Для оцінки ефективності заходів з охорони праці визначають значення аналітичних показників (категорія важкості, коефіцієнт умов праці або коефіцієнт безпечності устаткування) до і після проведення заходів. Вибір показника залежить від того, які елементи умов праці змінюються при вживанні заходів щодо охорони праці та які показники ці елементи враховують. Зміна показника характеризує ефективність проведених змін. Методика розрахунків наведено у прикладі 22. Крім того, ефективність можливо оцінити по величині продуктивності праці (приклад 23).
Приклад 22. Здійснення заходів щодо охорони праці дозволило зменшити інтегральну оцінку важкості праці (Иm) з 40 до 30. Визначити ефективність заходів щодо охорони праці.
Рішення. Визначаємо ступінь стомлення в умовних одиницях до і після впровадження заходів щодо охорони праці за формулою (48)
Визначаємо працездатність персоналу в умовних одиницях до і після впровадження заходів щодо охорони праці за формулою (49)
R1 = 100 – 38 =62; R2 = 100 – 22,5 = 77,5.
Для оцінки ефективності заходів щодо охорони праці визначаємо зменшення важкості праці та ступеня стомлення
Розрахунки показали ефективність заходів щодо охорони праці: інтегральну оцінку важкості праці зменшилася на 25 %, ступеня стомлення – на 40,8 %.
Приклад 23. Оцінити вплив працездатності людини на продуктивність його праці. Здійснення заходів щодо охорони праці дозволило зменшити інтегральну оцінку важкості праці (Иm) з 40 до 30 (приклад 22).
Рішення. Зміна важкості праці впливає на працездатність людини та його продуктивність [24]. Збільшення продуктивності праці визначають за формулою:
, (53)
де –- зростання продуктивності праці, %;
R1 и R2 – працездатність в умовних одиницях до і після впровадження заходів щодо охорони праці, які знизили важкість праці;
0,2 – емпіричний коефіцієнт, який показує вплив зростання рівня працездатності на продуктивність праці.
Розрахунки показали, що працездатність людини збільшилася з 62 до 77,5 умовних одиниць (приклад 22).
Визначаємо зростання продуктивності праці за формулою (53)
.
Ефективність заходів з охорони праці виражається у зростанні продуктивності праці на 5%.
Електробезпека
Одними з важливіших заходів з забезпечення електробезпеки є організація захисного заземлення, занулення та захисного відключення [5, 13, 15, 22]. Методика розрахунку захисного заземлення наведено у прикладі 24. Методика розрахунку занулення наведено у прикладі 25. Розрахунок пристрою захисного відключення наведено у прикладі 26.
Для розрахунків захисного заземлення можна використати характеристики пристрою, які наведені в таблиці 10.
Таблиця 10 – Характеристики пристрою захисного заземлення
| Передостання цифра | d, м | l, м | h, м | Остання цифра | a, м | b, м | Тип ґрунту | Вологість ґрунту |
| 0,05 | 2,3 | 0,8 | 4,5 | 0,06 | Ж | В | ||
| 0,05 | 2,4 | 0,8 | 2,0 | 0,04 | А | В | ||
| 0,05 | 2,5 | 1,0 | 3,0 | 0,04 | Б | В | ||
| 0.10 | 2,6 | 0,5 | 4,0 | 0,05 | В | С | ||
| 0,10 | 2,7 | 0,9 | 5,0 | 0,05 | Г | С | ||
| 0,05 | 2,8 | 0,6 | 6,0 | 0,06 | Д | Н | ||
| 0,05 | 2,9 | 0,4 | 7,0 | 0,06 | Ж | Н | ||
| 0,10 | 3,0 | 1,2 | 8,0 | 0,04 | З | В | ||
| 0,10 | 2,0 | 0,7 | 9,0 | 0,04 | А | С | ||
| 0,05 | 2,2 | 1,0 | 2,5 | 0,06 | Г | Н |
Примітки:
1 У непарних варіантах заземлювачі розташовані по контуру, в парних – в ряд.
2 Вид ґрунту: А – пісок, Б – супісок, В – кам’янистий грунт, Г – суглинок, Д – глина, Ж – чорнозем, З – садова земля.
