link4440 link4441 link4442 link4443 link4444 link4445 link4446 link4447 link4448 link4449 link4450 link4451 link4452 link4453 link4454 link4455 link4456 link4457 link4458 link4459 link4460 link4461 link4462 link4463 link4464 link4465 link4466 link4467 link4468 link4469 link4470 link4471 link4472 link4473 link4474 link4475 link4476 link4477 link4478 link4479 link4480 link4481 link4482 link4483 link4484 link4485 link4486 link4487 link4488 link4489 link4490 link4491 link4492 link4493 link4494 link4495 link4496 link4497 link4498 link4499 link4500 link4501 link4502 link4503 link4504 link4505 link4506 link4507 link4508 link4509 link4510 link4511 link4512 link4513 link4514 link4515 link4516 link4517 link4518 link4519 link4520 link4521 link4522 link4523 link4524 link4525 link4526 link4527 link4528 link4529 link4530 link4531 link4532 link4533 link4534 link4535 link4536 link4537 link4538 link4539 link4540 link4541 link4542 link4543 link4544 link4545 link4546 link4547 link4548 link4549 link4550 link4551 link4552 link4553 link4554 link4555 link4556 link4557 link4558 link4559 link4560 link4561 link4562 link4563 link4564 link4565 link4566 link4567 link4568 link4569 link4570 link4571 link4572 link4573 link4574 link4575 link4576 link4577 link4578 link4579 link4580 link4581 link4582 link4583 link4584 link4585 link4586 link4587

Лекция по Безопасности жизнедеятельности

4. АТМОСФЕРНЫЕ ОПАСНОСТИ

Газовая среда вокруг Земли, вращающаяся вместе с нею, называется атмосферой.

Состав ее у поверхности Земли: 78,1% азота, 21% кислорода, 0,9% аргона, в незначительных долях про­цента углекислый газ, водород, гелий, неон и др. газы. В нижних 20 км содержится водяной пар. На высоте 20-25 км расположен слой озона, который предохраняет живые организмы на

Земле от вредного коротко­волнового излучения. Выше 100 км молекулы газов раз­лагаются на атомы и ионы, образуя ионосферу. В зависимости от рас­пределения температуры ат­мосферу подразделяют на тропосферу, стратосферу, мезосферу, термосферу, экзосферу.

Неравномерность нагре­вания способствует общей циркуляции атмосферы, ко­торая влияет на погоду и климат Земли. Сила ветра у земной поверхности оценивается по шкале Бофорта.

Атмосферное давление распределяется неравномер­но, что приводит к движению воздуха относительно Земли от высокого давления к низкому. Это движение называ­ется ветром. Область пониженного давления в атмосфе­ре с минимумом в центре называется циклоном. Циклон в поперечнике достигает нескольких тысяч километров. В Северном полушарии ветры в циклоне дуют против часовой стрелки, а в Южном — по часовой. Погода при циклоне преобладает пасмурная, с сильны­ми ветрами.

Антициклон — это область повышенного давления в атмосфере с максимумом в центре. Поперечник антицик­лона составляет несколько тысяч километров. Антицик­лон характеризуется системой ветров, дующих по часо­вой стрелке в Северном полушарии и против — в Южном, малооблачной и сухой погодой и слабыми ветрами.

В атмосфере имеют место следующие электрические явления: ионизация воздуха, электрическое поле атмос­феры, электрические заряды облаков, токи и разряды.

В результате естественных процессов, происходящих в атмосфере, на Земле наблюдаются явления, которые представляют непосредственную опасность или затрудня­ют функционирование систем человека. К таким атмос­ферным опасностям относятся туманы, гололед, молнии, ураганы, бури, смерчи, град, метели, торнадо, ливни и др.

Гололед — слой плотного льда, образующийся на поверхности земли и на предметах (проводах, конструк­циях) при замерзании на них переохлажденных капель тумана или дождя. Обычно гололед наблюдается при температурах воздуха от 0 до -3°С, но иногда и более низких. Корка намерзшего льда может достигать толщины нескольких сантиметров. Под действием веса льда могут разрушать­ся конструкции, обламываться сучья. Гололед повыша­ет опасность для движения транспорта и людей.

