что не пропускает электромагнитные волны
Как защититься от электромагнитного излучения в квартире?
Что такое электромагнитное излучение?
Хотя без специальных приборов такое излучение обнаружить невозможно, оно может оказывать негативное воздействие на здоровье человека при повышении пороговых значений. Наиболее опасными считаются сверхвысокочастотные гамма волны – это один из главных компонентов радиации.
Но встретится с источником высокой радиоактивности в обычной жизни практически невозможно. А вот бытовые приборы и средства связи окружают нас постоянно. Многие из них являются довольно мощными источниками радиоволн и электромагнитных излучений (ЭМИ) других диапазонов.
Источники электромагнитного излучения в квартире
Благодаря развитию технологий, в последние годы в квартирах и домах появилось огромное количество электроприборов. Многие из них являются источниками достаточно мощных полей. К ним можно отнести:
Даже обычный фен, утюг и другие подобные приборы при работе излучают ЭМП, но их мощность невысока и серьезного загрязнения не создает.
Источники излучения на улице
Любой житель города ежедневно сталкивается с множеством источников электроизлучения выходя на улицу. К наиболее мощным относятся:
Эти и другие источники ЭМП в сочетании друг с другом создают достаточно высокий фон излучения, который может быть опасным для здоровья. Даже расположенное под землей метро является таким источником. Ведь поезда метрополитена работают на электричестве. При этом излучают вдвое больше ЭМИ чем трамваи либо другой электротранспорт.
Источники излучения на рабочем месте
К мощным источникам ЭМИ, с которыми можно столкнуться на рабочем месте относят:
Нормы электромагнитного излучения на рабочем месте устанавливаются государством и контролируются специальными службами.
Как и чем измерить электромагнитное излучение в квартире?
Выяснить уровень электромагнитного загрязнения в помещении можно двумя способами:
Важно понимать, что прибора, измеряющего электромагнитное излучение во всем диапазоне частот нет. Создать такой универсальный датчик невозможно, так как физические свойства ЭМП разных частот сильно отличаются. Поэтому такие устройства (особенно бытовые) работают в достаточно узком спектре частот и не всегда могут выявить повышенный фон.
Нормы электромагнитного излучения для человека
Предельно допустимая нагрузка ЭМИ зависит от его частот. Нормы электромагнитного излучения регулирует Санпин (2.2.4.1191-03), в нем прописаны предельные уровни для волн разных частотных диапазонов.
Например, для спектра частот от 30 кГц до 300 МГц предельными считаются такие значения:
Чем опасно электромагнитное излучение для человека?
ЭМИ может существенно влиять на работу практически всех органов и систем. Особенно подвержена негативному воздействию нервная система и головной моз г. Это связано с электрической природой нервных импульсов. При длительном нахождении в областях с повышенным электромагнитным фоном повышается риск развития депрессии и других заболеваний ЦНС.
Некоторые спектры частот способны существенно изменять работу организма на клеточном уровне. Существуют исследования, которые показывают непосредственную связь повышенного воздействия высокочастотного радиоизлучения и риска развития раковых заболеваний.
Механизм такого воздействия основан на том, что молекула ДНК в процессе деления клетки может получить существенный статический заряд, и выступать в качестве мини-антенны поглощающей волны разных длин спектра. Результатом становятся ошибки при ее копировании. Как следствие – возникновение мутаций и преобразование клетки в раковую либо ее гибель.
Страдают и другие органы, системы органов. Это связано с тем, что все процессы жизнедеятельности клетки, по сути, имеют электрохимическую природу. Поэтому повышенный фон электромагнитного излучения вреден для всего организма, может существенно нарушить баланс и регуляторные взаимодействия между клетками и органами, приводя к самым различным заболеваниям.
Как снизить электромагнитное излучение в квартире?
Чтобы избежать возникновения болезней от электромагнитного излучения, необходимо предпринимать меры по ограничению их воздействия на бытовом уровне. Часть из них довольно просты и не потребуют серьезных усилий либо вложений средств. К ним относятся:
Важно понимать, что даже неработающий прибор, подключенный к сети является источником ЭМП. При наличии соединения с сетью на концах шнура образуется разность потенциалов, он становится источником излучения. Хотя мощность его невелика, таких приборов в средней квартире может быть до нескольких десятков. А их суммарное излучение достичь опасных для здоровья величин.
