическими веществами и ухудшает микроклимат помещений.

Изучение воздушной среды газифицированных помещений показало, что при часовом горении газа в воздухе помещений концентрация веществ составляла (мг/м3): окиси углерода – в среднем 15, формальдегида – 0,037, окиси азота – 0,62, двуокиси азота - 0,44, бензола – 0,07. Температура воздуха в помещении во время горения газа повышалась на 3 – 6С, влажность увеличивалась на 10 – 15%. Причем высокие концентрации химических соединений наблюдалась не только в кухне, но и в жилых помещениях квартиры. После выключения газовых приборов содержание в воздухе окиси углерода и других химических веществ снижалось, но к исходным величинам иногда не возвращалось и через 1,5 – 2,5 часа.

Изучение действия продуктов горения бытового газа на внешнее дыхание человека выявило увеличение нагрузки на систему дыхания и изменение функционального состояния центральной нервной системы.

Одним из самых распространенных источников загрязнения воздушной среды закрытых помещений является курение. Воздух при курении загрязняется окисью углерода, окисью азота, двуокисью азота, сернистым ангидридом, взвешенными частицами. При хромато-масс-спектрометрическом анализе воздуха, загрязненного табачным дымом, обнаружено 186 химических соединений. Наиболее высокими оказались концентрации стирола, ксилола, лимонена, бензола, этилбензола, никотина, формальдегида, сероводорода, фенола, акролеина, ацетилена. В недостаточно проветриваемых помещениях загрязнение воздушной среды продуктами курения может достигать 60 – 90%. В воздухе помещений для курения обнаружено повышенное содержание бензпирена по сравнению с другими помещениями.

При изучении воздействия компонентов табачного дыма на некурящих (пассивное курение) у испытуемых наблюдалось раздражение слизистых оболочек глаз, увеличение содержания в крови карбоксигемоглобина, учащение пульса, повышение уровня систолического и диастолического артериального давления. Таким образом, основные источники загрязнения воздушной среды помещения условно можно разделить на четыре группы:

1) вещества, поступающие в помещение с загрязненным атмосферным воздухом;

2) продукты деструкции полимерных материалов;

3) антропотоксины;

4) продукты сгорания бытового газа и бытовой деятельности.

Значимость внутренних источников загрязнения в различных типах зданий неодинакова. На это указывает разная теснота корреляционной связи между уровнями химического загрязнения и основными источниками загрязнения. Но в целом коэффициенты корреляции свидетельствуют, что внутренние источники имеют особое значение в загрязнении воздуха помещений. В административных зданиях уровень суммарного загрязнения наиболее тесно коррелирует с насыщенностью помещений полимерными материалами (R=0,75), в крытых спортивных сооружениях уровень химического загрязнения наиболее хорошо коррелирует с численностью людей в них (R=0,75). Для жилых зданий теснота корреляционной связи уровня химического загрязнения как с насыщенностью помещений полимерными материалами, так и с количеством людей в помещении приблизительно одинаковая.

Химическое загрязнение воздушной среды жилых и общественных зданий при определенных условиях (плохой вентиляции, чрезмерной насыщенности помещений полимерными материалами, большом скоплении людей и др.) может достигать уровня, оказывающего негативное влияние на общее состояние организма человека, повышая или, наоборот, снижая степень напряжения механизмов, регулирующих поддержание гомеостаза (относительное динамическое постоянство состава и свойств внутренней среды и устойчивость основных физиологических функций организма), изменяя адаптационные возможности и защитные силы организма.

В последние годы, по данным ВОЗ, значительно возросло число сообщений о так называемом синдроме «больных» зданий. Описанные симптомы ухудшения здоровья людей, проживающих или работающих в таких зданиях, отличаются большим разнообразием, однако имеют и ряд общих черт, а именно: головные боли, умственное переутомление, повышенная частота воздушно-капельных инфекций и простудных заболеваний, раздражение слизистых оболочек глаз, носа, глотки, ощущение сухости слизистых оболочек и кожи, тошнота, головокружение.

Различают две категории «больных» зданий. Первая категория – временно «больные» здания – включает недавно построенные или недавно реконструированные здания, в которых интенсивность проявления указанных симптомов с течением времени ослабевает и в большинстве случаев примерно через полгода они исчезают совсем. Уменьшение остроты проявления симптомов, возможно, связано с закономерностями эмиссии летучих компонентов, содержащихся в стройматериалах, красках и т.д.

В зданиях второй категории – постоянно «больных» - описанные симптомы наблюдаются в течение многих лет, и даже широкомасштабные оздоровительные мероприятия могут не дать эффекта. Объяснение такой ситуации, как правило, найти трудно, несмотря на тщательное изучение состава воздуха, работы вентиляционной системы и особенностей конструкции здания.

Следует отметить, что не всегда удается обнаружить прямую зависимость между состоянием воздушной среды помещения и состоянием здоровья населения.

Чтобы выявить значимость какого-либо внутрижилищного фактора в этиологии заболевания, необходимо устранить нивелирующее влияние на развитие заболевания других внутрижилищных факторов. Этому требованию отвечает методический прием путем подбора выровненных групп исследуемых («копий-пар»). Использование данного метода при изучении показателей заболеваемости детского населения в зависимости от качества внутрижилищной среды в домах, оборудованных электрическими и газовыми бытовыми плитами, позволило выявить влияние качества воздушной среды на заболеваемость детей и установить, что средние показатели обращаемости в детскую поликлинику и длительность болезни выше в группе детей, проживающих в газифицированных домах.

