Нормы магнитного поля в жилых помещениях. Временные допустимые уровни (вду) ослабления геомагнитного поля (гмп). В производственных условиях»
Приднестровский государственный университет имени Т.Г. Шевченко
ОТЧЕТ
По лабораторной работе
По дисциплине «Безопасность жизнедеятельности»
«Расчет частот ЭМП и средств защиты от воздействия ЭМИ, используемых
В производственных условиях»
Тема лабораторной работы
Студент _________________________________ Группа ___________________________
(инициалы, фамилия)
Вариант ___________________ Ф.И.О. преподавателя __________________________
Подпись студента__________________ Подпись преподавателя ________________
Дата ___________________________ Дата _______________________________
г. Тирасполь
Цель работы: провести расчет ЭМП, часто используемых в производственных условиях и сравнить их с допустимыми величинами для разработки мероприятий по защите от воздействия ЭМИ.
ОБЩИЕ СВЕДЕНИЯ.
В настоящее время произошел огромный скачек в развитии технических средств. Большинство населения фактически живет в весьма сложном электромагнитном поле (ЭМП), которое становится все труднее и труднее характеризовать: интенсивность этого поля в миллионы раз превосходит уровень планетарного магнитного поля и резко отличается по своим характеристикам от полей естественного происхождения.
Особенно резко напряженность полей возрастает вблизи линий электропередач (ЛЭП), радио-и телестанций, средств радиолокации и радиосвязи (в том числе мобильной и спутниковой), различных энергетических и энергоемких установок, городского транспорта. В бытовых условиях повышение электромагнитных полей вызывается применением электроприборов, видеодисплейных терминалов, сотовых телефонов, пейджеров, которые излучают ЭМП самой различной частоты, модуляции и интенсивности.
Масштабы электромагнитного загрязнения среды стали столь существенными, что Всемирная организация здравоохранения (ВОЗ) включила эту проблему в число наиболее актуальных в этом столетии для здоровья человека.
В настоящее время установлено влияние электромагнитных полей и излучений на все органы человеческого организма. Отрицательное воздействие ЭМП на человека и на те, или иные компоненты экосистем прямо пропорциональны мощности поля и времени облучения. Длительное воздействие сильных ЭМП вызывает у человека нарушения эндокринной системы, обменных процессов, функции головного и спинного мозга, повышает склонность к депрессиям и даже самоубийству и увеличивает вероятность развития сердечно-сосудистых заболеваний и раковых опухолей.
Электромагнитное поле – это совокупность двух неразрывно связанных между собой переменных полей, характеризующихся напряженностью электрической (Е, В/м ) и магнитной (Н, А/м ) составляющих. Изменение этого поля в пространстве происходит с той же частотой (f, Гц ), с которой пульсирует ток в проводнике.
Расстояние, на которое распространяется электромагнитная волна за один период, называется длиной волны λ=c/f , где с – скорость света, м/с .
Пространство вокруг источника ЭМП можно разделить на три зоны:
- зону индукции – формирования волны, которая находится на расстоянии R<λ/2π ;
- зону интерференции , которая характеризуется наличием максимумов и минимумов потока энергии и находится на расстоянии R от источника: λ/2π < R <2πλ;
- зону излучения на расстоянии R >2πλ.
При распространении ЭМП происходит перенос энергии, величина которой определяется вектором Умова-Пойтинга. Величина этого вектора измеряется в Вт/м 2 и называется интенсивностью I или плотностью потока энергии (ППЭ ).
В первой зоне характеристическими критериями ЭМП являются отдельно напряженности электрической Е и магнитной Н составляющих, в зонах интерференции и излучения – комплексная величина ППЭ I. В табл. 1. приведена классификация ЭМП в зависимости от диапазона радиочастот.
Табл. 1. Классификация ЭМП в зависимости от диапазона радиочастот
В ВЧ- диапазоне электромагнитного поля длина волны намного больше размеров тела человека. Диэлектрические процессы, происходящие под воздействием ЭМП этого диапазона, выражены слабо. В результате происходит сокращение мышц, разогрев организма, страдает нервная система, повышается утомляемость.
На более высоких частотах в УВЧ- и СВЧ- диапазонах длина волны становится соизмерима с размерами человека и его отдельными органами, в тканях начинают преобладать диэлектрические потери, в электролитах (крови и лимфе) наводятся ионные вихревые токи. Энергия ЭМП поглощается организмом, превращаясь в тепловую энергию, нарушаются обменные процессы в клетках. До значения плотности потока поля I ≤10 Вт/м 2 , называемого тепловым порогом, механизмы терморегуляции организма справляются с подводимым теплом. При большой интенсивности может повыситься температура. Особенно страдают органы со слабовыраженным механизмом терморегуляции: мозг, глаза, желчный и мочевой пузырь, нервная система. Облучение глаз может привести к помутнению кристаллика (катаракте), возможны ожоги роговицы. Наблюдаются трофические явления в организме, старение и шелушение кожи, выпадение волос, ломкость ногтей.
В зависимости от интенсивности и времени воздействия изменения в организме могут быть обратимыми и необратимыми. Доказана наибольшая биологическая активность микроволнового СВЧ- поля в сравнении с ВЧ и УВЧ.
Таким образом, если не принять мер защиты, то излучаемая электромагнитная энергия может оказать вредное влияние на организм человека.
Нормирование ведется в соответствии с Санитарными правилами и нормами (СанПиН) и ГОСТами системы безопасности труда (ГОСТ ССБТ).
Нормирование полей промышленной частоты 50 Гц в условиях производства:
Осуществляется по напряженности электрической составляющей поля Е Д ≤ 5 кВ/м – при нахождении в контролируемой зоне работника в течение всего рабочего дня,
При напряженности 5 – 20 кВ/м допустимое время нахождениярассчитывается по специальной формуле (Т Д = (50/Е изм) – 2 , где Е изм – измеренная величина напряженности).
Предельно допустимый уровень напряженности для производства 25 кВ/м . для жилого сектора напряженность от линии электропередач не должна превышать:
На территории жилой застройки 1кВ/м;
Внутри жилых зданий 0,5 кВ /м.
Нормирование полей радиочастотного диапазона приведены в таблице 2.
Для бытовых источников ЭМП массового использования, таких как сотовые телефоны и микроволновые печи, существуют специальные нормы.
