2012 — Статьи

ЭКОЛОГИЯ ПОМЕЩЕНИЙ Статистика показывает, что городской житель вынужден проводить в помещении около 80% своего времени. От того, какая обстановка окружает его при этом, каким воздухом он дышит, зависит его здоровье и работоспособность. К сожалению, приходится констатировать, что, делая в день порядка 25 тыс. вдохов и выдохов, человек пропускает через свои легкие воздух далеко не лучшего качества. По данным Всемирной организации здравоохранения, более миллиарда жителей городов подвержены постоянному воздействию различных загрязнителей воздуха, что отрицательно влияет на здоровье и психическое состояние людей. И эта печальная статистика относится не только к условиям улицы, но и к помещениям. Как показывает практика, естественный состав воздуха в помещении нарушен из-за насыщения его антропогенными, то есть, возникающими в процессе деятельности человека, загрязнениями. Так, по сведениям, приведенным в специальной литературе, в воздухе наших квартир обнаружено около сотни органических и неорганических веществ различной степени токсичности. При этом внутри помещений воздух бывает загрязнен сильнее, чем на улице, в несколько раз. Специалисты по экологии выделяют компоненты, загрязняющие воздух, в несколько основных групп: 1. Химические и биологические вещества, циркулирующие в воздухе и загрязняющие его. 2. Продукты деструкции, то есть, разрушения физических и химических компонентов, входящих в состав строительных и отделочных материалов, а также элементов конструкций интерьера. К таким материалам могут относиться асбест, древесно-стружечные плиты (ДСП), отдельные виды пластиковых покрытий, лакокрасочных покрытий, различные растворители типа ацетона, бензола и другие подобные "блага цивилизации". Так, например, проведенные исследования показали, что распространенный мебельный и строительный материал ДСП в ряде случаев, связанных с нарушением технологии его изготовления, может выделять такие вредные вещества, как формальдегид и фенол. Поэтому специалисты советуют при покупке изделий из ДСП обращать внимание если уж не на сертификат качества, то хотя бы на запах. Если он сильный, химического происхождения, от покупки лучше воздержаться. 3. Антропотоксины. Это слово состоит из anthropos - человек, и toxikon - яд. Термин обозначает ядовитые продукты, образующиеся в процессе жизнедеятельности человека, которые, выделяясь из организма, могут в определенной концентрации представлять опасность для людей, находящихся в замкнутом пространстве. Примером антропотоксина, характерного для закрытых, плохо проветриваемых помещений, может служить диоксид углерода, известный в обиходе как углекислый газ. Известно, что при увеличении концентрации в воздухе этого химического соединения отмечается головная боль, шум в ушах, усиленное сердцебиение, снижение работоспособности. 4. Еще одна группа загрязнений связана с хозяйственно-бытовой деятельностью и сгоранием бытового газа. Это могут быть летучие вещества, образующиеся в процессе приготовления пищи, использования стиральных порошков, аэрозолей и других средств бытовой химии, от избыточной косметики и табачного дыма. Как и в предыдущем случае, можно порекомендовать установку оборудования по кондиционированию и вентиляции воздуха. Кроме различных загрязнений, которые вдыхает человек, его организму вовсе не безразлично, какой - положительный или отрицательный - заряд несут содержащиеся в воздухе компоненты. Вспомните, как легко дышится в лесу и у водопадов. Отрицательные ионы, которыми насыщен воздух, способствуют активизации защитных сил организма, снимают усталость и повышают работоспособность. Проведенные исследования показали, что концентрация отрицательно заряженных частиц в таких местах составляет порядка 1000-5000 ионов в кубическом сантиметре. Для сравнения: в жилых и служебных помещениях концентрация отрицательно заряженных частиц может составлять всего 50 единиц в кубическом сантиметре. Комментарии, как говорится, излишни. Немалый вклад в обеднение воздушной среды помещений отрицательными ионами вносят различные электронные приборы, в том числе персональные компьютеры, видео- и оргтехника. К сожалению, эти представители технического прогресса обладают весьма "вредной" способностью формировать ионы