Теплый дом - Центр экологической политики и культуры

Министерство экологии и природных ресурсов Республики Татарстан
Министерство образования и науки Республики Татарстан
Академия наук Республики Татарстан
ГАОУ ДПО «Институт развития образования Республики Татарстан»
Общественная палата Республики Татарстан
Общероссийская общественная организация
«Центр экологической политики и культуры»
Исследовательская работа
на тему:
«Теплый Дом»
Номинация:
Научно – исследовательские проекты в области
энергоресурсосбережения
Выполнил:
Кашапов Ленар Наилевич
Ученик 8Д класса
МАОУ ФМЛ №131 г. Казань
Казань-2010
Содержание:
Введение
3
1.Энегроэффективность
4
2.
1.1.Системы отопление
4
2.Энергосбережение
9
2.1.Теплозащитное покрытие «ТЗП»
9
2.2.Низкоэмиссионное стекло
10
2.3.Эковата
12
3.Экологичность
14
3.1 ИК излучение
14
3.2.Биологическое воздействие
14
Вывод
17
2
Введение
В этой работе мы решили обратить ваше внимание на современные, экологические и
экономически выгодные технологии снабжения тепловой энергией. Данная работа
посвящена комплексному применению энергосберегающих и энергоэффективных
отопительных систем.
Почему нужны энергосберегающие и энергоэффективные системы?
Наша страна находится в холодных климатических условиях – это географический
фактор, от которого никуда не деться. По этой причине мы потребляем много тепловой
энергии. В основном она расходуется на отопление жилых и производственных
помещений. Проблема в том, что большая часть вырабатываемого тепла используется
неэффективно, из-за того, что системам отопления и энергосбережения уделялось мало
внимания по причине низкой стоимости топлива. Так сказать, дешевое тепло выработало
привычку его не экономить. Сейчас же, теплосбережение стало самой насущной
энергетической и экономической задачей.
Как можно “создать” тепло?
В наше время пользуется большим спросом стационарные водяные отопительные системы.
Но они не экологичны и не энергоэффективны.
Для большей экологичности и энергоэффективности нужно использовать обогреватели,
где основа обогрева лежит на применении ИК излучения – излучения близкое к
излучению солнца.
Обогреватель нагревает не сам воздух, а предметы, находящиеся в поле действия
обогревателя. Во время обогрева не происходит конвекции, поднимающей пыль, что
положительно влияет на дыхательную систему человека.
Как можно сохранить тепло в доме?
Большая часть энергопотерь приходится на окна приблизительно 46 %. Для сокращения
энергопотерь помещения возможно использование стеклопакетов. Второе место по
энергопотерям это стены приблизительно 26%. Для сокращения энергопотерь помещения
возможно использование различных теплоизоляционных материалов.
Почему работа названа “Теплый дом”?
Совокупность все представленных систем энергосбережения и отопления снижают
энергопотери на 80 - 90%. Для нашей страны это очень выгодный по экологическим и
экономическим показателям проект.
3
1.Энергоэффективность
1.1.Системы отопления.
Отопление горячей водой.
Из всех отопительных систем радиаторные водяные системы являются наиболее
распространенными, особенно в жилых и общественных зданиях. Система водяного
отопления может быть гравитационной или насосной. Системы водяного отопления с
естественной (гравитационной ) циркуляцией имеет ограниченную область применения.
Их используют для отопления квартир или отдельных малоэтажных зданий. Возможно
использование этих систем в зданиях, где недопустимы вибрация и шум. В системах с
естественной циркуляцией, предпочтение отдается верхней разводке подающих
магистралей и большей разнице отметок между термоблоком и нагревательными
приборами, потому как движущей силой здесь является плотность горячей и обратной
воды. Необходимо иметь в виду, что здание, оснащенное гравитационной системой, всегда
предполагает наличие расширительного бака, расположенного в верхней части здания.
Насосное отопление получило наиболее широкое распространение.
При централизованном теплоснабжении есть три способа присоединения систем
отопления к наружным теплопроводам. И все эти системы являются насосными, хотя
насос может и не устанавливаться в отапливаемом здании. В таком случае в систему
отопления вода подается установками централизованного теплоснабжения.
Первая система - это открытая схема присоединения системы отопления со
смешиванием сетевой и обратной из системы отопления воды. Смешивание обратной
воды из системы отопления с высокотемпературной водой из наружного подающего
трубопровода осуществляется при помощи насоса.
