CC BY
61
УДК 69.01:537.67
КАРАУШ СЕРГЕЙ АНДРЕЕВИЧ, докт. техн. наук, профессор, karaush@tsuab. ru
КУЗНЕЦОВ АРТЁМ ВЛАДИМИРОВИЧ, ассистент, ky3netsov@vtomske. ru
Томский государственный архитектурно-строительный университет, 634003, г. Томск, пл. Соляная, 2
ВЛИЯНИЕ МЕТАЛЛИЧЕСКИХ ФАСАДНЫХ СИСТЕМ НА ГЕОМАГНИТНОЕ ПОЛЕ ВНУТРИ ПОМЕЩЕНИЙ
В статье приведены результаты исследований ослабления геомагнитного поля внутри помещений жилых и производственных зданий в зависимости от применяемых при строительстве и реконструкции фасадных систем на примере г. Томска.
Ключевые слова: фасадная система; геомагнитное поле (ослабленное); помещение; строительная конструкция; этаж; здание; экранирование электромагнитное; предельно-допустимый уровень; коэффициент ослабления.
KARAUSH, SERGEYANDREYEVICH, Prof. Dr.Tech. Sc., karaush@tsuab. ru
KUZNETSOV, ARTEM VLADIMIROVICH, assistant, ky3netsov@vtomske. ru
Tomsk State University of Architecture and Building,
2 Solyanaya sq., Tomsk, 634003, Russia
EFFECT OF METAL FACADE SYSTEMS ON GEOMAGNETIC FIELD OF INDOORS
The article presents the results of studies of weakening the geomagnetic field of indoor in residential and industrial buildings, depending on the used facade systems in the construction and renovation of buildings (city Tomsk).
Key words: facade system; the geomagnetic field (weakened); premise; building structure; storey; building; electromagnetic shielding; maximum permissible level; reduction coefficient.
Освоение территории и эффективное использование ресурсов Сибири и Дальнего Востока России с привлечением инвестиций становится в последние годы приоритетным направлением в политике государства. В этом контексте при развитии строительного и жилищно-коммунального комплексов неминуемо встают вопросы, связанные с изменениями природной среды, особенно в области геоэкологии. Человечество совсем недавно осознало, что геологическая среда для населения планеты является не только источником природных ресурсов, но и средой жизнеобитания [1]. Одной из важных задач науки геоэкологии является изучение полного комплекса экологических функций геологической среды. Экологические функции геологической сре-© С.А. Карауш, А.В. Кузнецов, 2013
ды - это всё многообразие функций, определяющих и отражающих роль и значение геологической среды как источника ресурсов и среды обитания, включая полезные ископаемые, подземные воды, нефть, газ, геофизические поля и протекающие в ней геологические, гидрогеологические и другие природные процессы в жизнеобеспечении всей биоты, в том числе человека [1].
Московской школой геоэкологов (В.Т. Трофимов и др.) предложены реальные экологические функции геологической среды: геофизическая, ресурсная, геодинамическая, геобиохимическая. Геофизическая функция отражает свойства внешних и внутренних геофизических полей (гравитационного, магнитного, электрических, радиационных, тепловых и т. п.) [1].
Как отмечает в своей работе А.П. Дубров [2], магнитное поле Земли (геомагнитное поле - ГМП) непосредственно воздействует на развитие человека, животных, бактерий, растений. Обобщённые им разносторонние исследования доказывают важную роль геомагнитного поля для окружающей среды человека и живых организмов на Земле. Человек большую часть своей жизни проводит в помещении и ГМП оказывает на него сильное влияние. Вместе с тем идущая урбанизация и строительная деятельность приводят к изменению естественных параметров ГМП внутри помещений. К одному из важных факторов, ведущих к нарушению естественного уровня геомагнитного поля (ослаблению) в среде обитания человека, относят экранирование объектов, помещений, технических средств за счёт применения в конструкциях материалов очень высокой магнитной проницаемости. Экранирование применяют для защиты каких-либо устройств от воздействия внешних электромагнитных полей (ЭМП). Такая защита используется в радиотехнике для устранения всякого рода помех, например в местах размещения радиоэлектронных средств (РЭС) при их производстве, испытаниях и эксплуатации. Для обеспечения безопасности персонала, работающего в этих местах, в 2001 г. были разработаны методы измерений и оценки соответствия уровней полей техническим требованиям и гигиеническим нормативам ГОСТ Р 51724-2001 «Экранированные объекты, помещения, технические средства. Поле гипогео-магнитное. Методы измерений и оценки соответствия уровней полей техническим требованиям и гигиеническим нормативам». Вместе с тем анализ литературы показывает, что вопросы влияния строительных конструкций и материалов на геомагнитное поле внутри помещений гражданских, промышленных и сельскохозяйственных зданий, а также влияния расположения зданий практически не изучены.