противоположного, положительного заряда. В этом случае можно использовать установки для ионизации воздуха. НОВЫЕ ТЕХНОЛОГИИ И УСТРОЙСТВА ДЛЯ ОЧИСТКИ ВОЗДУХА Какие же существуют способы создания комфортной воздушной среды в помещениях? Прежде всего, это проведение превентивных (предупреждающих) мероприятий, которые заключаются, в частности, в максимально возможном уменьшении или полном устранении материалов, веществ и процессов, загрязняющих воздух в помещениях. Наиболее простым, дешевым и доступным способом улучшения состава воздуха является проветривание помещений через окна, форточки, фрамуги. Однако в некоторых случаях уличный воздух бывает настолько загрязнен дымом от горящего мусора в уличных контейнерах, выхлопными газами автомобилей, промышленными выбросами и другими "благами" современного мегаполиса, что хочется лишний раз подумать, прежде чем открыть окно. Что же делать? Выход в очистке и восстановлении качественного состава воздуха, поступающего в помещение. В соответствии со статистическими данными, без применения специальных мер по очистке, воздух в помещениях офисов и квартир в 4-6 раз грязнее наружного и в 8-10 раз токсичнее. Воздух помещений содержит как естественные аллергены (бактериальные, пыльцевые, грибковые и т. д.), так и химические агенты (табачный дым, органические и неорганические вещества и т. д.). Для создания комфортного микроклимата в помещении широко используются различные системы вентиляции и кондиционирования. Однако их применение не исключает совместной или раздельной эксплуатации относительно недорогих устройств очистки воздуха местного (локального) действия. Эти устройства могут эффективно дополнить имеющиеся средства вентиляции и кондиционирования, улучшая состав воздуха и повышая работоспособность человека, находящегося в помещении. Представленные на российском рынке устройства очистки воздуха могут быть построены на основе различных принципов. Так, например, разработанная российскими учеными и инженерами технология фотокаталитической очистки воздуха позволила создать ряд приборов, эффективно очищающих воздух в бытовых и производственных помещениях, а также в закрытых местах массового скопления людей. Принцип очистки основан на сложных физико-химических реакциях разложения молекул вредных веществ до безвредных компонентов чистого воздуха. Реакция разложения происходит на специальном фотокаталитическом слое при облучении его источником ультрафиолетового излучения в биологически безопасном диапазоне (320-400 нм). При этом материал фотокаталитического слоя не расходуется и, значит, не требуется затрат на его замену Фотокаталитический принцип позволяет очищать воздух от пыли и копоти, а также от различных токсичных загрязнений, например, таких, как окись углерода (СО), окислы азота, фенол, формальдегид, хлор- и кислородосодержащие углеводороды, соединения метана, аммиак, сероводород и другие подобные соединения, очистка от которых существующими методами и бытовыми приборами затруднена. Кроме очистки, новый метод позволяет обеззараживать воздух в закрытых помещениях, разлагая и уничтожая различные болезнетворные микроорганизмы и молекулы веществ, вызывающих аллергию. Эффективность фотокаталитического обеззараживания воздуха, по оценкам разработчиков, в 10-1100 раз превышает эффективность ультрафиолетовой обработки. Созданные на основе совместных методов первичной адсорбционной фильтрации и тонкой фотокаталитической очистки воздуха, отечественные приборы позволяют обеспечить чистый воздух как в жилых и производственных помещениях, так и в местах массового скопления людей, например, в различных развлекательных заведениях. Большой интерес представляет также технология очистки воздуха, основанная на эффекте "ионного ветра", возникающего при коронном высоковольтном электрическом разряде. Подобный принцип реализован в некоторых малогабаритных приборах, которые позволяют не только очищать воздух от различных загрязняющих примесей, размерами от 0,01 до 100 микрон, но и непрерывно обогащать воздух отрицательными ионами. Подобные свойства этих приборов будут весьма полезны в помещениях, где работают персональные компьютеры, телевизоры, средства связи и оргтехники, а также там, где трудовой процесс связан с интенсивным выделением табачного дыма.