3 Вологість ґрунту: В – велика, С – середня, Н – низька.
Приклад 24. Розрахувати систему захисного заземлення, яка виконана з вертикальних труб, з'єднаних стрічковою шиною та розташованих по контуру будівлі. Характеристики пристрою: довжина труби 2,4 м; діаметр труби 0,05 м; відстань між трубами 2,4 м; заглиблення пристрою 0,8 м; ширина смуги 0,8 м. Захисне заземлення розташовано в ІІІ кліматичній зоні, тип ґрунту – чорнозем.
Рішення. Розрахунок захисного заземлення здійснюється у такій послідовності [8]:
- визначають розрахунковий питомий опір ґрунту;
- розраховують опір розтіканню струму одного вертикального заземлювача;
- визначають необхідну кількість заземлювачів та орієнтовне їх розташування по периметру приміщення або в ряд з визначенням відстані між ними (відстань між заземлювачами та розташування їх в ряд або по контуру можуть бути задані – див. табл. 10);
- розраховують опір розтіканню з'єднувальної шини;
- розраховують загальний опір заземлюючого пристрою з урахуванням з'єднувальної шини.
Розрахунковий питомий опір ґрунту (Ом×м) визначають за формулою:
, (54)
де 
– питомий опір ґрунту за вимірами або орієнтовно за даними табл. Ж.1 додатку Ж;
– коефіцієнт сезонності, що залежить від кліматичних зон та виду заземлювача (табл. Ж.2 додатку Ж).
Опір розтіканню струму одного вертикального стрижневого (трубчатого) заземлювача при заглибленні, Ом:
, (55)
де 
– довжина заземлювача, м;
d – діаметр заземлювача, м;
h – заглиблення заземлювача, м;
t – відстань від поверхні землі до середини заземлювача, м.
Формули для розрахунку опору розтіканню струму заземлювачів інших видів наведено у табл. Ж.3 додатку Ж.
Орієнтовна кількість вертикальних заземлювачів, шт.:
(56)
де Rн – найбільший допустимий опір заземлюючого пристрою (згідно з «Правилами устройства електроустановок» Rн= 4 Ом).
Шляхом розташування отриманої кількості заземлювачів на плані визначають орієнтовно відстань між ними та коефіцієнт використання вертикальних заземлювачів ήв (табл. Ж.4 додатку Ж) залежно від кількості стрижнів і відношення відстані між ними до їх довжини.
Необхідна кількість заземлювачів з урахуванням коефіцієнта використання ήв:
(57)
Визначаємо коефіцієнт використання вертикальних заземлювачів ήв (табл. Ж.4 додатку Ж) залежно від кількості стрижнів і відношення відстані між ними до їх довжини:
ήв = 0,7.
Необхідна кількість заземлювачів з урахуванням коефіцієнта використання ήв:
.
Опір розтіканню з'єднувальної шини при заглибленні з урахуванням коефіцієнта її використання ήш (табл. Ж.5 додатку Ж), Ом:
, (58)
де L — довжина шини, м;
b – ширина шини, м;
ήш – коефіцієнта використання шини, м.
Довжина шини визначається за формулою:
(59)
де а – відстань між заземлювачами, м.
Визначаємо коефіцієнта використання та довжину шини:
ήш = 0,74, L = 1,05∙2,4∙5 = 12,6 м.
Загальний опір складного заземлюючого пристрою, Ом:
. (60)
Якщо загальний опір більший від нормативного, необхідно збільшити кількість заземлювачів або змінити їх розташування.
Розраховане значення опору заземлюючого пристрою менше нормативного (1,3 Ом < 4 Ом), отже пристрій спроектовано вірно.
Розрахунок занулення полягає у визначенні ще, окрім необхідної кількості заземлювачів і загального опору заземлюючого пристрою за формулами (55) – (60), потрібної площі перерізу нульового проводу шляхом визначення необхідного його опору, за яким електроустаткування вимкнеться
при виникненні струму короткого замикання у випадку пошкодження ізоляції та замиканні на корпус.