Указанный метод позволил также доказать и количественно оценить влияние различных уровней химического загрязнения воздушной среды помещения на общую заболеваемость детского контингента населения.

Таким образом, приведенные данные свидетельствуют о том, что обеспечение оптимальной воздушной среды жилых и общественных зданий – важная гигиеническая и инженерно-техническая проблема. Ведущим звеном в решении этой проблемы является воздухообмен помещений, который обеспечивает требуемые параметры воздушной среды. При проектировании систем кондиционирования воздуха в жилых и общественных зданиях необходимая норма воздухоподачи рассчитывается в объеме, достаточном для ассимиляции тепло- и влаговыделений человека, выдыхаемой углекислоты, а в помещениях, предназначенных для курения, учитывается и необходимость удаления табачного дыма.

Помимо регламентации количества приточного воздуха и его химического состава известное значение для обеспечения воздушного комфорта в закрытом помещении имеет электрическая характеристика воздушной среды. Последняя определяется ионным режимом помещений, т.е. уровнем положительной и отрицательной аэроионизации. Негативное воздействие на организм оказывает как недостаточная, так и избыточная ионизация воздуха.

Проживание в местностях с содержанием отрицательных аэроионов порядка 1000 – 2000 в 1 мл воздуха благоприятно влияет на состояние здоровья населения.

В процессе ионизации воздуха кроме аэроионов генерируются также озон и окислы азота. Поэтому более обоснованным является рассмотрение действия не изолированных аэроионов, а «ионификационного» комплекса, так как биологический эффект при ионизации воздуха определяется комплексным воздействием аэроионов, озона, окислов азота и электрического поля.

Присутствие людей в помещениях вызывает снижение содержания легких аэроионов. При этом ионизация воздуха изменяется тем интенсивнее, чем больше в помещении людей и чем меньше его кубатура. Причиной убыли легких ионов является поглощение их в процессе дыхания, адсорбции поверхностями и т.д., а также превращение части легких ионов в тяжелые вследствие оседания их на материальных частицах, взвешенных в воздухе. В частности, возрастанию количества тяжелых ионов в помещениях в значительной мере способствует респираторный выброс «ядер конденсации» с выдыхаемым человеком воздухом.

Уменьшение числа легких ионов связывают с потерей воздухом освежающих свойств, с его меньшей физиологической и химической активностью, что неблагоприятно действует на организм человека и вызывает жалобы на духоту и «нехватку кислорода». Поэтому особый интерес представляют процессы деионизации и искусственной ионизации воздуха в помещении, которые, естественно, должны иметь гигиеническую регламентацию.

Значительные изменения по сравнению с характеристиками свежего наружного воздуха ионный режим воздушной среды закрытых помещений претерпевает при прохождении через систему калориферов, фильтров, воздуховодов и других агрегатов в системах отопления, вентиляции и кондиционирования воздуха.

В настоящее время никто не сомневается в биологической активности ионизированного воздуха. Причем нет оснований утверждать, что только отрицательные аэроионы «полезны», а положительные нет. Установлена целесообразность применения биполярной аэроионизации. Важен также вопрос о роли «химической природы» аэроионов в достижении биологического эффекта. Поэтому простое количественное приведение аэроионного режима в помещениях к режиму, характерному для чистого атмосферного воздуха, не может считаться оптимальным решением.

Необходимо подчеркнуть, что искусственная ионизация воздуха помещений без достаточного воздухоснабжения в условиях высокой влажности и запыленности воздуха ведет к неизбежному возрастанию числа тяжелых ионов. Кроме того, в случае ионизации запыленного воздуха процент задержки пыли в дыхательных путях резко возрастает (пыль, несущая электрические заряды, задерживается в дыхательных путях человека в гораздо большем количестве, чем нейтральная). Попав в легкие, пыль теряет свой заряд, вследствие чего пылевые конгломераты распадаются, образуя большие поверхности, состоящие из мельчайших частичек пыли. А это может привести к активизации физико-химических свойств пыли и усилению ее биологической активности.

Следовательно, искусственная ионизация воздуха не является универсальной панацеей для оздоровления воздуха закрытых помещений. Без улучшения всех гигиенических параметров воздушной среды искусственная ионизация не только не улучшает условий обитания человека, но, напротив, может оказать негативный эффект.

Оптимальными суммарными концентрациями легких ионов являются уровни порядка 310, а минимально необходимыми 510 в 1 см3. Эти рекомендации легли в основу действующих в Российской Федерации санитарно-гигиенических норм допустимых уровней ионизации воздуха производственных и общественных помещений (табл.4.2).

Ионный режим помещений оценивают при помощи аспирационного счетчика ионов, который определяет концентрацию легких и тяжелых, положительно и отрицательно заряженных ионов.

Таблица 4.2. Нормативные величины ионизации воздушной среды помещений в общественных зданиях.

4.10.3. Физические факторы жилой среды

Обеспечение полноценной световой среды в жилых помещениях. Стремительно растущая урбанизация изменяет интенсивность и спектральный состав важнейшего фактора среды обитания человека – солнечной радиации у поверхности земли – вследствие загрязнения атмосферного воздуха, снижающего его прозрачность, и существенного затенения территории плотной многоэтажной застройкой. Ограниченная прозрачность остекления светопроемов, их затеняемость, а зачастую несоответствие размеров площади окон глубине помещений вызывают повышенный дефицит естественного света в помещениях. Недостаток естественного света ухудшает условия зрительной работы и создает предпосылки для развития у городского населения синдрома «солнечного (или светового) голодания», снижающего устойчивость организма к воздействию неблагоприятных факторов химической, физической и бактериальной природы, а по последним данным и к стрессовым ситуациям. Поэтому дефицит естественного света и денатурация световой среды отнесены к факторам, неблагоприятным для жизнедеятельности человека.