Согласно ГОСТ Р 51724-2001 при нахождении человека по роду своей деятельности в помещениях, строительные конструкции которых экранируют естественные электромагнитные поля, на его организм воздействует гипогео-магнитное поле (ГГМП). ГГМП, или ослабленное ГМП, - это магнитное поле (МП) внутри экранированного объекта, являющееся суперпозицией магнитных полей, создаваемых геомагнитным полем, ослабленным экраном объекта, полем остаточной намагниченности ферромагнитных частей конструкции и полем постоянного тока, протекающего по шинам и частям конструкции объекта. В соответствии с СанПиН 2.1.8/2.2.4.2489-09 «Гипогеомагнитные поля в производственных, жилых и общественных зданиях и сооружениях»,
неблагоприятные гипогеомагнитные условия (ГГМУ) могут создаваться в экранированных помещениях специального назначения, помещениях гражданского и военного назначения, расположенных под землей (метрополитены, шахты, туннели и др.), помещениях (объектах), в конструкции которых используется большое количество металлических (железосодержащих) элементов (здания из железобетонных конструкций и др.). Исходя из этого обстановка по ГГМУ, будь то жилое или производственное помещение, будет зависеть от его расположения относительно планировочной отметки земли и применяемых в конструкции здания строительных материалов. Использование металлических изделий (стальной арматуры), например, при производстве железобетонных плит перекрытий, крупных железобетонных панелей, а также при возведении конструктивных элементов здания может создавать эффект магнитного экранирования, что в свою очередь приводит к ослаблению параметров геомагнитного поля в помещениях. По нашему мнению, наличие такого ослабления в помещениях присуще наиболее распространенным в наши дни технологиям кирпичного, монолитно-каркасного и бескаркасного (крупнопанельного) строительства [3].
При подготовке планов развития строительного и жилищно-комунального комплексов Сибири и Дальнего Востока в части градостроительной деятельности эта проблема особо актуальна, т. к. её решение на этапах проектирования, строительства, а также реконструкции уже существующих зданий и сооружений различных типов и назначения позволит создать наиболее благоприятные условия жизнедеятельности человека по фактору гипогеоманитное поле. Это связано еще и с тем, что в 2009 г. вышли санитарные правила и нормы СанПиН 2.1.8/2.2.4.2489-09, устанавливающие предельно допустимые уровни (ПДУ) гипогеомагнитного поля для населения, что явилось шагом вперед в этом направлении.
По мнению В. Смотриковского, советника РААСН, сложившийся жилищный фонд городов, сформированный массовой индустриальной жилой застройкой 60-80-х гг., должен дожить свой век физического износа. При этом его необходимо приспосабливать к нуждам жильцов, обеспечивая условия безопасности и комфорта, улучшая эстетические качества и архитектурнохудожественную выразительность застройки. Основным направлением государственной доктрины жилищной реформы является модернизация и реконструкция жилищного фонда с учётом снижения расходов энергопотребления, сохранения и обновления жилья, а также получения жилья в пределах существующей территории. По мнению академика РААСН С.Н. Булгакова, реконструкция существующего жилищного фонда как городской, так и сельской застройки станет основным содержанием инвестиционно-строительной деятельности в стране в ближайшие два-три десятилетия. При этом, если сегодня соотношение капиталовложений в новое жилищное строительство и реконструкцию составляет 70:30, то на ближайшую перспективу это соотношение должно измениться с точностью до наоборот. Цель реконструкции - гуманизация сложившейся жилой среды, и первая задача в этом направлении заключается в обеспечении надёжного и безопасного её использования.
По нашему мнению, при разработке проектов реконструкции зданий и сооружений именно экологической безопасности следует уделять особое внимание. Например, в последние 5-10 лет с целью улучшения энергетической эффективности и эстетических качеств наблюдается активное применение вентилируемых фасадных систем. Навесной вентилируемый фасад - это технология выполнения фасада, система которого состоит из облицовочных материалов, закреплённых на металлический каркас к несущему слою стены. По зазору между облицовкой и стеной свободно циркулирует воздух, который убирает конденсат с конструкций. Для дополнительного утепления здания к стене крепится утеплитель. В качестве облицовочного материала наиболее часто для многоэтажных зданий выбирается металлический сайдинг или ме-таллокассета, что объясняется его высокими эксплуатационными и эстетическими свойствами. Толщина металла в изделиях может доходить до 1,5 мм. Таким образом, вокруг реконструируемого здания создаётся сплошной металлический экран, который, в свою очередь, приводит к ослаблению ГМП внутри помещений. В связи с этим было принято решение произвести оценку состояния ГГМП облицованных металлическим сайдингом или кассетами зданий, находящихся в г. Томске.