Поэтому после использования электроприборы лучше физически отключать от сети. Это принесет не только пользу для здоровья, но и снизит риск возникновения пожара.
Существуют и другие способы без особых затрат снизить уровень электромагнитного фона в квартире. В их число входят:
К простым средствам можно отнести, грамотную расстановку мебели и электроприборов в квартире. Желательно, чтобы расстояние от них до мест постоянного пребывания человека (кровать, диван, обеденная зона) составляло не менее 1,5-2 м. Этого расстояния будет достаточно для заметного снижения фонового излучения. При расстановке мебели важно учесть расположение кабелей в стенах. Не стоит устанавливать кровать рядом розеткой, идущими к ней в стене проводами.
Технические средства для снижения электромагнитного загрязнения
К наиболее эффективным решениям можно отнести:
Важно понимать, что использование экранирующих сеток, красок может заметно снизить уровень приема мобильного телефона внутри квартиры. В результате сильно снизиться качество связи, либо аппарат вообще потеряет возможность соединятся с вышкой оператора.
Причем при снижении уровня сигнала современные смартфоны заметно наращивают мощность излучения, поэтому эффект от таких радикальных решений может быть отрицательным. Прежде чем использовать эти дорогостоящие методы защиты нужно проконсультироваться со специалистами и провести профессиональное измерение фона в помещении.
Только после этого нужно принимать решение о методах борьбы с излишним фоновым излучением. В большинстве случаев будет достаточно простой перестановки мебели и уменьшения количества работающих одновременно электроприборов.
Видео по теме:
Как защититься от электромагнитного излучения?
Электромагнитная энергия – неотъемлемая часть жизни современного человека. К источникам электромагнитного излучения (ЭМИ) следует отнести смартфоны, планшеты, компьютеры и большую часть бытовой техники. Последствием долгого пребывания в такой среде становится не только головная боль, но и более серьёзные заболевания: опухоли, неправильная работа гормональной системы и некоторые патологические изменения. Защита от электромагнитной энергии обязательна не только на производстве, но и на улице, на работе и даже дома.
Основные источники электромагнитного излучения
С глобальным развитием цифровой техники источники электромагнитных колебаний окружают нас практически везде. Постоянное ношение мобильного телефона, использование ПК на работе и простая поездка в электромобиле становятся серьёзной биологической опасностью для нашего организма.
Распространённые источники электромагнитного излучения
Для снижения уровня электромагнитного загрязнения, необходимо узнать основные его источники и постараться меньше контактировать с ними в дальнейшем.
В помещениях
Перечень приборов бытового и промышленного предназначения с наибольшей интенсивностью излучений:
Даже нахождение в помещение с разветвлённой электрической проводкой приведёт к нежелательному облучению. Каждый провод, пропускающий электрический ток, также становится причиной вредных воздействий.
Источники ЭМИ в стандартной квартире
На улице
Но не только в помещениях на человека воздействуют электромагнитных волн различных длин и диапазонов. Нежелательное облучение происходит на улице, в торговом центре и даже в общественном транспорте. Приведём несколько примеров:
Даже поездка в обыкновенном троллейбусе оставит некоторые последствия для самочувствия. Самым вредным считают посещение метро — по своему негативному воздействию оно в 2 раза превышает пребывание в любой разновидности электротранспорта. Электрокары также нельзя отнести к абсолютно безопасному, в плане электромагнитного излучения, типу передвижения. Длительное пребывание в электромобиле можно сравнить с несколькими часами работы за компьютером.
Общие правила защиты от ЭМИ
Надеяться на тот факт, что от воздействия ЭМИ ещё никто не умирал, не стоит. Прямое или косвенное электромагнитное излучение создаёт непоправимые изменения в человеческом организме. Поэтому следует минимизировать количество вредных влияний источников ЭМИ и узнать общие правила защиты.
