Дипломная работа: Проектирование сети Metro Ethernet в городе Павлодаре

На случай возникновения пожара в операторском зале, предусмотрим средства тушения пожара. Подберем огнетушители, рассчитаем их количество, установим пожарные извещатели.

В операторских залах предъявляются определенные требования к вентиляции и кондиционированию воздуха. Поэтому предусмотрим, чтобы в зал подавалось достаточное количество наружного воздуха на одного человека; кондиционирование воздуха обеспечивало автоматическое поддержание параметров микроклимата в необходимых пределах в течение всех сезонов года, очистку воздуха от пыли, создавало небольшое избыточное давление в чистых помещениях для исключения поступления неочищенного воздуха.

К операторскому залу предъявляются определенные требования к освещенности. Условия искусственного освещения оказывают большое влияние на зрительную работоспособность, физическое и моральное состояние людей, а, следовательно, на производительность труда и производственный травматизм. Поэтому подберем такое освещение, которое будет обеспечивать комфортную световую среду для труда, создавать нормальные условия для работы и учебы.

Такое освещение будет:

-     создавать благоприятные условия труда;

-     соответствовать гигиеническим нормам;

-     равномерно распределять яркость на рабочей поверхности и в пределах окружающего пространства;

-     устранять резкие тени на рабочей поверхности;

-     устранять блескость (прямую и отраженную) в поле зрения;

-     обеспечивать необходимый спектральный состав света для правильной цветопередачи.

В качестве источников света при искусственном освещении в операторском зале, будем применять люминесцентные лампы.

Исходя из вышеуказанного, в данном разделе дипломной работы сделаем следующее:

-      рассмотрим вопросы рациональной организации рабочего места оператора;

-      подберем огнетушители, рассчитаем их количество, установим пожарные извещатели;

-      рассчитаем искусственное освещение операторского зала двумя методами: методом коэффициента использования и точечным методом;

-      рассчитаем систему вентиляции и подберем кондиционер.

5.2  Рациональная организация рабочего места оператора

При конструировании рабочего места оператора создадим следующие условия: достаточное рабочее пространство для работающего человека, позволяющее осуществлять все необходимые движения и перемещения при эксплуатации и техническом обслуживании оборудования; достаточные физические, зрительные и слуховые связи между работающим человеком и оборудованием, а также между людьми в процессе выполнения общей трудовой задачи; оптимальное размещение рабочих мест в производственных помещениях, а также безопасные и достаточные проходы для работающих людей; необходимое естественное и искусственное освещение для выполнения трудовых задач, технического обслуживания; допустимый уровень акустического шума и вибрации, создаваемых оборудованием рабочего места или другими источниками шума и вибрации .

На рабочем месте оператора используем:

-   средства отображения информации индивидуального пользования (дисплей);

-   средства ввода информации (клавиатура, различные манипуляторы);

-   средства связи и передачи информации (телефонный аппарат, модем);

-   средства документирования и хранения информации (принтеры, дисковые накопители);

-   вспомогательное оборудование.

Рисунок 4.1 Рациональная организация рабочего места оператора

Рабочее место оператора (Рисунок 4.1) организуем следующим образом. Дисплей разместим на столе так, чтобы расстояние наблюдения информации на экране было в пределах 450-500 мм. Экран дисплея расположим так, чтобы угол между нормалью к центру экрана и горизонтальной линией взгляда составлял 200. Клавиатуру расположим на столе или подставке так, чтобы высота клавиатуры по отношению к полу составляла 650-800 мм, наклон клавиатуры сделаем в пределах 5-100. При размещении компьютера на стандартном столе используем кресло с регулируемой высотой сиденья (от 380 до 450-500 мм) и подставку для ног.

Средства документирования расположим справа от оператора в зоне максимальной досягаемости, а средства связи — слева, чтобы освободить правую руку для записей.

Экран дисплея, документы и клавиатура расположим так, чтобы перепад яркостей поверхностей, зависящий от их расположения относительно источника света, не превышал 1:10 (оптимально 1:3).

