Зачем измерять электромагнитные поля в зданиях
Электромагнитная обстановка помещения складывается из полей внешних источников — ЛЭП, трансформаторных подстанций, силовых кабелей — и внутренних: электрощитовых, оборудования, проводки. Отдельный нормируемый фактор — ослабление естественного геомагнитного поля металлоконструкциями здания: в экранированных помещениях возникают гипогеомагнитные условия, неблагоприятные при длительном пребывании людей.
Специалист выявляет источники, измеряет напряжённость полей промышленной частоты, магнитную индукцию и коэффициент ослабления геомагнитного поля в контрольных точках. Результаты оцениваются по СанПиН 1.2.3685-21 — отдельно для жилых помещений и рабочих мест.
Два фактора с противоположным знаком
В одной услуге объединены вещи, которые заказчики регулярно путают, хотя мероприятия по ним прямо противоположны.
Электромагнитное поле — избыток техногенного воздействия. Источник рукотворный, уровень нужно снижать: экранированием, переносом трассы, планировочным решением.
Гипогеомагнитные условия — наоборот, недостаток естественного поля Земли внутри помещения. Виноваты сами конструкции: стальной каркас, насыщенное армирование, металлические ограждения, заглубление. Здесь задача обратная — уменьшить экранирование или ограничить время непрерывного пребывания.
Общее у них только одно: оба фактора меряются одним выездом и входят в один санитарно-гигиенический блок. В протоколе это всегда разные разделы, с разными приборами, методиками и точками.
Электрическая и магнитная составляющие: почему экран помогает не всегда
Поле промышленной частоты измеряется двумя величинами — напряжённостью электрического поля и магнитной индукцией. Ведут они себя по-разному, и на этом строится половина ошибок при выборе мероприятий.
Электрическая составляющая хорошо задерживается заземлёнными проводящими конструкциями и заметно ослабляется самими стенами и перекрытиями. С ней экранирование работает предсказуемо.
Магнитная составляющая через обычные строительные материалы проходит практически без потерь: бетон, кирпич и гипсокартон для неё прозрачны. Ослабить её можно либо специальными материалами с высокой магнитной проницаемостью, либо изменением самой трассы тока — переносом кабеля, перекладкой шин, иной компоновкой оборудования.
Отсюда типичная неудача: заказчик по совету подрядчика зашивает стену экранирующим полотном, платит за работу, а повторный замер показывает то же самое — потому что превышена была магнитная составляющая. Разделение этих двух величин в протоколе как раз и нужно, чтобы мероприятие выбиралось осмысленно.
Цифры, с которыми сравнивают результат
Итог замера — это всегда сопоставление измеренного значения с предельно допустимым уровнем. Для жилых и общественных зданий и селитебных территорий перечень нормируемых факторов и единиц собран в таблице 5.40 СанПиН 1.2.3685-21: гипогеомагнитное поле (коэффициент ослабления, условные единицы), электростатическое поле (кВ/м), поле промышленной частоты 50 Гц (напряжённость электрического поля в кВ/м, напряжённость магнитного поля в А/м, магнитная индукция в мкТл), поля диапазона 30 кГц — 300 МГц (В/м) и 300 МГц — 300 ГГц (мкВт/см²). Всё, что меряется на объекте, ложится в одну из этих пяти строк.
Ключевые значения для поля промышленной частоты — таблица 5.41:
| Тип воздействия | Напряжённость электрического поля, кВ/м | Индукция (напряжённость магнитного поля), мкТл (А/м) |
|---|---|---|
| В жилых зданиях, детских, дошкольных, школьных, общеобразовательных учреждениях | 0,5 | 5,0 (4,0) |
| В общественных зданиях | 0,5 | 10,0 (8,0) |
| На территории жилой застройки | 1,0 | 10,0 (8,0) |
Отсюда сразу два практических вывода. Первый: по магнитной индукции жилая комната вдвое строже офиса — 5 мкТл против 10, и именно на этой границе чаще всего и застревают квартиры над встроенной подстанцией. Второй: норма для территории застройки мягче, чем для помещений, поэтому «во дворе замерили — всё в порядке» ничего не говорит о том, что покажет замер в спальне.
