Геомагнитопатогенные зоны в строительных сооружениях: нормирование,обнаружение, восстановление

Источниками аномалий являются строительные сооружения, возведенные по монолитной или каркасной технологии. При строительстве этих сооружений используются каркасы из арматуры, обладающие высокой магнитной проницаемостью и способностью концентрировать в своем сечении магнитное поле Земли. В объемах ограниченными такими каркасами поле Земли является ослабленным и с измененным направлением вектора. На рис. 2 приведены промежуточные состояния сооружаемых объектов – этап изготовления каркаса или опалубки.

Рис.2. Примеры строительных сооружений с использованием металлических элементов

Гипогеомагнитные излучения являются фактором производственной деятельности при работе в специализированных экранированных помещениях, подземных сооружениях, хранилищах, бункерах, шахтах, а также в кабинах скоростных лифтов, буровых установок, экскаваторов. Снижение естественного геомагнитного излучения наблюдается в условиях метро, при полетах на самолетах, при нахождении в каютах речных и морских судов.

Локальные магнитопатогенные зоны образуются при изготовлении мебели из металлических конструкций (детские кроватки, рабочие столы регулировщиков, слесарей) и вблизи больших ферромагнитных масс (около батарей, сейфов, металлических шкафов).

Методика проведения измерений и нормативная база. В настоящее время основными нормативными документами (НД), действующими в РФ, регламентирующими пребывание людей в условиях гипогеомагнитного МП (ГГМП), являются: ГОСТ Р 51724-2001 «Экранированные объекты, помещения, технические средства. Методы измерений и оценки соответствия уровней полей техническим требованиям и гигиеническим нормативам» и СанПиН 2.2.4.2489-09 «Гипогеомагнитные поля в производственных, жилых и общественных зданиях и сооружениях».

Значения предельно допустимого уровня (ПДУ) коэффициента К_ГПДУ ослабления интенсивности ГМП не должно превышать 2-х на рабочем месте за смену и 1,5 в жилых и общественных зданиях и сооружениях. ПДУ ослабления ГМП при работе в условиях ГГМП более 2-х часов за смену установлено равным 4 (К_ГПДУ≤4) [4,5].

В 2009 году была создана и аттестована лаборатория для решения задач, связанных с гипогеомагнитными зонами. В настоящее время лаборатория осуществляет измерения и оценку физических факторов производственной (рабочей) среды, жилых и общественных зданий, селитебных территорий, включая и магнитное поле Земли.

Авторами статьи и сотрудниками лаборатории были проведены обследования большого количества строительных объектов и транспорта различного назначения. Некоторые результаты контроля снижения ГМП приведены в табл. 1.

Таблица 1. Результаты натуральных измерений ГМП.

Объект контроля	Коэффициент ослабления интенсивности ГМП КГ=|Н0|/|Нв|
Торговые павильоны	2,0-2,5
Помещения в метро	1,8-8
Вагон метро	1,3-2,0
Вагон трамвая и автобуса	1,3-1,8
Экранированные испытательные помещения, эхокамеры	5-12
Кабины легковых автомашин	1,3-2,5
Каюты морских судов	8-10

Были обнаружены некоторые закономерности появления гипомагнитопатогенных зон в жилых зданиях. В деревянных зданиях искажения ГМП - уровня, градиента поля (его равномерности) и изменение угла наклонения практически незначительно. В железобетонных многоэтажных зданиях выделить отдельные характерные места (по данным фактических измерений):

• южная сторона, верхние этажи, неэкранированный балкон – 45 – 52 А/м. По ощущениям – очень комфортные условия, бодрое состояние.

• северная сторона, верхние этажи, неэкранированный балкон – 38-39 А/м;

• южная сторона, нижние этажи в проеме окна – 35-39 А/м;

• северная сторона, нижние этажи в проеме окна – 30-33А/м, т.е. поле втягивается железными конструкциями здания. По ощущениям - дискомфортные условия. Объективный медицинский контроль – снижение адаптационных резервов.

Если имеется наличие железных масс на первом этаже здания, то на 2-ом этаже в помещении с южной стороны ГМП составляет 40-42 А/м, в помещении на северной стороне - 27-30 А/м. Измерение ГМП в квартирах дома, выполненного из напряженного железобетона показали снижение ГМП более двух раз в отдельных квартирах. Таким образом, поле внутри помещения определяется геомагнитным полем открытого пространства и суперпозицией полей: геомагнитного поля, ослабленного железосодержащими строительными элементами и собственного поля железосодержащих элементов конструкции здания.