Вторая система - это прямоточная схема присоединения системы отопления к
наружным трубопроводам. Такая система имеет место в том случае, когда температура
поступающей воды не выше допустимой нормы в отопительной системе. При такой
системе отопления здания обслуживаются одной небольшой котельной.
Третья система - закрытая схема присоединения насосного водяного отопления. Эта
система близка к схемам местного теплоснабжения. В таких системах используется
высокое давление или циркуляционный насос. Из всех этих трех схем наиболее
распространенной является прямоточная схема. В основном однотрубные системы
лишены возможности не только индивидуального регулирования теплоотдачи
отопительных приборов, но и учета тепла расходуемого на отопление помещения. Но
теперь появились ''современные'' дома, в которых уже есть приборы для регулирования
теплоотдачи и счетчики по учету тепла. Конвективное отопление потеряло свое удобство,
комфорт. Оно стало невыгодным. Большие потери тепла возникают при транспортировке.
Около половины тепловых сетей находятся в аварийном состоянии и требуют ремонта и
замены.
Преимущества над другими системами отопления:
1. Относительно низкая температура поверхности радиаторов и трубопроводов.
2. Простота обслуживания и ремонта.
3. Значительный срок службы.
Недостатки:
1. Неэкономично. Для создания комфортных температурных ощущений человека
достаточно прогреть зону его обитания – нижнюю часть помещения. Воздух, нагреваясь
от радиатора, поднимается наверх и, остывая опускается вниз. И получается, в верхней
части комнаты температура будет составлять 240C, в средней -180С, в нижней-160С.
Большая часть тепла уходит на прогрев верхней части комнаты (рис. 1).
4
Рисунок 1.Стационарное отопление.
2. У тепловых магистралей плохая изоляция и много тепла, много энергии тратится зря на нагрев земли и улицы.
3. Неэкологично.
А) Большое количество продуктов сгорания выбрасывается в окружающую среду (ТЭЦ).
Б) При конвекционном отоплении происходит перемещение воздуха для повышения
теплоотдачи, поэтому пыль и другие атмосферные загрязнения циркулируют.
4. Трубы и радиаторы занимают большую полезную площадь.
5. Зимой, когда градусник термометра показывает - 30-350С, многие трубы и радиаторы
“лопаются” и приходят в негодность.
Воздухонагреватели.
Воздухонагреватели подразделяются на рекуперативные (РВ) и смесительные (СВ).
В рекуперативных нагреваемый воздух и продукты сгорания разделены поверхностью
теплообмена, а в смесительных - нагретое рабочее тепло представляет собой смесь
продуктов сгорания с воздухом. Воздухонагреватели РВ, выпускаемые в России,
представляют собой в большинстве "точечный " источник энергии, так как выпускают
нагретый воздух в разные стороны своего корпуса. Они ориентированы, в основном, на
отопление офисов, павильонов, магазинов, салонов. Особое место занимают СВ.
Применяются они для сушки лакокрасочных покрытий, зерна, изделий из бумаги и
картона, полученных путем влажного прессования. Основой их конструкции является
газогорелочные устройства мощностью 150 , 500 кВт.
Рекуперативные воздухонагреватели
преимущества над другими системами отопления:
1. Низкая цена, которая достигается за счет снижения накладных расходов на
производстве.
2. Широкий параметрический ряд РВ.
3. Максимальное значение коэффициента полезного действия каждого типа, которая
достигается применением пластинчатых (вместо цилиндрических) теплообменников, на
поверхность можно нанести выпуклости или впадины при их штамповке для увеличения
К.П.Д.
4. Возможность включения и выключения их в любое удобное время, и фактор
возможности замораживания отсутствует в отличие от отопления горячей водой.
5. Простота обслуживания.
6. Экономичность. Так как газ дешевле электроэнергии.
Недостатки:
Содержание диоксида углерода и оксидов азота на выхлопе. Но СО и NO не превышают
установленных экологами норм.
5
Смесительные воздухонагреватели.
У смесительных воздухонагревателей приблизительно такие же преимущества и
недостатки, только рабочее тепло составляет собой смесь продуктов сгорания с воздухом.
Поэтому температура на выходе может быть получена в широких пределах от40 0С
до8000С.