Инфракрасное излучение или инфракрасные лучи, это электромагнитное излучение, занимающее спектральную область между красным концом видимого света (с длиной волны 0,74 мкм) и коротковолновым радиоизлучением (1-2 мм). Инфракрасную область спектра обычно условно разделяют на ближнюю (от 0,74 до 2,5 мкм), среднюю (2,5 - 50 мкм) и далёкую (50-2000 мкм). Открытие инфракрасного излучения произошло в 1800 г. Английский учёный В. Гершель обнаружил, что в полученном с помощью призмы в спектре Солнца за границей красного света (т. е. в невидимой части спектра) температура термометра повышается. Термометр, помещённый за красной частью солнечного спектра, показал повышенную температуру по сравнению с контрольными термометрами, расположенными сбоку. Было доказано, что инфракрасное излучение подчиняется законам оптики и, следовательно, имеет ту же природу, что и видимый свет. В 1923 г. советский физик А. А. Глаголева-Аркадьева получила радиоволны с длиной волны приблизительно равной 80 мкм, т.е. соответствующие инфракрасному диапазону длин волн. Таким образом, экспериментально было доказано, что существует непрерывный переход от видимого излучения к инфракрасному излучению и радиоволновому и, следовательно, все они имеют электромагнитную природу. Спектр инфракрасного излучения, так же как и спектр видимого и ультрафиолетового излучений, может состоять из отдельных линий, полос или быть непрерывным в зависимости от природы источника инфракрасного излучения. Возбуждённые атомы или ионы испускают линейчатые инфракрасные спектры. Например, при электрическом разряде пары ртути испускают ряд узких линий в интервале 1,014 - 2,326 мкм, атомы водорода - ряд линий в интервале 0,95 - 7,40 мкм. Возбуждённые молекулы испускают полосатые инфракрасные спектры, обусловленные их колебаниями и вращениями. Колебательные и колебательно-вращательные спектры расположены главным образом в средней, а чисто вращательные - в далёкой инфракрасной области. Так, например, в спектре излучения газового пламени наблюдается полоса около 2,7 мкм, испускаемая молекулами воды, и полосы с длиной волн 2,7 мкм и 4,2 мкм, испускаемые молекулами углекислого газа. Нагретые твёрдые и жидкие тела испускают непрерывный инфракрасный спектр. Нагретое твёрдое тело излучает в очень широком интервале длин волн. При низких температурах (ниже 800 К) излучение нагретого твёрдого тела почти целиком расположено в инфракрасной области, и такое тело кажется тёмным. При повышении температуры доля излучения в видимой области увеличивается, и тело вначале кажется тёмно-красным, затем красным, жёлтым и, наконец, при высоких температурах (выше 5000 К) - белым; при этом возрастает как полная энергия излучения, так и энергия инфракрасного излучения. СВОЙСТВА ИНФРАКРАСНОГО ИЗЛУЧЕНИЯ Оптические свойства веществ (прозрачность, коэффициент отражения, коэффициент преломления) в инфракрасной области спектра, как правило, значительно отличаются от оптических свойств в видимой и ультрафиолетовой областях. Многие вещества, прозрачные в видимой области, оказываются непрозрачными в некоторых областях инфракрасного излучения и наоборот. Например, слой воды толщиной в несколько см. непрозрачен для инфракрасного излучения с длиной волны > 1 мкм (поэтому вода часто используется как теплозащитный фильтр), пластинки германия и кремния, непрозрачные в видимой области, прозрачны в инфракрасной (германий для > 1,8 мкм, кремний для > 1,0 мкм). Чёрная бумага прозрачна в далёкой инфракрасной области. Вещества, прозрачные для инфракрасного излучения и непрозрачные в видимой области, используются в качестве светофильтров для выделения инфракрасного излучения. Ряд веществ даже в толстых