Туман — скопление мелких водяных капель или ле­дяных кристаллов, или тех и других в приземном слое атмосферы (иногда до высоты в несколько сотен мет­ров), понижающее горизонтальную видимость до 1 км и менее. В очень плотных туманах видимость может пони­жаться до нескольких метров. Туманы образуются в результате конденсации или сублимации водяного пара на аэрозольных (жидких или твердых) частицах, содер­жащихся в воздухе (т. н. ядрах конденсации). Туман из водяных капель наблюдается главным образом при тем­пературах воздуха выше -20°С. При температуре ниже -20°С преобладают ледяные туманы. Большинство ка­пель тумана имеет радиус 5-15 мкм при положительной температуре воздуха и 2-5 мкм при отрицательной тем­пературе. Количество капель в 1 см3 воздуха колеблется от 50-100 в слабых туманах и до 500-600 в плотных. Туманы по их физическому генезису подразделяются на туманы охлаждения и туманы испарения.

По синоптическим условиям образования различают туманы внутримассовые, формирующиеся в однородных воздушных массах, и туманы фронтальные, появление которых связано с фронтами атмосферными. Преоблада­ют туманы внутримассовые.

В большинстве случаев это туманы охлаждения, при­чем их делят на радиационные и адвективные. Радиаци­онные туманы образуются над сушей при понижении температуры вследствие радиационного охлаждения зем­ной поверхности, а от нее и воздуха. Наиболее часто они образуются в антициклонах. Адвективные туманы обра­зуются вследствие охлаждения теплого влажного воздуха при его движении над более холодной поверхностью суши или воды. Адвективные туманы развиваются как над сушей, так и над морем, чаще всего в теплых секто­рах циклонов. Адвективные туманы устойчивее, чем радиационные.

Фронтальные туманы образуются вблизи атмосфер­ных фронтов и перемещаются вместе с ними. Туманы препятствуют нормальной работе всех видов транспор­та. Прогноз туманов имеет важное значение в безопасно­сти.

Град — вид атмосферных осадков, состоящих из сфе­рических частиц или кусочков льда (градин) размером от 5 до 55 мм, встречаются градины размером 130 мм и массой около 1 кг. Плотность градин 0,5-0,9 г/см3. В 1 мин на 1 м2 падает 500-1000 градин. Продолжи­тельность выпадения града обычно 5-10 мин, ред­ко — до 1 ч.

Разработаны радиологические методы определения градоносности и градоопасности облаков и созданы опе­ративные службы борьбы с градом. Борьба с градом основана на принципе введения с помощью ракет или снарядов в облако реагента (обычно йодистого свинца или йодистого серебра), способствующего заморажива­нию переохлажденных капель. В результате появляется огромное количество искусственных центров кристал­лизации. Поэтому градины получаются меньших разме­ров и они успевают растаять еще до падения на землю.

Гром — звук в атмосфере, сопровождающий разряд молнии. Вызывается колебаниями воздуха под влияни­ем мгновенного повышения давления на пути молнии.

Молния — это гигантский электрический искровой разряд в атмосфере, проявляющийся обычно яркой вспышкой света и сопровождающим ее громом.

Наиболее часто молнии возникают в кучево-дождевых облаках. В раскрытие природы молнии внесли вклад американский физик Б. Франклин (1706-1790), русские ученые М. В. Ломоносов (1711-1765) и Г. Рихман (1711-1753), погибший от удара молнии при исследованиях атмосферного электричества.

Молнии делятся на внутриоблачные, т. е. проходя­щие в самих грозовых облаках, и наземные, т. е. ударя­ющие в землю. Процесс развития наземной молнии со­стоит из нескольких стадий.