5.2Выбор огнетушителей, расчет их количества, установка пожарных извещателей

Для тушения пожаров используем порошковые огнетушители ОП-5 объемом 7 л. Они являются хорошими диэлектриками и быстро тушат пожар. В виду того, что такие огнетушители со временем слеживаются, будем производить их замену каждый год.

Согласно СНиП на каждые 100 м2 необходимо устанавливать один огнетушитель. Поскольку у нас помещение размером 5х10 и общая площадь, таким образом, составляет 50 м2, то для тушения пожаров установим один порошковый огнетушитель. Расположение огнетушителя показано на рисунке 4.2.

В качестве пожарного извещателя установим ПКИЛ-9 – ручной пожарный извещатель. Он устанавливается на лестничных площадках и в коридорах и окрашивается в красный цвет. При обнаружении пожара следует разбить защитное стекло и нажать кнопку, которая замыкает электрическую цепь и на приемной станции раздается звуковой сигнал. Расположение извещателя показано на рисунке 4.2

Для предупреждения пожаров все токоведущие части монтируем на негорючих основаниях (мрамор, текстолит, гетинакс, асбест и т.п.).

1 – кондиционер (внешний блок);

2 – кондиционер (внутренний блок);

3 – стена;

4 – окно;

5 – рабочее место;

6 – люминесцентная лампа;

7 – огнетушитель;

8 – дверь;

9 – пожарный извещатель.

Рисунок 4.2 Схема искусственного освещения

5.4 Расчет системы искусственного освещения

Дано:

длина помещения L = 10 м;

ширина помещения В = 5 м;

высота помещения Н = 3 м;

высота рабочей поверхности hР = 0,8 м;

разряд зрительной работы III (высокой точности).

Для операторского зала рекомендована люминесцентная лампа ЛБ40-4 (белого цвета), мощностью 40 Вт, световым потоком 3000 лм, диаметром 40 мм и длиной со штырьками 1213,6 мм (таблица 2-12, [9]).

Определим наивыгоднейшее расстояние между светильниками:

 м;                                                                                        (5.1)

где,  =1,2  1,4;

h = H – hР = 3 – 0,8 = 2,2 м.

По этим данным находим, что наивыгоднейшее расстояние между светильниками равно

 м.

Рассчитаем число рядов светильников

;                                                                                             (5.2)

где, B – ширина помещения, В = 5 м;

Z – расстояние между светильниками, Z = 3,08 м.

Отсюда

 = 5/3,08 = 1,62  2.

1 < n <2 берём большее значение;

Следовательно светильники будем располагать в два ряда.

Определим число светильников

,                                                                              (5.3)

где, Е – заданная минимальная освещенность светильника. Для персонала работающего с ЭВМ Е = 400 лк;

Кз – коэффициент запаса, учитывающий запыление и износ источников света в процессе эксплуатации. Кз = 1,5;

S – освещаемая площадь, S = 50 м ;

Z — коэффициент неравномерности освещения, Z = 1,4;

 - коэффициент использования;

ФЛ – световой поток лампы, ФЛ = 3000 лм.

n – число ламп в светильнике.

Нам неизвестен коэффициент использования, для его нахождения определим индекс помещения

                                                  (5.4)

Т.к. у нас побеленный потолок, побеленные стены с окнами, закрытыми белыми шторами, то коэффициенты отражения будут следующими [9]):

p пот = 50%;

р ст = 30%;

р пол = 20%.

Следовательно, коэффициент использования  = 54% (таблица 5-20).

В качестве светильника возьмем ЛСП02 рассчитанный на 2 лампы мощностью 40 Вт, диаметром 40 мм и длиной со штырьками 1213,6 мм. Длина светильника 1234 мм, ширина 276 мм.

Таким образом

 светильников.

Т.е. у нас 12 светильников расположенных в два ряда, в каждом ряду по шесть светильников, в каждом светильнике по 2 лампы.

