Самостоятельная расчетно-графическая работа студентов МГСУ по дисциплине "гражданская оборона Текст научной статьи по специальности «Строительство и архитектура»

УДК 614.841

САМОСТОЯТЕЛЬНАЯ РАСЧЕТНО-ГРАФИЧЕСКАЯ РАБОТА СТУДЕНТОВ МГСУ ПО ДИСЦИПЛИНЕ “ГРАЖДАНСКАЯ ОБОРОНА”

Боровских Михаил Трофимович

кандидат технических наук, доцент кафедры пожарной безопасности Московского государственного строительного университета

Представлен план выполнения расчетно-графической работы “Объемно-планировочное решение на строительство убежища 3-го класса” на кафедре пожарной безопасности Московского государственного строительного университета в рамках темы “Защита населения в чрезвычайных ситуациях мирного и военного времени”.

Для студентов строительного ВУЗа несомненный интерес представляют учебные вопросы практического плана. На кафедре пожарной безопасности МГСУ к ним относится расчетно-графическая работа по объемно-планировочному решению защитных сооружений гражданской обороны (ГО) в соответствии с требованиями СНиП 2-11-77 “Защитные сооружения гражданской обороны” и СНиП 2.01.51-90 “Инженерно-технические мероприятия гражданской обороны”. За многие годы обучения мы убедились в том, что подобные задачи хорошо вписываются в общую тематику подготовки инженеров строительного профиля с одновременным успешным освоением инженерных разделов учебной программы по ГО.

В МГСУ расчетно-графическая работа проводится как зачетная по теме “Защита населения в чрезвычайных ситуациях мирного и военного времени” и называется “Объемно-планировочное решение на строительство убежища (БВУ, ПРУ)”. К этому времени студенты знают, что объемнопланировочное решение и состав помещений зависят от вместимости сооружения, его конструктивных особенностей, характера использования в мирное время, удобства заполнения укрываемых, их размещения и других факторов.

В соответствии с нормативными документами помещения убежища подразделяются на основные и вспомогательные. К основным относятся помещение для укрываемых, пункт управления (ПУ), медицинский пункт, а в убежищах лечебных учреждений — операционно-перевязочные и предоперационные. Вспомогательные включают фильтровентиляционные помещения (ФВП), санитарный узел (СУ), защищенные дизельные электрические станции (ДЭС), электрощитовую, помещение для хра-

нения продовольствия, станцию перекачки сточных вод, баллонную, тамбур-шлюзы и тамбуры.

1. Помещения основного назначения

а) Помещение для укрываемых

Ниже приводятся нормативные требования к помещению для укрываемых.

Норма площади пола на одного укрываемого —

0,5 м2 при 2-х ярусном и 0,4 м2 при 3-х ярусном расположении нар. Внутренний объем помещения — 1,5 м3 на одного человека. Высота помещения — не менее 2,2 м и не более 3,5 м.

Места для сидения составляют 1-й ярус и имеют размер 0,45x0,45 м на одного человека, а места для лежания — 0,55x1,8 м. Высота скамьи 1-го яруса принимается равной 0,45 м, 2-го яруса — 2,95 м от пола. Расстояние от верхнего яруса до перекрытия или его выступающей части — 0,75 м.

Количество мест для лежания принимается равным:

• при 2-х ярусном расположении нар — 20%;

• при 3-х ярусном — 30%.

Ширина проходов на уровне скамеек для сидения составляет:

• между поперечными рядами — 0,7 м;

• между продольным рядом и торцами поперечных рядов — 0,75 м;

• между продольными рядами — 0,85 м;

• сквозные проходы по убежищу — 0,9 - 1,2 м.

б) Пункт управления

Убежища на объекте могут иметь в своем составе ПУ, предназначенный для размещения и оперативной работы органа управления ГО объекта. Этот пункт следует размещать в убежище, имеющем

ДЭС, вблизи одного из выходов. Ограждение этого помещения должно иметь предел огнестойкости 1 ч.

