Теплоотражающая пленка зимой

Теплоотражающая пленка зимой

Попробуем разобраться с эффективностью работы теплозащитных пленок в зимний период. В настоящее время основной причиной появления IR cut пленок на окнах зданий является борьба с излишним солнечным теплом, защита помещений от перегрева. Но вот наступает осень, потом зима и возникает нужда в обогреве и сохранения тепла. Теплопотери через окна и стекла всегда значительная величина и поэтому появились многокамерные стеклопакеты и теплосберегающие покрытия. А что же пленка, которую мы установили летом от жары, сохранит ли она тепло в доме? Сможем ли мы сэкономить на отоплении?

Тепло, которое мы ощущаем от огня у костра или камина, обогревателя – все это следствие термических волн, инфракрасного излучения. Использование излучения для целей отопления началось с тех пор, как человек поставил себе на службу огонь. Камин, старый открытый очаг есть форма отопления лучистой энергией. Открытие тепловых лучей случилось более чем два столетия назад. Английский учёный Хензель сделал вывод, что существуют лучи, родственные видимому свету, которые обладают свойством выделять тепло. Благодаря опытам стало известно, что за пределами спектральной области, ощутимой человеческим глазом, имеется ещё излучение, которое ведёт себя подобно свету, т.е. оно распространяется прямолинейно, может преломляться, отражаться и собираться в пучок. Эти лучи назвали «инфракрасным» излучением.

Весь спектр ИК излучения принято делить на три основных диапазона, отличающихся длинной волны:
— Коротковолновый, с длинной волны λ = 0,74—2,5 мкм;
— Средневолновый, с длинной волны λ = 2,5—50 мкм;
— Длинноволновый, с длинной волны λ = 50—2000 мкм.

Длины волн, излучаемые телом, зависят от температуры нагревания: чем выше температура, тем короче длина волны и выше интенсивность излучения.

Инфракрасное излучение практически не воздействует на вакуум и прозрачные вещества, что объясняет передачу энергии от Солнца Земле практически без потерь. Поэтому ИК-излучение не нагревает непосредственно воздух в помещении, передавая свою энергию сразу же предметам и телам, находящимся в нем, в том числе и человека. Нагрев же воздуха происходит уже за счет тепла этих предметов, которые уже нагрелись сами и готовы поделиться теплом с окружающей средой. Чем ниже излучательная способность материала, тем больше тепла отражается от него обратно в помещение. Алюминий, например, имеет низкую излучательную способность. Некоторые материалы, обычно находящиеся на внутренних поверхностях помещения – пластик, дерево, кирпич, ткани – имеют высокую излучательную способность, потому что они хорошо поглощают тепловую энергию. Такие материалы затем выделяют накопленную тепловую энергию. Важно, что при оценке материалов по их отношению к инфракрасным лучам нельзя руководствоваться свойствами, проявляемыми ими в видимом свете. Например, стеклянная пластина свободно пропускает лучи длиной до 2.5 мкм, а длинные тепловые волны заметно поглощает.

Современные обогреватели – устройства генерирующие тепло и отдающие его в окружающее пространство посредством инфракрасного излучения. Они делятся на два основных типа: светлые — коротковолновые и тёмные — длинноволновые.

Светлые инфракрасные обогреватели.

Электрические коротковолновые инфракрасные обогреватели в основном очень сходны с лампой накаливания и являются источниками жесткого инфракрасного излучения, для нити накаливания применяется вольфрамовая проволока. Рабочая температура находится в пределах 2000 градусов (длина волны = 1.2 микрометра). Поэтому часть энергии, излучающей видимый свет, незначительна и составляет 2-12%. Так как вольфрамовая нить находится в стеклянной колбе, а стекло пропускает излучение, в том числе и инфракрасное, только ниже 2.5 мкм. (что соответствует температуре 886 градусов и выше), то это приводит к значительному нагреву стеклянной колбы. Это тепло частично отдается окружающему воздуху, частично опять излучается. Если спираль поместить в трубку из кварцевого стекла, то граница для беспрепятственного прохождения инфракрасных волн сдвигается до 3.3 мкм. Накалённая проволока частично излучает тепло, а частично нагревает кварцевый стержень докрасна, который в свою очередь излучает тепло. Недостатком обогревателя данного типа является присутствие в спектре жесткого инфракрасного излучения и весьма незначительная механическая прочность.

Эффективность использования пленок IR cut для короткого ИК мы демонстрируем с помощью светлого инфракрасного обогревателя – лампы накаливания 250вт, которая дает излучение сходное с солнечным. Видео с испытания тепловизором пленки Solarblock IR-cut 7080.