1. Гигиенические нормативы ГН 2.1.8./2.2.4.019 – 94. Временные допустимые уровни (ВДУ) воздействия электромагнитных излучений, создаваемых системой сотовой связи. В работе этих систем используется следующий принцип: территория города и района делится на небольшие зоны (соты) радиусом 0,5 – 2 км , в центре каждой зоны располагается базовая станция. Системы сотовой радиосвязи работают в интервале 400 МГц – 1,2 ГГц , т.е. в СВЧ- диапазоне. Максимальная мощность передатчиков базовых станций не превышает 100 Вт , коэффициент усиления антенны 10 – 16 дБ . Мощность передатчиков автомобильных станций 8 – 20 Вт , ручных радиотелефонов 0,8 – 5 Вт . Лица, профессионально связанные с источниками ЭМП, подвергаются его воздействию в течение рабочего дня, население, проживающее в непосредственной близости от базовых станций, - до 24 ч в сутки, пользователи – только во время телефонных разговоров. Временно допустимые уровни (ВДУ) облучения:
- профессиональное воздействие – предельно допустимое значение I ПД = 2/t, Вт/м 2 ,
I ПДмакс ≤ 10 Вт/м 2 ;
- непрофессиональное воздействие – облучениенаселения, проживающего вблизи антенн базовых станций - I ПД ≤ 0,1 Вт/м 2 ; облучение пользователей радиотелефонов - I ПД ≤ 1 Вт/м 2 ;
2. Предельно допустимые уровни плотности потока энергии, создаваемой микроволновыми печами в бытовых условиях – до 0,1 Вт/м 2 на расстоянии 50 ± 5 см от любой точки микроволновой печи.
Для защиты от ЭПМ РЧ используются следующие методы:
Уменьшение излучения в источнике; - изменение направленности излучения;
Уменьшение времени воздействия; - увеличение расстояния до источника излучения;
Защитное экранирование; - применение средств индивидуальной защиты.
Расчет электромагнитных полей, часто используемых в производственных условиях
2.1. Оценка уровня воздействия электростатического поля (ЭСП)
В соответствии с выданным преподавателем заданием оценка уровня воздействия производится в следующей последовательности:
1. Произведите расчет предельно допустимого уровня напряженности электростатического поля при воздействии на персонал более одного часа за смену по формуле:
где Е факт – фактическое значение напряженности ЭСП, кВ/м .
При напряженности ЭСП, превышающей 60 кВ/м , работа без применения средств защиты не допускается, а при напряженности менее 20 кВ/м время пребывания не регламентируется.
3. По полученным расчетам сделайте вывод о времени работы персонала в ЭСП, в том числе с использованием средств защиты.
2.2. Оценка уровня воздействия электромагнитных полей (ЭМП) различных диапазонов частот
Оценка ЭМП различного диапазона частот осуществляется раздельно по напряженностям электрического поля (Е, кВ/м ) и магнитного поля (Н, А/м ) или индукции магнитного поля (В, мкТл ), в диапазоне частот 300 МГц – 300 ГГц по плотности потока энергии (ППЭ, Вт/м 2 ), в диапазоне частот 30 кГц – 300 ГГц – по величине энергетической экспозиции.
2.2.1. ЭМП промышленной частоты
Предельно допустимый уровень напряженности ЭП на рабочем месте в течение всей смены устанавливается равным 5 кВ/м .
Оценка и нормирование ЭМП промышленной частоты на рабочих местах персонала проводится дифференцированно в зависимости от времени пребывания в электромагнитном поле.
1. Произведите расчет допустимого времени пребывания персонала (в соответствии с вариантом задания) в ЭП при напряженностях от 5 до 20 кВ/м по формуле:
где Т пр – приведенное время, эквивалентное по биологическому эффекту пребывания в ЭП нижней границы нормируемой напряженности, ч ; t E1 , t E2 , t E4 , t E n – время пребывания в контролируемых зонах напряженностями Е 1 , Е 2 , Е 3 , Е n , ч ; T E1 , T E2 , T E3 , T E n – допустимое время пребывания для соответствующих зон, ч.
Проведенное время не должно превышать 8 ч . Различие в уровнях напряженности ЭП контролируемых зон устанавливается в 1 кВ/м .
Требования действительны при условии, что проведение работ не связано с подъемом на высоту, исключена возможность воздействия электрических разрядов на персонал, а также при условиях защитного заземления всех изолированных от земли предметов, конструкций, частей оборудования, машин, механизмов, к которым возможно прикосновение работающих в зонах влияния ЭП.
2.2.2. ЭМП диапазона частот 30 кГц – 300 ГГц
Оценка и нормирование ЭМП осуществляется по величине энергетической экспозиции (ЭЭ ). Энергетическая экспозиция ЭМП определяется как произведение квадрата напряженности электрического или магнитного поля на время воздействия на человека
1. Рассчитайте энергетическую экспозицию в диапазоне частот 30 кГц – 300 МГц (в соответствии с заданием) по формулам:
где Е – напряженность электрического поля, В/м; Н – напряженность магнитного поля, А/м ; Т – время воздействия на рабочем месте за смену, ч.
где ППЭ – плотность потока энергии (мкВт/см 2 ).
Предельно допустимые уровни энергетических экспозиций (ЭЭПДУ) на рабочих местах персонала за смену приведены в табл. 2.
Табл. 2 . ПДУ энергетических экспозиций ЭМП диапазона частот 30 кГц – 300 ГГц
Максимальные допустимые уровни напряженности электрического и магнитного полей, плотности потока энергии ЭМП не должны превышать значений, представленных в табл. 3.
Табл 3 . Максимальные ПДУ напряженности и плотности потока энергии ЭМП диапазона частот
30 кГц – 300 ГГц
где Е ПДУ – значение предельно допустимого уровня напряженности электрического поля, В/м ;
f – частота, МГц .
4. Рассчитайте предельно допустимый уровень плотности потока энергии при локальном облучении кистей рук при работе с микрополосовыми устройствами по формуле:
где ЭЭ ППЭпду – предельно допустимый уровень энергетической экспозиции потока энергии, равная
200 мкВт/см 2 (табл.2.); K –коэффициент ослабления биологической эффективности, равный 12,5 ;
Т – время пребывания в зоне облучения за рабочий день (рабочую смену), ч.
Табл. 4. Предельно допустимые уровни ЭМП диапазона частот 30 кГц – 300 ГГц для населения
* кроме средств радио- и телевизионного вещания (диапазон частот 48,5–108; 174–230 МГц ).
** для случаев облучения от антенн, работающих в режиме кругового обзора или сканирования.
Во всех случаях максимальное значение ППЭ ПДУ не должно превышать 50 Вт/м 2 (5000 мкВт/см 2 ).
5. Рассчитайте предельно допустимую плотность потока энергии при облучении лиц от антенн, работающих в режиме кругового обзора или сканирования с частотой не более 1 кГц и скважностью не менее 20 по формуле:
где K –коэффициент ослабления биологической активности прерывистых воздействий, равный 10 .
При этом плотность потока энергии не должна превышать для диапазона частот 300 МГц – 300 ГГц - 10 Вт/м 2 (1000 мкВт/см 2 ).
6. Определите предельно допустимое значение интенсивности ЭМИ в диапазоне 60 кГц – 300 МГц (Е ПДУ , Н ПДУ , ППЭ ПДУ ) в зависимости от времени воздействия в течение рабочего дня (рабочей смены) по формулам:
| Е ПДУ = (ЭЭ Епду / Т) 1/2=50 Н ПДУ = (ЭЭ Нпду / Т) 1/2 =5 ППЭ ПДУ = ЭЭ ППЭ пду / Т,=25 | (11.) (12.) (13.) |
где Е ПДУ, Н ПДУ и ППЭ ПДУ – предельно допустимые уровни напряженности электрического, магнитного поля и плотность потока энергии; ЭЭ E , ЭЭ H , и ЭЭ ППЭ пду – предельно допустимые уровни энергетической экспозиции в течение рабочего дня (рабочей смены), указанные в табл. 2.