Общее количество работающих на ПУ следует принимать равным 10 чел. с нормой площади пола на одного работающего 2 м2. На ПУ в счет этой площади выгораживается помещение для средств связи.

в) Медицинский пункт

В убежище на каждые 500 укрываемых предусматривается один санитарный пост (СП) площадью 2 м , но не менее одного поста на сооружение.

В убежищах вместимостью 900 - 1200 чел. предусматривается медицинский пункт площадью 9 м2, при этом на каждые 100 укрываемых сверх 1200 чел. площадь медицинского пункта увеличивается на 1 м2. Медицинский пункт размещают на возможно большем удалении от фильтровентиляционного помещения и дизельной электростанции.

2. Вспомогательные помещения

а) Фильтровентиляционное помещение

Размещается вблизи одного из входов, у наружной стены. Размеры ФВП определяют в зависимости от количества и габаритов оборудования и площади, необходимой для его обслуживания.

В убежищах вместимостью до 300 чел. фильтровентиляционное оборудование типа ФВК-1 допускается размещать непосредственно в помещении для укрываемых с устройством защитного экрана, исключающего возможность прямого облучения обслуживающего персонала.

б) Помещение защищенной дизельной

электростанции

Располагается у наружной стены, отделяясь от других помещений несгораемой стеной с пределом огнестойкости 1 ч. Вход в ДЭС только через тамбур с двумя герметичными дверями, открывающимися в сторону убежища.

Размеры ДЭС определяются количеством и габаритами устанавливаемого оборудования и площадью, необходимой для его обслуживания. Если имеется запас дизельного топлива более 1,5 м3, то для его хранения в ДЭС оборудуется склад горючесмазочных материалов (ГСМ), вход в который должен быть предусмотрен из машинного зала.

в) Санитарный узел

Санитарный узел в убежище должен иметь мужской и женский туалеты, входы в которые следует осуществлять через тамбур (умывальник). Санитарный узел целесообразно размещать у наружной стены убежища. Количество санитарных приборов принимается из расчета:

• одна напольная чаша (унитаз) на 75 женщин;

• одна напольная чаша (унитаз) на 150 мужчин;

• один умывальник на 200 укрываемых, но не менее одного на санитарный узел.

Санитарные приборы размещаются в отдельных кабинах с дверями.

г) Помещение для хранения продуктов питания

При численности укрываемых до 150 чел. помещение для хранения продуктов принимается площадью 5 м2. На каждых последующих 150 укрываемых сверх 150 чел. площадь помещения увеличивается на 3 м2. Количество помещений для хранения продуктов принимается из расчета одно помещение на 600 чел. Помещения оборудуются стеллажами.

д) Защищенные входы и выходы

Входы и выходы являются важными конструктивными элементами защитного сооружения, предназначенными для приема и эвакуации укрываемых и обеспечивающими необходимую защиту от ударной волны, проникающей радиации, отравляющих веществ. Количество входов принимается по расчету, но не менее двух. Один из них совмещен с аварийным выходом. Все входы в убежищах оборудуются тамбурами или тамбур-шлюзами. Двери устанавливаются защитногерметичные соответственно классу убежища.

е) Инженерные системы жизнеобеспечения в убежищах

Все убежища оборудуются инженерными системами, позволяющими обеспечить необходимые условия для укрываемых в течение двух и более суток. К ним относятся системы:

• вентиляции, фильтровентиляции и регенерации (3-й режим);

• водоснабжения и водоотведения;

• подсушки воздуха и отопления;

• электроснабжения;

• связи.

Используя эти и другие сведения, полученные на занятиях, а также нормативные документы, студенты выполняют самостоятельную работу по индивидуальному заданию. Пример такого задания и методика его выполнения представлены ниже.