Тёмные инфракрасные обогреватели.

Электрические тёмные длинноволновые обогреватели по сравнению со светлыми значительно практичнее. Тепло излучает не металлический проводник, пропускающий ток, а окружающий его металл. Речь идёт о керамическом, металлическом или искусственном материале, в котором укладывается электрическая спираль, защищенная теплоустойчивым изоляционным материалом. Обычная рабочая температура 400 – 600 градусов. С помощью рефлекторов лучи направляются на отапливаемый объект в необходимом направлении. Тёмные инфракрасные обогреватели излучают мягкое длинноволновое излучение и устойчивы к механическим воздействиям. Недостатком тёмных электрических инфракрасных обогревателей является зависимость температуры поверхности и КПД лучистой энергии от расположения излучателей, так как потоки воздуха могут охлаждать незащищённую поверхность.

Эффективность использования пленок IR cut для среднего ИК мы демонстрируем с помощью темного инфракрасного обогревателя — керамической лампы ECZ 250w, которая дает излучение сходное с бытовыми обогревателями.

Вывод: теплоотражающие пленки обладают способностью отражать, поглощать и пропускать ту или иную часть тепловых волн от разных источников. Летом это короткие волны от солнца, зимой средние от обогревателя – пленка универсальна. На отоплении сэкономить можно.

Что излучают кирпичные печи в бане?

Многие ценители бани горой стоят за кирпичные печи в бане в противоположность металлическим. Основной довод — мягкость излучения, плавность режимов. Но большинство так и не знает реальной картины того, что именно оздоравливает, а что вредит во время пребывания в парилке. Взглянуть в глубину печного вопроса можно прочтя книгу или основные выдержи из нее в этом обзоре. Главное что необходимо усвоить: нельзя слепо верить всему что пишут популяризаторы ,в том числе и кирпичных печей

Я бы дал статье второе название :

Польза и вред инфракрасного излучения для человека

Цитата:
«Инфракрасное излучение ВСЕГДА ПОЛЕЗНО и оно окружает нас ВЕЗДЕ и ВСЕГДА. Оно одинаково полезно от кирпича и металла, от спиралей или лент в ИК-кабине, от стены в доме или в квартире, от стен в парной и т. п.
Когда пишут «жесткое» или «мягкое» ИК-излучение — это безграмотно, правильнее будет мощность ИК-излучения…»

Так ли это?
Давайте разберемся и полистаем книги.

В статье д. м. н. Л. А. Гвозденко «Обоснование допустимых нормативов облученности инфракрасным излучением в зависимости от его спектрального состава»[ISSN 0016-9919. Институт медицины труда АМН Украины, г. Киев / Медицина труда и промышленная экология. — № 12. — 1999.] описывается работа по изучению влияния инфракрасного излучения на здоровье человека, которая практически проводилась на группе добровольцев, и приводятся ссылки на научные диссертации и на другие серьезные научные работы в этой области.
……

1. ИК-излучение имеет специфические особенности формирования реакции организма, которые в значительной степени связаны с особенностями физической природы фактора.

2. Анализ температурных характеристик и спектрального состава излучения позволяет выделить несколько групп ИК-излучения:

❏ группу источников с температурой 35-300 °С и максимальной энергией в диапазоне 5,8-9 мкм (темное свечение) группа 1а ;

❏ группу источников с температурой 300-700 °С и максимумом энергии в диапазоне 3,5-5 мкм (темное — красное свечение) группа 1б ;

❏ группу источников с температурой 700-1000 °С и максимумом энергии в диапазоне 2,3-3,5 мкм (красное свечение) группа 1в ;

❏ группу источников с температурой 1000-1500 °С и максимумом энергии в диапазоне 0,76-2,5 мкм (белое свечение) группа 1г .

3. Лабораторные исследования показали, что влияние ИК-излучения на организм определяется интенсивностью потока энергии и его спектральным составом. Эти параметры определяют направленность их реакций на различный уровень облучения.

4. Лабораторные исследования в зависимости от интенсивности и спектра действующего излучения, позволили выделить три типа реакций организма, которые были классифицированы как реакции «адаптационные», «компенсаторные» и «повреждающие»:

❏ Повреждающие реакции ИК-излучения сопровождались снижением антимикробной резистентности организма, активности антиоксидантных систем, нарушением сократительной функции миокарда, сосудистого тонуса.