Порядок розрахунку:
– визначають опір робочого заземлення нульової точки трансформатора (генератора) за формулами (55) – (60);
– визначають силу струму короткого замикання при замиканні фази на корпус за формулою (62) та перевіряють надійність захисного пристрою за формулою (61);
– визначають найбільший опір нульового проводу, при якому електрообладнання вимкнеться при появі струму короткого замикання (формула (63));
– розраховують потрібну площу перерізу нульового проводу за формулою (64).
Для надійного спрацювання захисту повинна виконуватись така умова:
Iк ≥ k I ном, (61)
де Iк- с ила струму короткого замикання при замиканні фази на корпус, А;
k – коефіцієнт перевищення (при використанні плавкої вставки запобіжника k = 3, для вибухонебезпечної зони k = 4; при використанні автомата k = 1,4 при номінальному струмі меншому за 100 А, k = 1,25 при номінальному струмі більшому за 100 А, для вибухонебезпечної зони k = 6);
Iном – номінальний струм плавкої вставки запобіжника або струм спрацювання автомата (табл. Ж.6 додатку Ж).
Сила струму короткого замикання при замиканні фази на корпус визначається за формулою:
, (62)
де Uф – фазова напруга, В;
Zт – опір трансформатора (додаток П), Ом;
Zп – опір петлі фаза – нуль, Ом.
Необхідний опір (найбільший) нульового проводу, при якому електрообладнання вимкнеться при появі струму короткого замикання, Ом:
(63)
де Uф, – фазова напруга в мережі, B;
Rmp – активний опір трансформатора, Ом (за довідковими даними відповідно до типу трансформатора – див. табл. Ж.7 додатку Ж).
Потрібна площа перерізу нульового проводу, мм 2:
(64)
де 
– питомий опір проводів, Ом × мм 2 / м (мідних – 0,018; алюмінієвих – 0,028);
– довжина петлі фаза – нуль, м.
Приклад 25. Два споживачі електроенергії живляться від однієї мережі з глухо заземленою нейтраллю напругою 380/220 В. Відбулося замикання фазного проводу на корпус другого споживача, а в цей час людина торкається корпуса першого споживача електроенергії (див. рис. 2).
Визначити струм, що протікає через тіло людини, яка торкається до корпуса першого споживача електроенергії, за умови, що RФ1 = R N ´ (2) = 0,2 Ом, R0 = RП = 3 Ом, ℓК1 = 0,3ℓК2.
Рисунок 2 – Замикання фази мережі на один із зануленних корпусів при наявності повторного заземлення проводу
Рішення. Опір ділянок нульового провідника до першого і до другого корпусів можна визначити за формулами:
.
Якщо врахувати, що ℓК1 = 0,3ℓК2, то RN'(1) = 0,3R N'(2).
При замиканні фазного проводу на корпус другого споживача електроенергії виникає струм короткого замикання, який можна розрахувати наступним чином:
.
Струм замикання на землю, що стікає через повторне заземлення, визначається як:
При цьому значення напруги нульової точки щодо землі складає:
.
Значення напруги дотику для людини, що торкається до першого корпуса, дорівнює значенню напруги на цьому корпусі щодо землі, яке можна визначити з вираження:
.
У підсумку значення струму через тіло людини, що торкається 
до першого корпуса, складає:
.
При розрахунку занулення необхідні дані (тип трансформатора, схема з’єднання обмоток, матеріал проводів, довжина петлі фаза - нуль) вибирають відповідно до теми дипломного проекту.
Приклад 26. Визначити припустимий час спрацьовування ПЗВ (у припущенні, що воно може бути встановлено) для випадку дотику людини до проводу мережі з ізольованої нейтраллю при нормальному режимі.
Параметри мережі: UЛ = 380 В, RL1= RL2 = RL3 = R = 200 кОм; СL1= =СL2=СL3= C = 10 мкФ; опір тіла людини Rh = 2 кОм.
Рішення. Тому що за умовою задачі ємність фазних проводів відносно землі C = 10 мкФ дуже велика, то впливом їх повного опору на значення струму, що проходить через тіло людини при прямому однофазному дотику, можна зневажити і визначити його за формулою
Час спрацьовування ПЗВ визначається із співвідношення:
.
Виходячи з того, що в даному випадку I ч макс = 110 мА,
Розрахований пристрій захисного відключення відповідає нормативним вимогам.