Самый простой способ – резко сократить расстояние до электромагнитного источника. По внешним его габаритам и принципу действия можно судить о степени вредности. Например, от компьютера достаточно отстраниться на 20-30 см, а от высоковольтной линии передач с большой мощностью излучения следует отбежать на 25-30 метров. Следует обращать внимание на более мелкие источники: отодвигать смартфон от своей подушки на 10-15 см и полностью отказаться от Bluetooth-гарнитуры.
Существует ещё один вариант минимизации электромагнитного излучения – снизить время пребывания рядом с любыми источниками ЭМИ. Проводить за экраном монитора не несколько часов, а по 30-40 минут, делая полезные для глаз перерывы. Отказаться от постоянного сёрфинга в интернете и переписки в социальных сетях. Даже включив простую микроволновую печь, не надо постоянно стоять рядом с ней – лучше заняться другими, более полезными делами.
Выключенный, но подсоединённый к сети бытовой прибор также относится к источнику излучения. На концах шнура действует разница потенциалов, создающая вокруг себя электромагнитное поле. А если такой прибор не один, а их несколько в небольшой по своим габаритам квартире? Суммарное воздействие маломощных бытовых приборов через несколько лет станет причиной плохого самочувствия, недосыпания и массы других негативных моментов.
Такие простые способы помогут на порядок снизить воздействие источников ЭМИ и уберечь себя от скорых проблем со здоровьем.
Методы и технические решения защиты от излучения
После ознакомления с общепринятыми правилами по защите от опасного воздействия ЭМИ, следует переходить к узконаправленным техническим решениям. Не всегда простое выключение бытового прибора из розетки приведёт к снижению интенсивности электромагнитного поля в помещении. Иногда следует приобрести устройства или материалы, способные обеспечить эффективное экранирование от опасного излучения.
В частном доме и квартире
Своя квартира или дом – это место, где большая часть людей проводит много времени. И не важно, это отдых или решение бытовых проблем. Защитить своё жилище от пагубного ЭМИ-излучения – первая задача, которую должен поставить перед собой ответственный хозяин.
Перечень технических процедур и решений, помогающих снизить воздействие ЭМИ:
Отдельно следует остановиться на спальне. Многие хозяева квартир и частных домов покупают электрические одеяла с низкой частотой колебаний при работе. Пользоваться подобными электромагнитными вещами следует как можно реже, устанавливая самый низкий уровень мощности.
Уровни или степень облучения у каждого человека разные, поэтому лучше отставить кровать от того места, где в стене проложена электропроводка. Длительное нахождение рядом с проводом, проложенным в стене, через несколько лет приведёт к ухудшению физического здоровья. Кровать должна находится не менее чем в двух метрах от таких мест.
В офисе и на производстве
Основная проблема любого офиса – большое количество мобильных телефонов и компьютеров. При таком количестве, отдельные электромагнитные волны складываются в общий фон и воздействуют на людей. Результат: слишком быстрая усталость организма, повышенная сонливость, малая производительность.
Первое, что необходимо сделать – защитить себя от воздействия низкочастотных волн экрана компьютера. Надо установить защитный экран, выполненный в виде мелкой металлической сетки. Принцип такого экрана похож на клетку Фарадея – он вбирает в себя вредное электромагнитное излучение, защищая пользователя.
Важно обратить на материал экрана компьютера. Наименее вредные ЖК-дисплеи, после них меньше устают глаза, а электромагнитный уровень в пределах допустимого. Но верить в то, что ЖК-экраны абсолютно безопасны, тоже не стоит.
Кондиционеры, электрические чайники, неоновые лампы, в общем всё, что проводит электрическую энергию, излучает электромагнитные импульсы. От таких источников следует отдалиться не менее чем на 1.5-2 метра.
Несколько способов защиты от ЭМИ на производстве:
В некоторых сферах производства применяется лазерное излучение, что по своему негативному воздействию очень похоже на ЭМИ. Способы защиты от него практически ничем не отличаются: спецодежда, переносные или стационарные экраны, специальная защитная сетка.