Пример расчета убежища 3-го класса Условие

Разработать объемно-планировочное решение заблаговременно возводимого убежища 3-го класса (предельное значение удельного давления во фронте взрывной волны Рф = 2 кгс/см2) в промышленном здании высотой 15 м, вместимостью 600 чел. при соотношении мужчин — 70% и женщин — 30%, с пунктом управления на 10 чел., дизельной

электростанцией и складом ГСМ на 2,5 м дизельного топлива. В мирное время — склад инструмента. Грунт водонасыщенный, полное заглубление стен, сплошная фундаментная плита. Уровень грунтовых вод выше уровня пола.

Расчет

1. Общий объем помещений убежища в зоне герметизации:

V =(600 + 10) • 1,5 = 915 м3.

2. Расчет площади пола убежища.

а) Основные помещения:

• помещение для укрываемых:

принимаем двухъярусное расположение укрываемых на нарах с нормой площади пола 0,5 м2 на одного человека, тогда

5 = 0,5 • 600 = 300 м2;

• пункт управления:

норма площади пола на одного работающего на ПУ — 2 м2, тогда

5 = 2 • 10 = 20 м2;

• в убежище на каждых 500 укрываемых предусматривается санитарный пост площадью пола 2 м2. Для данного убежища количество СП составит п = 610/500 = 2, тогда

5 =2 • 2 = 4 м2.

Если укрываемых более 1200 чел., то необходимо предусмотреть медицинский пункт с площадью пола 9 м2 (в данном случае отсутствует).

Таким образом, площадь основных помещений составит

8осн = 300 + 20 + 4 = 324 м2.

б) Вспомогательные помещения:

• Санитарный узел

Размещается в стороне, противоположной фильтровентиляционному помещению. Площадь пола СУ определяется в зависимости от количества санитарных приборов, устанавливаемых в мужском и женском туалетах (рис. 1). По условию 70% укрываемых — мужчины (427 чел.), 30% — женщины (183 чел.). Требуемое количество приборов:

ппр = 427/150 « 3 (в мужском туалете); ппр = 183/75 « 3 (в женском туалете).

Приборы (унитазы или напольные чаши) устанавливаются в кабинах с дверями, открывающимися внутрь. Площадь одной кабины:

5каб = 0,9 • 1,5 = 1,35 м2.

Рис. 1. Планировочное решение санитарного узла

Тогда для мужского и женского туалетов:

М Ж

Общая $Каб = 3 • 1>35 = Ъаб =3 • Ц5 =

площадь = 4,05 м2, = 4,05 м2

кабин:

Площадь БпроХ = 0,9 • 3 • 1,1 = ^ПроХ = 0,9 • 3 • 1,1 =

прохода: = 2,97 м2, = 2,97 м2

Общая Бо6щ = 4,05 +2,97 = 8общ = 4,05 + 2,97 =

площадь = 7,02 м2 = 7,02 м2

туалета:

Принимаем 1 умывальник на 200 укрываемых,

тогда

ПуМ: = 427/200 = 3 (в мужском туалете);

Пум =183/200 = 1 (в женском туалете).

Площади тамбуров мужского и женского санитарных узлов составят

5ум = 6м2.

Площади мужского и женского туалетов:

5м т = 7,02 + 6 = 13,02 м2;

Бжт = 7,02 + 6 = 13,02 м2.

Общая площадь санитарного узла

5СУ = 13,02 + 13,02 = 26,04 м2.

• Фильтровентиляционное помещение

Площадь пола ФВП рассчитывается по количеству устанавливаемого оборудования. Принимается вариант подачи воздуха в двух режимам:

— 1-й режим — чистая вентиляция, при котором объем подачи воздуха на одного человека

Vед = 10м3/ч, тогда общий объем подачи воздуха по 1-му режиму: Vрежl = (600 + 10) • 10 = 6100 м3/ч.

- 2-й режим — фильтровентиляция, при котором объем подачи воздуха на одного укрываемого

Кдукр = 2 м3/ч

и на одного работающего на ПУ

VедПУ = 5 м /ч,

тогда Греж 2 укр = 2 • 600 = 1200 м3/ч

Уреж 2 ПУ = 5 • 10 = 50 м3/ч.