❏ Распределение частоты регистрации тех или иных реакций зависело от интенсивности и длины волны максимума энергии облучения:

а) λмакс = 1,5 мкм, порог повреждающего действия находится на уровне 50 Вт/м 2;

б) λмакс = 3 мкм и λмакс = 6 мкм, порог повреждающего действия находится на уровне 100 Вт/м2;

в) λмакс = 4,5 мкм, порог повреждающего действия находится на уровне 150 Вт/м 2.

г) λмакс =9,0 мкм, безопасное излучение.

Излучения внешних источников с максимумом энергии в области 3 мкм и 6 мкм интенсивно поглощается в эпидермисе (молекулами белков, холестерином и другими органическими веществами, входящими в состав кожи) и водой организма. Причем, отмечается, что по физико-химическим эффектам влияние таких излучений сопоставимо с влиянием коротковолнового излучения (λ

Наименее активно излучение с максимумом находящимся на длине волны 8,0-9,0 мкм, так как этот участок спектра в наименьшей степени поглощается структурными элементами тканей. В силу небольшой энергии фотоны проникают в ткани на незначительную глубину и поглощаются в основном в поверхностных слоях эпидермиса. Повышение температуры кожи они вызывают, но физико-химические процессы в организме наименее выражены и протекают более благоприятно.

Воздействие инфракрасной энергией с длиной волны 9,6 мкм вызывает 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, растёт уровень иммуноглобулинов, увеличивается активность ферментов и эстрогенов, происходят и другие благоприятные биохимические реакции.

Это характерно для всех типов клеток организма и крови. Еще в начале XIX века немецкий ученый Хэтчер , используя трехгранное зеркало для изучения спектра солнечного света, обнаружил, что инфракрасные лучи с 5,6-15 мкм легко усваиваются человеком. В клетках под действием этих лучей активизируются обменные процессы, они поглощают большее количество кислорода, что способствует их обновлению и оздоровлению организма в целом.

В ряде научных лабораторий США (Dr. Masao Nakamura, О& P Medical Clinik, Dr. Mikkel Aland Infrared Therapy Researches и др.), занимающихся исследованием возможности применения инфракрасных излучателей, получены данные о том, что в результате воздействия на организм инфракрасного излучения может происходить подавление роста раковых клеток, уничтожение некоторых видов вируса гепатита, нейтрализация вредного воздействия электромагнитных полей, излечение дистрофии, повышение количества вырабатываемого инсулина у больных диабетом, нейтрализация последствий радиоактивного облучения, излечение или значительное улучшение состояния при псориазе. Описанный эффект применяется в современной медицине — в так называемой инфракрасной терапии.

Иначе обстоит дело с излучением, имеющим длину волны λ Метки: печь.

Инфракрасное излучение

Инфракрасное излучение (ИК-излучение) часть электромагнитного спектра с длиной волны &lambda = 0,76 1000 мкм, энергия которого при поглощении в веществе вызывает тепловой эффект. С учетом особенности биологического действия по длинам волн ИК-излучение делится на области: коротковолновую, с &lambda = 0,7615 мкм, средневолновую, с &lambda = 16-100 мкм, длинноволновую, с &lambda100 мкм.

Инфракрасное излучение также называют тепловым излучением, так как инфракрасное излучение от нагретых предметов воспринимается кожей человека как ощущение тепла. При этом длины волн, излучаемые телом, зависят от температуры нагревания: чем выше температура, тем короче длина волны и выше интенсивность излучения.

Действие теплового излучения на организм имеет ряд особенностей, одной из которых является способность ИК лучей различной длины волны проникать на различную глубину и поглощаться соответствующими тканями, оказывая тепловое действие. Короткие инфракрасные лучи длиной до 1,4 мкм проникают в ткани на глубину нескольких сантиметров, поглощаются кровью и водой в слоях кожи и подкожной клетчатки, а также способны проникать через кости черепа и воздействовать на мозговые оболочки, мозговую ткань. ИК лучи длиной 1,4 — 10 мкм поглощаются верхним 2-х миллиметровым слоем кожи. Особенно сильно поглощаются лучи с длиной волны 6 — 10 мкм, вызывая калящий эффект.

Воздействие инфракрасного излучения на организм проявляется как общими, так и местными реакциями.

Местная реакция сильнее выражена при облучении длинноволновыми инфракрасными лучами, поэтому при одной и той же интенсивности облучения время переносимости коротковолнового инфракрасного излучения больше, чем длинноволнового. Коротковолновое инфракрасное излучение обладает более выраженным общим действием за счет большей глубины проникновения в ткани тела.

Степень повышения температуры кожи в ответ на инфракрасное облучение находится в зависимости от его интенсивности. Инфракрасное облучение интенсивностью 949 Вт/м2 вызывает ощущение жары, жжения и повышение температуры кожи до 40 — 41 &degC. При интенсивности инфракрасного облучения 1717 Вт/м2 и более температура кожи повышается на 10 — 11&degС и появляется нетерпимое жжение кожи.