В больших городах особое значение имеет качество световой среды внутри помещения, где человеку должен быть обеспечен не только зрительный комфорт, но и необходимый биологический эффект от освещения. Последний определяется в основном условиями освещения помещений естественным светом, под которым понимается рассеянный свет небосвода, проникающий через светопроемы, и прямыми солнечными лучами (инсоляцией). Эти природные факторы должны присутствовать в достаточном количестве в каждом помещении, предназначенном для длительного пребывания человека, и, прежде всего в помещениях жилых зданий.

Естественное освещение и инсоляция. В закрытых помещениях световая среда существенно денатурирована, а естественные оптические факторы ослаблены, так как светопроемы составляют относительно небольшую часть ограждений, пропуская около 50% падающего на них света и лишь незначительную долю ультрафиолетового излучения. Затенение светопроемов и ориентация части их на северные румбы горизонта приводит к дополнительной потере естественного света и инсоляции, а также к увеличению времени пребывания людей при искусственном освещении.

Для обеспечения полноценной световой среды в жилых зданиях действующими нормами и правилами регламентируются минимальная величина коэффициента естественной освещенности (КЕО), режим и длительность инсоляции.

Величина КЕО для основных помещений жилых зданий (комнат и кухонь) в средней светоклиматической полосе установлена не ниже 0,4% для зон с устойчивым снежным покровом и не ниже 0,5% - для остальной территории. Снижение к.е.о. в комнатах и кухнях жилых зданий не допускается. Это требование обусловлено особой биологической значимостью естественного света в помещениях и невозможность восполнения его дефицита современными средствами искусственного освещения. Накопленные данные свидетельствуют о влиянии видимого света на биосинтез гормонов, о прямом воздействии фотонов на нервные окончания, приводящем к активизации метаболических процессов и регуляции функций организма, о роли поглощенных фотонов в биоэнергетическом обеспечении организма и репарации тканей, фотореактивирующем и фотосенсибилизирующем влиянии света, значении качества света для поддержания биоритмов организма.

Наряду с общебиологическим влиянием естественное освещение оказывает выраженное психологическое воздействие на организм человека. Свободный зрительный контакт с внешним миром через светопроемы достаточного размера и изменчивость дневного освещения (колебания интенсивности, равномерности, соотношений яркости, хроматичности света на протяжении дня) оказывают большое влияние на психику человека. Поэтому с гигиенической точки зрения в зданиях разного назначения необходимо предусматривать максимально возможное использование естественного освещения. Если в помещениях, предназначенных для длительного пребывания людей, обеспечить достаточное естественное освещение невозможно, то следует упорядочить дневной режим этих людей, установив для них время периодического пребывания под открытым небом в часы с достаточным естественным освещением (например, в обеденный перерыв или путем смещения графика работы).

Большое внимание уделяется в последнее время проблеме инсоляции жилых зданий. Инсоляция – это важный гигиенический фактор, она обеспечивает поступление в помещение дополнительной световой энергии, тепла и ультрафиолетового излучения Солнца, влияет на самочувствие и настроение человека, микроклимат жилища и снижение его обсемененности микроорганизмами. Опрос больших групп населения показал положительное отношение к инсоляции жилых и общественных помещений у людей, проживающих как в северных и центральных, так и в южных районах Российской Федерации. Параллельно проведенное изучение психофизического состояния части опрошенных выявило улучшение их работоспособности, самочувствия и настроения в хорошо инсолируемых помещениях.

Комплексный анализ данных гигиенической оценки инсоляции показал, что благоприятное влияние на организм человека и на внутреннюю среду помещений инсоляция оказывает при непрерывном трехчасовом воздействии.

Однако стремление градостроителей к увеличению плотности застройки жилых районов и повышению этажности жилых и административных зданий приводит к уменьшению длительности инсоляции и к прерывистости солнечного облучения помещений, что снижает оздоровительное действие инсоляции, прежде всего ее бактерицидный эффект.

Совмещенное освещение. Дефицит естественного освещения в ряде помещений жилых и общественных зданий требует комплексного решения проблемы его восполнения искусственным освещением, в частности с помощью системы совмещенного освещения.

Основной гигиенический недостаток применения совмещенного освещения обусловлен разной биологической эффективностью естественного и искусственного света, которая не в полной мере учитывается при нормировании освещения.

Сравнительная гигиеническая оценка степеней денатурации световой среды, создававшихся разными соотношениями естественного и искусственного света в комплексном световом потоке 1:1, 1:2, 1:5, показала, что даже при относительно высокой суммарной интенсивности освещения – от 300 до 1000 лк – замена части естественного света искусственным (от люминесцентных ламп с Т_цв= 3600 К) отражается на состоянии человека и утяжеляет выполнение зрительной и умственной работы. Особо неблагоприятное влияние оказывает дефицит естественного света в тех случаях, когда его доля составляет менее 200 – 250 лк.