слоях (несколько см.) прозрачен в достаточно больших участках инфракрасного спектра. Из таких веществ изготовляются различные оптические детали (призмы, линзы, окна и пр.) инфракрасных приборов. Например, стекло прозрачно до 2,7 мкм, кварц - до 4,0 мкм и от 100 мкм до 1000 мкм, каменная соль - до 15 мкм, йодистый цезий - до 55 мкм. Полиэтилен, парафин, тефлон, алмаз прозрачны для длины волны > 100 мкм. У большинства металлов отражательная способность для инфракрасного излучения значительно больше, чем для видимого света, и возрастает с увеличением длины волны инфракрасного излучения. Например, коэффициент отражения Al, Au, Ag, Си при длине волны ~10 мкм достигает 98%. Жидкие и твёрдые неметаллические вещества обладают в инфракрасном спектре селективным отражением, причём положение максимумов отражения зависит от химического состава вещества. Поглощение и рассеяние инфракрасного излучения при прохождении через земную атмосферу, приводит к ослаблению инфракрасного излучения. Азот и кислород воздуха не поглощают инфракрасное излучение и ослабляют его лишь в результате рассеяния, которое, однако, для инфракрасного излучения значительно меньше, чем для видимого света. Пары воды, углекислый газ, озон и другие примеси, имеющиеся в атмосфере, селективно поглощают инфракрасное излучение. Особенно сильно поглощают инфракрасное излучение пары воды, полосы поглощения которых расположены почти во всей инфракрасной области спектра, а в средней инфракрасной области - углекислый газ. В приземных слоях атмосферы в средней инфракрасной области имеется лишь небольшое число "окон", прозрачных для инфракрасного излучения. Наличие в атмосфере взвешенных частиц - дыма, пыли, мелких капель воды (дымка, туман) - приводит к дополнительному ослаблению инфракрасного излучения в результате рассеяния его на этих частицах, причём величина рассеяния зависит от соотношения размеров частиц и длины волны инфракрасного излучения. При малых размерах частиц (воздушная дымка) инфракрасное излучение рассеивается меньше, чем видимое излучение (что используется в инфракрасной фотографии), а при больших размерах капель (густой туман) инфракрасное излучение рассеивается так же сильно, как и видимое излучение. Мощным источником инфракрасного излучения является Солнце, около 50% излучения которого лежит в инфракрасной области. Значительная доля (от 70 до 80%) энергии излучения ламп накаливания с вольфрамовой нитью приходится на инфракрасное излучение. При фотографировании в темноте и в некоторых приборах ночного наблюдения, лампы для подсветки снабжаются инфракрасным светофильтром, который пропускает только инфракрасное излучение. Мощным источником инфракрасного излучения является угольная электрическая дуга с температурой ~ 3900 К, излучение которой близко к излучению чёрного тела, а также различные газоразрядные лампы (импульсные и непрерывного горения). Для радиационного обогрева помещений применяют спирали из нихромовой проволоки, нагреваемые до температуры ~950 К. Для лучшей концентрации инфракрасного излучения, такие нагреватели снабжаются рефлекторами. В научных исследованиях, например, при получении спектров инфракрасного поглощения в разных областях спектра применяют специальные источники инфракрасного излучения: ленточные вольфрамовые лампы, штифт Нернста, глобар, ртутные лампы высокого давления и другие. Излучение некоторых оптических квантовых генераторов - лазеров, также лежит в инфракрасной области спектра; например, излучение лазера на неодимовом стекле имеет длину волны 1,06 мкм, лазера на смеси неона и гелия - 1,15 мкм и 3,39 мкм, лазера на углекислом газе - 10,6 мкм, полупроводникового лазера на InSb - 5 мкм и др.