Проверку расчета произведем точечным методом.

Линейные размеры излучателей в данном случае равны 1213,6 мм и превышают высоту 0,5 м установки. В данном случае они рассматриваются как светящиеся линии.

Кривые линии изолюкс построены в координатной системе

(P1 – L1)                                                                                          (5.5)

где, ;                                                                                 (5.6)

;                                                                                           (5.7)

где L – общая длина светящихся линий;

P = 1,5;      h = 2,4;       L = 9,75

Таким образом, подставив данные в формулы, получим

Для обеспечения в данной точке заданной освещенности ЕН, необходимо иметь удельный световой поток Ф. Световой поток в каждом светильнике определяется по формуле

;                                                                          (5.8)

где,  - коэффициент, учитывающий отражение составляющих света и действие удаленных светильников и составляет 1,1 – 1,2;

 - суммарная условная освещенность в контрольной точке (выбираются точки, где имеет наименьшее значение). = 40х2 = 80;    ЕУ – определяется по графику пространственных изолюкс, ЕУ = 40.

Таким образом, подставив данные в формулы, получим

 лм

Поскольку необходимый световой поток ламп каждого светильника не должен отличаться от требуемого на –10% или +20%, то можно сделать вывод, что расчет верен.

Итого, для создания нормированной освещенности нам понадобится 24 лампы в 12-ти светильниках располагающихся в два ряда, в каждом ряду по 6 светильников, в каждом светильнике по 2 лампы.

5.5    Расчет системы вентиляции

Найдём требуемое количество подаваемого воздуха по фактору «тепловыделение». Оно рассчитывается по формуле

,                                                                               (5.9)

где, = tУДАЛ – tПОСТ;

tУДАЛ – температура удаляемого воздуха;

tПОСТ – температура поступающего воздуха;

СВ – теплоемкость воздуха, СВ = 0,24 ккал/кг*0С;

 - удельная масса приточного воздуха,  = 1,206 кг/м3;

QИЗБ – избыточное тепло.

Избыточное тепло найдем из выражения

QИЗБ = QОБ + QЛ + QР – QОТД,                                                         (5.10)

где, QОБ – тепло, выделяемое офисным оборудованием;

QЛ – тепло, выделяемое людьми;

QР – тепло, вносимое солнечной радиацией;

QОТД – теплоотдача в окружающую среду.

Значения QР и QОТД примерно равны и взаимно компенсируются. Поэтому избыточное тепло образуется только за счёт людей и оборудования.

Тепло, выделяемое людьми, найдём по формуле

;                                                                 (5.11)

где, КЛ – количество людей в помещении, КЛ = 7;

q – тепло, выделяемое одним человеком, q = 250 ккал/ч;

qПОГЛ – тепло, поглощаемое одним человеком, qПОГЛ = 140 ккал/ч.

Отсюда находим:

QЛ = KЛ * (q-qпогл.) = 7*(250-140) = 770 Ккал/ч.

Рассчитаем количество тепла, выделяемого офисным оборудованием. В помещении расположено 10 персональных компьютеров. Каждый компьютер имеет мощность 230 Вт. Общая мощность компьютеров составляет:

10*230=2300 Вт = 2,3 кВт.

Также имеется один принтер с потребляемой мощность 50 Вт. Общая потребляемая мощность офисной техники равна 2,35 кВт.

Тепло, выделяемое офисным оборудованием рассчитаем по формуле

,                                                                       (5.12)

где, 860 – тепловой эквивалент 1 кВт/час;

РОБ – потребляемая мощность, РОБ = 2,35 кВт;

η – коэффициент перехода тепла в помещение, η = 0,95.

Подставив все значения в формулу, находим

 ккал/ч.

Рассчитаем теплонапряженность воздуха по формуле

,                                                                                              (5.13)

где, VП – объем помещения, VП = 150 м3.