Значения предельно допустимых уровней напряженности электрической (Е ПДУ ), магнитной (Н ПДУ ) составляющих и плотности потока энергии (ППЭ ПДУ ) в зависимости от продолжительности воздействия ЭМИ радиочастот приведены в табл. 5., 6.
ПДУ напряженности электрического и магнитного поля диапазона частот 10 –30 кГц при воздействии в течение всего рабочего дня (рабочей смены) составляют 500 В /м и 50 А /м , а при работе до двух часов за смену – 1000 В/м и 100 А/м соответственно.
В диапазонах частот 30 кГц – 3 МГц и 30 – 50 МГц учитывается ЭЭ создаваемые как электрическим (ЭЭ Е ), таки магнитными (ЭЭ H ) полями:
При облучении от нескольких источников ЭМП, работающих в частотных диапазонах, для которых установлены различные ПДУ, должны соблюдаться следующие условия:
| (ЭЭ Е 1 / ЭЭ Е пду 1) + (ЭЭ Е 2 / ЭЭ Е пду 2) + (ЭЭ Е n / ЭЭ Е пду n) + … + ≤ 1 | (15) |
Табл. 5. Предельно допустимые уровни напряженности электрической и магнитной составляющих в диапазоне частот 30 кГц – 300 МГц в зависимости от продолжительности воздействия
| Продолжительность воздействия Т, ч | Е ПДУ, В/м | Н ПДУ, А/м | |||
| 0,03 – 3 МГц | 3 – 30 МГц | 30 – 300 МГц | 0,3 – 3 МГц | 30 – 50 МГц | |
| 8,0 и более | 5,0 | 0,30 | |||
| 7,5 | 5,0 | 0,31 | |||
| 7,0 | 5,3 | 0,32 | |||
| 6,5 | 5,5 | 0,33 | |||
| 6,0 | 0,34 | ||||
| 5,5 | 6,0 | 0,36 | |||
| 5,0 | 6,3 | 0,38 | |||
| 4,5 | 6,7 | ||||
| 4,0 | 7,1 | 0,42 | |||
| 3,5 | 7,6 | 0,45 | |||
| 3,0 | 8,2 | 0,49 | |||
| 2,5 | 8,9 | 0,54 | |||
| 2,0 | 19,0 | 0,60 | |||
| 1,5 | 1,5 | 0,69 | |||
| 1,0 | 14,2 | 0,85 | |||
| 90,5 | 20,0 | 1,20 | |||
| 0,25 | 28,3 | 1,70 | |||
| 0,125 | 40,0 | 2,40 | |||
| 0,08 и менее | 50,0 | 3,00 |
Примечание. При продолжительности воздействия менее 0,08ч дальнейшее повышение интенсивности не допускается.
При одновременном или последовательном облучении персонала от источников, работающих в непрерывном режиме, и от антенн, излучающих в режиме кругового обзора и сканирования, суммарная ЭЭ рассчитывается по формуле:
| ЭЭ ППЭ сум = ЭЭ ППЭ н ЭЭ ППЭ пр, | (16.) |
где ЭЭ ППЭ сум – суммарная ЭЭ , которая не должна превышать 200 мкВт/см 2 ч ; ЭЭ ППЭн – ЭЭ , создаваемая непрерывным излучением; ЭЭ ППЭпр – ЭЭ , создаваемая прерывистым излучением вращающихся или сканирующих антенн, равная (0,1 · ППЭ пр · Т пр ).
Табл..6. Предельно допустимые уровни плотности потока энергии в диапазоне частот
300 МГц – 300 ГГц в зависимости от продолжительности воздействия
| Продолжительность воздействия Т,ч | ППЭ ПДУ, мкВт/см2 |
| 8,0 и более | |
| 7,5 | |
| 7,0 | |
| 6,5 | |
| 6,0 | |
| 5,5 | |
| 5,0 | 40,0 |
| 4,5 | |
| 4,0 | |
| 3,5 | |
| 3,0 | |
| 2,5 | |
| 2,0 | |
| 1,5 | |
| 1,0 | |
| 90,5 | |
| 0,25 | |
| 0,2 и менее |
Примечание. При продолжительности воздействия менее 0 ,2 часа дальнейшее повышение интенсивности воздействия не допускается.
В данной лабораторной работе мы не рассматриваем импульсные электромагнитные поля радио технических объектов (ИЭМП).
2.3. Защита от воздействия электромагнитного поля
Защита от излучений и электромагнитных полей в нашей республике регламентируется Законом ПМР «Об охране окружающей среды», а также рядом нормативных документов (ГОСТы, СанПиНы, СНиП др.).
В целях предупреждения неблагоприятного влияния на состояние здоровья производственного персонала объектов и населения ЭМП используют комплекс мер, включающий в себя проведение организационных, инженерно-технических и лечебно-профилактических мероприятий.
Основной способ защиты населения от возможного вредного воздействия ЭМП ЛЭП – создание охранных зон шириной от 15 до 40 м в зависимости от напряжения линий электропередачи. На открытой местности применяют тросовые экраны, железобетонные заборы, высаживают деревья высотой более 2 м .
Организационные мероприятия включают:
Выделение зон воздействия ЭМП (с уровнем, превышающим ПДУ с ограждением и обозначением соответствующими предупредительными знаками);
Выбор рациональных режимов работы оборудования;
Расположение рабочих мест и маршрутов передвижения обслуживающего персонала на расстояниях от источников ЭМП, обеспечивающих соблюдение ПДУ;
Ремонт оборудования, являющегося источником ЭМП, следует проводить по возможности вне зоны влияния полей от других источников;
Организацией системы оповещения о работе источников излучения ЭМП;
Разработка инструкции по безопасным условиям труда при работе с источником ИЭМП;
Соблюдение правил безопасной эксплуатации источников ЭМП.
Инженерно-технические мероприятия включают:
Рациональное размещение оборудования;
Организация дистанционного управления аппаратурой;
Заземление всех изолированных от земли крупногабаритных объектов, включая машины и механизмы, металлические трубы отопления, водоснабжения и т. д., а также вентиляционные устройства;
Использование средств, ограничивающих поступление электромагнитной энергии на рабочие места персонала (поглотители мощности, экранирование отдельных блоков или всей излучающей аппаратуры, рабочего места, использование минимальной необходимой мощности генератора, покрытие стен, пола и потолка помещений радиопоглощающими материалами);
Применение средств коллективной и индивидуальной защиты (защитные очки, щитки, шлемы; защитная одежда – комбинезоны и костюмы с капюшонами, изготовленные из специальной электропроводящей, радиоотражающей или радиопоглощающей ткани; рукавицы или перчатки, обувь). Все части защитной одежды должны иметь между собой электрический контакт.