На первой стадии в зоне, где электрическое поле достигает критического значения, начинается ударная ионизация, создаваемая вначале свободными электро­нами, всегда имеющимися в небольшом количестве в воздухе, которые под действием электрического поля приобретают значительные скорости по направлению к земле и, сталкиваясь с атомами воздуха, ионизируют их. Таким образом, возникают электронные лавины, переходящие в нити электрических разрядов — стри­меры, представляющие собой хорошо проводящие ка­налы, которые, соединяясь, дают начало яркому термоионизированному каналу с высокой проводимостью — ступенчатому лидеру. Движение лидера к земной поверхности происходит ступенями в несколько десятков метров со скоростью я 5 х 107 м/с, после чего его движение приостанавливается на несколько десят­ков мксек, а свечение сильно ослабевает. В последую­щей стадии лидер снова продвигается на несколько де­сятков метров, яркое свечение при этом охватывает все пройденные ступени. Затем снова следует остановка и ослабление свечения. Эти процессы повторяются при движении лидера до поверхности земли со средней ско­ростью 2 х 105 м/сек. По мере продвижения лидера к земле напряженность поля на его конце усиливается и под его действием из выступающих на поверхности зем­ли предметов выбрасывается ответный стример, соединя­ющийся с лидером. На этом явлении основано создание молниеотвода.

В заключительной стадии по ионизиро­ванному лидером каналу следует обратный, или главный разряд молнии, характеризующийся тока­ми от десятков до сотен тысяч ампер, сильной яркостью и большой скоростью продвижения » Ю^.-Ю8 м/с. Тем­пература канала при главном разряде может превышать 25 000'С, длина канала молнии 1-10 км, диаметр — не­сколько сантиметров. Такие молнии называются затяж­ными. Они наиболее часто бывают причиной пожаров. Обычно молния состоит из нескольких повторных раз­рядов, общая длительность которых может превышать 1 с.

Внутриоблачные молнии включают в себя только лидерные стадии, их длина от 1 до 150 км. Вероятность поражения молнией наземного объекта растет по мере увеличения его высоты и с увеличением электропровод­ности почвы. Эти обстоятельства учитываются при уст­ройстве молниеотвода. В отличие от опасных молний, называемых линейными, существуют шаровые молнии, которые нередко образуются вслед за ударом линейной молнии.

Молнии, как линейная, так и шаровая, могут быть причиной тяжелых травм и гибели людей. Удары молний могут сопровождаться разрушениями, вызван­ными ее термическими и электродинамическими воз­действиями. Наибольшие разрушения вызывают удары молний в наземные объекты при отсутствии хороших токопроводящих путей между местом удара и землей. От электрического пробоя в материале образуются узкие каналы, в которых создается очень высокая температу­ра, и часть материала испаряется со взрывом и последу­ющим воспламенением. Наряду с этим возможно воз­никновение больших разностей потенциалов между отдельными предметами внутри строения, что может быть причиной поражения людей электрическим током. Весьма опасны прямые удары молний в воздушные ли­нии связи с деревянными опорами, так как при этом могут возникать разряды с проводов и аппаратуры (те­лефон, выключатели) на землю и другие предметы, что может привести к пожарам и поражению людей электри­ческим током. Прямые удары молнии в высоковольтные линии электропроводов могут быть причиной коротких замыканий. Опасно попадание молнии в самолеты. При ударе молнии в дерево могут быть поражены находящи­еся вблизи него люди.

ЗАЩИТА ОТ МОЛНИЙ

Разряды атмосферного электричества способны вызы­вать взрывы, пожары и разрушения зданий и сооруже­ний, что привело к необходимости разработки специаль­ной системы молниезащиты.

Молниезащита — комплекс защитных устройств, предназначенных для обеспечения безопасности людей, сохранности зданий и сооружений, оборудования и ма­териалов от разрядов молнии.

Молния способна воздействовать на здания и соору­жения прямыми ударами (первичное воздействие), ко­торые вызывают непосредственное повреждение и раз­рушение, и вторичными воздействиями — посредством явлений электростатической и электромагнитной ин­дукции. Высокий потенциал, создаваемый разрядами молнии, может заноситься в здания также по воздуш­ным линиям и различным коммуникациям. Канал глав­ного разряда молнии имеет температуру 20 OOO'C и выше, вызывающую пожары и взрывы в зданиях и сооружениях.

Здания и сооружения подлежат молниезащите в со­ответствии с СН 305-77. Выбор защиты зависит от назна­чения здания или сооружения, интенсивности грозовой деятельности в рассматриваемом районе и ожидаемого числа поражений объекта молнией в год.