Итого объем ФВП составит 1250 м3/ч.

Основное оборудование для ФВП

1. Для подачи воздуха по 2-му режиму следует использовать высоконапорные электроручные вентиляторы ЭРВ 600/300 с производительностью в этом режиме 300 м3/ч. Их потребуется пЭРВ = = 1250/300 = 5 шт. Это количество вентиляторов закроет всю потребность в подаче воздуха по 2-му режиму.

По 1-му режиму пять ЭРВ 600/300 обеспечат подачу воздуха в объеме

V =600 • 5 = 3000 м3/ч.

Чтобы закрыть потребность в подаче воздуха по 1-му режиму, необходимо дополнительно установить два ЭРВ 72-3 производительностью 1300 м3/ч и один ЭРВ 600/300. Эти три вентилятора обеспечат подачу воздуха в объеме

V = 2 • 1300 + 600 = 3200 м3/ч.

Таким образом, по 1-му режиму будут работать 5 + 1 + 2 = 8 ЭРВ, которые обеспечат подачу воздуха в объеме, превышающем расчетные 6100 м3/ч. По 2-му режиму для очистки воздуха потребуется следующее количество фильтров-поглотителей ФВУ-200 (производительность каждого 100 м3/ч): п = 1250/100 = 13 шт.

Размеры ФВП принимаем (рис. 2):

а = 0,9 • 2 + 1,8 • 2 = 5,45 м;

Ь = 0,2 • 2 + 0,6 • 3 + 0,7 • 2 = 3,6 м;

5фвп 5,4 • 3,6 20 м

■Е

©з , 0,9 ^ о~ / /4 8 ■ 0 8 - 0 0, 9 А

0 3 '0 '0 / /

0,

©Э : о

0, •> . Г0 у

Рис. 2. Определение площади пола ФВП

• Помещение ДЭС

Площадь машинного зала ДЭС определяется расчетом с учетом размеров (рис. 3): а = 0,8 + 0,8 + 3,0 + 1,0 = 5,6 м;

Ь = 1,0 + 1,5 + 1,0 = 3,5 м;

Бмз = 5,6 • 3,5 = 19,6 * 20 м2

Площадь тамбура ДЭС Бтам = 6 м . Тамбур может быть использован как щитовая ДЭС. Помещение для хранения дизельного топлива имеет площадь 8скл = 4 м2. Общая площадь ДЭС составит

5дэс = 20 + 6 + 4 = 30 м2.

• Помещение для хранения продуктов

На 150 укрываемых площадь пола определяется равной 5 м2, на каждых последующих 150 чел. площадь пола увеличивается на 3 м2. Таким образом, расчетная площадь помещения для хранения продуктов составит:

5 =5 + 3 • 3 = 14 м2.

• Защищенные входы и аварийный выход Предусматриваются три входа:

— вход №1 — с первого этажа, не защищенного от ударной волны, по лестничному спуску в подвальное помещение убежища с шириной дверного проема 0,8 м (дверь 0,8х1,8 м);

— вход № 2 — совмещенный с аварийным выходом в виде тоннеля размером 1,2х2,0 м и лестничным прямиковым спуском, с дверным проемом 0,8 м (дверь 0,8х1,8 м);

— вход № 3 — с аппарелью шириной 3,5 м, уклоном I = 1,6, закрываемый защитногерметичными воротами размером 3,0х2,4 м.

Входы №№ 1 и 2 должны иметь тамбур-шлюзы, их площадь 5 = 2 • 8 = 16 м2. Вход № 3 следует оборудовать тамбуром площадью 5 =4 • 4 = 16 м2.

Таким образом, общая площадь тамбура и тамбур-шлюзов составит

5вх = 16 + 16 = 32 м2.

В результате расчетов получаем площадь всех вспомогательных помещений

5всп = 26,04 + 20 + 30 + 14 + 32 = 122,04 м2.

Общая площадь помещений убежища:

Яобщ = 5с + 5вСЯ = 324 + 122,04 = 446,04 м2.