Электроконвекторы работают, как обычные радиаторные водяные системы отопления,
то есть нагревают воздух, который затем поднимается наверх. Остывший воздух
опускается вниз. Таким образом, создается конвекция воздуха. Они работают на
электрическом токе.
Преимущества:
1.Экономия тепла по сравнению с обычным конвективным отоплением составляет15-20%
2. Экологичность. Отсутствуют продукты сгорания.
3. Электроконвекторы снабжены терморегуляторами в диапазоне температур 5-300С.
Недостатки:
1. Неэкономично в том плане, что большая часть тепла уходит на прогрев верхней части
комнаты.
2. При конвекции воздуха происходит перемещение пыли и других атмосферных
загрязнений.
Электроконвекторы имеют много общего с обычным конвекционным отоплением, но
превосходят его в некоторых вещах.
Кабельные системы отопления – “теплый пол”. С помощью кабельных систем возможно
не только отапливать помещения, но и создать комфортный пол в помещениях, имеющих
традиционную систему отопления.
Электрический греющий кабель “теплого пола“ проектируется в зависимости от
напольного покрытия на 80-150Вт/м2.
Преимущества:
1.Можно поддерживать температуру пола в диапазоне 18-280С.
2. Экологичность. Отсутствуют продукты сгорания.
Недостатки:
1.“Теплый пол“ монтируется при строительстве или капитальном ремонте. Как правило, в
это время нет ясного представления о наличии мебели, и это доставляет некоторые
неудобства.
2.Дороговизна товара. Средняя стоимость 100Вт “теплого пола“ составляет 20-40$.
Монтаж, если предоставить работу профессионалам, увеличит стоимость на 30-50%. В
итоге теплый пол обойдется вам в 30-60$ на 100Вт.
3.Неэкономично в том плане, что большая часть тепла уходит на прогрев верхней части
комнаты.
Инфракрасные обогреватели.
При инфракрасном отоплении в первую очередь нагреваются предметы. Воздух же
нагревается от этих предметов. В результате чего, температура пола оказывается на 1-20С
выше, чем температур воздуха на высоте роста человека (рис. 2).
6
Рис.2
Тепловое излучение представляет собой энергию электромагнитного излучения.
Интенсивность теплового потока и его характеристики непосредственно зависят от
температуры и поверхности излучающих объектов. Чем выше температура, тем короче
длина волны и выше интенсивность излучения. Температура излучающей поверхности
инфракрасных обогревателей колеблется от 1000С до 7500С в зависимости от области
применения. Инфракрасные обогреватели можно разделить на два вида. Первый вид - это
низкотемпературные (100-2000С), предназначенные для жилых и офисных помещений.
Второй - высокотемпературные для помещений с потолком выше 3.5м (более 2000С).
Обогреватель устроен следующим образом: тепло электроносителя передается пластине,
которая 90% энергии преобразует в поток инфракрасного излучения, расходящегося от
пластины к полу и нагревающего его, и лишь 10% тепла уходит на нагрев воздуха,
соприкасающегося с пластиной. Тепловые лучи расходятся перпендикулярно поверхности
теплоизлучающей пластины. Обычно она делается бугристой, что увеличивает площадь
излучающей поверхности в 2-3 раза.
Температура пола оказывается на 1-2 oС выше, чем температура воздуха на высоте
роста человека, и будет составлять 18-19 oС.
Проведенные исследования показали, что с помощью инфракрасных обогревателей
можно создать разные температурные зоны (рабочие места могут иметь температуру,
которая выше чем в другой части помещения), осуществляется быстрый нагрев комнаты.
За счёт значительного снижения затрат на отопление потолочной части и снижения
комфортной температуры на высоте человеческого роста инфракрасное отопление на 2030% экономичнее конвекционного. Инфракрасный обогреватель занимает небольшой
объем помещения – этим достигается экономия полезной площади.
Преимущества инфракрасных систем отопления:
1. Экономичность. Экономия тепла, по сравнению с обычным конвективным отоплением,
составляет 20%-80% . В некоторых случаях и больше.
2. Зонный обогрев. Существует возможность создания разных температурных зон в одном
помещении.
3. Быстрый нагрев помещения - еще один способ сэкономить: в нерабочее время
обогреватели можно отключать. В начале рабочего дня они быстро создадут комфортные
условия для работы.