Неблагоприятное воздействие на организм замены естественного света искусственным подтверждается и данными биологических экспериментов по изучению иммунологической реактивности животных и их устойчивости к химической нагрузке, а также данными о фотореактивирующем действии света на одноклеточные микроорганизмы. Полученные результаты позволили показать биологическую неадекватность естественного и искусственного света одинаковой интенсивности. Для обеспечения биологического эффекта от искусственного освещения, соизмеримого с биологическим эффектом естественного света при освещенности в 500 лк, необходимо повысить освещенность не менее чем до 2000 – 2500 лк при максимальном приближении спектрального состава искусственного света к естественному. Однако это нерационально ни с экономической, ни с гигиенической позиций.

Совмещенное освещение должно улучшать положение в тех помещениях, в которых по разным причинам (строительным, эксплуатационным и т.п.) не может быть обеспечено удовлетворительное дневное освещение. Во вновь проектируемых жилых зданиях следует изыскивать возможности полноценного естественного освещения.

В том случае, когда дневное освещение постоянно дополняется общим или комбинированным искусственным, большое значение имеет выбор источников света и светильников, а также их размещение в помещении. При совмещенном освещении нельзя применять лампы накаливания. Для этого целесообразно использовать люминесцентные лампы белого и дневного света, выбираемые с учетом ориентации помещения, а на крупных общественных объектах (вокзалы, спортивные залы и т.п.) – ртутные лампы высокого давления. Размещение и тип светильников должен обеспечивать автономный подсвет зоны с недостаточным естественным освещением и однонаправленность теней.

Искусственное освещение помещений в жилых зданиях. Основные гигиенические требования к искусственному освещению в быту сводятся к тому, чтобы освещение интерьеров соответствовало их назначению: света было достаточно (он не должен слепить и оказывать иного неблагоприятного влияния на человека и на среду); осветительные приборы были легко управляемыми и безопасными, а их расположение способствовало функциональному зонированию жилища; выбор источников света производится с учетом восприятия цветового решения интерьера, спектрального состава света и благоприятного биологического воздействия светового потока.

До настоящего времени в жилых помещениях целесообразным с гигиенической точки зрения считается применение светильников с лампами накаливания как более удобных в эксплуатации, легко регулируемых, бесшумных и неизлучающих ультрафиолетового потока. Экономичные люминесцентные светильники рекомендуется использовать в основном для освещения вспомогательных помещений с кратковременным пребыванием людей (прихожей, ванной и т.п.). Установка их в кухнях требует применения спектрального типа ламп, точно передающего естественный вид продукта. При освещении люминесцентными светильниками, например, письменного стола, необходимо наряду с правильным подбором спектрального типа ламп устранение пульсации их светового потока.

Обогащение светового потока установок искусственного освещения ультрафиолетовым излучением. Проблема обогащения искусственного света ультрафиолетовым излучением (УФИ) весьма актуальна в настоящее время, когда денатурация световой среды в городах и увеличение времени пребывания человека в условиях искусственного освещения требуют широкой профилактики возможного развития симптомов светового голодания у людей, сопровождающихся снижением резистентности организма к воздействию неблагоприятных факторов и повышением заболеваемости. Наиболее удобным и эффективным приемом профилактики светового голодания является использование в системе общего освещения помещений с длительным пребыванием людей светооблучательных установок, создающих световой поток, обогащенный УФИ. При этом может использоваться двойная система ламп – осветительных и эритемных, излучающих УФ – поток в диапазоне длин волн 280 – 320 нм, или единая система – с полифункциональными осветительно-облучательными лампами, генерирующими одновременно видимый свет и УФИ (спектр их излучения охватывает область 280 – 700 нм), которые обеспечивают получение человеком за 8 часов рабочего дня 0,125 – 0,25 МЭД (минимальной эритемной дозы) при освещенности 300 – 500 лк. Эритемные лампы в системе общего освещения обеспечивают 0,25 – 0,75 МЭД в день и используются лишь в осенне-зимний период года. Суммарная годовая доза УФИ как от эритемных, так и от полифункциональных ламп составляет около 65 МЭД.

Гигиеническая оценка светооблучательных установок показала их благотворное влияние на фосфорно-кальциевый обмен в организме, состояние естественного неспецифического иммунитета и работоспособность, а также отсутствие неблагоприятного влияния УФИ на зрительные функции человека и на среду в помещении. Специальные исследования показали также отсутствие опасности возникновения неблагоприятных отдаленных последствий ультрафиолетового облучения в субэритемных дозах.

Обогащение искусственного света УФИ рекомендуется прежде всего в районах с выраженным дефицитом естественного УФИ (севернее 57,5^o северной широты, а также в промышленных городах с загрязненным атмосферным воздухом, расположенных в зоне 57,5 – 42,5^o северной широты) и на подземных объектах, в зданиях без естественного света и с выраженным дефицитом естественного света (при к.е.о. менее 0,5%) вне зависимости от их территориального размещения.

Шумы в жилой среде: источники, влияние на организм и меры защиты. Защита городской и жилой среды от шума имеет большое гигиеническое и социально-экономическое значение, что связано с повсеместным ростом шумового загрязнения, вызывающего ухудшение состояния здоровья населения.

Существующие источники шума в условиях городской жилой среды можно подразделить на две основные группы: расположенные в свободном пространстве (вне зданий) и находящиеся внутри зданий.

Источники шума, расположенные в свободном пространстве, по своему характеру делятся на подвижные и стабильные, т.е. постоянно или долговременно установленные в каком-либо месте.