Лечебно-профилактические мероприятия:
Все лица, профессионально связанные с обслуживанием и эксплуатацией источников ЭМП, в том числе импульсных, должны проходить предварительный при поступлении на работу (отбор для лиц для работы с импульсными источниками) и периодические профилактические медосмотры в соответствии с действующим законодательством;
Лица, не достигшие 18-летнего возраста и беременные женщины допускаются к работе в условиях возникновения ЭМП только в случаях, когда интенсивность ЭМП на рабочих метах не превышает ПДУ, установленный для населения;
Контроль за условиями труда, за соблюдением санитарно эпидемиологических правил и нормативов на рабочих местах;
Общие требования к проведению контроля
4.1.1. Для контроля уровней ЭМП, создаваемых ПРТО, используются расчетные и инструментальные методы в соответствии с методическими указаниями, утвержденными в установленном порядке.
4.1.2. Расчетные методы используются для оценки электромагнитной обстановки вблизи проектируемых, действующих и реконструируемых ПРТО.
При использовании расчетных методов контроля необходимо иметь информацию о типах передающих средств, рабочих частотах, режимах и мощностях, типах антенн, их параметрах и пространственном расположении, рельефе местности, наличии переотражающих поверхностей. По радиолокационным станциям дополнительно представляются сведения о частоте посылки импульсов, длительности импульса, частоте вращения антенны.
4.1.3. На этапе экспертизы проектной документации используются только расчетные методы определения уровней ЭМП, создаваемых ПРТО.
4.1.4. Инструментальные методы используются для контроля уровней ЭМП, создаваемых ПРТО и его оборудованием. При использовании инструментальных методов контроля должно быть обеспечено постоянство режимов и максимальной мощности излучающих средств.
4.1.5. Для контроля уровней ЭМП могут использоваться средства измерения, оснащенные датчиками направленного или ненаправленного приема.
4.1.6. Инструментальный контроль должен осуществляться средствами измерения, прошедшими государственную аттестацию и имеющими свидетельство о поверке. Пределы относительной погрешности средства измерения не должны превышать ± 30%.
Гигиеническая оценка результатов измерений осуществляется с учетом погрешности средства измерения.
4.1.7. Для измерения уровней ЭМП в диапазоне частот 30 кГц-300 МГц используются средства измерения, предназначенные для определения среднеквадратичного значения напряженности электрического (магнитного) поля.
4.1.8. Для измерений уровней ЭМП в диапазоне частот 300 МГц-300 ГГц используются средства измерения, предназначенные для определения среднего значения плотности потока энергии. Допускается использование средств измерения, предназначенных для определения среднеквадратичного значения напряженности электрического поля с последующим пересчетом в плотность потока энергии в соответствии с методическими указаниями, утвержденными Минздравом России в установленном порядке.
Требования к проведению инструментального контроля уровней электромагнитных полей
4.2.1. Измерения уровней напряженности электрического (магнитного) поля и плотности потока энергии ЭМП должны проводиться при включении оборудования на максимальную мощность излучения в соответствии с методическими указаниями, утвержденными в установленном порядке.
4.2.2. Инструментальный контроль уровней ЭМП проводится:
При вводе в эксплуатацию ПРТО;
При переоформлении (продлении) санитарно-эпидемиологического заключения на ПРТО;
При изменении условий и режима работы ПРТО, влияющих на уровни ЭМП (изменение ориентации антенн, увеличение мощности передатчиков и т.д.);
При изменении ситуационного плана на территории, прилегающей к ПРТО;
При аттестации рабочих мест;
После проведения мероприятий по снижению уровней ЭМП;
Не реже одного раза в три года (в зависимости от результатов динамического наблюдения периодичность проведения измерений уровней ЭМП ПРТО может быть сокращена по решению соответствующего центра Госсанэпиднадзора, но не чаще чем один раз в год);
При сертификации оборудования ПРТО;
При размещении РРС и РГД, если они принадлежат:
Юридическим лицам;
Физическим лицам, но размещаются с нарушением условий, приведенных в #M12293 0 901865556 79 24258 4292900552 852325064 2825699703 3292580857 758217117 4292989077п.3.14#S;
Если РРС и РГД имеют параметры, указанные в #M12293 1 901865556 79 24259 4292900552 852325064 2825699703 4292989077 4 4292984982п.3.15#S.
V. Мероприятия по профилактике неблагоприятного воздействия на человека электромагнитных полей передающих радиотехнических объектов
5.1. Обеспечение защиты работающих от неблагоприятного влияния ЭМП осуществляется путем проведения организационных, инженерно-технических и лечебно-профилактических мероприятий.
5.2. Организационные мероприятия предусматривают: выбор рациональных режимов работы, ограничение продолжительности пребывания персонала в условиях воздействия ЭМП, организация рабочих мест на расстояниях от источников ЭМП, обеспечивающих соблюдение нормативных требований, соблюдение правил безопасной эксплуатации источников ЭМП.
5.3. Инженерно-технические мероприятия включают рациональное размещение источников ЭМП и применение коллективных и индивидуальных средств защиты, в том числе экранирование источников ЭМП или рабочих мест.
5.4. Лица, профессионально связанные с воздействием источников ЭМП ПРТО, должны проходить предварительные при поступлении на работу и периодические медицинские осмотры в порядке, установленном соответствующим приказом Министерства здравоохранения Российской Федерации.
5.5. Владельцы (или уполномоченные лица) ПРТО, зданий, территорий и сооружений, где расположены ПРТО, обязаны пройти обучение по вопросам обеспечения санитарно-эпидемиологических требований электромагнитной безопасности работающих и населения.
5.6. Во всех случаях размещения ПРТО его владелец обязан рассматривать возможность применения различных методов защиты (пассивных и активных) для защиты общественных и производственных зданий от ЭМП на стадиях проектирования, строительства, реконструкции и эксплуатации.
5.7. В рекомендациях по защите населения от вторичных ЭМП РЧ необходимо предусматривать меры по ограничению непосредственного доступа к источникам вторичного излучения (элементам конструкции зданий, коммуникациям, различным сетям).
5.8. Территории (участки крыш), на которых уровень ЭМП превышает ПДУ для населения и на которые возможен доступ лиц, не связанных непосредственно с обслуживанием ПРТО, должны быть ограждены и/или обозначены предупредительными знаками. При работе на этих участках (кроме персонала ПРТО) передатчики ПРТО должны отключаться.
5.9. Во всех случаях пребывания в зоне расположения антенн РРС и ИРС на расстояниях, менее регламентируемых #M12293 0 901865556 79 24258 4292900552 852325064 2825699703 3292580857 758217117 4292989077п.п.3.14#S и #M12293 1 901865556 79 24259 4292900552 852325064 2825699703 4292989077 4 42929849823.15#S, лиц, не связанных с обслуживанием этих антенн, передатчик должен быть выключен.
VI. Требования к организации и проведению производственного контроля
6.1. Индивидуальные предприниматели и юридические лица - владельцы (администрация) ПРТО - осуществляют производственный контроль за соблюдением настоящих Санитарных правил и проведением санитарно-противоэпидемических (профилактических) мероприятий в процессе эксплуатации ПРТО.