4. Экологичность. Отсутствуют продукты сгорания. Бесшумные. Отсутствует
необходимость в перемещении воздуха для повышения теплоотдачи, поэтому пыль и
другие атмосферные загрязнения циркулируют значительно меньше.
5. Простота обслуживания. Не требует специального обслуживания. Отсутствуют
движущиеся части, воздушные фильтры и смазки.
6. Экономия полезной площади. Инфракрасные обогреватели могут устанавливаться на
потолке и на стене.
7
По расчетам получается, что экономия тепла достигает 12 712 кВт.
Дом с мансардой 6* 6
Расчетная наружная температура
- -26оС
Продолжительность отопительного периода,
- 213 дней
Теплопотери, Вт
- 9020
Установленная мощность:
Инфракрасное отопление Вт
- 7306
Конвекционное отопление Вт
- 9650
Годовой расход тепла:
ИК отопление кВт
- 12067
Конвекционное отопление кВт
- 24779
Экономия тепла кВт
- 12712
Недостатки:
1)Инфракрасные лучи проходят через стекло, вследствие этого ИК оборудование является
невыгодным для помещений, имеющих большой размер оконных проемов, занимающих
поверхность стены от пола до потолка. Для понижения этого фактора можно использовать
новое низкоэмиссионное покрытие (Литература: «патент на изобретение: новое
низкоэмиссионное покрытие”).
Устройство инфракрасных обогревателей.
Инфракрасный обогреватель состоит из прямоугольного металлического корпуса (1),
покрытого жаростойкой краской с элементами крепления к потолку (2) Монолитный
низкотемпературный нагревательный элемент (ТЭН) из анодированного аллюминия(4),
который обращен к полу. Между корпусом и нагревательным элементом находится
теплоизолятор (5). Крышка (6) в корпусе закрывает клеммник для подключения к сети.
8
2.Энергосбережение
2.1.Теплозащитное покрытие “ТЗП“
Теплозащитное покрытие “ТЗП“
Состав на основе водных акриловых эмульсий, целевых добавок, наполнителей и
пигментов, образующий на защищаемой поверхности полимерное покрытие с низкой
теплопроводностью.
Назначение:
 теплоизоляция трубопроводов, тепловых сетей, котлов и т.д.;
 покрытие оборудования с целью защиты персонала от контактных ожогов
горячими металлическими поверхностями (до 150С);
 антиконденсатное и антикоррозийное покрытие трубопроводов холодного
водоснабжения;
 наружная теплоизоляция зданий и сооружений и внутренняя обработка помещений
с целью предотвращения обмерзания и сырости стен.
Область применения:
 энергетика;
 жилищно-коммунальное хозяйство;
 строительство;
 производства, связанные с воздействием низких и высоких температур;
 в быту.
Получаемый эффект:
 снижение потерь тепловой энергии до 30%;
 высокая адгезия с предотвращением процессов коррозии;
 предотвращает образование конденсата на холодных поверхностях и
трубопроводах;
 экологическая безопасность.
Покрытие обладает гибкостью, пластичностью и высокой степенью сцепления с
основой при низких и высоких температурах..
Физико-механические свойства:
 плотность в жидком состоянии
0,53 – 0,59 г/см3
 плотность готового покрытия
0,3 – 0,4 г/см3
 теплопроводность
0,07 – 0,1 Вт/(мК)
 температурный диапазон эксплуатации
- 40С + 150С

2.2.Низкоэмиссионное стекло
При создании стекла надо учитывать важную вещь – излучательную способность стекла
(эмиссию). Под этим названием понимают способность стекла отражать обратно в помещение
длинноволновое, не воспринимаемое человеческим глазом тепловое излучение, спектр длин волн
которого между 780 Нм и 2500 Нм. Эмисситен поверхности (έ) определяет излучательную
способность стекла. Чем меньше степень эмиссионной способности тела, тем меньше значения
излучения, исходящего от него, тем меньше потери тепла. Уровень излучательной способности
определяется видом твердого тела и свойствами его поверхности. Известно, что гладкая
полированная поверхность металлического тела имеет существенно низкую степень излучения
έ= 0.02 до 0.05, а полированное листовое стекло έ = 0.89. Для того чтобы понизить
излучательную способность поверхность стекла покрывают тончайшим металлическим слоем.