Интенсивность грозовой деятельности характери­зуется средним числом грозовых часов в году п, или числом грозовых дней в году Пд. Определяют ее с помо­щью соответствующей карты, приведенной в СН 305-77, для конкретного района.

Применяют и более обобщенный показатель — сред­нее число ударов молнии в год (п) на 1 км2 поверхности земли, который зависит от интенсивности грозовой дея­тельности.

В зависимости от вероятности вызванного молнией пожара или взрыва, исходя из масштабов возможных разрушений или ущерба, нормами установлены три ка­тегории устройства молниезащиты.

В зданиях и сооружениях, отнесенных к I категории молниезащиты, длительное время сохраняются и систе­матически возникают взрывоопасные смеси газов, паров и пыли, перерабатываются или хранятся взрывчатые вещества. Взрывы в таких зданиях, как правило, сопровождаются значительными разрушениями и человечес­кими жертвами.

В зданиях и сооружениях II категории молниезащи­ты названные взрывоопасные смеси могут возникнуть только в момент производственной аварии или неисп­равности технологического оборудования, взрывчатые вещества хранятся в надежной упаковке. Попадание молнии в такие здания, как правило, сопровождается значительно меньшими разрушениями и жертвами.

В зданиях и сооружениях III категории от прямого удара молнии может возникнуть пожар, механические разрушения и поражения людей. К этой категории от­носятся общественные здания, дымовые трубы, водона­порные башни и др.

Здания и сооружения, относимые по устройству молниезащиты к I категории, должны быть защищены от прямых ударов молнии, электростатической и электро­магнитной индукции и заноса высоких потенциалов че­рез наземные и подземные металлические коммуника­ции по всей территории России.

Здания и сооружения II категории молниезащиты должны быть защищены от прямых ударов молнии, вто­ричных ее воздействий и заноса высоких потенциалов по коммуникациям только в местностях со средней ин­тенсивностью грозовой деятельности.

Здания и сооружения, отнесенные по устройству мол­ниезащиты к III категории, должны быть защищены от прямых ударов молнии и заноса высоких потенциалов через наземные металлические коммуникации, в мест­ностях с грозовой деятельностью 20 ч и более в год.

Здания защищаются от прямых ударов молнии мол­ниеотводами. Зоной защиты, молниеотвода называют часть пространства, примыкающую к молниеотводу, внут­ри которого здание или сооружение защищено от пря­мых ударов молнии с определенной степенью надежнос-. ти. Зона защиты А обладает степенью надежности 99,5% и выше, а зона-защиты Б — 95% и выше.

Молниеотводы состоят из молниеприемников (вос­принимающих на себя разряд молнии), заземлителей, служащих для отвода тока молнии в землю, и токоотво-дов, соединяющих молниеприемники с заземлителями.

Молниеотводы могут быть отдельно стоящими или Устанавливаться непосредственно на здании или соору­жении. По типу молниеприемника их подразделяют на стержневые, тросовые и комбинированные. В зависимо­сти от числа действующих на одном сооружении молни­еотводов, их подразделяют на одиночные, двойные и многократные.

Молниеприемники стержневых молниеотводов уст­раивают из стальных стержней различных размеров и форм сечения. Минимальная площадь сечения молние-приемника — 100 мм2, чему соответствует круглое сече­ние стержня диаметром 12 мм, полосовая сталь 35 х 3 мм или газовая труба со сплющенным концом.

Молниеприемники тросовых молниеотводов выпол­няют из стальных многопроволочных тросов сечением не менее35 мм2 (диаметр 7 мм).

В качестве молниеприемников можно использовать также металлические конструкции защищаемых соору­жений — дымовые и другие трубы, дефлекторы (если они не выбрасывают горючие пары и газы), металли­ческую кровлю и другие металлоконструкции, возвы­шающиеся над зданием или сооружением.

Токоотводы, устраивают сечением 25—35 мм2 из сталь­ной проволоки диаметром не менее 6 мм или стали по­лосовой, квадратного или иного профиля. В качестве токоотводов можно использовать металлические конст­рукции защищаемых зданий и сооружений (колонны, фермы, пожарные лестницы, металлические направляю­щие лифтов и т. д.), кроме предварительно напряженной арматуры железобетонных конструкций. Токоотводы сле­дует прокладывать кратчайшими путями к заземлителям. Соединение токоотводов с молниеприемниками и заземлителями должно обеспечивать непрерывность элек­трической связи в соединяемых конструкциях, что, как правило, обеспечивается сваркой. Токоотводы нужно рас­полагать на таком расстоянии от входов в здания, чтобы к ним не могли прикасаться люди во избежание пораже­ния током молнии.