Пожежна безпека
Основним заходом щодо забезпечення пожежної безпеки є визначення категорії виробничого приміщення з вибухово-пожежної та пожежної небезпеки, а також визначення типу і необхідної кількості первинних засобів пожежогасіння.
Приклад 27. Визначити тип і необхідну кількість первинних засобів пожежогасіння. Обчислювальний зал (площа 1200 м 2) перебуває в адміністративному корпусі підприємства.
Рішення. Розглянемо методику визначення категорії виробничого приміщення з вибухово-пожежної та пожежної небезпеки [15].
Категорія вибухово-пожежної і пожежної небезпеки визначається відповідно до ОНТП 24-86 «Визначення категорій приміщень і будинків по вибуховопожежної та пожежної небезпеки» (додаток К табл. К.1).
Будинок ставиться до категорії А, якщо в ньому сумарна площа приміщень категорії А перевищує 5% площі всіх приміщень або 200 м 2. Будинок ставиться до категорії Б, якщо одночасно виконуються дві умови:
- будинок не належить до категорії А;
- сумарна площа приміщень категорії А и Б перевищує 5% площі всіх приміщень або 200 м 2.
Будинок ставиться до категорії В, якщо одночасно виконуються дві умови:
- будинок не належить до категорій А або Б;
- сумарна площа приміщень категорій А, Б и В перевищує 5% (10%, якщо в будинку відсутні приміщення категорій А и Б) площі всіх приміщень.
Будинок ставиться до категорії Г, якщо одночасно виконуються дві умови:
- будинок не належить до категорій А, Б або В;
- сумарна площа приміщень категорій А, Б, У и Г перевищує 5% площі всіх приміщень.
Якщо будинок не належить до категорій А, Б, В або Г, те, виходить, категорія будинку може бути визначена як Д.
Категорія приміщення визначається за допомогою таблиці, наведеної в додатку А. Визначення категорії необхідно здійснювати шляхом послідовної перевірки приналежності приміщення до категорій, випливаючи від найвищої (категорія А) до найменшої (категорія Д).
У нашому прикладі відповідно до табл. К.1 додатку К приміщення й будинок ставляться до категорії Д.
Необхідна кількість вогнегасників й їх тип визначаються залежно від їх вогнегасної спроможності, граничної захищувальної площі, категорії приміщення за вибухопожежною та пожежною небезпекою, а також від класу пожежі, типу горючих речовин і матеріалів (табл. К.1 – К.4 додатку К).
Категорії пожеж відповідно до міжнародного стандарту (ISO №3941-77) наведені в таблиці К.2 додатку К. У нашому випадку можливе загоряння електроустаткування, тобто клас можливої пожежі Е.
Вибір типу й кількості вогнегасників для оснащення приміщення виробляється на основі рекомендацій, представлених у таблицях К.3 – К.4 додатку К. Виходячи з категорії приміщення за вибухопожежною та пожежною небезпекою (категорія Д) і площі, що захищається (1200 м 2) відповідно до рекомендацій визначаємо, що для захисту приміщення обчислювального залу необхідні 2 порошкових вогнегасники ємністю 5 літрів або 2 вуглекислотних вогнегасники ємністю 5 літрів.
Приклад 28. Визначити категорію будівлі за вибухопожежною та пожежною небезпекою, а також тип і необхідну кількість первинних засобів пожежогасіння. Характеристика виробничих приміщень наведено у таблиці 11. Загальна площа 800 м 2.
Рішення. Визначаємо категорію виробничого приміщення з вибухово-пожежної та пожежної небезпеки за методикою, яка наведено у прикладу 27 та даних табл. 11.