Такие покрытия обеспечивают прохождение в помещение коротковолнового солнечного
излучения, но препятствует выходу длинноволного теплового излучения. В следствии некоторых
физических и технологических причин, в качестве низкоэмиссионного наилучшим образом
оправдало серебросодержащее покрытие.
9
Одной их главных характеристик энергосбережения является излучательная
способность стекла. Под излучательной способностью стекла (эмиссией) понимают
способность стеклянной поверхности отражать длинноволновое невидимое человеческим
глазом тепловое излучение, длина волны которого больше 16 000 нм.
Обычное стекло, как все диэлектрики, является материалом с большой по сравнению с
металлами, излучательной способностью. Это свойство стекла и является одной из причин,
приводящей к потери тепла за счет излучения. Таким образом, изменяя
терморадиационные свойства поверхности стекла, можно изменить его излучательную
способность и тем самым уменьшить потери за счет излучения.
Числовым показателем излучательной способности стекла является эмиссивитет (Е).
Эмиссивитет обычного прозрачного флоат-стекла составляет 0,84, в то время как
эмиссивитет энергосберегающих стекол варьируется между 0,04 — 0,20 в зависимости от
типа покрытия. Поэтому стекло с низким эмиссивитетом называют «низкоэмиссионным»
или «Low-E» (от англ. «Low Emission» - «низкая эмиссия»).
Чем ниже эмиссивитет стекла, тем выше его способность отражать тепловое излучение
обратно в помещение, или, иными словами, тем меньше теплообмен между воздушными
средами, разделенными стеклом и, следовательно, меньше потери тепла. При этом стекло
с низкоэмиссионным покрытием, имеющим значение эмиссивитета Е=0,04, отражает
обратно в помещение свыше 90% тепловой энергии, уходящей через окно.
Способность ограждений оказывать сопротивление потоку тепла, проходящему из
помещения наружу, характеризуется сопротивлением теплопередаче. Теплотехнические
свойства стеклопакета, т.е. его способность не пропускать тепло, определяется
приведенным сопротивлением теплопередаче R0, м2∙°С/Вт.
Чем выше значение коэффициента сопротивления теплопередаче RO, тем меньше потери
тепла (см. табл. 1) и лучше теплозащитные свойства.
Табл.1
Город
СниП II-3-79*
СниП 23-02-03*
Rreq (м2∙°С)/Вт
Rreq (м2∙°С)/Вт
Волгоград
Нижний Новгород
Красноярск
Самара
Саратов
Чебоксары
Уфа
0,44
0,52
0,62
0,52
0,49
0,55
0,58
0,47
0,55
0,62
0,55
0,52
0,56
0,58
10
Низкоэмиссионное стекло с “ твердым” покрытием.
Технология производства «твердого» покрытия энергосберегающих стекол послужила
основой для их названия: покрытие On-line.
Для придания флоат-стеклу теплосберегающих свойств непосредственно при его
изготовлении на его поверхность методом химической реакции при высокой температуре
наносится тонкий слой из прочных и атмосферостойких оксидов титана, олова, индия (см.
рис. 4). Данный слой является прозрачным и в то же время обладает низкоэмиссионными
(энергосберегающими) свойствами.
Многоступенчатое металлооксидное покрытие наносится на поверхность стекла в момент,
когда стекло все ещё имеет очень высокую температуру (порядка 650°С). Данная
технология носит название «пиролитический процесс» или «CVD-процесс» (технология
химического осаждения оксидов металлов). Во время этого процесса слой оксида металла
оседает на поверхность горячего размягченного стекла, становясь его неотделимой частью,
что делает покрытие очень устойчивым, чрезвычайно механически прочным и
постоянным.
Рис.4
Схема
нанесения
«твердого»
покрытия
на
стекло.
Стекло с «твердым» покрытием устойчиво к воздействию абразивных материалов,
коррозии и моющим средствам. Его покрытие, практически ставшее частью стекла, не
разрушается с течением времени, что позволяет транспортировать, хранить, резать и
обрабатывать это стекло точно таким же образом, как и обычное, стекло без покрытия.
Такие покрытия позволяют снизить потери тепла за счет излучения примерно в 7-8 раз по
сравнению с обычным флоат-стеклом.
Низкоэмиссионное стекло с “ мягким “ покрытием.