Обследование зданий возведенных по каркасной технологии (торговые павильоны , автозаправки и др.) так же дали неутешительные результаты, в большинстве контрольных точек отмечены очень низкие значения геомагнитного поля порядка 20-25 А/м, а в некоторых местах выявлены наоборот завышенные значения ГМП порядка 55-60А/м.

Было проведено полное обследование по уровню электромагнитных излучений двух уровневой квартиры, расположенной на 16 этаже высотного дома в г. Москва. Результаты обследования показали следующее:

1. Во всех помещениях применено половое покрытие пола – паркет, который из-за высокой окружающей температуры воздуха и низкой относительной влажности электризуется положительными зарядами, имеет большое время релаксации (утечки) τу заряда, что не соответствует комфортным условиям и норме аэроинонизации.

2. Включение всех нагревателей и вентилятора вызывает индукцию магнитного поля до 2,4 мкТл, что не соответствует комфортным условиям, но не превышает нормативный показатель по безопасности (не более 5 мкТл).

3. На рабочем месте в кабинете зарегистрированы показатели электрического и магнитного поля 50Гц превышающие комфортные условия: -из-за включенных под напряжение удлинителей питания, переходных колодок около стола и настольной лампы освещения, при включении которой зарегистрированы поля выше комфортных в 12 – 50 раз.

4. В спальне обнаружено снижение ГМП до 28А/м (Кг=1,46), что ниже уровня комфортных условий, но выше нормы допустимого поля (Кг≤1,5).

Методы восстановления геомагнитного поля.Стратегия разработки мероприятий по восстановлению ГМП зависит от объема зоны восстановления и степени ослабления поля в данном объеме.

В настоящее время известны активные устройства восстановления ГМП. Все они основаны на использовании катушек Гельмгольца. Катушки располагаются на стенах, полу и потолке внутри помещения. Недостатки активных устройств очевидны: взаимодействие магнитного поля катушек с ферромагнитным экраном помещения, что снижает эффективность экранирования; малый объем восстановленного ГМП; большая потребляемая мощность и опасность отключения электропитания.

Ниже рассмотрен метод восстановления ГМП путем размещения в рабочей зоне элементов ферромагнитных полос (или труб), выполненных из магнитотвердой стали с коэрцитивной силой не менее Н_с 1-5 кА/м. Форма элементов изображена на рисунке 3.

Длины горизонтальных и вертикальных частей пропорциональны напряженности составляющих ГМП открытого пространства для данной местности. При перемещении этих элементов на периферии рабочего места, одновременно контролируя магнитометром суперпозицию вектора напряженности Н_ГМП и угла наклонения I_Э, добиваются получения в объеме защищаемого пространства показателей Н_ГМП, соответствующего нормативу. При необходимости проводят контроль и обеспечивают дополнительный показатель – градиент Н_гр ГМП по требованиям заказчика в защищаемом пространстве рабочего места.

Парные элементы восстановления «└» и «┐», могут быть выполнены из полосы магнитотвердой стали толщиной не менее 2-х мм и шириной не менее 20 мм, или прямоугольной трубы, или другого профиля, или набраны из коротких полос 0,4-0,6 м, соблюдая чередующуюся полярность север-юг, собственной намагниченности, встык через тонкую изоляционную прокладку 0,05-0,10 мм, например из лавсана.

Элементы восстановления устанавливают на вертикальных диэлектрических стойках, выполненных, например, из дерева, имеющих возможность передвижения по полу помещения, вектором собственной намагниченности, направленным вниз для северного полушария Земли.

На рис. 3 показано устройство восстановления ГМП, содержащее элементы 1 и 2, ось которых располагают вдоль направления вектора ГМП открытого пространства.

Рис. 3. Парные элементы восстановления ГМП и их расположение в экранированном боксе для одного рабочего места

В локальных местах защищаемого пространства, местах искажений ГМП на конструкционных частях рабочего места укрепляют короткую полосу магнитотвердой стали (Н_с 5кА/м), восстанавливая показатели Н_ГМП. Например, таким путем удается восстановить необходимые параметры Н_ГМП в ногах и бедрах водителей транспортного средства, чтобы снизить риск его засыпания за рулем.

Помимо рассмотренных выше способов восстановления приемлемых для достаточно больших объемов могут быть использованы методы локального восстановления с помощью магнитов закрепляемых на металлических элементах. Так, например, установка компенсирующих магнитов на педали, полосы магнитотвердой стали.