Искусственные источники ЭМИ наносят наибольший вред при постепенном воздействии на протяжении длительного времени. Поэтому контакт с любыми электронными приборами следует минимизировать или полностью исключить.
Пара полезных советов
Чтобы меньше думать о том, как защитить себя от электромагнитной энергии, необходимо прислушаться к нескольким полезным советам:
Методы защиты от электромагнитного излучения
Все жители земли находятся в зоне действия различных излучений. К естественным источникам (солнечное излучение, радиационный фон земли, электромагнитные волны атмосферных явлений), организм человека адаптирован, это нормальная среда обитания. А вот искусственные генераторы излучения — это проблема для организма.
Какие источники электромагнитного поля (ЭМП) имеются вокруг
Отдельно перечислим источники прямого излучения для передачи информации
И это лишь приборы, окружающие нас в помещении. То есть, расположенные в непосредственной близости. На эту опасность мы можем как-то повлиять, оптимизируя режимы использования. В данном случае – защита от электромагнитных волн находится в пределах ответственности собственника здания.
Уличные источники излучения
Мы не будем говорить о радиации: (атомные станции, корабли, подводные лодки с ядерным реактором). А также места добычи, переработки и утилизации ядерного топлива и вооружения. В этих регионах уровень радиоактивного облучения контролируется специальными службами. От нас с вами зависит лишь выбор: находиться в этом месте или нет (проживание, служба, работа).
Такие зоны имеют характер точечного размещения, в отличие от источников электромагнитных волн.
Все вышеперечисленное не означает, что каждый из нас ежесекундно подвергается смертельной опасности. Однако мы должны знать, как защититься от ЭМП. Или как минимум, минимизировать его воздействие на организм. Для этого вовсе не обязательно применять специальные средства защиты от электромагнитного излучения.
Как защититься от электромагнитного поля в быту
Почему именно в быту? На предприятиях, где персонал подвергается воздействию электромагнитного поля, работают специальные службы. В зону их ответственности входит:
Деятельность таких служб контролируют надзорные органы. А для нас вами существуют лишь нормы СЭС, и здравый смысл при использовании домашних электроприборов.
Какие способы защиты от электромагнитного излучения можно применить в домашних условиях? Существует три основных направления защиты:
Защита временем
Многие помнят, как устранялись последствия аварии на Чернобыльской АЭС. Спасатели работали по строго контролируемому графику: организм относительно безопасно может перенести определенную дозу излучения. Это как загар на пляже: время принятия солнечных ванн регламентировано врачами. Иначе последствия могут быть печальными.
То же самое касается излучения от электроприборов. Общий принцип такой:
Практически это выглядит так:
Защита расстоянием и направлением
Соблюдать этот метод и просто, и сложно. Если вы точно знаете, где расположен активный источник излучения, находитесь от него как можно дальше. В глобальном понимании проблемы — не следует приобретать жилье в зоне действия линий электропередач, на первой линии от городских улиц (с троллейбусными проводами), в непосредственной близости от промышленных объектов или трансформаторных подстанций.
Дополнительные средства защиты от электромагнитного излучения
Разумеется, мы не будем обсуждать металлизированные сетки для ношения мобильного телефона в кармане, или мифические нейтрализаторы излучения в виде нефритовых пирамидок. Эти «средства защиты» были популярны в эпоху дикого рынка 90-х годов. Различные активные «постановщики помех» — также не более, чем эффективное средство для извлечения денег у клиента. Кроме того, любой электроприбор, а тем более с излучателем — это еще один источник электромагнитных волн.
Важно!
С точки зрения теории и практики распространения радиоволн (а также любого другого электромагнитного излучения), единственный способ защиты — это токопроводящий экран, заземленный согласно Правилам устройства электроустановок.
Как применить метод на практике
Правда у этих средств защиты есть побочный эффект: сквозь такие стены и окна не пробивается сигнал сотовой связи. Радио и телепередачи также будут приниматься лишь на внешнюю антенну. С учетом пользы для здоровья, это не проблема.