6.2. Производственный контроль за соблюдением настоящих Санитарных правил осуществляется в соответствии с нормативными документами по организации и проведению производственного контроля за соблюдением санитарных правил и санитарно-противоэпидемических (профилактических) мероприятий.
Приложение 1
(обязательное)
к СанПиН 2.1.8/2.2.4-03
от __________ 2003 года
Таблица 1
Предельно допустимые уровни электромагнитных полей диапазона
частот 30 кГц-300 ГГц на рабочих местах персонала
| #G0 | Диапазон частот (МГц) | ||||
| Параметр | 0,03-3,0 | 3,0-30,0 | 30,0-50,0 | 50,0- 300,0 | 300,0- |
| Предельно допустимое значение ЭЭ , (В/м) .ч | - | ||||
| Предельно допустимое значение ЭЭ , (А/м) .ч | - | 0,72 | - | - | |
| Предельно допустимое значение ЭЭ , (мкВт/см ).ч | - | - | - | - | |
| Максимальный ПДУ Е, В/м | - | ||||
| Максимальный ПДУ Н, А/м | - | 3, 0 | - | - | |
| Максимальный ПДУ ППЭ, мкВт/см | - | - | - |
Примечание: диапазоны, приведенные в таблице, исключают нижний и включают верхний предел частоты.
Таблица 2
Предельно допустимые уровни ЭМП диапазона частот
30 кГц-300 ГГц для населения
________________
* Кроме средств радио- и телевизионного вещания (диапазон частот 48,5-108; 174-230 МГц);
** Для случаев облучения от антенн, работающих в режиме кругового обзора или сканирования.
Примечания:
1. Диапазоны, приведенные в таблице, исключают нижний и включают верхний предел частоты.
2. Предельно допустимые уровни ЭМП РЧ для средств радио- и телевизионного вещания (диапазон частот 48,5-108; 174-230 МГц) определяются по формуле:
где - значение ПДУ напряженности электрического поля, В/м;
f - частота, МГц.
3. Напряженность электрического поля радиолокационных станций специального назначения, предназначенных для контроля космического пространства, радиостанций для осуществления связи через космическое пространство, работающих в диапазоне частот 150-300 МГц в режиме электронного сканирования луча, на территории населенных мест, расположенной в ближней зоне излучения, не должна превышать 6 В/м и на территории населенных мест, расположенных в дальней зоне излучения. - 19 В/м.
Граница дальней зоны излучения станций определяется из соотношения:
где - расстояние от антенны, м;
Максимальный линейный размер антенны, м;
Длина волны, м.
Приложение 2
к СанПиН 2.1.8/2.2.4-03
от __________ 2003 года
ПЕРЕЧЕНЬ
сведений, подлежащих включению в санитарно-эпидемиологическое
заключение и приложения к нему
1. Наименование владельца ПРТО, его принадлежность (подчиненность) и почтовый адрес.
2. Наименование ПРТО (в т.ч. РРС, РГД), место расположения (адрес) и год ввода в эксплуатацию.
3. Сведения о реконструкции ПРТО.
4. Ситуационный план в масштабе 1:500 с указанием мест установки антенн, прилегающей территории, зданий с отметкой их этажности, а также границ СЗЗ (составляется для стационарно размещенных средств радиосвязи).
5. Количество передатчиков и их мощность; рабочие частоты (диапазон частот) по каждому передатчику; тип модуляции.
6. Сведения по каждой антенне: тип, высота установки антенны от поверхности земли, азимут и угол места максимального излучения, диаграммы направленности в горизонтальной и вертикальной плоскостях и коэффициент усиления (кроме антенн НЧ, СЧ и ВЧ диапазонов), с каким передатчиком работает антенна. По радиолокационным станциям дополнительно представляются сведения о частоте посылки импульсов, длительности импульса, частоте вращения антенны.
7. Временные характеристики работы передатчиков на излучение.
8. Материалы расчета распределения уровней ЭМП на прилегающей к ПРТО территории с указанием границ СЗЗ и зон ограничения.
9. Результаты (протоколы) измерений уровней электромагнитных полей на территории, прилегающей к ПРТО (за исключением проектируемых объектов).
Примечание:
При работе ПРТО, установленного на транспортных средствах при работе на постоянных или временных стоянках, санитарно-эпидемиологическое заключение выдается на объект базирования транспортных средств в целом либо на одиночное транспортное средство.
Сведения, подлежащие включению в санитарно-эпидемиологическое заключение ПРТО, предоставляются владельцем (администрацией) территории (крыши, опоры) ПРТО и служат основанием для проведения санитарно-эпидемиологической экспертизы. Сведения по п.п.4-9 включаются в приложение к санитарно-эпидемиологическому заключению.
Нормирование радиочастотного диапазона (РЧ-диапазона ) осуществляется в соответствии с ГОСТ 12.1.006-84*. Для частотного диапазона 30 кГц...300 МГц предельно допустимые уровни излучения определяются по энергетической нагрузке, создаваемой электрическим и магнитным полями
где Т - время воздействия излучения в часах.
Предельно допустимая энергетическая нагрузка зависит от частотного диапазона и представлена в табл. 1.
Таблица 1. Предельно допустимая энергетическая нагрузка
|
Диапазоны частот* |
Предельно допустимая энергетическая нагрузка |
|
|
30 кГц...З МГц |
||
|
Не разработаны |
||
|
Не разработаны |
||
*Каждый диапазон исключает нижний и включает верхний пределы частот.
Максимальное значение для ЭН E составляет 20 000 В 2 . ч/м 2 , для ЭН H — 200 А 2 . ч/м 2 . Используя указанные формулы, можно определить допустимые напряженности электрического и магнитного полей и допустимое время воздействия облучения:
Для частотного диапазона 300 МГц...300 ГГц при непрерывном облучении допустимая ППЭ зависит от времени облучения и определяется по формуле
где Т - время воздействия в часах.
Для излучающих антенн, работающих в режиме кругового обзора, и локального облучения кистей рук при работе с микроволновыми СВЧ-устройствами предельно допустимые уровни определяются по формуле
где к = 10 для антенн кругового обзора и 12,5 — для локального облучения кистей рук, при этом независимо от продолжительности воздействия ППЭ не должна превышать 10 Вт/м 2 , а на кистях рук — 50 Вт/м 2 .
Несмотря на многолетние исследования, сегодня ученым еще далеко не все известно о на здоровье человека. Поэтому лучше ограничивать облучение ЭМИ, даже если их уровни не превышают установленные нормативы.
При одновременном воздействии на человека различных РЧ-диапазонов должно выполняться условие
где E i , H i , ППЭ i — соответственно реально действующие на человека напряженность электрического и магнитного поля, плотность потока энергии ЭМИ; ПДУ Ei ., ПДУ Hi , ПДУ ППЭi . — предельно допустимые уровни для соответствующих диапазонов частот.
