Sikkerhedsmargin: Forståelse af konstruktiv integritet og ingeniørarbejde

Hver maskine, bygning og stykke infrastruktur er ment til at fungere korrekt inden for en vis række faktorer. Vægt, temperatur, tryk, vibration, konstruktionskvalitet, materialers holdbarhed og klima faktorer påvirker alle sikkerhed. De fleste bygninger og udstyr er dimensioneret til at sikre, at evnen til at reagere på extreme ændringer i nogen af disse faktorer langt overskrider fejlpunktet. Ingeniører forventes at tilpasse bygningsplaner for at tage højde for forskellige fejlscenarier som overbelastning, bevidst ødelæggelse eller vejr.

Geografi

• Bygninger i oversvømmelsesområder, jordskælvzoner og tornado-baner er dimensioneret til at modstå den mest sandsynlige styrke, varighed og dybde af hver begivenhed. Oversvømmelseskort vil typisk afbilde gennemsnitlig årlige, tiårs, femogtyveårs og hundredeårs høje vandstande. Maskiner som pumpestationer og vandrensningsanlæg er typisk placeret over den forventede femogtyveårs høje vandstand, og kan endda placeres over den forventede hundredeårs høje vandstand. Bygninger i oversvømmelseszoner er ofte påkrævet bygget på stolper, pæle eller platforme over femogtyveårs høje vandstand. Jordskælvs-zone ingeniørarbejde tillader bygningen at bøje og svinge inden for en vis tolerance, uden at kompromittere konstruktiv integritet. Evnen til at bøje og svinge, selvom det normalt er svagt nok til at være umærkeligt, forhindrer revner og indsturtning. Tornado-zone planlægning inkluderer skabelse af gangene og korridorer, der kan bruges som skjul. Det inkluderer også at tage højde for ekstraordinære belastningsgrænser fra både vind og affald häuftet på tag.

Typer

• Et andet ord for sikkerhedsmargin er tolerance. Det refererer til rækkevidden af forhold, inden for hvilke bygningen eller maskinen vil fungere uden brud eller fejl. Trippel redundans er en term brugt i maritime, militære og rumfahrtapplikationer. Hvert system har to ekstra, komplette kopier af sig selv i tilfælde af fejl. Test er en tredje term brugt i relation til sikkerhedsmargin. Legepladsudstyr, legetøj, bilbarnesikkerhedssæder, elevatorer, både og motionsudstyr testes til en rating ud over deres forventede brug. For eksempel vil et legetøj, der er beregnet til brug af børn på 65 pund og under, typisk blive testet til 300 eller endda 500 pund. Elevatorer testes til mellem 2000 og 5000 pund. Overvægtsswitches kan stoppe elevatoren, hvis vægtgrænsen nås. Regelmæssig drift af et stykke udstyr i enten ekstrem af sikkerhedsmarginen anbefales ikke.

Overvejelser

• Sikkerhedsmargin er ikke ment til at fjerne al risiko, men at minimere potentielle skader på ejendom og forhindre livstab. Fejl i at overholde sikkerhedsanbefalinger, kalibrere udstyr, vedligeholde advarselssystemer og sikkerhedsfunktioner, og adressere bekymringer om tegn på potentiel fejl af systemer kan gøre en virksomhed ansvarlig for enhver skade eller livstab påløbet.
  Bygninger og udstyr, der er dimensioneret til at modstå ekstremér, tillader folk at leve og arbejde med tillid. Ingeniørarbejde for at øge tolerancen for en faktor kan forårsage problemer i andre faktorer. Af denne grund er design ofte testet som computersimulationer før de bruges i virkelige applikationer.

Effekter

• Byg sikkerhedsmarginer ind for at reducere risiko. Forsikringsomkostninger reduceres, retssager forhindres og skade eller livstab minimeres. Ingeniører brainstormer potentielle fejl for at beskytte offentlig sikkerhed, mens de bidrager til den kreative proces af forskning og udvikling. Hver version af produktet ud over prototypen er derefter progressivt sikrere.

Betydning

• Pris påvirkes af indbyggede sikkerhedsmarginer. Efterspørgselen på stærkere, mere fleksible, mere holdbare bygningsmaterialer driver prisen opad, mens øget sikkerhed driver forsikringsomkostninger, rettelige erstatninger og akut medicinsk pleje nedad. Det er vigtigt at analysere omkostningerne ved at gøre noget sikrere versus fordelene for at sikre, at en given applikation er økonomisk sund, mens den adekvat beskytter offentlig sikkerhed.