Краткая характеристика здания установки антенны, расположение, описание

     6 Безопасность жизнедеятельности 
     6.1.Краткая характеристика здания установки антенны: расположение, описание
     В проекте предусмотрено размещение антенны VSAT Ku-Band 2-х секторная Prodelin диаметр 2,4 м на высоте 48 м от уровня земли на крыше здания БЦ «Green Tower». Выбор площадки для установления антенны  осуществлен на основе анализе высотных зданий в г.Алматы, благодаря которому было решено разместить антенну на крыше БЦ «Green Tower», расположенного в центре города. Условия размещения спутниковой антенны приведены в таблице 6.1.
Таблица 6.1-Описание расположения проектируемого объекта
     Город
     Алматы
     Адрес
     ул. Достык 192/2
     Наименование организации
     БЦ «Green Tower»
     Координаты расположения здания
     43?23?с.ш.;76?96?в.д.
     Тип здания
     Бизнес Центр
     Площадь здания
     10 м2
     Количество этажей
     11 (высота-44 м)
     Размещение антенны
     На крыше (на трубу-основание)
     Тип крыши
     ж/б перекрытие
     Расстояние от антенны до оборудования
     10 м
     Наличие технического этажа
     Есть
     Условия выхода на крышу
     Лестница
     Наличие контура заземления
     Есть
     Розетки сети 220В с третьим заземляющим проводом
     Имеются
     
     На рисунках 6.1-6.2 представлены расположение зданий и построек, размещенных на расстоянии не более 100 м от основного в южном, юго-восточном и юго-западном направлениях, так как для установления надежной связи необходима прямая видимость. 
 
  


Рисунок 6.1- Расположение близлежащих зданий в юго-западном направлении



     Рисунок 6.2- Расположение зданий в юго-восточном и южном направлениях
     
     Согласно вышеприведенным изображениям видно, что высоты близлежащих зданий и построек, расположенных на расстоянии не более 100 м от места установления антенны, не превышают 12-16 м. Следовательно, в ходе установления соединения, препятствий не имеется.
     
     6.2.Оценка воздействия выбросов вредных веществ в атмосферу при монтаже антенны
         Краткая технология установки антенны. Установка антенны предусматривает наличие прочного крепления опоры антенны к поверхности, которая способна выдержать не только вес антенны и ее составляющих элементов, но также ветровую и иные погодные нагрузки. 
     В дипломном проекте предусмотрено крепление антенны на крыше здания, где имеется  машинное помещение служебного лифта, предназначенного  для крепления трубы-основания антенны.  Труба крепится к металлоконструкциям здания (пластинам) при помощи сварки: а именно, с помощью 4  шпилек(3) к  стене в двух местах присоединяются металлические пластины (1), к которым в дальнейшем закрепляется труба (2). Используется сварка трубы к пластинам, такое крепление более надежно и прочно, вне зависимости от погодных и весовых условий. Толщина пластины и трубы составляет 15 мм, диаметр  и длина трубы 40мм и 1,5 м соответственно, длина пластин- 9 см. 
     
     
     
     Рисунок 6.3- Вид крепления трубы-основания
     
      Характеристика источника загрязнения атмосферы при установке антенны. В ходе проведения работ по креплению основания антенны к металлическим пластинам производится сварка, так как этот способ получения неотделимого соединения позволяет более экономично использовать металл, а также значительно уменьшить отходы от производства, к тому же отходы от сварки относятся к « зеленому» с индексом GA090. Сам процесс  сварки подразумевает в себе комплекс процессов, направленных на получение неразъемного соединения, с целью получения межатомных связей между свариваемыми частями при их нагреве, деформировании и так далее. 
     Применяется сварка ручная дуговая, так как она дает возможность сварки  различных положениях, прокладки швов в малодоступном месте.  При сварке используется электрод типа Э42, марки ЦМ-7 для сварки обычной конструкционной стали, где Э- электрод для дуговой сварки, 42- предел прочности металла шва кг с /мм2 или же 420,0 МПа. Выбран данный электрод, так как он обеспечивает легкое зажигание при прочном горении дуги, равномерное плавление покрытия и шва шлаком, легко удаляется после сварки. Диаметр электрода составляет 6мм, следовательно сила сварочного тока -300 А.
     В таблице 6.2 представлены сведения - описания характеристик выбранного электрода.
     