Наряду с ростом температуры облучаемой поверхности тела (в зависимости от времени облучения и одежды) наблюдается рефлекторное повышение температуры на удаленных от области облучения участках. Наблюдается также рефлекторное изменение частоты пульса на фоне неизменной температуры тела. При облучении различных участков тела инфракрасным излучением интенсивностью 698 — 1396 Вт/м2 частота пульса увеличивалась на 5 — 7 ударов в 1 мин. Время пребывания в зоне теплового облучения лимитируется, в первую очередь, высокой температурой кожи. Болевое ощущение появляется при температуре кожи 40 — 45 &degС (в зависимости от участка).

В основе биологического действия инфракрасного излучения лежат также сдвиги в молекулярной структуре клетки, вызванные поглощением квантов инфракрасного излучения. Поглощаясь, лучи инфракрасного излучения вызывают внутримолекулярные колебания, значительно увеличивающие скорость протекания биохимических реакций. Под влиянием инфракрасного излучения в коже, крови, цереброспинальной жидкости образуются высокоактивные вещества белкового происхождения (типа гистамина, холина, аденозина). Происходит также изменение обмена веществ в виде нерезкого снижения потребления кислорода, повышается содержание азота, уровня натрия и фосфора в крови, снижается поверхностное натяжение крови. Под влиянием инфракрасного излучения снижаются титр антител и фагоцитарная активность лейкоцитов. Сосудистая реакция протекает в зависимости от интенсивности и спектрального состава инфракрасного излучения — коротковолновая вызывает расширение сосудов, длинноволновая — сужение. Артериальное давление изменяется при интенсивности излучения, начиная с 1138 Вт/м2 при температуре воздуха 24 &degС и с 775 Вт/м2 при температуре 50 &degС.

Изменения в организме под воздействием инфракрасного излучения зависят от его интенсивности, спектрального состава, площади и зоны облучения. Так, наибольший эффект, наблюдается при облучении области шеи, верхней половины туловища.

Инфракрасные лучи, оказывая тепловой эффект на глаза, могут вызвать ряд патологических изменений: конъюнктивиты, помутнение и васкуляризацию роговицы и др. Длительное воздействие (10 — 20 лет) коротковолновой инфракрасной радиации большой интенсивности на глаза может вызвать поражение хрусталика — инфракрасная катаракта у сталеваров, прокатчиков, кузнецов, кочегаров, стеклодувов — катаракта стеклодувов.

Изменения на коже характеризуются эритемой, при интенсивном облучении может быть ожёг, при длительном воздействии на коже может развиться коричнево-красная пигментация.

В производственных условиях работающий человек часто окружен предметами, имеющих температуру выше температуры тела человека. Источником инфракрасного излучения в производственных условиях являются нагретые поверхности слитков, чушек, листов, поковок, разливаемый жидкий металл, открытое пламя печей, сварочное пламя (при электро- и газосварке), нагретые поверхности оборудования и т.п. По характеру излучения производственные источники тепла и лучистой энергии подразделяются на четыре основные группы: источники с температурой до 500&degС — спектр содержит исключительно длинноволновое ИК-излучение источники с температурой от 500&degС до 1200&degС — в спектре содержится ИК-излучение коротких, средних и длинных волн, но появляется также видимое излучение слабой интенсивности, сначала красное, а затем белое источники с температурой от 1200&degС до 2000&degС — спектр содержит как все виды ИК-излучения, так и видимое излучение высокой яркости источники с температурой от 2000&degС до 4000&degС — спектр наряду с инфракрасным и видимым излучением содержит ультрафиолетовое излучение. В таких случаях тело человека будет получать извне дополнительную тепловую энергию. Воздействие ИК лучей приводит к перегреву организма и тем быстрее, чем больше мощность излучения, выше температура и влажность воздуха в рабочем помещении, выше интенсивность выполняемой работы. Наибольшее воздействие на организм человека оказывает коротковолновое излучение, так как оно обладает наибольшей энергией фотонов, способно глубоко проникать в ткани организма и интенсивно поглощаться водой, содержащейся в тканях. Наибольший нагрев кожи вызывают лучи с длиной волны около 3 мкм.