Как понять, подвергаетесь ли вы опасности излучения ЭМП
Предупрежден — значит вооружен. Постарайтесь максимально точно узнать все о ваших электроприборах в плане воздействия электромагнитного поля. Возможно, понадобится пригласить специалистов СЭС. Затраты на выявление вредоносных приборов окупятся сохранением здоровья.
Это касается вашего жилища. На территории общего пользования, а также на предприятиях (в конторах), действуют санитарные нормы. Если у вас есть подозрение, что эти нормы нарушаются (немотивированное ухудшение состояния, помехи на телевизоре, музыкальном проигрывателе) — обратитесь в подразделение СЭС. Либо вы получите утешительный ответ, что вашему здоровью ничего не угрожает, либо ответственный орган примет меры по устранению опасности.
Видео по теме
Что не пропускает электромагнитные волны
Электронный научный журнал «ТРУДЫ ВИАМ»
ФЕДЕРАЛЬНОЕ ГОСУДАРСТВЕННОЕ УНИТАРНОЕ ПРЕДПРИЯТИЕ
«ВСЕРОССИЙСКИЙ НАУЧНО-ИССЛЕДОВАТЕЛЬСКИЙ ИНСТИТУТ АВИАЦИОННЫХ МАТЕРИАЛОВ»
НАЦИОНАЛЬНОГО ИССЛЕДОВАТЕЛЬСКОГО ЦЕНТРА «КУРЧАТОВСКИЙ ИНСТИТУТ»
ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НАУЧНЫЙ ЦЕНТР РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ
Авторизация
Статьи
Статья посвящена обсуждению необходимости и возможности создания радиопоглощающих материалов, эффективных в диапазонах рабочих частот наиболее распространенных базовых станций сотовой связи, на основе отделочных строительных материалов. Работы велись в направлении теоретических и экспериментальных исследований образцов радиопоглощающих структур на основе отделочных строительных материалов и выбора радиопоглощающих наполнителей.
Введение
В соответствии со стратегическими направлениями развития материалов и технологии их переработки на ближайшие 20 лет [1] большое внимание в работах [2–4] уделено композиционным и функциональным материалам и их применению в авиа- и ракетостроении. Однако в последнее время композиционные и функциональные материалы, ранее применявшиеся практически только в авиа- и ракетостроении, все шире начинают применяться в быту.
Данная статья посвящена вопросам уменьшения уровня излучения базовых станций сотовой радиосвязи в помещениях, находящихся вблизи этих станций. Базовые станции (БС) – один из основных элементов системы сотовой радиосвязи. Они поддерживают связь с находящимися в зоне их действия мобильными радиотелефонами и работают в режиме приема и передачи сигнала. В зависимости от стандарта связи БС излучают электромагнитную энергию в диапазоне частот от 463 до 1880 МГц, а в последнее время и выше. В статье рассматриваются наиболее широко используемые поддиапазоны частот: 860–960 и 1710–1880 МГц.
Антенны БС устанавливают на уже существующих постройках (общественных, служебных, производственных и жилых зданиях, дымовых трубах промышленных предприятий и т. д.) или на специально сооруженных мачтах. Исходя из требований построения системы сотовой связи основная энергия излучения (˃90%) сосредоточена в довольно узком «луче». Он всегда направлен в сторону от сооружений, на которых находятся антенны и выше прилегающих построек, что является необходимым условием для нормального функционирования системы. Тем не менее из-за относительно коротких длин волн, используемых в сотовой связи (33 и 17 см), возможно их отражение, преломление. Это может приводить к тому, что, отражаясь от поверхности зданий, построек, стен в помещениях, они могут концентрироваться и создавать в жилищах так называемые «горячие пятна». Особенно опасно их сосредоточение в области расположения спальных мест, мест отдыха в квартире и мест длительного пребывания людей.
