CC BY
2652
Национальная ассоциация ученых (НАУ) # 6(33), 2017
СОВРЕМЕННЫЕ ТЕНДЕНЦИИ РАЗРАБОТКИ ОТДЕЛОЧНЫХ СТРОИТЕЛЬНЫХ МАТЕРИАЛОВ ДЛЯ ЗАЩИТЫ ОТ ЭЛЕКТРОМАГНИТНОГО ИЗЛУЧЕНИЯ РАДИОЧАСТОТНОГО ДИАПАЗОНА
Шувалова Елена Александровна
Ассистент Национальный исследовательский Московский государственный инженерно-строительный университет
г. Москва
Тюрина Анастасия Александровна
Студент Национальный исследовательский Московский государственный инженерно-строительный университет
г. Москва
Орехова Анастасия Юрьевна Студент Национальный исследовательский Московский государственный инженерно-строительный университет
_г. Москва
MODERN TRENDS IN THE DEVELOPMENT OF FINISHING CONSTRUCTION MATERIALS FOR PROTECTION AGAINST ELECTROMAGNETIC RADIATION
_RADIO FREQUENCY_
Shuvalova Elena Aleksandrovna Assistant of the
National Research Moscow State University of Civil Engineering
Moscow
Tyurina Anastasia Aleksandrovna
Student of the
National Research Moscow State University of Civil Engineering
Moscow
Orekhova Anastasia Yurievna
Student of the
National Research Moscow State University of Civil Engineering
Moscow
АННОТАЦИЯ
В статье обозначено возникновение проблемы электромагнитной безопасности, определена её актуальность. Обозначены существующие методы защиты от электромагнитного излучения при помощи экранирования. Рассмотрены технические решения защиты от электромагнитного излучения радиочастотного диапазона: ткань для защиты от электромагнитного излучения, сухие строительные смеси, лакокрасочные композиции.
ABSTRACT
The article outlines the origin of the problem of electromagnetic safety, defined its relevance. Designated existing methods of protection from electromagnetic radiation by using shielding. Reviewed technical solutions for the protection from electromagnetic radiation of radio frequency range: fabric for protection from electromagnetic radiation, dry construction mixes, paint and varnish composition.
Ключевые слова: электромагнитная безопасность; электромагнитное излучение радиочастотного диапазона; экранирование.
Key words: electromagnetic safety; electromagnetic radiation of radio frequency range; shielding.
Проблема электромагнитной безопасности населения возникла в середине XX века. Механизация производственных процессов, развитие медицины, необходимость в передаче информации на дальние расстояния - всё это и многое другое послужило причиной массовой разработки и внедрения различных электроприборов.
Вначале определим, что такое электромагнитное излучение и вследствие чего оно возникает. Электромагнитное излучение (ЭМИ) - это образование электромагнитных волн при помощи ускоренно движущихся заряженных частиц [6]. Электромагнитной волной называют электромагнитные колебания, распространяющиеся в пространстве с конечной скоростью [6]. В зависимости от длины
волны и частоты её колебаний электромагнитные излучения подразделяют на: радиоволны и низкочастотные колебания, оптические (видимый свет, инфракрасное излучение и ультрафиолетовое излучение) и ионизирующие (рентгеновское излучение, гамма-излучение). Наиболее широкое применение получили радиоволны, благодаря своим способностям распространяться в пространстве и отражаться от границы двух сред.
Источниками электромагнитного излучения радиочастотного диапазона (ЭМИ РЧ) являются различные радиотехнические и электронные устройства. Областями применения ЭМИ РЧ служат: радиолокация, радиосвязь, радиовещание, телевидение, радиоспектроскопия и др.
Национальная ассоциация ученых (НАУ) #6 (33), 2017
Однако, наряду с положительными аспектами, i электромагнитное излучение оказывает негативные i воздействия. Развитие телевидения и радиосвязи, мобильной сотовой связи, интернета все сильнее "загрязняет" окружающую природную среду. Электромагнитные поля все чаще вызывают сбои в ра- 1 боте ИТ-оборудования, влияют на качество связи. Также возможно использовать побочные электромагнитные излучения и наводки электронных приборов для снятия конфиденциальной информации с серверов, вмешиваться в работу информационных систем, прослушивать переговоры или уничтожать данные на электронных носителях.