Под действием высоких температур и теплового облучения работающих происходят резкое нарушение теплового баланса в организме, биохимические сдвиги, появляются нарушения сердечно-сосудистой и нервной систем, усиливается потоотделение, происходит потеря нужных организму солей, нарушение зрения. Все эти изменения могут проявиться в виде заболеваний:

— судорожная болезнь, вызванная нарушением водно-солевого баланса, характеризуется появлением резких судорог, преимущественно в конечностях

— перегревание (тепловая гипертермия) возникает при накоплении избыточного тепла в организме основным признаком является резкое повышение температуры тела

— тепловой удар возникает в особо неблагоприятных условиях: выполнение тяжелой физической работы при высокой температуре воздуха в сочетании с высокой влажностью. Тепловые удары возникают в результате проникновения коротковолнового инфракрасного излучения (до 1,5 мкм) через покровы черепа в мягкие ткани головного мозга

— катаракта (помутнение хрусталиков) профессиональное заболевание глаз, возникающее при длительном воздействии инфракрасных лучей с &lambda = 0,78-1,8 мкм.

К острым нарушениям органов зрения относятся также ожог, конъюктивиты, помутнение и ожог роговицы, ожог тканей передней камеры глаза.

Согласно СанПиН 2.2.4.548-96 Гигиенические требования к микроклимату производственных помещений допустимые величины интенсивности теплового облучения работающих на рабочих местах от производственных источников, нагретых до темного свечения (материалов, изделий и др.) должны соответствовать значениям, приведенным в таблице

Допустимые величины интенсивности теплового облучения работающих от источников излучения, нагретых до белого и красного свечения (раскаленный или расплавленный металл, стекло, пламя и др.) не должны превышать 140 Вт/кв. м. При этом облучению не должно подвергаться более 25% поверхности тела и обязательным является использование средств индивидуальной защиты, в том числе средств защиты лица и глаз.

Одним из самых распространенных способов борьбы с тепловым излучением является экранирование излучающих поверхностей. Экраны бывают трех типов: непрозрачные, прозрачные и полупрозрачные.

В непрозрачных экранах поглощаемая энергия электромагнитных колебаний, взаимодействуя с веществом экрана, превращается в тепловую энергию. При этом экран нагревается и становится источником теплового излучения. К непрозрачным экранам относятся: металлические (в т.ч. алюминиевые), альфолевые (алюминиевая фольга), футерованные (пенобетон, пеностекло, керамзит), асбестовые и др.

В прозрачных экранах излучение, взаимодействуя с веществом экрана, минует стадию превращения в тепловую энергию и распространяется внутри экрана по законам геометрической оптики, что обеспечивает видимость через экран. Прозрачные экраны выполняются из различных стекол: силикатного, кварцевого, органического, металлизированного, а также к прозрачным экранам относятся пленочные водяные завесы (свободные и стекающие по стеклу), вододисперсные завесы.

Полупрозрачные экраны объединяют в себе свойства прозрачных и непрозрачных экранов. К ним относятся металлические сетки, цепные завесы, экраны из армированного металлической сеткой стекла.

По принципу действия экраны подразделяются на теплоотражающие, теплопоглощающие и теплоотводящие. Так как каждый экран обладает одновременно способностью отражать, поглощать и отводить тепло, то отнесение экрана к той или иной группе производится в зависимости от того, какие свойства экрана выражены сильнее:

— теплоотражающие экраны имеют низкую степень черноты поверхностей, вследствие чего они значительную часть падающей на них лучистой энергии отражают. В качестве теплоотражающих материалов в конструкции экранов используют альфоль, листовой алюминий, оцинкованную сталь, алюминиевую краску

— теплопоглощающие экраны выполняют из материалов с высоким термическим сопротивлением, т.е. с малым коэффициентом теплопроводимости. В качестве теплопоглощающих материалов применяют огнеупорный и теплоизоляционный кирпич, асбест, шлаковату

— в качестве теплоотводящих экранов наиболее широко используют водяные завесы, свободно падающие в виде пленки, орошающие другую экранирующую поверхность (например, металлическую), либо заключенные в специальный кожух из стекла, металла (змеевики) и др.

В качестве средств индивидуальной защиты применяются фибровые и дюралевые каски, защитные очки, наголовные маски с откидными экранами, спецодежда и спецобувь.

Лечебно-профилактические мероприятия включают предварительные и периодические медицинские осмотры в целях предупреждения и ранней диагностики заболеваний у работающих.

Экспертиза ИК-излучения проводится Аккредитованным испытательным лабораторным центром ФБУЗ Центр гигиены и эпидемиологии в Республике Мордовия, аттестат аккредитации № РОСС. RU.0001.510112 от 03.06.2013г. Для этого в ИЛЦ имеется всё: опытные, высококвалифицированные специалисты, современная аналитическая и измерительная аппаратура, высокое качество исследований и измерений.