Для источников шума, расположенных внутри зданий, имеют значение характер размещения источников шума по отношению к окружающим защитным объектам и их соответствие предъявляемым к ним требованиям. Внутренние источники шума можно подразделить на несколько групп:

- техническое оснащение зданий (лифты, прачечные, трансформаторные подстанции, теплообменные станции, воздухотехническое оборудование и т.п.);

- технологическое оснащение зданий (морозильные камеры магазинов, машинное оборудование небольших мастерских и т.п.);

- санитарное оснащение зданий (водопроводные сети, сети для распределения теплой воды, водопроводные краны, смывные краны туалетов, душевые и т.п.);

- бытовые приборы (холодильники, пылесосы, миксеры, стиральные машины, одиночные агрегаты отопления этажей и др.);

- аппаратура для воспроизведения музыки, радиоприемники и телевизоры, музыкальные инструменты.

В последние годы отмечается рост шума в городах, что связано с резким увеличением движения транспорта (автомобильного, рельсового, воздушного).

Транспортный шум по характеру воздействия является непостоянным внешним шумом, так как уровень звука изменяется во времени более чем на 5 дБ.

Уровень различных шумов зависит от интенсивности и состава транспортных потоков, планировочных решений (профиль улиц, высота и плотность застройки) и наличия отдельных элементов благоустройства (тип дорожного покрытия и проезжей части, зеленые насаждения). Наблюдается зависимость уровней звука на магистралях от фактических режимов движения транспорта.

Диапазон колебаний между фоновыми и максимальными (пиковыми) уровнями звука, характеризующими шумовой режим примагистральной территории, в дневное время составляет в среднем 20 дБ.

В ночной период суток размах колебаний максимальных уровней звука относительно фона увеличивается. Это связано с изменением интенсивности движения, которая в периоды между часами пик, как правило, снижается в 2 – 2,5 раза.

С удалением от транспортного потока в глубь жилой территории наблюдается сужение диапазона колебаний эквивалентного уровня звука, вызванное быстрым снижением высоких максимальных уровней звука, которые характеризуют кратковременный шум отдельных транспортных средств.

Влияние шума на организм. Субъективная оценка влияния различных факторов внутрижилищной и окружающей среды на комфортность проживания подтверждает существенную роль шума в создании неблагоприятных условий в жилых домах. Воздействие шума может вызвать следующие реакции организма:

- органическое расстройство слухового анализатора;

- функциональное расстройство слухового восприятия;

- функциональное расстройство нейрогуморальной регуляции;

- функциональное расстройство двигательной функции и функции чувств;

- расстройство эмоционального равновесия.

Общая реакция населения на шумовое воздействие – чувство раздражения. Отрицательное воздействующий звук способен вызвать раздражение, переходящее в психоэмоциональный стресс, который может привести к психическим патологическим изменениям в организме человека. С повышением уровня звука возрастает чувство неприятности.

Субъективная реакция человека как интегральный показатель функционального состояния организма на шумовое воздействие зависит от степени умственного, возраста, пола, состояния здоровья, длительности влияния и уровня шума.

Среди населения всегда имеются люди, более чувствительные к шуму. Чувствительность к шуму коррелирует с невротичностью человека.

Воздействия шума на человека можно условно подразделить на:

- специфические (слуховые) – воздействие на слуховой анализатор, которое выражается в слуховом утомлении, кратковременной или постоянной потере слуха, расстройствах четкости речи и восприятия акустических сигналов;

- системные (внеслуховые) – воздействие на отдельные системы и организм в целом (на заболеваемость, сон, психику).

Уровни коммунального шума почти всегда значительно ниже предела, установленного для рабочей зоны (85 – 90 дБ). Однако имеются коммунальные шумы, максимальные значения которых достигают указанного верхнего предела (от телевизора, воспроизведения музыки, ударных музыкальных инструментов, мотоциклов). Снижению остроты слуха может способствовать и длительное воздействие на человека транспортного шума. Неблагоприятное воздействие на слух оказывается в случаях, когда человек подвергается действию шума, как на производстве, так и дома.

В настоящее время лиц, обладающих «отличным» слухом, среди молодежи и взрослых намного меньше, чем 20 лет назад. Изменения в органе слуха происходит уже в период созревания. Причиной является насыщенная техникой жизненная среда, а у молодежи, кроме того, громкая музыка.

Одной из специфических особенностей шума является его маскировочный эффект – воздействие на восприятие звуковой и в особенности речевой информации.

Под влиянием шума у людей изменяются показатели переработки информации, снижается темп и ухудшается качество выполняемой работы.

Изучение влияния шума на жителей разного пола и возраста показало, что более чувствительны к нему женщины и лица старших возрастных групп. Данные категории населения, проживающие в шумных районах, чаще жалуются на раздражение, нарушение сна, головные боли, боли в области сердца. Объективно выявлены тенденции к повышению артериального давления, изменения отдельных показателей электрокардиограммы, функциональные нарушения центральной и вегетативной нервной системы, снижение слуховой чувствительности.

Одним из критериев отрицательного воздействия шума на сон является его нарушение. Число жалоб на расстройства сна увеличивается с ростом уровня шума. Особенно чувствительны к ночному шуму лица в возрасте от 40 до 60 лет; работники умственного труда более чувствительны, чем рабочие, занятые физическим трудом; больные более чувствительны, чем здоровые. Детей грудного возраста пробуждает только шум высокого уровня.