Кроме того, ЭМИ оказывает существенное влияние на здоровье человека. Воздействие элек- : тромагнитных излучений приводит к различным морфологическим и функциональным изменениям в организме человека. Негативное воздействие электромагнитных излучений выражается в торможении рефлексов, изменении биоэлектроактивно-сти головного мозга, нарушении памяти, развитии синдрома хронической депрессии, понижении кровяного давления, замедлении сокращений сердца, : изменении состава крови в сторону увеличения лейкоцитов и уменьшения эритроцитов, нарушении в печени и селезенки, помутнении хрусталика глаза. При этом возникают головные боли, повышается температура тела, утомляемость и раздражительность [2].
В середине XX века в СССР были начаты широкие исследования, в результате которых был накоплен большой клинический материал о неблагоприятном воздействии электромагнитных полей на организм человека. В 1995 году Всемирной Организацией Здравоохранения (ВОЗ) официально : введен термин "глобальное электромагнитное загрязнение окружающей среды", а с 1996 года ВОЗ : реализует международный электромагнитный проект (WHO International EMF Project), в рамках кото- : рого изучается воздействие электромагнитных из- i лучений на здоровье человека. .
Международным регламентом радиосвязи установлено деление радиоволн на 12 диапазонов: по частоте колебаний радиоволны варьируются от 3 Гц до 3000 ГГц, по длине волны - от 100 Мм до 0,1 мм [6]. Биологическая активность ЭМИ убывает : с увеличением длины волны (или снижением частоты) излучения. Таким образом, наиболее активными и наиболее опасными для человеческого организма являются волны деци-, санти- и метрового диапазона, которым соответствует частота колебаний от 30 МГц до 10 ГГц [4]. Источниками электромагнитного излучения в указанных пределах служат: электробытовые приборы, персональные компьютеры, мобильные телефоны, антенны базовых станций сотовой связи и станций интернет-операторов, спутниковая навигация, ретрансляторы теле-и радиовещания, электрифицированный городской и железнодорожный транспорт и др. [4].
Наряду с медицинскими исследованиями научное сообщество приступило к разработке методов для защиты от электромагнитного излучения.
;_53_
Основным методом защиты человека от ЭМИ является экранирование. Эффективность экранирующих устройств определяется электрическими и магнитными свойствами материала экрана, конструкцией экрана, его геометрическими размерами и частотой излучения.
Различают отражающие и поглощающие экраны. Отражающие экраны изготавливают из материалов с низким показателем электросопротивления - металлы и их сплавы (медь, латунь, алюминий). Защитные свойства отражающих экранов основаны на эффекте интерференции волн. Поглощающие экраны выполняют из радиопогло-щающих материалов. В качестве их основы используют: эластичные или жёсткие пенопласты, каучук, волокнистую древесину, обработанную специальным составом, а также керамикометаллические композиции, ферромагнитные пластины и т. д. В качестве добавок, используют сажу, активированный уголь, порошок карбонильного железа и пр. Механизм поглощения электромагнитных излучений заключается в превращении энергии электромагнитного поля в тепловую. Эффективность экранирования определяют по коэффициенту экранирования в децибелах относительно 1 МкВт. Каждое значение получают путём усреднения не менее пяти результатов измерений.
Среди существующих технических решений для защиты от электромагнитных излучений радиочастотного диапазона следует выделить:
1. Ткань для защиты от электромагнитных излучений. Изобретение относится к текстильной промышленности, в частности, к тканям бытового назначения и медико-биологической защиты человека от воздействия электромагнитных полей при использовании бытовой и промышленной радиоэлектронной аппаратуры, персональных компьютеров, сотовых телефонов и др. Ткань включает в себя нити, выполненные из наноструктурированного ферромагнитного микропровода в стеклянной изоляции, составляющие 1,0-3,2% от поверхностной плотности ткани, а основные нити выполнены из натуральных или химических волокон, или их смесей (хлопоковое, вискозное, полиэфирное волокно). На основе указанной ткани могут быть созданы жалюзи, шторы, обои. Перечисленные изделия используют в компьютерных классах, физиотерапевтических кабинетах, школах, библиотеках и др. В диапазоне 30 МГц - 100 МГц коэффициент экранирования составляет 20-40 дБ [3].