Значительным шагом в производстве теплосберегающих стекол стал выпуск
низкоэмиссионного стекла с так называемым «мягким» покрытием (Off-line), которое по
своим теплосберегающим свойствам в 1,5 раза превосходит К-стекло. Различие между
низкоэмиссионным стеклом с «твердым» и «мягким» покрытием заключается в
коэффициенте излучательной способности, а также в технологии его изготовления.
Для получения низкоэмиссионных стекол с «мягким» покрытием на поверхность
холодного флоат-стекла (после его изготовления) методом катодного распыления в
электромагнитном поле в условиях вакуума наносится покрытие из металлосодержащих
соединений, обладающих заданными избирательными свойствами. Покрытие
представляет собой многослойную структуру из чередующихся слоев металла (чаще всего
серебра) и диэлектриков (оксидов металлов – SiO2, ТiO2, ZnO, SnO2, A12O3 и т.п.). Выбор
типа покрытия зависит от требуемых характеристик излучающей способности,
пропускания света и тепловой энергии (см. рис. 5).
Связующее покрытие (слой оксида металла):
- защищает функциональный слой от возможных воздействий со стороны стекла;
- уменьшает отражение света;
- повышает адгезию функционального слоя.
Функциональное покрытие (слой металла обычного серебра):
11
- обладает высокой отражательной способностью в диапазоне инфракрасного (теплового)
излучения;
- имеет очень мягкую и чувствительную к химическому воздействию структуру.
Защитное покрытие (слои металла и оксида металла):
- защищает функциональный слой от химического и механического воздействия;
- обеспечивает высокую пропускаемость, сохраняя отражающие способности.
В качестве защитного слоя чаще всего используются оксиды алюминия или титана.
«Мягкое» покрытие практически не видимо для человеческого глаза. Стекло с таким
покрытием пропускает более 75% видимого света, при этом отражает более 90%
теплового излучения обратно внутрь помещения.
Таким образом, низкоэмиссионное стекло с «мягким» покрытием имеет максимальные
энергосберегающие характеристики, обладает высокой светопроницаемостью и низкой
светоотражающей способностью (13%).
Новое низкоэмиссионное покрытие.
Изобретение относится к области низкоэмиссионных покрытий, получаемых вакуумными
методами на прозрачных материалах, например стеклах. Техническое задачей изобретения
является создание низкоэмиссионного покрытия с более высоким коэффициентом
пропускания света в видимой области спектра 0,4-0,7 мкм. Низкоэмиссионное покрытие
содержит два слоя, причем прилегающий к подложке слой выполнен из оксида олова
геометрической толщиной 200-300 нм, а внешний слой выполнен из фтористого магния
геометрической
толщиной92-98 нм.
Низкоэмиссионные покрытия обладают
коэффициентом пропускания света в видимой области спектра до 95% и коэффициентом
отражения в инфракрасной области спектра до 85%
2.3.Эковата
Эковата (вата целлюлозная, целлюлозный утеплитель) — это рыхлый, лёгкий
изоляционный, древесно-волокнистый строительный материал из разряда утеплителей.
Описание
Эковата состоит из 81 % обработанной целлюлозы (древесное волокно), на 12 % — из
антисептика (борная кислота), и на 7 % — из антипиренов (бура). В волокнах материала
находится лигнин, который при увлажнении придает клейкость. Все составляющие этого
материала являются нетоксичными, нелетучими, безвредными для человека природными
компонентами. Целлюлозный утеплитель не поддерживает горения, не гниет, имеет
хорошие показатели тепло- и звукоизоляции, на уровне лучших образцов изоляционных
материалов. Коэффициент теплопроводности материала равен 0,036-0,041 Вт/(м °С), а
слой толщиной в 10 см поглощает звук до 60 дб, а также она способна удерживать до 20 %
влажности, что почти не влияет на теплоизолирующие свойства. Материал легко отдаёт
влагу в окружающую среду и при высыхании не теряет своих свойств. Плотность
составляет 30-85 кг/м3, группы горючести: Г2 — умеренно горючая (ГОСТ 30244), В1
(DIN 4102) — невоспламеняемая (ГОСТ 30402), Д1 — с малой дымообразующей
способностью (2.14.2 и 4.18 ГОСТ 12.1.044). Воздухопроницаемость — низкая, при
плотности материала 30,6-40,0 кг/м3 всего (80-120)х10-6 m3/msPa, паропроницаемость —
0,3 мг/(мчПа), сорбционное увлажнение по ГОСТ 17177.5 за 72 часа — 16 %. Значение pH
= 7,8-8,3, так как эковата является химически пассивной средой и не вызывает коррозии
контактирующих с ней металлов.