Нормирование промышленной частоты (50 Гц) в рабочей зоне осуществляется по ГОСТ 12.1.002-84 и СанПиН 2.2.4.1191-03. Расчеты показывают, что в любой точке электромагнитного поля, возникающего в электроустановках промышленной частоты, напряженность магнитного поля существенно меньше напряженности электрического поля. Так, напряженность магнитного поля в рабочих зонах распределительных устройств и линий электропередач напряжением до 750 кВ не превышает 20-25 А/м. Вредное же действие магнитного поля (МП) на человека установлено лишь при напряженности поля свыше 80 А/м. (для периодических МП) и 8 кА/м (для остальных). Поэтому для большинства электромагнитных полей промышленной частоты вредное действие обусловлено электрическим полем. Для ЭМП промышленной частоты (50 Гц) установлены предельно допустимые уровни напряженности электрического поля.
Допустимое время пребывания персонала, обслуживающего установки промышленной частоты определяется по формуле
где Т — допустимое время нахождения в зоне с напряженностью электрического поля Е в часах; Е — напряженность электрического поля в кВ/м.
Из формулы видно, что при напряженности 25 кВ/м пребывание в зоне недопустимо без применения индивидуальных средств защиты человека, при напряженности 5 кВ/м и менее допустимо нахождение человека в течение всей 8-часовой рабочей смены.
При нахождении персонала в течение рабочего дня в зонах с различной напряженностью допустимое время пребывания человека можно определить по формуле
где t Е1 , t Е2 , ... t Еn - время пребывания в контролируемых зонах соответственно напряженностью — допустимое время пребывания в зонах соответствующей напряженности, рассчитанное по формуле (каждое значение не должно превышать 8 ч).
Для ряда электроустановок промышленной частоты, например, генераторов, силовых трансформаторов, могут создаваться синусоидальные МП с частотой 50 Гц, которые вызывают функциональные изменения иммунной, нервной и сердечно сосудистой систем.
Для переменных МП в соответствии с СанПиН 2.2.4.1191-03 устанавливаются предельно допустимые значения напряженности Н магнитного поля или магнитной индукции В в зависимости от длительности пребывания человека в зоне МП (табл. 2).
Магнитная индукция В связана с напряженностью Н соотношением:
где μ 0 = 4 * 10 -7 Гн/м — магнитная постоянная. Поэтому 1 А/м ≈ 1,25 мкТл (Гн — генри, мкТл — микротесла, которая равна 10 -6 тесла). Под общим воздействием понимается воздействие на все тело, под локальным — на конечности человека.
Таблица 2. Предельно допустимые уровни переменного (периодического) МП
Предельно допустимое значение напряженности электростатических полей (ЭСП) устанавливается в ГОСТ 12.1.045-84 и не должно превышать 60 кВ/м при действии в течение 1 ч. При напряженности ЭСП менее 20 кВ/м время пребывания в поле не регламентируется.
Напряженность магнитного поля (МП) в соответствии с СанПиН 2.2.4.1191-03 на рабочем месте не должна превышать 8 кА/м (за исключением периодических МП).
Нормирование инфракрасного (теплового) излучения (ИК-излучения) осушсствлястся по интенсивности допустимых суммарных потоков излучения с учетом длины волны, размера облучаемой площади, защитных свойств спецодежды в соответствии с ГОСТ 12.1.005-88* и СанПиН 2.2.4.548-96.
Гигиеническое нормирование ультрафиолетового излучения (УФИ) в производственных помещениях осуществляется по СН 4557-88, в которых установлены допустимые плотности потока излучения в зависимости от длины волны при условии зашиты органов зрения и кожи.
Гигиеническое нормирование лазерного излучения (ЛИ) осуществляется по СанПиН 5804-91. Нормируемыми параметрами являются энергетическая экспозиция (H, Дж/см 2 — отношение энергии излучения, падающей на рассматриваемый участок поверхности, к площади этого участка, т. е. плотность потока энергии). Значения предельно допустимых уровней различаются в зависимости от длины волны ЛИ, длительности одиночного импульса, частоты следования импульсов излучения, длительности воздействия. Установлены различные уровни для глаз (роговицы и сетчатки) и кожи.
Электричество вокруг нас
Электромагнитное поле (определение из БСЭ) — это особая форма материи, посредством которой осуществляется взаимодействие между электрически заряженными частицами. Исходя из этого определения не понятно, что является первичным - существование заряженных частиц или же наличие поля. Быть может только благодаря наличию электромагнитного поля частицы могут получать заряд. Также как и в истории с курицей и яйцом. Суть в том, что заряженные частицы и электромагнитное поле неотделимы друг от друга и друг без друга существовать не могут. Поэтому определение не даёт нам с вами возможности понять суть явления электромагнитного поля и единственное, что следует запомнить, что это особая форма материи ! Теория электромагнитного поля была разработана Джеймсом Максвеллом в 1865 г.
Что такое электромагнитное поле? Можно представить себе, что мы живём в электромагнитной Вселенной, которая вся целиком и полностью пронизана электромагнитным полем, а различные частицы и вещества в зависимости от своего строения и свойств под воздействием электромагнитного поля приобретают положительный или отрицательный заряд, накапливают его, или же остаются электронейтральными. Соответственно электромагнитные поля можно разделить на два вида: статическое , то есть излучаемое заряженными телами (частицами) и неотъемлемое от них, и динамическое , распространяющееся в пространстве, будучи оторванным от источника, излучившего его. Динамическое электромагнитное поле в физике представляется в виде двух взаимноперпендикулярных волн: электрической (Е) и магнитной (Н).
Тот факт, что электрическое поле порождается переменным магнитным полем,а магнитное поле - переменным электрическим, приводит к тому, что электрические и магнитные переменные поля не существуют по-отдельности друг от друга. Электромагнитное поле неподвижных или равномерно движущихся заряженных частиц напрямую связано с самими частицами. При ускоренном движении этих заряженных частиц электромагнитное поле "отрывается" от них и существует независимо в форме электромагнитных волн, не исчезая с устранением источника.
Источники электромагнитных полей
Природные (естественные) источники электромагнитных полей
Природные (естественные) источники ЭМП делят на следующие группы:
Магнитное поле Земли. Величина геомагнитного поля Земли меняется по земной поверхности от 35 мкТл на экваторе до 65 мкТл вблизи полюсов.
Электрическое поле Земли направлено нормально к земной поверхности, заряженной отрицательно относительно верхних слоев атмосферы. Напряжённость электрического поля у поверхности Земли составляет 120…130 В/м и убывает с высотой примерно экспоненциально. Годовые изменения ЭП сходны по характеру на всей Земле: максимальная напряжённость 150…250 В/м в январе-феврале и минимальная 100…120 В/м в июне-июле.
Атмосферное электричество – это электрические явления в земной атмосфере. В воздухе (ссылка) всегда имеются положительные и отрицательные электрические заряды – ионы, возникающие под действием радиоактивных веществ, космических лучей и ультрафиолетового излучения Солнца. Земной шар заряжен отрицательно; между ним и атмосферой имеется большая разность потенциалов. Напряжённость электрастатического поля резко возрастает во время гроз. Частотный диапазон атмосферных разрядов лежит между 100 Гц и 30 МГц.