Установлена зависимость между повышением уровня шума в квартире с 35 до 50 дБ и значительным увеличением, как период засыпания, так и коэффициента двигательной активности.

Уровень шума в ночное время не должен превышать 35 дБ. На шум 35 – 40 дБ реагируют 13% спящих, а на 45 дБ – 35%. Пробуждение наступает обычно при уровне шума 50,3 дБ (изменение стадии сна – при 48,5 дБ).

Оздоровление жилой среды городов и других населенных пунктов тесно связано со снижением отрицательного воздействия на человека шума от внешних источников. Постоянный рост автопарка в городах и интенсивности транспортных потоков, расширение улично-дорожной сети приводят к значительному увеличению площади городских территорий с неблагоприятным акустическим режимом и ухудшению условий проживания в жилых домах.

В Российской Федерации превышение допустимых санитарными нормами уровней звука на территории жилой застройки составляет 15 – 25 дБ, а в помещениях жилых зданий – 20 дБ и более, что требует разработки и проведения эффективных шумозащитных мероприятий.

Снижение шума в источнике его возникновения является действенным и самым эффективным путем борьбы с шумом. Поэтому мероприятия по снижению шума должны проводиться в процессе конструирования машин и оборудования.

Существенное влияние на шумовой режим микрорайонов оказывают также ширина защитной территориальной полосы до источника интенсивного внешнего шума, степень ее озеленения. На каждое удвоенное расстояние от точечного источника понижения уровня шума составляет 3 дБ.

Большое значение имеет использование рациональных планировочных приемов градостроительства, обоснованное решение объемно-пространственной композиции жилой территории, учет особенностей рельефа местности и т.д.

За счет использования конфигурации местности можно достичь большого эффекта в защите от шума при относительно невысоких затратах.

Для снижения шума на жилой территории необходимо соблюдать следующие принципы:

- вблизи источников шума размещать малоэтажные здания;

- шумозащитные объекты строить параллельно транспортной магистрали;

- группировать жилые объекты в закрытые или полузакрытые кварталы;

- здания, не требующие защиты от шума (склады, гаражи, некоторые мастерские и т.д.), использовать в качестве барьеров, ограничивающих распространение шума.

Экранирующие объекты, используемые для борьбы с шумом, должны располагаться как можно ближе к его источнику, причем большое значение имеют непрерывность таких объектов по всей длине, их высота и ширина. Поверхность противошумовых экранов, обращенная к источнику, должна быть выполнена по возможности из звукопоглощающего материала.

В условиях плотной городской застройки и дефицита свободной территории целесообразно осуществлять строительство специальных шумозащитных (барьерных) зданий-экранов (жилого и нежилого назначения), фронтально размещаемых вдоль магистралей и образующих акустическую тень за зданием.

В качестве экранов для защиты от шума кроме протяженных зданий могут использоваться специальные сооружения типа стенок, выемок, насыпей, эстакад и т.п. Экраны, выполненные в виде вертикальной защитной стенки, получили применение в условиях сложившейся застройки как более компактные по сравнению с остальными типами экранов.

Наглядным примером могут служить установленные вдоль Московской кольцевой автомобильной дороги бетонные, либо металлические шумозащитные стенки, значительно снизившие отрицательное воздействие шума на жителей близлежащих микрорайонов.

Большое значение для снижения уровня шума в жилой среде имеет оформление лоджий и балконов. С помощью звукопоглощающей облицовки данных частей фасада и применения плотных (без отверстий) перил можно достичь весьма значимого снижения интенсивности шума, проникающего внутрь помещения, особенно на более высоких этажах.

Транспортный шум уменьшают (до 25 дБ) типовые конструкции окон с повышенной звукоизоляцией за счет увеличения толщины стекол и воздушного пространства между ними, тройного остекления, уплотнения притворов, использования звукопоглощающей прокладки по периметру оконных рам.

Разработаны и внедрены в практику специальные конструкции оконных блоков с устройством вентиляционных клапанов-глушителей (“шумозащитное окно”), обеспечивающих естественную вентиляцию помещений при одновременном снижении транспортного шума.

Создание конструкций с высокоэффективными клапанами-глушителями (снижение уровня звука составляет 25-35 дБ) позволяет оборудовать ими жилые здания, расположенные на магистралях с интенсивным движением транспорта и уровнями звука 80 дБ и более, при условиях обеспечения нормативных параметров микроклимата и воздухообмена в жилых помещениях.

Вибрация в условиях жилищ, ее влияние на организм человека.

Вибрация как фактор среды обитания человека наряду с шумом относится к одному из видов ее физического загрязнения, способствующего ухудшению условий проживания городского населения.

Вибрация, воздействуя на живой организм, трансформируется в энергию биохимических и биоэлектрических процессов, формируя ответную реакцию организма.

При длительном проживании людей в зоне воздействия вибрации от транспортных источников, уровень которой превышает нормативную величину, отмечается ее неблагоприятное влияние на самочувствие, функциональное состояние центральной нервной и сердечно-сосудистой систем, повышение уровня неспецифической заболеваемости.

Активная преобразующая деятельность человека постоянно меняет вибрационный фон окружающей среды.

Колебания в зданиях могут генерировать внешние источники (подземный и наземный транспорт, промышленные предприятия), внутридомовое оборудование встроенных предприятий торговли и коммуникально-бытового обслуживания населения.

Вибрация в квартире часто вызвана эксплуатацией лифта. В некоторых случаях ощутимая вибрация наблюдается при строительных работах, проводимых вблизи жилых зданий (забивка свай, демонтаж и ломка зданий, дорожные работы).