Достоинства и недостатки
Как известно, недостатки есть продолжение достоинств. Прежде всего, эковата не
выпускается в рулонах или плитах. Это рыхлый материал, который рассыпается,
задувается воздухом в полости или увлажняется и напыляется на поверхности.
Соответственно, требует квалификации монтажной бригады и наличия оборудования.
Однако результат превосходит ожидания: полученный слой изоляции не имеет швов,
12
пустот, эковатой заполнена самая маленькая щелочка, а конструкции надежно защищены
от разрушительного влияния окружающей среды.
Достоинства
довольно невысокая цена за товар
биостойкость - эковата исключает появление грибков, плесени, грызунов, насекомых.
экологичность - не содержит веществ, вредных для здоровья
долговечность утеплителя
имеет адгезию к металлу, стеклу, дереву, кирпичу, бетону
высокая степень огнестойкости. скорость прохождения фронта огня сквозь эковату ок.2мм/мин
звукоизоляция и шумоподавление - высокий индекс изоляции шума
простота нанесения изоляции в труднодоступных местах
эффективное использование при реновации зданий
малая воздухопроницаемость
Недостатки
низкая плотность утеплителя не дает возможности организовать "плавающие" полы
для качественного утепления сложных поверхностей необходимо специальное
оборудование
ограниченность применения при высотном строительстве (материал имеет степень
горючести Г2)
при сухом способе укладки “пылит”
Применения
Целлюлозный утеплитель используется в Германии, Англии, Финляндии, Японии, США,
Канаде и др. Европейских государствах. В разных странах утеплитель имеет различные
торговые марки: Isoflock, Climacell, Ekofiber, Isofiber, Thermoflock, Cellulose Insulation и
т.д. При этом структурный состав утеплителя везде одинаков. В России данный материал
используется недавно, с 1993 года, и к 2008 году производство и использование только
набирает обороты.
13
3.ЭКОЛОГИЧНОСТЬ
3.1.ИК излучение.
1. ИК область спектра обычно условно разделяют на ближнюю(0,74-2,5мкм или 760-1500
нм), среднюю(2,5-50мкм или 1500-3000 нм) и длинноволновую (50-2000мкм или более
3000 нм).
Источники: открытое пламя, расплавленный и нагретый металл, стекло, нагретые
поверхности оборудования, источники искусственного освещения и др.
2. Переменное магнитное поле порождает вихревое электрическое, а переменное
электрическое поле порождает вихревое магнитное. В результате в соседних областях
пространства возникает единое электромагнитное поле. При наличии источника
электромагнитного возмущения, зависящего от времени, это возмущение может
распространяться в пространстве от одной области к другой даже в отсутствие вещества
между ними. Это означает, что возникает волновой процесс – процесс переноса энергии
электромагнитного поля без переноса вещества.
3. Спектр инфракрасного излучения (как и видимого излучения) может быть линейчатым
(излучение возбужденных атомов или ионов, т.е. атомные спектры), непрерывным
(спектры излучения нагретых твердых и жидких тел) и полосатым (излучение
возбужденных молекул, т.е. молекулярные спектры).
Биологическое воздействие ИК обогревателей.
Положительный эффект:
Используемый для отопления тепловой спектр частот инфракрасного отопления безвреден
для человека, что подтвердили испытания фирм изготовителей.
Отрицательный эффект:
Может вызывать опасение коротковолновая составляющая ИК излучения, которая
формируется при температурах выше 1000 0С.
1.Общее биологическое воздействие ИК излучения, которое не используется в
инфракрасных обогревателях
ИК излучение играет важную роль в теплообмене. Эффект теплового воздействия на
организм зависит: от плотности потока, длительности облучения, зоны воздействия,
длины волны, которая определяет глубину проникновения излучения в тело человека.
Справедлив постулат для оптического диапазона - чем меньше длина волны, тем
больше проникающая способность. Следовательно, наибольшей проникающей
способностью обладает излучение, которое проникает через кожные покровы и
поглощается кровью и подкожной жировой клетчаткой. Излучение других областей,
большей частью поглощается в эпидермисе.
14
При длительном нахождении человека в зоне ИК излучения происходит резкое
нарушение теплового баланса тела; повышается температура, усиливается потоотделение
соответственно с потерей нужных организму солей.