2. Сухая строительная смесь. Изобретение относится к сухим строительным смесям и предназначено для изготовления покрытий полов, покрытия стен, потолков, фасадов с целью экранирования от ЭМИ РЧ. Отличительной особенностью данной строительной смеси является наличие в её составе природного минерала шунгита III разновидности в виде: щебня, фракционированного шунгитового песка, тонкодисперсного порошка. Шунгит обладает токопроводящими свойствами, что позволяет уменьшить электросопротивление и обеспечить высокий уровень эффективности экранирования в
диапазоне частот от 10 кГц до 10 ГГц. Коэффициент экранирования повышается с увеличением толщины слоя. Покрытия на основе данной строительной смеси рекомендуются для использования на предприятиях электронной, радиотехнической, приборостроительной, электротехнической и медицинской промышленности, в вычислительных центрах, лечебно-профилактических учреждениях, жилых домах, находящихся вблизи телецентров, базовых станций сотовой связи, радиолокационных станций. Покрытия применимы для решения задач электромагнитной совместимости технических средств и их защиты от утечки информации [5].
3. Лакокрасочная композиция (патент к изобретению № 2420549). Изобретение относится к лакокрасочным композициям, предназначенным для нанесения на различные поверхности конструкции или изделия (стеклопластиковые, картонные, бумажные и пр.) с целью экранирования электромагнитного излучения. Композиция содержит два жидких компонента, соединяемых перед нанесением. Первый компонент - отвердитель эпоксидной смолы, второй - композиция на основе эпоксидной смолы, содержащая два дисперсных электропроводящих наполнителя различных по форме частиц (графит - 50-70%, и углеродное волокно - 1-5%), пластификатор - 0,2-1%, термопластичный полиуретан - 0,2-1%, эпоксидную смолу - остальное. Лакокрасочная композиция обладает способностью поглощать излучение и уменьшать уровень мощности, прошедшего через конструкцию сигнала в диапазоне 1,5-30 ГГц на 20-30 дБ [1].
Национальная ассоциация ученых (НАУ) # 6(33), 2017 Сохранение здоровья человека является важной государственной задачей. Поэтому разработка новых и исследование существующих методов и средств защиты от электромагнитных излучений важная и актуальная проблема в условиях научно -технического прогресса и развития высоких технологий.
Список литературы
■ 1. Арбузов О.А., Бочаров А.В., Смирнов А.О., : Щепочкин А.В., Полунин А.А., Кондратов А.П., [ Илюшин И.В. Патент на изобретение № 2420549. : Лакокрасочная композиция, 2011. Бюл. № 3.
2. Биндюк Т. Я., Бессчетнова О. В. Профессиональные болезни: учеб. пособие для студ. высш. учеб. заведений, обучающихся по специальности [ 033300 «Безопасность жизнедеятельности». - Бала-[ шов: Николаев, 2007. - 128с.
■ 3. Грищенкова В.А., Владимиров Д.Н., Фу-
■ кина В.А., Хандогина Е.Н., Шаповалова Е.И. Патент на изобретение № 2411315. Ткань для защиты от электромагнитных излучений, 2011. Бюл. № 4.
[ 4. Измеров Н.Ф., Суворов Г.А. Физические
факторы производственной и природной среды. Гигиеническая оценка и контроль: учеб. пособие. -1 М.: Медицина, 2003. - 556 с.
, 5. Поцелуева Л.Н., Гончаров Ю.Д. Патент на
изобретение № 2233255. Сухая строительная смесь, . 2004. Бюл. № 21.
I 6. Физический энциклопедический словарь /
Гл. ред. А.М. Прохоров, ред. кол. Д.М. Алексеев, А.М. Бонч-Бруевич, А.С. Боровик-Романов и др. -М.: Сов. энциклопедия, 1984. - 944 с.