QИЗБ = QЛ + QОБ = 770 + 1919,95 = 2689,95 ккал/ч.

Таким образом, подставив все данные в формулу, получим:

QН. = QИЗБ./V = 2689,95/150 = 17,933ккал/м3.

Т.к. QН < 20 ккал/м3, то = 8 0С.

Найдём требуемое количество подаваемого воздуха

 2689,95 / 0,24 *8*1.206 = 2689,95 / 2,31552 = 1161.704м3/ч.

Рассчитаем кратность воздухообмена по формуле

,                                                                                           (5.14)

где, L – требуемое количество подаваемого воздуха, L = 1161.704 м3/ч;

V – объем помещения, V = 150 м3.

Таким образом, кратность воздухообмена равна

 1/час

Т.о. нам необходим кондиционер, создающий воздухообмен 1161.704 м3/ч.

Установим в операторском зале один настенный кондиционер DELONGHI CP 30, рассчитанный на 130 м2 (расположение кондиционера показано на рисунке 4.2). Данный кондиционер создает воздухообмен 1300 м3/ч, что удовлетворяет условию 1300 м3/ч >1161.704 м3/ч, создает в помещении воздушную среду с температурой 17-26 0С и влажность 40-70%, удаляет из помещения избыточную влагу и тепло, снабжен таймером, термостатом, бактерицидным фильтром и автоматическим климат контролем. Электропитание кондиционера 230 В, 5 А, 50 Гц; максимальный уровень шума 38 дБ; внутренний блок: длина 810 мм, высота 300 мм, глубина 200 мм; внешний блок: длина 650 мм, высота 500, глубина 210 мм.

5.6    Электробезопасность

Электропитания оборудования сети MetroEthernet осуществляется от опорного источника постоянного тока U-48В с заземленным положительным полюсом, допустимыми колебаниями в пределах 52-66В и перерывами не более 5мс.

Электропитающая установка состоит из выпрямительных устройств, двух аккумуляторных батарей, работающих в буферном режиме и способных обеспечить бесперебойное трехчасовое электропитание оборудования и при отключении источника переменного тока.

Питание внешних устройств ЭВМ операторской и микропроцессоров станции переменным током осуществляется от опорного источника постоянного тока через инверторы, устанавливаемые в выпрямительной, или от сети переменного тока через регуляторы напряжения. В конструкции станции (здания) предусмотрена специальная проводка для организации заземления, которое исключает появление разности потенциалов, поврежденных оборудование. Так как все оборудование имеет сертификаты, то класс профессионального риска определяем как минимальный.

Рассчитываем сопротивление защитного заземления электропитающего устройства предприятия связи, распределяющего электроэнергию напряжением 380/220 В.

В качестве естественного заземлителя используем металлическую технологическую конструкцию, частично погруженную в землю; ее расчетное сопротивление растекания RЕ=15 Ом. Заземлитель предполагается выполнить из вертикальных стержневых электродов длиной В=2,5м., диаметром d=12мм, верхние концы которых соединяются между собой с помощью горизонтального электрода длиной 70м - стальной полосы сечением 10´24мм, уложенной в землю на глубине t=0,5м. Удельные сопротивления земли равны: для вертикального электрода (длиной 5м) и для горизонтального электрода (длиной 75м) rГ=140 Ом´м.

Требуемое сопротивление защитного заземляющего устройство по ГОСТ 464-79 должно быть не более 4Ом.т.е. Rз < 4 Ом:

RЗ=125/ I,                                                                                        (5.15)

где IЗ - расчетный ток замыкания на землю равен

Iз = Uз / Rз = 48 / 4= 12А,

Определим требуемое сопротивление искусственного заземлителя:

RU=RЕ´RЗ / (RЕ -RЗ),                                                                      (5.16)

где RЕ - сопротивление растекания естественного заземлителя, Ом.

RU=20´4 / (20 -4)=5 Ом.,

Тип заземлителя выбираем рядный, размещенный вдоль здания, где расположена станция. При этом вертикальные электроды размещаем на расстоянии а=5м друг от друга.