При длительном воздействии ИК излучения на глаза может развиться катаракта.
Воздействие инфракрасного излучения может быть общим и локальным. При
длинноволновом излучении повышается температура поверхности тела, а при
коротковолновом - изменяется температура лёгких, головного мозга, почек и некоторых
других органов человека.
Значительное изменение общей температуры тела (1,5-2оС) происходит при
облучении инфракрасными лучами большой интенсивности. Воздействуя на мозговую
ткань, коротковолновое излучение вызывает "солнечный удар". Человек при этом
ощущает головную боль, головокружение, учащение пульса и дыхания, потемнение в
глазах, нарушение координации движений, возможна потеря сознания. При интенсивном
облучении головы происходит отёк оболочек и тканей мозга, проявляются симптомы
менингита и энцефалита.
При воздействии на глаза наибольшую опасность представляет коротковолновое
излучение. Возможное последствие воздействия инфракрасного излучения на глаза появление инфракрасной катаракты.
Тепловая радиация повышает температуру окружающей среды, ухудшает её
микроклимат, что может привести к перегреву организма.
2.Защита от инфракрасного излучения, которое не используется в инфракрасных
обогревателях
Основные мероприятия, направленные на снижение опасности воздействия
инфракрасного излучения, состоят в следующем:
Снижение интенсивности излучения источника (замена устаревших технологий
современными и др.).
Защитное экранирование источника или рабочего места (создание экранов из
металлических сеток и цепей, облицовка асбестом открытых проёмов печей и др.).
Использование средств индивидуальной защиты (использование для защиты глаз и
лица щитков и очков со светофильтрами, защита поверхности тела спецодеждой из
льняной и полульняной пропитанной парусины).
Лечебно-профилактические мероприятия (организация рационального режима труда
и отдыха, организация периодических медосмотров и др.).
3.Общее биологическое воздействие ИК излучения, которое используется в
инфракрасных обогревателях
Инфракрасное излучение расширяет капиллярные сосуды и усиливает кровоток,
обуславливающий незначительное повышение температуры.
Инфракрасное излучение воздействует на организм человека, используя тепло,
выделяемое инфракрасным излучением. Столь эффективное воздействие данного изделия
связано непосредственно с отличными свойствами инфракрасного излучения. Длина
отдаленных инфракрасных лучей (от 4 до 1000 микрометров) такова, что приводит к
повышению биологической активности.
Вследствие эффективного воздействия на человеческий организм, отдаленное
инфракрасное излучение в медицинской практике применяется все чаще и находит
большее признание. Отдаленное инфракрасное излучение эффективно применяется в
восточной медицине для улучшения периферического кровообращения, избавляя от
неприятных ощущений, боли, усталости, напряженности и помогает в лечении вегетососудистых дистоний, гипертонической болезни, мигрени, другой сосудистой патологии.
15
Инфракрасное излучение способствует:

ускорению обмена веществ

предупреждает или замедляет процесс старения

способствует выведению из организма избыточных жиров, помогая
сохранять стройность

высвобождению двигательной энергии

восстановлению кожной ткани
Вследствие резонансного воздействия инфракрасных лучей, глубоко проникающих в
организм, оказывается лечебное воздействие.
16
Вывод:
В данной работе были выполнены следующие задачи:

Найден наиболее выгодный и наиболее экологичный вид отопления – инфракрасное
электроотопление.
Отсутствуют продукты сгорания. Отсутствует необходимость в перемещении воздуха
для повышения теплоотдачи, поэтому пыль циркулирует значительно меньше.

Выявлен наиболее подходящий вид энергосбережения
а) для уменьшения потерь из окон – низкоэмиссионное стекло
б) для уменьшения потерь тепловой энергии со стороны стен – эковата

Проведен осмотр биологических и экологических свойств инфракрасного излучения
Используемый для отопления тепловой спектр частот инфракрасного отопления
безвреден для человека, что подтвердили испытания фирм изготовителей. Российские
и европейские сертификаты соответствия подтверждают безопасность этих приборов.
Совокупность представленных систем энергосбережения и отопления представляет
большую экологичность для окружающей среды.
Этот “Теплый дом” является выгодным по экологическим и экономическим показателям
проектом, который будет пользоваться большой популярностью у населения.
17