Измерения проводились на 10 объектах жилого и производственного назначения: в трёх 10-этажных жилых домах, трёх 5-этажных, одном 19-этажном, одном 3-этажном и двух объектах производственного назначения до 3 этажей. Здания выполнены из кирпича, толщина облицовочного материала в системе вентилируемого фасада - 0,3-0,5 мм, материал — оцинкованная сталь с полимерным покрытием.
Параметры ГМП измерялись магнитометром трехкомпонентным малогабаритным МТМ-01, прошедшим государственную поверку, соответствующим требованиям контроля по СанПиН 2.1.8/2.2.4.2489-09 [3] и внесенным в Государственный реестр средств измерений. Методика и процедура измерений описана ранее [3].
График усредненных по этажам значений КОГМП в кирпичных зданиях с вентилируемым металлическим фасадом и в зданиях без него
Полученные в результате экспериментальных исследований усредненные по этажам значения коэффициента ослабления для зданий с вентилируемым фасадом и без него показаны на рисунке. Наличие вентилируемого фаса-
да из металла толщиной 0,3-0,5 мм приводит к ослаблению геомагнитного поля внутри помещений на 10-30 %.
Как видно из полученных результатов, коэффициент ослабления не превышает ПДУ. Однако применение данной технологии вносит определенные изменения в гипогеомагнитные условия помещений и должно учитываться при проектировании, строительстве и реконструкции зданий. Как уже было сказано выше, облицовочный материал может изготавливаться с большей толщиной металла. Стальной лист толщиной 1 мм в 2-3 раза снижает интенсивность воздействия постоянного магнитного поля, т. е. обладает высокими экранирующими свойствами [4]. Соответственно, на практике использование металлического сайдинга и металлокассет в фасадных системах с толщиной от 1 до 1,5 мм может привести к значительному ослаблению параметров ГМП внутри помещений таких зданий, и возникнет вероятность превышения предельно допустимого уровня. Все это должно быть подтверждено исследованиями.
Библиографический список
1. Мананков, А.В. Геоэкология. Промышленная экология / А.В. Мананков. - Томск : Изд-во ТГАСУ, 2010. - 204 с.
2. Дубров, А.П. Геомагнитное поле и жизнь : Краткий очерк по геомагнитобиологии / А.П. Дубров. - Л. : Гидрометеоиздат, 1974. - 176 с.
3. Кузнецов, А.В. Влияние строительных конструкций и этажности зданий на геомагнитное поле внутри помещений в г. Томске / А.В. Кузнецов, С.А. Карауш // Вестник ТГАСУ. -2012. - № 1. - С. 80-87.
4. Борисейко, А.Н. Гигиеническая оценка гео- и электромагнитных полей в современных жилых зданиях / А.Н. Борисейко, А.М. Черных // Журнал научных публикаций аспирантов и докторантов. - 2007. - № 1. - Условия доступа : http://www.jumal.org/artides/2007/gigi2.html.
References
1. ManankovA.V. Geojekologija. Promyshlennaja jekologija [Geoecology. Industrial Ecology]. -Tomsk : TSUAB Publ., 2010. - 204 p.
2. Dubrov A.P. Geomagnitnoe pole i zhizn' [Geomagnetic field and life] : Kratkij ocherk po ge-omagnitobiologii. - L. : Gidrometeoizdat., 1974. - 176 p.
3. Kuznecov A. V., Karaush S.A. Vlijanie stroitel'nyh konstrukcij i jetazhnosti zdanij na geomagnitnoe pole vnutri pomeshhenij v g. Tomske [Influence of building structures and floors of buildings on geomagnetic field of indoors in Tomsk] // Vestnik TGASU [Proceedings of Tomsk State University of Architecture and Building]. - 2012. - No. 1. - P. 80-87.
4. Borisejko A.N., Chernyh A.M. Gigienicheskaja ocenka geo- i jelektromagnitnyh polej v sov-remennyh zhilyh zdanijah [Hygienic astimation of geo-and electromagnetic fields in modern residential buildings] // Zhurnal nauchnyh publikacij aspirantov i doktorantov. - 2007. -No. 1. - Avaliable at : http://www.jurnal.org/articles/2007/gigi2.html.