Согласно накапливающимся данным наибольшую опасность для человека представляет пульсирующее микроволновое излучение. Из принятых в РФ стандартов к последним относятся GSM-900 и CDMA-2000 – это так называемая цифровая техника. Она обеспечивает гораздо лучшее качество связи, обладает лучшей помехозащищенностью, предоставляет пользователю дополнительные сервисные возможности. Поскольку основу цифровой техники составляет представление информации в виде чередования и комбинации нулей и единиц, то в системе сотовой связи роль единицы выполняет импульс несущей составляющей. Их чередование и количество и приводит к появлению пульсирующего напряжения. Опасность пульсирующего микроволнового излучения в том, что оно способно проявлять так называемое информационное воздействие. Частота передачи сигналов по средним волокнам нервных пучков организма человека составляет 250 Гц, а по тонким: 2000 Гц. Эти частоты совпадают с теми частотами повторения импульсов, которые генерируют базовые станции сотовой связи и, следовательно, их совпадение может быть сопряжено с определенными нарушениями в функционировании нервной системы.
В настоящее время подавляющее большинство ученых считают, что электромагнитное излучение отрицательно влияет на здоровье человека и является причиной целого ряда заболеваний, в первую очередь онкологических, нервной и сердечно-сосудистой систем. Особенно подвержены воздействию электромагнитного излучения дети, беременные женщины и люди, страдающие аллергией.
Хотя интенсивность излучаемого ЭМП БС мала по сравнению, например, с интенсивностью излучения радиолокатора или телевизионного центра, но ситуация, в которой происходит непрерывное и тотальное облучение населения ЭМП является новой для гигиены и радиобиологии, поэтому однозначного ответа о его потенциальном вреде пока никто дать не может. Возможные последствия могут проявиться через несколько лет продолжительного облучения, и особенно на новом поколении. С учетом недостаточных знаний о возможных последствиях воздействия ЭМП Всемирная организация здравоохранения рекомендует придерживаться предупредительного принципа и избегать ситуаций повышенного риска облучения ЭМП.
Более подробно вопросы вредности излучения БС изложены в работах [5–13]. В данной статье проблему уменьшения уровня СВЧ излучения БС сотовой связи предлагается решать путем введения радиопоглощающих компонентов в отделочные материалы.
Материалы и методы
Проведены исследования возможности разработки структур на основе обычных отделочных строительных материалов (штукатурка, шпатлевка, грунтовка и краска). Для придания этим материалам экранирующих и радиопоглощающих свойств предложено ввести компоненты, в которых происходит поглощение энергии электромагнитных волн (ЭМВ). Введение металлических элементов может обеспечить экранирование от СВЧ излучения БС только за счет отражения ЭМВ, что приводит к переотражению от стен зданий и возможному фокусированию лучей отраженной волны в определенных точках. Введение же элементов, поглощающих электромагнитную энергию, обеспечит дополнительное уменьшение энергии СВЧ излучения и устранит эффект фокусирования.
Полученные материалы можно использовать при строительстве и отделке жилых и административных комплексов с пониженным уровнем воздействия СВЧ излучения. В первую очередь удобно использовать штукатурки, шпатлевки и в меньшей степени грунтовки и краски. На основе штукатурок и шпатлевок можно создать материалы как экранирующие, так радиопоглощающие, принимая во внимание, что штукатурка наносится довольно толстым слоем
5–15 мм, а шпатлевка – от 1,5–2 до 5–6 мм. Краски и грунтовки имеют небольшую толщину нанесения
0,1 мм, а иногда и меньше, поэтому на базе красок и грунтовок можно создать материалы экранирующего типа. Правда, в последнее время в строительной индустрии стали применяться дорогие лакокрасочные покрытия, толщина которых ˃1 мм, для окрашивания фасадов и отделки офисных помещений. При такой толщине покрытий возможно создание уже достаточно эффективных радиопоглощающих материалов.
В качестве добавок, обеспечивающих поглощение электромагнитной энергии, можно вводить наполнители диэлектрического типа, например, углеродсодержащее волокно определенной длины и концентрации [14–16]. Наполнители такого типа характеризуются удельным сопротивлением и диаметром волокна. Чем меньше удельное сопротивление волокнистого наполнителя, тем больше должна быть длина элементарного волокна и меньше его объемная концентрация. При разработке радиопоглощающих и экранирующих материалов используются, как правило, науглероженное или углеродсодержащее волокно (УСВ) и металлические волокна на основе микропровода из металлов и сплавов. Из вышеуказанных наполнителей самое высокое удельное сопротивление имеют науглероженные волокна и, следовательно, меньшую длину резки по сравнению с углеродными волокнами и микропроводом при работе материала в одном и том же частотном диапазоне. Малая резка наполнителя позволяет использовать его при создании экранирующих материалов на основе красок и грунтовок. Наполнитель на основе микропровода является наиболее перспективным для экранирующих материалов, но достаточно дорог по сравнению с УСВ.