Внеземные источники включают излучения за пределами атмосферы Земли.
Биологический электромагнитный фон. Биологические объекты, как и другие физические тела, при температуре выше абсолютного нуля излучают ЭМП в диапазоне 10 кГц – 100 ГГц. Это объясняется хаотическим движением зарядов – ионов, в теле человека. Плотность мощности такого излучения у человека составляет 10 мВт/см2, что для взрослого даёт суммарную мощность в 100 Вт. Человеческое тело также излучает ЭМП с частотой 300 ГГц с плотностью мощности около 0,003 Вт/м2.
Антропогенные источники электромагнитных полей
Антропогенные источники делятся на 2 группы:
Источники низкочастотных излучений (0 - 3 кГц)
Эта группа включает в себя все системы производства, передачи и распределения электроэнергии (линии электропередачи, трансформаторные подстанции, электростанции, различные кабельные системы), домашнюю и офисную электро- и электронную технику, в том числе и мониторы ПК, транспорт на электроприводе, ж/д транспорт и его инфраструктуру, а также метро, троллейбусный и трамвайный транспорт.
Уже сегодня электромагнитное поле на 18-32% территории городов формируется в результате автомобильного движения. Электромагнитные волны, возникающие при движении транспорта, создают помехи теле- и радиоприему, а также могут оказывать вредное воздействие на организм человека.
Источники высокочастотных излучений (от 3 кГц до 300 ГГц)
К этой группе относятся функциональные передатчики - источники электромагнитного поля в целях передачи или получения информации. Это коммерческие передатчики (радио, телевидение), радиотелефоны (авто-, радиотелефоны, радио СВ, любительские радиопередатчики, производственные радиотелефоны), направленная радиосвязь (спутниковая радиосвязь, наземные релейные станции), навигация (воздушное сообщение, судоходство, радиоточка), локаторы (воздушное сообщение, судоходство, транспортные локаторы, контроль за воздушным транспортом). Сюда же относится различное технологическое оборудование, использующее СВЧ-излучение, переменные (50 Гц - 1 МГц) и импульсные поля, бытовое оборудование (СВЧ-печи), средства визуального отображения информации на электронно-лучевых трубках (мониторы ПК, телевизоры и пр.). Для научных исследований в медицине применяют токи ультравысокой частоты. Возникающие при использовании таких токов электромагнитные поля представляют определенную профессиональную вредность, поэтому необходимо принимать меры защиты от их воздействия на организм.
Основными техногенными источниками являются:
Особенностью облучения в городских условиях является воздействие на население как суммарного электромагнитного фона (интегральный параметр), так и сильных ЭМП от отдельных источников (дифференциальный параметр).
Предельно допустимые уровни электромагнитных полей диапазона частот
>= 10 - 30 кГц
1. Оценка и нормирование ЭМП осуществляется раздельно по напряженности электрического (Е), в В/м, и магнитного (Н), в А/м, полей в зависимости от времени воздействия.
2. ПДУ напряженности электрического и магнитного поля при воздействии в течение всей смены составляет 500 В/м и 50 А/м, соответственно.
3. ПДУ напряженности электрического и магнитного поля при продолжительности воздействия до 2-х часов за смену составляет 1000 В/м и 100 А/м, соответственно.
Предельно допустимые уровни электромагнитных полей диапазона частот >= 30 кГц - 300 ГГц
1. Оценка и нормирование ЭМП диапазона частот >= 30 кГц - 300 ГГц осуществляется по величине энергетической экспозиции (ЭЭ).
2. Энергетическая экспозиция в диапазоне частот >= 30 кГц - 300 МГц рассчитывается по формулам:
ЭЭе = Е 2 х Т, (В/м) 2 .ч,
ЭЭн = Н 2 х Т, (А/м) 2 .ч,
Е - напряженность электрического поля (В/м),
Н - напряженность магнитного поля (А/м), плотности потока энергии (ППЭ, Вт/м 2 , мкВт/см 2), Т - время воздействия за смену (час.).
3. Энергетическая экспозиция в диапазоне частот >= 300 МГц - 300 ГГц рассчитывается по формуле:
ЭЭппэ = ППЭ х Т, (Вт/м 2).ч, (мкВт/см 2).ч, где ППЭ - плотность потока энергии (Вт/м 2 , мк Вт/см 2).
В табл. 2 приведены предельно допустимые плотности потока энергии электромагнитных полей (ЭМП) в диапазоне частот 300 МГц-300000 ГГц и
Таблица 2. Нормы облучения УВЧ и СВЧ
время пребывания на рабочих местах и в местах возможного нахождения персонала, профессионально связанного с воздействием ЭМП.
В табл. 3 приведено допустимое время пребывания человека в электрическом поле промышленной частоты сверхвысокого напряжения (400 кВ и выше).
Таблица 3. Предельно допустимое время c напряжением 400 кВ и выше
7. Экранирование как способ защиты от эмп.
Инженерные защитные мероприятия строятся на использовании явления экранирования электромагнитных полей , либо наограничении эмиссионных параметров источника поля (снижении интенсивности излучения). При этом второй метод применяется в основном на этапе проектирования излучающего объекта. Электромагнитные излучения могут проникать в помещения через оконные и дверные проемы (явление дисперсии электромагнитных волн).
При экранировании ЭМП в радиочастотных диапазонах используются разнообразные радиоотражающие и радиопоглощающие материалы.
К радиоотражающим материалам относятся различные металлы. Чаще всего используются железо, сталь, медь, латунь, алюминий. Эти материалы используются в виде листов, сетки, либо в виде решеток и металлических трубок. Экранирующие свойства листового металла выше, чем сетки, сетка же удобнее в конструктивном отношении, особенно при экранировании смотровых и вентиляционных отверстий, окон, дверей и т.д. Защитные свойства сетки зависят от величины ячейки и толщины проволоки: чем меньше величина ячеек, чем толще проволока, тем выше ее защитные свойства. Отрицательным свойством отражающих материалов является то, что они в некоторых случаях создают отраженные радиоволны, которые могут усилить облучение человека.
Более удобными материалами для экранировки являются радиопоглощающие материалы. Листы поглощающих материалов могут быть одно- или многослойными. Многослойные - обеспечивают поглощение радиоволн в более широком диапазоне. Для улучшения экранирующего действия у многих типов радиопоглощающих материалов с одной стороны впрессована металлическая сетка или латунная фольга. При создании экранов эта сторона обращена в сторону, противоположную источнику излучения.
Характеристики некоторых радиопоглощающих материалов приведены в табл.1.
Таблица1
Характеристики некоторых радиопоглощающих материалов
|
Наименование материалов |
Тип марок |
Диапазон поглощенных волн, см |
Коэффициент отражения по мощности, % |
Ослабление проходящей мощности, % |
|
Резиновые коврики | ||||
|
Магнитодиэлектри-ческие пластины | ||||
|
Поглощающие покрытия на основе поролона |
«Болото» | |||
|
Ферритовые пластины |
Несмотря на то, что поглощающие материалы во многих отношениях более надежны, чем отражающие, применение их ограничивается высокой стоимостью и узостью спектра поглощения.