Таблиця 11 – Характеристика виробничих примыщень
| Характеристика приміщення | Категорія приміщення | Частка площі приміщення у загальній площі, % |
| Плавильне відділення | В | |
| Відділення обрубки виробів та їх термічної обробки | В | |
| Відділення обробки магнієвих виробів на металорізальних верстатах | Б | |
| Відділення нанесення покриття на вироби | А | |
| Відділення приготування сумішей | Д | |
| Склад продукції | В | |
| Санітарно-побутові приміщення | Д |
Будинок не ставиться до категорії А, тому що в ньому сумарна площа приміщень категорії А не перевищує 5% площі всіх приміщень (сума складає тільки 2%). Будинок не ставиться до категорії Б, тому що в ньому сумарна площа приміщень категорії А і Б не перевищує 5% площі всіх приміщень (сума складає тільки 4%). Будинок ставиться до категорії В, тому що в ньому сумарна площа приміщень категорії А, Б та В значно перевищує 5% площі всіх приміщень (сума складає 74%).
Визначаємо категорію пожеж відповідно до міжнародного стандарту (ISO №3941-77). У нашому випадку можливе загоряння металів та їх сплавів, тобто клас можливої пожежі D (згідно таблиці К.2 додатку К).
Вибір типу й кількості вогнегасників для оснащення приміщення виробляється на основі рекомендацій, представлених у таблицях К.3 – К.4 додатку К. Виходячи з категорії приміщення за вибухопожежною та пожежною небезпекою (категорія В) і площі, що захищається (800 м 2) відповідно до рекомендацій визначаємо, що для захисту приміщення ливарного виробництва необхідні 4 порошкових вогнегасники ємністю 5 літрів або 2 ємністю 10 літрів.
«Часть 2»
Примеры решения задач
Пример 1. Уровень шума в помещении (длина 10 м, ширина 8 м, высота 5 м) составляет 60 дБ×А. Пол в помещении – паркет, стены и потолок – обычная штукатурка. Определить снижение уровня шума после акустической обработки стен и потолка звукопоглощающим материалом (коэффициент поглощения 0,9).
Решение. Снижение уровня шума за счет акустической обработки помещения ΔL определяется по следующей формуле [42]:
ΔL = 10lg (A2/A1), (54)
где А 1, А 2 – звукопоглощение помещения до и после акустической обработки, единиц поглощения.
Звукопоглощение помещения определяется по формуле
А = S α, (55)
где S – площадь поверхности, м 2;
α - коэффициент поглощения материала поверхности, единицы поглощения (таблица К.4 приложения К).
Находим в таблице К.4 приложения К коэффициенты поглощения материалов стен (0,03), потолка (0,03) и пола (0,06).
Определяем по формуле (55) звукопоглощение помещения до проведения обработки:
А 1 = 2∙ 10∙ 5∙ 0,03+2∙ 8∙ 5∙ 0,03+10∙ 8∙ 0,03+10∙ 8∙ 0,06 =
= 12,6 единиц поглощения.
Определяем по формуле (55) звукопоглощение помещения после акустической обработки:
А 2 = 2∙ 10∙ 5∙ 0,9+2∙ 8∙ 5∙ 0,9+10∙ 8∙ 0,9+10∙ 8∙ 0,06 =
= 238,8 единиц поглощения.
Снижение уровня шума по формуле (54) составляет:
DL = 10 lg (238,8/12,6) = 12,8 дБ.
Уровень шума после обработки помещения (60-12,8 = 47,2 дБ×А) отвечает нормативным требованиям к помещению с ПЭВМ (приложение К, таблица К.3).
Пример 2. Рассчитать общее освещение производственного помещения для работы на ПЭВМ, размеры которого: длина – 30 м, ширина – 10 м, высота – 4,6 м, при использовании светильников ЛПО-02 с четырьмя люминесцентными лампами ЛБ-20. Коэффициенты отражения потолка, стен, рабочей поверхности соответственно равны: 0,7; 0,5; 0,3. Высота рабочей поверхности – 0,8 м, расстояние от центра светильника до потолка – 0,1 м. Выполняемые зрительные работы относятся к разряду ІІІ в.
Решение. Для расчета системы общего освещения применяют метод коэффициента использования светового потока при условии выполнения рекомендованных соотношений расстояния между светильниками к высоте их подвеса (таблица Г.5 приложения Г). Отклонение не должно превышать 20%. При этом отношение длины светильника к кратчайшему расстоянию от него до расчетной точки не должно превышать 0,2. Если эти условия не выполняются, то необходимо использовать точечный метод расчета [3, 42]. При проектировании освещения предварительно определяют число рядов светильников и их расположение, учитывая следующее:
- соотношение расстояния между рядами светильников L к высоте их подвеса h не должно быть больше 1,4 (высоту подвеса обычно берут не большей 4...5 м);
- светильники устанавливают рядами, преимущественно параллельно длинной стороне помещения или стене с окнами;
- расстояние от крайних рядов до стен берут равным половине расстояния между рядами;
- расстояние от крайнего светильника в ряду до стены равняется половине расстояния между светильниками.