Источником повышенной вибрации в жилых домах могут служить промышленные предприятия при эксплуатации гидравлических и механических прессов, строгательных и вырубных механизмов, бетономешалок, дробилок, компрессов, падающих молотов при забивании свай.

В последние годы возросло число жалоб населения на вибрацию от основных средств транспорта.

Проблема борьбы с вибрацией в жилых зданиях приобрела особую актуальность в связи с развитием в крупных городах метрополитенов, строительство которых осуществляется способом мелкого заложения. Линии метрополитена прокладывают под существующими жилыми районами, а опыт эксплуатации подземных поездов показал, что интенсивные вибрации проникают в близлежащие жилые здания в радиусе до 40-70 м по обе стороны от тоннеля метрополитена и вызывает серьезные жалобы населения.

Вибрации, возникающие в тоннеле, через грунт передаются фундаменту окружающих зданий, возбуждая в них колебания различных конструктивных элементов.

Изучение распространения вибрации по этажам здания показало, что в пятиэтажных домах уровни виброускорения снижаются в направлении от первого до пятого этажа на частотах 8-32 Гц на 4-6 дБ. В многоэтажных зданиях отмечается как уменьшение величин колебаний на более высоких этажах, так и увеличение их из-за резонансных явлений.

Интенсивность вибрации в жилых домах зависит от расстояния до источника. В радиусе до 20 м превышение уровня вибрации над фоновыми значениями в октавных полосах частот 31,5 и 63 Гц в среднем составляет 20 дБ, в октавной полосе 16 Гц уровни вибрации от поездов превышают фон на 2 дБ, а в низкочастотном диапазоне соизмеримы с ним. С увеличением расстояния до 40 м уровни вибрации снижаются до 27-23 дБ соответственно частотам 31,5 и 63 Гц, а на расстоянии свыше 50 м от тоннеля уровни виброускорения не выходят за пределы колебания фона.

Таким образом, источники вибрации в жилых помещениях различают по интенсивности, временным параметрам, характеру спектровибрации, что и определяет различную степень выраженности реакции жителей на их воздействие.

Влияние вибрации на организм человека. Вибрация в условиях жилой среды может действовать круглосуточно, вызывая раздражение, нарушая отдых и сон человека.

В отличие от звука вибрация воспринимается различными органами и частями тела. Низкочастотные поступательные вибрации воспринимаются отолитовым аппаратом внутреннего уха. В ряде случаев реакция людей определяется не столько восприятием самих механических колебаний, сколько вторичными зрительными и слуховыми эффектами (например, дребезжание посуды в шкафу, хлопанье дверей, раскачивание люстры и т.д.).

Субъективное восприятие вибрации зависит не только от ее параметров, но и от множества других факторов: состояния здоровья, тренированности организма, индивидуальной переносимости, эмоциональной устойчивости, нервно-психического статуса субъекта, подвергаемого действию вибрации. Имеет значение также способ передачи вибрации, длительность экспозиции и пауз.

В квартирах ощутимые вибрации почти всегда воспринимаются как посторонние и необычные и поэтому их можно считать мешающими. Зрительные и слуховые воздействия усугубляют их неблагоприятное влияние.

На восприятие вибрации может существенно влиять деятельность субъекта. При этом вибрация, мешающая человеку при спокойной сидячей работе, совсем не будет восприниматься человеком, который во время работы переходит с места на место. Таким образом, можно полагать: чем спокойнее работа, тем интенсивнее человек воспринимает вибрацию.

Мерой оценки восприятия вибрации служит понятие “сила восприятия”, которое является связующим звеном между величинами колебаний, их частотой и направлением, с одной стороны, и восприятием вибрации – с другой.

Американские исследователи различают три степени реакции на вибрацию в зависимости от амплитуды ее ускорения: порог восприятия сидящим человеком синусоидальных вертикальных вибраций, неприятные ощущения, предел добровольно переносимой вибрации в течении 5-20 минут.

Сила восприятия механических колебаний, воздействующих на человека, зависит в значительной степени от биомеханической реакции тела человека, представляющего собой в известной мере механическую колебательную систему.

Особое внимание при этом уделяется изучению явления резонанса как всего тела человека, так и отдельных его органов и систем. Установлено, что при частоте воздействующей вибрации свыше 2 Гц человек ведет себя как целостная масса; для сидящего человека резонанс тела находится в интервале от 4 до 6 Гц. Другая полоса резонансных частот лежит в области 17-30 Гц и вызывается в системе "голова-шея-плечо“. В этом диапазоне амплитуда ускорения колебания головы может втрое превышать амплитуду колебания плеч.

Таким образом, тело человека представляет сложную колебательную систему, обладающую собственным резонансом, что и определяет строгую частотную зависимость многих биологических эффектов вибрации.

Результаты опроса и клинико-физиологического обследования населения, подвергающегося воздействию вибрации, показали, что вибрация в жилых помещениях вызывает негативную реакцию людей (от легкого беспокойства до сильного раздражения). Жалобы на вибрацию носят разнообразный характер: «ощущается как землетрясение», «дом дрожит», «дребезжит посуда». Регулярно повторяющиеся через 1,5 – 2 мин колебания пола, сотрясение стен, мебели и т.п. нарушают отдых жителей, мешают сосредоточиться при умственном труде. В новых микрорайонах после года проживания в условиях воздействия вибрации опрошенные лица отмечали повышенную раздражительность, нарушение сна, увеличение приема седативных препаратов. По данным опроса, 20,4% жителей предъявляли жалобы в различные учреждения санитарной службы, а 47% предпринимали активные действия для перемены местожительства.