Таблица 6.2- Характеристика электрода применяемого при сварочных работах
Тип электрода
Марка электрода
Предел текучести, МПа
Временное сопротивление разрыву, МПа
Относительное удлинение,%
Относительное сужение,%
Коэффициент направки, г/(А·ч)
Род тока
Пространственное положение
Э42
ЦМ-7
360
480
22
55
10,6
Постоянный и переменный
Любое
     
     Расчет выбросов загрязняющих веществ выделяемых при выполнении монтажных, а именно сварочных работ производится согласно нормативно-методическому документу  «Методика расчета выбросов ЗВ в атмосферу при сварочных работах», РНД 211.2.02.03-2004, Астана,2004. Данные по удельным показателям выбросов  представлены в таблице 6.3:
     - источник-сварочный пост, где установлен один сварочный агрегат марки ВД306 УЗ;
     - тип электрода, в соответствии с таблицей 2,- Э42;
     - расход электродов составляет  0,3 кг/час-0,058т/год-58кг/год;
     - время работы- 196 час/год.
      Удельные показатели выбросов загрязняющих веществ при сварке и наплавке металлов (на единицу массы расходуемых сварочных материалов) приведены в таблице 6.3.
     
Таблица 6.3- Удельные показатели выбросов загрязняющих веществ
Используемый материал и его марка
Наименование и удельные количества нормируемых загрязняющих веществ, г/кг


Сварочный аэрозоль
0123 Железо (II) оксид
0143 Марганец и его соединения
0203 Хрома (VI) оксид
2908
Пыль неорганическая- SiO2 (20-70%)
Ручная дуговая сварка
Ручная дуговая сварка сталей штучными электродами
ЦМ-7
37
35,05
1,95
-
-

     
     В соответствии с [5], валовое количество загрязняющих веществ, поступающих в атмосферу, при выполнении сварки определяется по следующей формуле:
     
                                                 , т/год,                               (6.2)
     
     где - расход применяемого сырья и материалов, кг/год;
           - удельный показатель выброса загрязняющего вещества «х» на единицу массы расходуемых (приготовляемых) сырья и материалов, г/кг, берется из таблицы 6.3;
            -степень очистки воздуха в соответствующем аппарате, которым снабжается группа технологических агрегатов, равен 0.
     Тогда,  сварочного аэрозоля = (58·37):106=0,002146 т/г;
                 железа оксид = (58·35,05):106=0,002033 т/г;
                 марганец и его соед.= (58·1,95):106=0,000113 т/г.
     Теперь определим максимальный разовый выброс сварочного аэрозоля, в том числе железа оксид и марганца по формуле:
     
                                             , г/с,                                   (6.3)
     
     где Bчас – фактический максимальный расход применяемых сырья и материалов, с учетом дискретности работы оборудования,0,3 кг/час.
     Следовательно,  сварочный аэрозоль = (0,3 · 37) : 3600 = 0,00308 г/с, в  том числе:  железа оксид = (0,3 · 35,05):3600 = 0,00292 г/с;  марганец = (0,3 · 1,95):3600 =  0,00016  г/с.
    Итого по источнику согласно «Гигиенические нормативы к атмосферному воздуху в городских и сельских населенных пунктах» от 28 февраля 2015 года № 168.

Таблица 6.4- Список загрязняющих веществ, поступающих в атмосферу
     Вещество
Применяемый критерий
Значение ПДК
Выброс вещества
Класс опасности
Код
Название
     
мг/м3
г/с
т/год
     
0123
Железа оксид
ПДКс.с.
0,04
0,00292
0,002033
3
0143
Марганец и его соединения
ПДК м.р/ПДКс.с
0,01
0,00016
0,000113
2

     Определение категории опасности предприятия при проведении сварочных работ. На основании вышеприведенных расчетов и при помощи «Рекомендациям по делению действующих предприятий на категории опасности в зависимости от массы и видового состава, выбрасываемых в атмосферу загрязняющих веществ»,1991г определим КОП, который рассчитывается по следующей формуле:
     
                                              КОП =  ,                                   (6.4)
     
     где  - масса выброса i-гo вещества, т/год;
          - среднесуточная ПДК i-гo вещества, мг/ м3;
           - количество загрязняющих веществ, выбрасываемых предприятием;
           - коэффициент, учитывающий класс опасности i-гo вещества (для веществ 1-го класса опасности  = 1,7; 2-го -1,3; 3-го -1,0; 4-го - 0,9). 
     Следовательно, используя найденные значения, занесем данные в таблицу 6.5.
     