Из справочных данных [56] находим характеристики светильника ЛПО-02 и лампы ЛБ-20: длина светильника – 655 мм, ширина – 655 мм, условный номер группы – 11, световой поток лампы – 1180 лк.
Высота подвеса определяется по формуле
h = H – (hр.м + hсв), (56)
где Н – высота помещения, м;
hр.м – высота рабочей поверхности (может быть 0,7...1,2 м в зависимости от выполняемой работы), м;
h св – расстояние от центра светильника до потолка (0,1...1,5 м в зависимости от высоты помещения и высоты светильника).
Определяем по формуле (56) высоту подвеса светильников:
h = 4,6 – (0,8 + 0,1)= 3,7 м.
Проверяем возможность использования метода светового потока:
,
то есть использование метода правомерно.
По методу коэффициента использования светового потока определяют необходимый световой поток одной лампы по формуле
, (57)
где Ен – нормированное значение освещенности горизонтальной рабочей поверхности, лк;
S – площадь помещения, м 2;
K – коэффициент запаса, К = 1,4 [42];
Z – коэффициент неравномерности освещения, при расположении светильников рядами [42] принимают 1,1;
η – коэффициент использования светового потока;
N – количество светильников;
n – число ламп в светильнике.
Если тип светильника и лампы задан, то определяют необходимое количество светильников:
, (58)
где F л – световой поток одной лампы, лм.
В данном случае светильник, лампа и количество ламп в светильнике известно, поэтому для расчетов используем формулу (58). Световой поток лампы ЛБ-20 равен 1180 лм [56]. Нормированная освещенность от общего освещения для зрительных работ ІІІ в составляет 300 лк (таблица Г.2 приложения Г).
Коэффициент использования светового потока определяется в зависимости от отражательной способности потолка, стен и рабочей поверхности и индекса помещения (геометрических его размеров) соответственно данному типу светильников по справочным таблицам [56]. Индекс помещения определяется по формуле
, (59)
где А и В - длина и ширина помещения, м;
h – высота подвеса светильника, м.
Определяем индекс помещения:
.
Для данного светильника ЛПО-02 при индексе помещения 2 и заданных коэффициентах отражения потолка, стен, рабочей поверхности коэффициент использования светового потока равен 0,43 [56].
Определяем необходимое количество светильников:
При расположении светильников в 5 рядов, параллельно длинной стороне помещения, число светильников в каждом ряду будет равняться:
.
Принимаем число светильников в ряду 14, тогда общее количество светильников
N = 14∙ 5 = 70.
Определяем фактическую освещенность:
,
что удовлетворяет нормативным требованиям.
Расстояние между светильниками в ряду (при длине светильника 0,655 м) будет равно:
.
Расстояние от крайних светильников до стены: 1,48: 2 = 0,74 м. Расстояние между рядами светильников (при ширине светильников 0,655 м)
l 1 = B / n p – b = 10/5 – 0,655 = 1,34 м.
Расстояние между крайними рядами и стенами: 1,34: 2 = 0,67 м.
Суммарная электрическая мощность всех светильников, установленных в помещении, составляет:
W = 70∙ 4∙ 20 = 5600 Вт = 5,6 кВт.
Таким образом, для обеспечения требуемых условий работы система освещения должна состоять из 70 светильников ЛПО-02, общая мощность которых 5,6 кВт.
Алгоритм расчета искусственного освещения люминесцентными лампами с использованием ПЭВМ приведен в работе [56].
Красным я выделила – что не надо. Освещение по вашему варианту не надо (350 лк). У других (если меньше 300 лк) расчет нужен. У кого шум больше 50 дБА нужен расчет акустической обработки – пример 9.
Конспект я выслала для облегчения поиска теоретического материала.