Радиопоглощающий материал можно также создать, вводя в связующее на базе штукатурки или шпатлевки магнитный наполнитель, например, порошок феррита. Количество магнитного наполнителя ограничивается изменением физико-механических свойств исходного раствора [17].
Стена здания, штукатурка, шпатлевка и краска для проходящей ЭМВ представляют собой многослойную структуру с диэлектрическими характеристиками каждого слоя, отличающимися друг от друга. Введение в эти слои таких радиопоглощающих компонентов, как сажа, науглероженное волокно, феррит, порошок карбонильного железа, приведет к тому, что при прохождении ЭМВ через эти слои, ее энергия будет убывать. Таким образом, уменьшение энергии ЭМВ при ее прохождении через стену здания (экранирование) происходит частично из-за ее отражения от стены, частично из-за поглощения. Степень отражения ЭМВ от стены и между слоями определяется величиной их диэлектрической и магнитной проницаемости, а поглощения – углами диэлектрических и магнитных потерь. При исследовании процессов, связанных с переменными токами и электромагнитными волнами определенной частоты, величины токов, напряжений, напряженности электрического и магнитного поля выражают комплексными величинами. Это позволяет при выполнении операций с этими величинами с целью расчетов электродинамических параметров математических моделей структур учитывать разность фаз этих величин. Отношение комплексных напряжений и токов или напряженности электрического магнитного поля тоже является величиной комплексной – комплексное сопротивление или проводимость. Наличие потерь энергии ЭМВ в среде определяется комплексным характером величины ее диэлектрической и/или магнитной проницаемости. Для придания отделочному материалу экранирующих и радиопоглощающих характеристик в него вводили нарезанное углеродсодержащее волокно и/или порошок феррита. Относительная диэлектрическая проницаемость композиции материала штукатурки, шпатлевки и краски, наполненных волокном, является комплексной величиной со значительной мнимой частью, которая и определяет ослабление энергии ЭМВ при ее прохождении через среду. Относительная магнитная проницаемость штукатурки и шпатлевки, наполненных порошком феррита, тоже имеет значительную мнимую часть.
Для оценки экранирующих и поглощающих свойств строительных конструкций путем введения в отделочные материалы радиопоглощающих компонентов проведены сравнительные расчеты коэффициента прохождения отдельных элементов математических моделей этих конструкций с радиопоглощающими компонентами и без них, а также – коэффициента прохождения и коэффициента отражения примера математической модели структуры, изображенной схематически на рисунке.
Коэффициент прохождения – Kпр=Pпр/Pпад, где Pпр и Pпад – плотность потока мощности, прошедшей и падающей ЭМВ соответственно; коэффициент отражения – Kотр=Pотр/Pпад, где Pотр – плотность потока мощности отраженной ЭМВ.
При расчете коэффициентов прохождения и отражения использовали расчетные формулы, приведенные в работе [18]. Диэлектрическую и магнитную проницаемость отделочных материалов рассчитывали на основе формул, полученных в работе [19] методами, описанными в статьях [21–25]. В этих формулах учитывается диэлектрическая проницаемость отделочных материалов, объемная концентрация радиопоглощающих компонентов, их геометрические и электрофизические параметры. Расчеты проводили в частотных диапазонах сотовой связи: 850–1000 и 1700–1880 МГц. Результаты расчетов коэффициентов прохождения и отражения различных вариантов структур штукатурки приведены в табл. 1.
Результаты расчетов коэффициентов прохождения/отражения различных вариантов структур штукатурки
Условный номер варианта
Значения коэффициентов, %*, при частоте, МГц