В некоторых случаях стены покрывают специальными красками. В качестве токопроводящих пигментов в этих красках применяют коллоидное серебро, медь, графит, алюминий, порошкообразное золото. Обычная масляная краска обладает довольно большой отражающей способностью (до 30%), гораздо лучше в этом отношении известковое покрытие.
Радиоизлучения могут проникать в помещения, где находятся люди через оконные и дверные проемы. Для экранирования смотровых окон, окон помещений, застекления потолочных фонарей, перегородок применяется либо мелкоячеистая металлическая сетка (этот метод защиты не распространён по причине неэстетичности самой сетки и значительного ухудшения вентиляционного газообмена в помещении), либо металлизированное стекло, обладающее экранирующими свойствами. Такое свойство стеклу придает тонкая прозрачная пленка либо окислов металлов, чаще всего олова, либо металлов - медь, никель, серебро и их сочетания. Пленка обладает достаточной оптической прозрачность и химической стойкостью. Будучи нанесенной на одну сторону поверхности стекла она ослабляет интенсивность излучения в диапазоне 0,8 – 150 см на 30 дБ (в 1000 раз). При нанесении пленки на обе поверхности стекла ослабление достигает 40 дБ (в 10000 раз). Металлизированное стекло горячего прессования имеет кроме экранирующих свойств повышенную механическую прочность и используется в особых случаях (например, для наблюдательных окон на атомных регенерационных установках).
Экранирование дверных проемов в основном достигается за счет использования дверей из проводящих материалов (стальные двери).
Для защиты населения от воздействия электромагнитных излучений могут применяться специальные строительные конструкции: металлическая сетка, металлический лист или любое другое проводящее покрытие, а также специально разработанные строительные материалы. В ряде случаев (защита помещений, расположенных относительно далеко от источников поля) достаточно использования заземленной металлической сетки, помещаемой под облицовку стен помещения или заделываемой в штукатурку.
Ослабление ЭМП с помощью строительных материалов
|
Материал |
Толщина, см |
Ослабление ППЭ, дБ |
||
|
Длина волны, см |
||||
|
Кирпичная стена | ||||
|
Шлакобетонная стена | ||||
|
Штукатурная стена или деревянная перегородка | ||||
|
Слой штукатурки | ||||
|
Древесноволокнистая плита | ||||
|
Окно с двойными рамами, стекло силикатное | ||||
В сложных случаях (защита конструкций, имеющих модульную или некоробчатую структуру) могут применяться также различные пленки и ткани с электропроводящим покрытием.
В последние годы в качестве радиоэкранирующих материалов получили металлизированные ткани на основе синтетических волокон. Их получают методом химической металлизации (из растворов) тканей различной структуры и плотности. Существующие методы получения позволяет регулировать количество наносимого металла в диапазоне от сотых долей до единиц мкм и изменять поверхностное удельное сопротивление тканей от десятков до долей Ом. Экранирующие текстильные материалы обладают малой толщиной, легкостью, гибкостью; они могут дублироваться другими материалами (тканями, кожей, пленками), хорошо совмещаются со смолами и латексами.
Механизм "отражения" ЭМП. Виды используемых материалов.
Механизм отражения
Отражение обусловлено в основном несоответствием волновых характеристик воздуха и материала, из которого изготовлен экран. Отражение электромагнитной энергии определяется через величины, выражаемые как отношение падающей энергии к отраженной (Вотр), которые обычно выражаются в децибелах, либо через коэффициент отражения, определяемый как величина, обратная (Вотр) .
К радиоотражающим материалам относятся различные металлы. Чаще всего используются железо, сталь, медь, латунь, алюминий. Эти материалы используются в виде листов, сетки, либо в виде решеток и металлических трубок. Экранирующие свойства листового металла выше, чем сетки, сетка же удобнее в конструктивном отношении, особенно при экранировании смотровых и вентиляционных отверстий, окон, дверей и т.д. Защитные свойства сетки зависят от величины ячейки и толщины проволоки: чем меньше величина ячеек, чем толще проволока, тем выше ее защитные свойства.Отрицательным свойством отражающих материалов является то, что они в некоторых случаях создают отраженные радиоволны, которые могут усилить облучение человека.
Отражающие ЭМП РЧ экраны выполняются из металлических листов, сетки, проводящих пленок, ткани с микропроводом, металлизированных тканей на основе синтетических волокон или любых других материалов, имеющих высокую электропроводность.
Механизм "поглощения" ЭМП. Виды используемых материалов.
Поглощение ЭМП обусловлено диэлектрическими и магнитными потерями при взаимодействии электромагнитного излучения с радиопоглощающими материалами. В последних также имеют место рассеяние (вследствие структурной неоднородности Р. м.) и интерференция.
Виды радиопоглощающих материалов (Р. м.)
Немагнитные Р. м. подразделяют на интерференционные, градиентные и комбинированные.
Интерференционные Р. м. состоят из чередующихся диэлектрических и проводящих слоев. В них интерферируют между собой волны, отразившиеся от электропроводящих слоев и от металлической поверхности защищаемого объекта.
Градиентные Р. м. (наиболее обширный класс) имеют многослойную структуру с плавным или ступенчатым изменением комплексной диэлектрической проницаемости по толщине (обычно по гиперболическому закону). Их толщина сравнительно велика и составляет > 0,12 - 0,15 λмакс, где λмакс - максимальная рабочая длина волны. Внешний (согласующий) слой изготавливают из твёрдого диэлектрика с большим содержанием воздушных включений (пенопласт и др.), с диэлектрической проницаемостью, близкой к единице, остальные (поглощающие) слои - из диэлектриков с высокой диэлектрической проницаемостью (стеклотекстолит и др.) с поглощающим проводящим наполнителем (сажа, графит и т.п.). Условно к градиентным Р. м. относят также материалы с рельефной внешней поверхностью (образуемой выступами в виде шипов, конусов и пирамид), называемые шиловидными Р. м.; уменьшению коэффициента отражения в них способствует многократное отражение волн от поверхностей шипов (с поглощением энергии волн при каждом отражении).
Комбинированные Р. м. - сочетание Р. м. градиентного и интерференционного типов. Они отличаются эффективностью действия в расширенном диапазоне волн.
Группу магнитных Р. м. составляют ферритовые материалы, характерная особенность которых - малая толщина слоя (1 - 10 мм).
Различают Р. м. широкодиапазонные (λмакс/λмин > 3 - 5), узкодиапазонные (λмакс/λмин ~ 1,5 - 2,0) и рассчитанные на фиксированную (дискретную) длину волны (ширина диапазона < 10-15% λраб); λмин и λраб - минимальная и рабочая длины волн.
Обычно Р. м. отражают 1 - 5 % электромагнитной энергии (некоторые - не более 0,01%) и способны поглощать потоки энергии плотностью 0,15 - 1,50 вт/см2 (пенокерамические - до 8 вт/см2). Интервал рабочих температур Р. м. с воздушным охлаждением от минус 60°С до плюс 650°С (у некоторых до 1315°С).