Таблица 6.5-Результаты вычислений КОП
Вещество
Значение ПДК
Выброс вещества
Класс опасности
Mi/ПДКi
КОП
Код
Название
мг/м3
г/с
т/год
     
     
     
0123
Железа оксид
0,04
0,00292
0,002033
3
0,05
0,051
0143
Марганец и его соединения
0,01
0,00016
0,000113
2
0,01
0,002
     
     
     
     
Всего
     
0,053
     
     Исходя из результатов, полученных в таблице 6.5, КОП<1000, значит предприятие, в котором производятся сварочные работы относится к 4-той категории.
          Рекомендация по установлению нормативов ПДВ. Поскольку на территории БЦ «Green Tower» в период проведения сварочных работ концентрации всех выбрасываемых, источником выбросов, загрязняющих веществ не превышают ПДК, нецелесообразно проводить   мероприятия по снижению выбросов вредных веществ в атмосферу. Рекомендуется установить нормативы  ПДВ для источника по расчетным показателям.
     Нормативы ПДВ устанавливаются отдельно для каждого вещества. Содержание  концентраций выбросов вредных загрязняющих веществ в атмосферу считается нормативным, если эти величины не превышают значение ПДВ.
     Рекомендации по нормативам ПДВ касательно каждого вещества представлены в таблице 6.6.
     
Таблица 6.6- Нормативы выбросов загрязняющих примесей
     Вещество
Выброс вещества на 2018 г.
     ПДВ
Год ПДВ
Код
Название
г/с
т/год
г/с
т/год
     
0123
Железа оксид
0,00292
0,002033
0,00292
0,002033
2018
0143
Марганец и его соединения
0,00016
0,000113
0,00016
0,000113
2018
     Всего веществ
0,00308
0,002146
0,00308
0,002146
2018
     
     Согласно СН РК 1.03-12-2011 «Правила техники безопасности при производстве электросварочных и газопламенных работ» при выполнении сварочных работ  работники  в обязательном порядке имеют  индивидуальные средства защиты. ИСЗ выбираются в соответствии с выполняемой работой, принимаемых материалов и веществ.
     Так как, при установке трубы-основания антенны применяется ручная дуговая сварка, то работники имеют в наличии шлемы, защитные очки закрытого типа со стеклами марки ТС-2.
     В том случае, если образующийся шум при выполнении работ превышает ПДН, работники обладают наушниками против шума, противошумные вкладыши.
     С целью защиты рук, сварщики выполняют работу в рукавицах, перчатках, выполненных из материала с низкой электропроводностью, искростойкостью.
     Спецодежда защищает от брызг расплавленного металла, влаги, производственных загрязнений.
     Для того, чтобы оградить ноги от возможных повреждений, работники имеют специальную обувь, способную подстраховать в случае переохлаждения на открытом воздухе, брызг горячего металла, напряжения электрическим током.

     6.3.Влияние ЭМП антенны на окружающую среду на период эксплуатации
      В целях защиты населения от влияния электромагнитных излучений для заданного РЧ диапазона частот, которые создаются радиотехническими объектами, необходимо произвести расчет санитарно-защитной зоны. Санитарно-защитная зоны (СЗЗ) - это определенная площадь, которая прилегает к территории РТО. Причем, на внешней границе которой на высоте равной 2-м м от поверхности земли значения уровней электромагнитного поля (ЭМП) равны предельно допустимому уровню (ПДУ). В данном случае значение ПДУ для используемого диапазона частот составляет 10мкВт/см2(согласно таблице «ПДУ ЭМП для диапазона частот от 30кГц-300ГГц»). А зона ограничения застройки (ЗОЗ)- это область, расположенная свыше 2-х м от поверхности земли, где уровень ЭМП превышает ПДУ. Исходные данные, касающиеся параметров РТО, представлены в таблице 6.7. 
     
Таблица 6.7 – Данные используемого оборудования
     Тип антенны
     Офсетная, линейная
     Диапазон частот
     -на прием
     -на передачу
     
     11 ГГц
     14 ГГц
     Коэффициент усиления антенны
     -на прием
     -на передачу
     
     38дБм
     42дБм
     Мощность передатчика
     49Вт
     Шумовая температура антенны
     45К
     ЭИИМ
     53 Вт
     Высота подвеса антенны
     - от уровня земли
     -от уровня крыши
     
     48 м
     1,5 м
     Диаметр антенны
     2,4м
     Угол места основного лепестка
     65?
     
     Согласно с СанПиН РК № 3.01.002-96 «Санитарные правила и нормы защиты населения от воздействия электромагнитных полей, создаваемых радиотехническими объектами», расчет границ санитарно-защитной зоны  является обязательным для соблюдения в ходе проектирования, установки РТО.  В соответствии с данными нормами Предельно допустимые уровни электромагнитного поля на селитебной территории, в местах отдыха, внутри жилых, общественных и производственных помещений представлены в таблице 6.8.