С древних времен люди хорошо знали благотворную силу тепла или, говоря научным языком - инфракрасного (ИК) излучения. Инфракрасное излучение - это просто форма энергии, которая нагревает предметы и непосредственно примыкает к красному спектру видимой области света. Человеческий глаз не в состоянии видеть в этом спектре, но мы можем чувствовать его как высокую температуру. Именно это тепло, Вы чувствуете от горячей печки или от батареи центрального отопления. Оно не имеет ни чего общего, ни с ультрафиолетовым, ни с рентгеновским излучением и абсолютно безопасно для человека. Солнце - основной источник инфракрасной энергии на нашей Земле и каждый человек обязательно испытывал на себе его благотворное влияние. Это подтверждает абсолютную безопасность воздействия ИК энергии на человека. Экологическая система Солнце-Земля-Человек настроена на определенные частоты в ИК спектре. Вот лишь некоторые факты: 1. Атмосфера Земли пропускает инфракрасную энергию в диапазоне приблизительно 7-14 мкм 2. Когда Земля прогревается, то она излучает ИК лучи в полосе приблизительно 7-14 мкм с пиком 10 мкм. 3. Организм человека излучает ИК энергию в диапазоне приблизительно 3-50 мкм с пиком в 9,3 мкм. Наши ладони излучаю ИК энергию в диапазоне приблизительно 8-14 мкм (Наверное, этим можно объяснить феномен экстрасенсов - их ладони являются мощным источником ИК энергии.) Воздействуя на организм человека инфракрасной энергией на частоте приблизительно 9,3 мкм, можно получить явление, называемое "резонансным поглощением", при котором внешняя энергия будет активно поглощаться телом. В результате этого воздействия повышается потенциальная энергия клеток организма, и из них будет уходить несвязанная вода, повышается деятельность специфических клеточных структур, расти уровень иммуноглобулинов, увеличивается активность ферментов и эстрогенов, происходить и другие биохимические реакции. Это касается всех типов клеток организма и крови. Известно, что инфракрасные волны лучше, чем водные тепло-лечебные процедуры, переносятся больными и имеют меньше противопоказаний. Дело в том, что нервные окончания и капилляры кожи реагируют на лучистое тепло примерно так же, как на теплую воду, но в меньшей степени и при той же температуре. Так же расширяются сосуды, ускоряется ток крови, усиливаются обмен веществ и потоотделение, рост клеток и регенерация (восстановление) тканей. Благодаря этим рефлекторным реакциям тепловые лучи обладают рассасывающим, противовоспалительным, противоспазматическим и обезболивающим действием. Тепловые лучи подсушивают кожу, а потому могут использоваться для лечения некоторых кожных заболеваний или ожогов. Возрастающая кровяная циркуляция в мускулах увеличивает метаболический обмен, который, в свою очередь, усиливает действие иммунной системы организма, улучшает питание мускулов, резко повышает снабжение тканей кислородом. Увеличившийся кровоток в периферических органах тела человека приводит к снижению артериального давления, мышечного и эмоционального напряжения, человек расслабляется и успокаивается. После сауны появляется ощущение психологического комфорта и улучшается сон. Прогрев тканей тела вызывает естественную реакцию потоотделения. В составе пота содержится около 80% воды и 20% твердых веществ, таких как жир, холестерин, токсины, кислоты, шлаки и т.п. (для сравнения - в обычной сауне тело прогревается на глубину 3-5 мм, а пот содержит 95% воды и 5% твердых веществ). Естественный процесс потоотделения в приятной, комфортабельной температуре гарантирует отличный уход за кожей, её оживление, очистку и омоложение. Тело заряжается энергией, появляется отличное самочувствие. Кроме того температура тела повышается до 38,5°С имитируя естественную реакцию организма на инфекцию, при этом подавляется деятельность болезнетворных бактерий и вирусов.