Заземлители молниеотводов служат для отвода тока молнии в землю, и от их правильного и качественного устройства зависит эффективная работа молниезащиты.

Конструкция заземлителя принимается в зависимости от требуемого импульсного сопротивления с учетом удель­ного сопротивления грунта и удобства его укладки в грун­те. Для обеспечения безопасности рекомендуется ограж­дать заземлители или во время грозы не допускать людей к заземлителям на расстояние менее5-6 м. Заземлители следует располагать вдали от дорог, тротуаров и т. д.

УРАГАНЫ

Ураган — это циклон, у которого давление в центре очень низкое, а ветры достигают большой и разруши­тельной силы. Скорость ветра может достигать 25 км/ч. Иногда ураганы на суше называют бурей, а на море — штормом, тайфуном.

Они представляют собой явление морское и наи­большие разрушения от них бывают вблизи побережья. Но они могут проникать и далеко на сушу. Ураганы могут сопровождаться сильными дождями, наводнения­ми, в открытом море образуют волны высотой более 10 м, штормовыми нагонами. Особой силой отличаются тропические ураганы, радиус ветров которых может пре­вышать 300 км (рис. 22).

Ураганы — явление сезонное. Ежегодно на Земле развивается в среднем 70 тропических циклонов. Сред­няя продолжительность урагана около 9 дней, макси­мальная — 4 недели.

БУРЯ

Буря — это очень сильный ветер, приводящий к боль­шому волнению на море и к разрушениям на суше. Буря может наблюдаться при прохождении циклона, смерча.

Скорость ветра у земной поверхности превышает 20 м/с и может достигать 100 м/с. В метеорологии при­меняется термин «шторм», а при скорости ветра больше 30 м/с — ураган. Кратковременные усиления ветра до скоростей 20-30 м/с называютсяшквалами.

смерчи

Смерч — это атмосферный вихрь, возникающий в грозовом облаке и затем распространяющийся в виде темного рукава или хобота по направлению к поверх­ности суши или моря

В верхней части смерч имеет воронкообразное рас­ширение, сливающееся с облаками. Когда смерч опус­кается до земной поверхно­сти, нижняя часть его тоже, иногда становится расширенной, напоминающей onрокинутую воронку. Высо­та смерча может достигать 800-1500 м. Воздух в смерче вращается и одновременно поднимается по спирали вверх, втягивая пыль или воду. Скорость вращения может достигать330 м/с. В связи с тем, что внутри вихря давление уменьшает­ся, то происходит конденсация водяного пара. При наличии пыли и воды смерч становится видимым. Диаметр смерча над мо­рем измеряется десятками метров, над сушей — сот­нями метров. Смерч возникает обычно в теплом секторе циклона и движется вместе с цикло­номсо скоростью 10-20 м/с. Смерч проходит путь длиной от 1 до 40-60 км. Смерч сопровождается грозой, дождем, градом и, если достига­ет поверхности земли, почти всегда производит большие разрушения, всасывает в себя воду и предметы, встреча­ющиеся на его пути, поднимает их высоко вверх и пере­носит на большие расстояния. Предметы в несколько сотен килограммов легко поднимаются смерчем и пере­носятся на десятки километров. Смерч на море представ­ляет опасность для судов.

Смерчи над сушей называются тромбами, в США их называют торнадо. Как и ураганы, смерчи опознают со спутников по­годы.

Для визуальной оценки силы (скорости) ветра в бал­лах по его действию на наземные предметы или по вол­нению на море английский адмирал Ф. Бофорт в 1806 г. разработал условную шкалу, которая после изменений и уточнений в 1963 г. была принята Всемирной метеоро­логической организацией и широко применяется в си­ноптической практике.

Вы здесь: Главная БЖД и Охрана труда Безопасность жизнедеятельности Лекция по Безопасности жизнедеятельности