Степень раздражающего действия вибрации зависит от ее уровня (или расстояния до источника колебаний). Наибольшие уровни вибрации, зарегистрированные в радиусе до 20 м от источника, вызывают негативную реакцию у 37% жителей. С возрастанием зоны разрыва количество жалоб уменьшается, и на расстоянии 35–40 м колебания ощущают 17% жителей. Дальнейшее увеличение расстояния в связи с уменьшением амплитуды колебаний не влияет на восприятие жителями вибрации, что позволило установить 40-метровую допустимую зону разрыва между жилой застройкой и тоннелями метрополитена мелкого заложения.

Наибольшее количество жалоб (65%) предъявляют лица в возрасте от 31 до 40 лет.

Нетерпимы к вибрационному воздействию лица с неудовлетворительным состоянием здоровья, заболеваниями сердечно-сосудистой и нервной систем. Количество жалоб в этой группе в 1,5 раза больше, чем в группе здоровых людей.

Клинико-физиологическое обследование населения, подвергающегося длительному вибрационному воздействию, выявило изменения состояния физиологических функций у обследованных. При этом преобладали жалобы на эмоциональную волевую неустойчивость, функциональные нарушения центральной нервной системы. Кроме того, отмечено напряжение регуляторных систем сосудистого тонуса, развитие функциональных изменений различной степени выраженности в центральной нервной системе.

Гигиеническое нормирование вибрации в условиях жилища. Важнейшим направлением решения проблемы ограничения неблагоприятного воздействия вибрации в жилищных условиях является гигиеническое нормирование ее допустимых воздействий. При определении предельных значений вибрации для различных условий пребывания человека в качестве основной величины используется порог ощущения вибрации. Предельные значения даются как кратная величина этого порога ощущения. Ночью в жилых помещениях допускается только одно- или четырехкратный порог ощущения, днем – двукратный.

Электромагнитные поля как неблагоприятный фактор среды жилых и общественных помещений. Распространенным и постоянно возрастающим негативным фактором городской среды являются электромагнитные поля (ЭМП), создаваемые различными устройствами, генерирующими, передающими и использующими электрическую энергию. Электромагнитное загрязнение среды населенных мест стало столь существенным, что ВОЗ включила эту проблему в число наиболее актуальных для человека.

Как уже отмечалось, в настоящее время имеется огромное количество самых разнообразных источников электромагнитных полей, находящихся как вне жилых и общественных зданий (линии электропередач, станции спутниковой связи, радиорелейные установки, телепередающие центры, открытые распределительные устройства, электротранспорт), так и внутри помещений (компьютеры, сотовые и радиотелефоны, пейджеры, бытовые микроволновые печи и др.).

Мощными источниками высокочастотных электромагнитных полей являются телерадиопередающие ретрансляторы, которые располагаются обычно в центре крупных городов, рядом с жилой застройкой. Передающие центры, спроектированные более двух десятков лет назад для трансляции двух телевизионных программ, сейчас транслируют от 5 до 10 программ.

На территории санитарно-защитной зоны линий электропередач (ЛЭП) нередко строятся частные дома и дачи.

Спектр электромагнитных колебаний, создаваемых линиями электропередач, радио- и телепередающими центрами, радиолокационными системами достаточно широк (табл.2.3).

Действие ЭМИ РЧ было подробно рассмотрено в разделе II.

Для предотвращения неблагоприятного влияния ЭМП на население установлены предельно допустимые уровни (ПДУ) напряженности электромагнитного поля, кВ/м:

- внутри жилых зданий – 0,5;

- на территории зоны жилой застройки – 1,0;

- в населенной местности вне зоны жилой застройки – 10;

- в населенной местности (часто посещаемой людьми) – 15;

- в труднодоступной местности (недоступной для транспорта и сельскохозяйственных машин) – 20.

Основным способом защиты от ЭМП в жилой зоне является защита расстоянием, что обеспечивается путем создания специальных санитарно-защитных зон (СЗЗ) вокруг радиотехнических объектов. К мероприятиям, снижающим плотность потока энергии, относят рациональную застройку, применение специальных строительных конструкций, озеленение. Застройка должна свести к минимуму площадь поверхностей, через которые радиоволны легко проникают внутрь помещений.

Наиболее приемлемым материалом для зданий является железобетон. В зданиях, расположенных в первом ряду застройки, рекомендуется заделка мелкоячеистой сетки в облицовочный или штукатурный слой на стенах, обращенных в сторону радиотехнический объектов. Стыки сеток надо сваривать, сетки должны быть заземлены. В следующих рядах зданий поверхность облучаемых стен покрывают составами, поглощающими радиоволны. Лучшая защита сверху – крыша из кровельного или оцинкованного железа. В сторону антенн следует ориентировать минимальную площадь остекления. Так как в основном радиоволны проникают в помещение через оконные проемы, то в необходимых случаях можно экранировать оконные проемы специальным стеклом с металлизированным слоем.

Существенным источником электромагнитных полей, наряду с линиями электропередач и телерадиопередающими установками, являются видеодисплейные терминалы (ВДТ) и персональные электронно-вычислительные машины (ПЭВМ) – компьютеры, получившие широкое использование в офисе и быту.