Особую популярность и массовое распространение приобретают автономные энергоэффективные газовые конвекторы. С 90-х гг. они стали одним из ведущих источников отопления частного жилья, торговых и офисных помещений от северной Финляндии до средиземноморских стран, пользуются огромной популярностью в США. Посмотрите на дома в центре Старой Праги, в Будапеште, шведских, финских, итальянских, греческих городах — везде видны под окнами ветрозащитные колпаки конвекторов. В России газовые конвекторы появились в 1998 г. Результаты экспериментальной эксплуатации в 1999–2000 гг. показали высокую экономичность, безопасность и надежность установленного оборудования. В результате с 2001 г. в ряде российских регионов начал активно развиваться процесс установки газовых конвекторов в жилых и нежилых помещениях, административных, производственных и торговых зданиях. Газовый конвектор (обогреватель) — прекрасное средство отопления небольших особняков, дач, квартир, магазинов и офисов. Согласно исследованиям коммунальных служб Германии средняя эффективность газовых конвекторов в подавляющем большинстве случаев превышает эффективность центрального отопления, обеспечиваемого работающими на газе агрегатами. В первую очередь это объясняется тем, что котел центрального отопления расположен не в отапливаемом помещении, и в результате значительная часть тепла теряется (например, за счет ненужного отопления подвала). Дальнейшую потерю тепла обеспечивают отопительные трубы. При остывании разогретой теплосети, самого котла и находящейся в нем воды тепло также теряется. В то же время в случае газового конвектора нагрев помещения до уровня теплового комфорта производится только там, где это в данный момент необходимо. Практика переоснащения жилых помещений системами центрального отопления на газовых котлах вместо газовых конвекторов показала, что в результате расходы на обогрев возрастают на 20–30 %. В соответствии с принятыми стандартами КПД газовых конвекторов колеблется между 82 и 93 %, т.е. практически в тех же пределах, что и стандартизированный КПД для котлоагрегатов. Таким образом, разговоры о якобы низкой эффективности газовых конвекторов являются безосновательными. При величине КПД более 90 % особенно велика опасность конденсации водяных паров, содержащих продукты сгорания, вследствие чего возникает опасность коррозирования дымохода. Так что о КПД различных агрегатов традиционных типов (кроме конденсаторных) имеет смысл говорить только в применении к области выше 90 %. Проанализировав затраты на производство 1 кВт полезного тепла, можно констатировать, что при обогреве газовыми конвекторами расходы с точки зрения вложений и эксплуатации являются наиболее низкими. Такой тип отопления действительно дает возможность экономить. Другое важное преимущество конвекторного отопления — отпадает угроза промерзания отопительной сети. Подобное легко может случиться, ведь обычно теплоноситель в ней циркулирует благодаря работе электронасоса, требующего регулярного внимания: достаточно простой неполадки электросети и… Экономное использование тепла важно и с точки зрения соблюдения экологических норм, потому что при обогреве той же комнаты с использованием одного и того же типа топлива (газа) выброс в атмосферу вредных продуктов сгорания в случае конвекторного отопления меньше. Принятие федеральной программы «Энергосбережение» вызвало интерес у таких производителей, как венгерские FEG Konvektor, чешские Karma и Mora, итальянские Fraccaro, Fondital и Robur, Baxi Group (Великобритания), Faser (Польша) и др. Приобретая необходимый прибор, следует исходить из расчета 100–120 Вт на 1 м2 при средней высоте потолка 2,5–3 м. Диапазон мощностей варьирует от 1,5 до 8 кВт, что позволяет отапливать конвектором практически любое помещение. Стоит обратить внимание на вид газа, на котором будет работать прибор. Либо это природный магистральный газ, либо сжиженный. Некоторые производители конвекторов предусматривают наличие сменных форсунок для переделки аппарата на другой тип газа уже в базовой комплектации. Производители выпускают конвекторы, оснащенные как эмалированными теплообменниками, изготовленными из стального листа, так и из чугуна. Итальянцы используют алюминиевый сплав. Цена конвекторов с чугунным теплообменником выше. Их преимущество состоит в том, что они выделяют тепло более равномерно, таким образом, сглаживая температурные колебания между автоматическим включением и выключением установки. Опыт показывает, что срок службы конвекторов с теплообменником из листовой эмалированной стали такой же, как и в случае конструкций, где используются теплообменники из чугуна или алюминия Венгерский FEG Konvektor и чешская Karma производят конвекторы в виде камина, передняя стенка теплообменника выполнена из жаропрочного стекла. Таким образом можно наслаждаться «живым» пламенем огня при работе конвектора. Дымоход — коаксиальный или традиционный? Коаксиальный устроен по принципу «трубы в трубе». По внутренней трубе отводятся дымовые газы, а по внешней происходит забор воздуха для горения, т.е. камера сгорания конвектора полностью изолирована от отапливаемого помещения. Коаксиальный дымоход используется в помещениях, где возможен отвод продуктов сгорания через стену здания на улицу. Традиционный дымоход используется в тех случаях, когда в конструкции здания уже заложены дымоходы, либо нет возможности установить прибор с коаксиальным дымоходом. C.O.K. N 8 | 2007г.