Уточним параметры заземлителя путем проверочного расчета. Из предварительной схемы видно, что в принятом нами заземлителе суммарная длина горизонтального электрода LГ»70м., а количество вертикальных электродов n=14шт. Вычисляем расчетные значения сопротивлений горизонтальных электродов (суммарное сопротивление) RГ и одного вертикального электрода по следующим формулам:

RВ=´[Ln +´ Ln],                                            (5.17)

где >>d ; t0³0,5м.

RГ=,                                                                       (5.18)

где >>d; >>4´t, d=0.5´b для полосы шириной b.

Схемы заземлителей изображены на рисунке 4.3

а)                                                     б)

а) Вертикальный стержневой электрод

б) Горизонтальный электрод - стальная полоса

Рисунок 4.3 Схема заземлителя

Из рисунка 4.3.а видно, что t=l/2+t0

t=2,5/2+0,5=1,75 м,

Тогда определяем RВ по формуле (4.17)

RB= Ом,

Вычисляем RГ по формуле 4.18.

RГ= Ом,

Далее, имея в виду, что принятый заземлит ель расположен в ряд и что n=15шт., а отношение а/В=5/5=1, определяем по таблицам коэффициенты использования заземлителя:

hВ=0,66

hГ= 0,365

Вычисляем расчетное сопротивление группового заземлителя R, Ом, по формуле:

RГР=,                                                             (5.19)

где RВ и RГ - сопротивления растеканию вертикального и горизонтального электродов, Ом.; nВ - число вертикальных электродов.

Rг.р.=55*6/55*0,66+6*0,36=4,4Ом,

Это сопротивление меньше заданного (Rи.тр=5 Ом), что повышает безопасность.

Общее сопротивление (действительное) заземляющего устройства:

Rз.д.=(Rе*Rи)/(Rе +Rи )

Rз.д.=(20*4,4)/(20+4,4)=3,66Ом,

Найденное сопротивление меньше требуемого по ГОСТ 464-79 (4Ом). Сопротивление заземляющего устройства лежит в пределах допустимого. Схема расположения заземлителей приведена на рисунке 4.4.

1 - вертикальный электрод;

2 - горизонтальный электрод;

3 - стативы оборудования;

4- помещение;

5 - заземляющий провод.

Рисунок 4.4 Схема заземлителя

Заключение

Построение рассмотренной сети передачи данных, на основе сети MetroEhternet, рассматривается как перспективной, своевременной, экономически выгодной и быстроокупаемой (Рисунок 4.3). Такие выводы позволяют сделать исходя из следующих преимуществ:

-     создание высокоскоростной городской магистрали передачи данных Gigabit Ethernet с пропускной способностью 1-10 Гбит/с.

-     приближение высокоскоростных технологий последней мили (xDSL) к абонентам

-     использовать существующую инфраструктуру АО «Казахтелеком»

-     охват зоной досягаемости xDSL большей части города

-     значительная экономия средств по сравнению с альтернативными решениями

-     быстрота внедрения

-     возможность разбиения проекта на этапы

-     наличие клиентской базы с высоким потенциалом

-     быстрая окупаемость

-     при этом есть возможность предусмотреть эффективное сопряжение сети с МСПД, использующей технологию IP/MPLS

-     передача данных точка – точка с выходом в Internet (приложение D).

-     доступ к дополнительным серверам – игровым, информационным,

-     файловым, расположенным как на региональных узлах, так и на площадке центрального узла и вне сети АО «Казахтелеком».

Приложение А

Приложение Б

КАЗНТУ институт АиТ 380240 – МТС - 03 – 1з

Листов

Лист

Масштаб

Масса

Измер .

Приложение В

КАЗНТУ институт АиТ 380240 – МТС- 03 –1з

Листов

Лист

Масштаб

Масса

Измер .

Приложение Г

Измер .

Приложение Д