Таблица 6.8 – ПДУ ЭМП для диапазона частот от 30кГц-300ГГц
Диапазон частот
30-300 кГц
0,3-3 МГц
3-30 МГц
30-300 МГц
0,3-300 ГГц
Нормируемый параметр
Напряженность электрического поля, Е (В/м)
Плотность потока энергии ППЭ (мкВт/см2)
Предельно допустимые уровни
25
15
10
3
10

        
     Преобразование электрической составляющей электромагнитного поля (ЭМП) в плотность потока мощности (ППМ) осуществляется по следующей формуле:
     
                                          , мкВт/см2,                                      (6.5)
     
     где - электрическая напряженность ЭМП, В/м.
     Значение напряженности ЭМП, создаваемое антенной, для того, чтобы определить границы СЗЗ, определяется следующим образом:
     
                                   ,                     (6.6)
     
     где – расстояние от геометрического центра антенны до расчетной точки, м;
     	– мощность на входе антенно-фидерного тракта, Вт;
     	– коэффициент усиления антенны относительно изотропного излучателя,  дБ; 
     	– коэффициент потерь мощности в антенно-фидерном тракте;
     	 – множитель, учитывающий влияние земли;
     – значение нормированной диаграммы направленности в вертикальной плоскости;
     – значение нормированной диаграммы направленности в горизонтальной плоскости;
       – угол в вертикальной плоскости между направлением максимума излучения и направлением в расчетную точку, °;
       - угол в горизонтальной плоскости между направлением максимума излучения и направлением в расчетную точку, °.
     Зная такие параметры как ЭИИМ, Р и КУ антенны несложно определить коэффициент потери в АФТ, используя формулу (6.7):
                        
                                       ,Вт                                       (6.7)
     
     Следовательно, выражение (6.6) преобразуется в следующий вид (6.3.4):
                                 
                                                                    (6.8)        
     
     Исходя из полученного выше соотношения, формулу (6.5) можно представить в виде:
     
                                                            (6.9)
     
     В данном выражении (6.9), значения  и  равны 1, если рассматривается ППМ в горизонтальной и вертикальной плоскостях соответственно.
     Согласно  таблице 6.8, значение ПДУ  ППМ ЭМП для используемого диапазона РЧ составляет 10мкВт/см2, следовательно из выражения (6.9) расстояние в максимуме ДН, на котором данный уровень превышается:
     
                                   ,                                 (6.10)
     
     где -множитель ослабления, учитывающий влияние отражающих поверхностей (=0,15…0,4; =0,3, так как антенна расположена на высотном здании). 
     Подставив значения, получим необходимое расстояние в максимуме ДН:
     
                                  м 
     
     Основываясь на полученных выше результатов делаем следующие заключения:
     - при выполнении сварочных работ количество вредных веществ, выделяемых в атмосферу, не превышает ПДК; 
     -внешняя граница зоны ограничения застройки по высоте 48 м от уровня земли для антенны составит 19,48 м;
     -нет необходимости проведения СЗЗ от работы антенны;
     -максимальная длина ЗОЗ составляет 19,48 м;
     -устанавливаемые элементы не должны попадать в ЗОЗ;
     -работа антенны не создает опасности ни здоровью работающего персонала, ни жителей на примыкающей к антенне зоне.
     В добавок нужно отметить, что в любом антенном устройстве могут возникнуть перенапряжения, которые представляют опасность для людей и оборудования. Причиной может быть, например, соприкосновение деталей антенного устройства с деталями другого оборудования, находящегося под напряжением, а в экстремальном случае, и удар молнии непосредственно в антенное устройство или в соседние с ним детали и оборудование. Вследствие чего, для электрозащиты, молниезащиты, снятия статистического напряжения приемопередатчик, позиционер антенны и основание антенны соединены проводом заземления с контуром заземления здания.
     Сечение провода заземления составляет 8мм2 при длине провода в 50 м. Путь прокладки провода произвольный. Провод не имеет обрывов и передавливания.
     Заземляющие провода проложены кратчайшим путем к заземлителям, причем они должны расположены вертикально, кроме тех мест, где необходима частичная горизонтальная или наклонная прокладка( при обводе выступов зданий). Заземляющие провода видны, чтобы можно было своевременно обнаружить их повреждения. Места соединения проводов не соприкасаются с деревянными деталями и не находятся вблизи легко воспламеняющихся материалов.
     При приближении и во время грозы, сильном дожде и снегопаде подниматься на сооружения запрещается. Перед проведением работ на мачтах, антеннах, фидерных линиях и в антенных павильонах необходимо снять питающие напряжения. 
     Заземление проводится следующим образом:1) сперва провод заземления крепится к приемопередатчику;2) затем он закрепляется под один из болтов позиционера и основания антенны;3) в конце, закрепляется к контуру заземления здания.
     После перечисленных заключений вытекает, что проектируемая антенна безопасна и может быть установлена на данном объекте.
.......................