а

Динамические и эквивалентные статические нагрузки на элементы конструкций убежища

№ п/п Нагрузки (СНиП 2-11-77)

Элемент конструкции динамические эквивалентные статические, предельное состояние 1б

1 Перекрытие СЧ 2 •©."'І її * II оР Р1 эке = КдР 2 Р1 эке =1,2 • 2 = 2,4 кгс/см (табл. 14, п. 2)

2 Наружные стены через грунт: Р2= К6Рф

2а — неводонасыщенный, выше уровня грунтовых вод Р2 = 0,5 • 1,2 • 2 = 1,2 кгс/см2 (табл. 11, п. 1) Р2 эке = 1,2 • 1,4 = 1,68 кгс/см2 (табл. 16, п. 1)

2б — водонасыщенный, ниже уровня грунтовых вод Р2 = 1 • 2 = 2 кгс/см2 (примечание к п. 3.7) Р2 эке = 2 • 1,7 = 3,4 кгс/см2 (3,21, К = 1,7)

3 Фундаментная плита при толщине грунта от плиты до скалы более величины заглубления Р5= РФ 2 Р5 = 2 кгс/см Р5 эке = 2 • 1,2 = 2,4кгс/см2 (табл. 17, п. 2)

4 Двери входов: Р = К Р вх вх ф

4а — из помещения 1-го этажа, не защищенного от ударной волны Рвх 1 = 1 • 2 = 2кгс/см2 (табл. 13, п. 3) Рэкеех 1=2 • 1,3 = 2,6кгс/см2 (табл. 18, п. 3)

4б — вход, совмещенный с аварийным выходом, как тупиковый с павильоном Рвх 2 = 2 • 2,5 = 5гс/см2 (табл. 13, п.) Рэкеех 2 = 5 • 1,8 = 9 кгс/см2 (табл. 18, п. 6)

4в — вход с аппарелью (г = 1,6) Рвх 3 = 2 • 2,7 = 5,4 кгс/см2 (табл. 13, п. 6) Рэкеех 3 = 5,4 • 1,7 = 9,18 кгс/см2 (табл. 18, п. 7)

3. Аварийный запас питьевой воды на 2-е суток составит:

Гводы = 610 • 3 • 2 = 3660 л.

Примерный расчет, выполненный по варианту задания, сводится в таблицу-характеристику убежища и помещается на листе ватмана.

4. Динамические и эквивалентные статические нагрузки на элементы конструкций убежища

Определяются схемы приложения динамических нагрузок на элементы конструкций убежища (рис. 4).

1,2Р2 УГВ

І

аипщщщи

р

шшшпш

р

р

-Л1- -Л1-

У-

р

Л1-

Рис. 4. Схемы приложения динамических нагрузок на элементы конструкций убежища

Расчетная и графическая части представляются на листе ватмана 24-го формата, план убежища в масштабе 1:100, разрез по аварийному выходу — 1:50. Там же размещаются экспликация, характеристика убежища и таблица динамических и эквивалентных статических нагрузок.

После завершения студент представляет свою работу к защите, которая проводится в виде открытой свободной беседы, где не только проверяются знания студента, но и устраняются пробелы (если они имеют место).

Защита расчетно-графической работы преследует несколько целей:

• убедиться, что студент самостоятельно выполнил свою работу;

• проверить знания и умение пользоваться нормативными документами;

• дать практику (пусть небольшую) в подготовке к предстоящей защите дипломного проекта;

• предоставить студенту возможность доказательно защищать свои инженерные решения, убедительно отстаивать логику принятия именно такого решения и, наконец, вести профессиональную беседу с преподавателем.

По нашему опыту, такая форма защиты нравится студентам и они не испытывают отрицательных эмоций. Для преподавателя в этом процессе самое важное — убедиться в том, что ему удалось не только научить, но и помочь студенту приобрести уверенность в использовании своих знаний.

Поступила в редакцию 26.06.05.