Остальные уровни для жилых и общественных зданий из того же раздела:
- коэффициент ослабления геомагнитного поля — не более 1,5 (п. 122);
- напряжённость электростатического поля поверхности полимерных материалов — не более 15 кВ/м при относительной влажности 30–60% (п. 123); это про покрытия полов и отделку, а не про технику;
- радиочастотный диапазон (таблица 5.42) — 25 В/м в полосе 30–300 кГц, 15 В/м в полосе 0,3–3 МГц, 10 В/м в полосе 3–30 МГц, 3 В/м в полосе 30–300 МГц и 10 мкВт/см² в полосе 0,3–300 ГГц (25 мкВт/см² — для облучения от антенн, работающих в режиме кругового обзора или сканирования).
Если источников несколько, каждый по отдельности в норму уложиться может, а объект в целом — нет: п. 124 требует суммирования вкладов, причём для источников с одинаковым ПДУ и с разными ПДУ формулы разные. Поэтому в протоколе важен полный перечень выявленных источников, а не только тот, из-за которого вызвали лабораторию.
Жилое помещение и рабочее место: нормы разные
Одно и то же значение прибора может быть нарушением в квартире и абсолютной нормой в цехе — потому что это два разных набора уровней в одном документе.
По электрическому полю 50 Гц ПДУ на рабочем месте — 5 кВ/м (п. 38), то есть в десять раз мягче, чем 0,5 кВ/м для жилых зданий. В диапазоне от 5 до 20 кВ/м включительно работа не запрещается совсем, но ограничивается по времени: допустимое время пребывания считается по формуле п. 39, где напряжённость в контролируемой зоне даёт продолжительность в часах.
По магнитному полю 50 Гц нормирование на рабочем месте тоже привязано ко времени и вдобавок разделено на общее воздействие (на всё тело) и локальное (кисти рук, предплечье) — таблица 5.9. При восьмичасовом пребывании общее воздействие ограничено 80 А/м (100 мкТл), локальное — 800 А/м (1 000 мкТл); при сокращении времени до часа уровни поднимаются до 1 600 А/м (2 000 мкТл) и 6 400 А/м (8 000 мкТл) соответственно. Сравните со 5 мкТл для жилой комнаты — разница на два порядка, и она объясняет, почему протокол по рабочему месту нельзя предъявлять как доказательство безопасности квартиры этажом выше.
По ослаблению геомагнитного поля различие ещё принципиальнее. Для жилых и общественных зданий ПДУ КоГМП = 1,5 (п. 122). Для рабочих мест оценка ослабления вообще проводится не везде, а на постоянных рабочих местах, организованных в помещениях, специально экранированных радиопоглощающими материалами и покрытиями, — и там ПДУ зависит от продолжительности смены: 4 при работе в гипогеомагнитных условиях до 2 часов за смену и 2 при работе более 2 часов (п. 53). То есть «норма 1,5» — это норма для жилья и общественных зданий, а не универсальная величина, и подставлять её в протокол по производственному помещению неверно.
Полезная мелочь при чтении чужих протоколов: интенсивность ГМП нормируется и в А/м, и в мкТл, причём п. 54 даёт прямой пересчёт — 1 А/м ≈ 1,25 мкТл, 1 мкТл ≈ 0,8 А/м. Значения в разных единицах в двух документах — не расхождение, а разные формы записи одного и того же.
Нагрузка меняет результат
Магнитное поле промышленной частоты создаётся током, а ток зависит от нагрузки. Значит, один и тот же объект в разное время суток даёт разные уровни:
- замер при отключённом оборудовании занижен и практически бесполезен;
- в жилом доме нагрузка встроенной подстанции обычно выше в вечерние часы, когда люди дома, — то есть ровно тогда, когда они и находятся в помещении;
- на производстве уровни зависят от того, какое оборудование запущено, поэтому замеры привязывают к типовому технологическому режиму;
- сезонная разница тоже есть — отопительный период, кондиционирование, освещение меняют потребление.
Поэтому в протоколе фиксируется не только значение, но и режим: что работало, с какой нагрузкой, в какое время. Без этой привязки цифра ни о чём не говорит и в споре не работает.
Где искать источник
Работа начинается не с прибора, а со схемы: специалист выясняет, что находится рядом с помещением — встроенная трансформаторная подстанция, электрощитовая, кабельная трасса, лифтовое оборудование. От этого зависит, где ставить контрольные точки: измерять нужно там, где человек находится долго, — в спальной зоне, у рабочего места, — и дополнительно у предполагаемого источника, чтобы увидеть, как уровень спадает с расстоянием.
Типовой список кандидатов повторяется от объекта к объекту:
- встроенные и пристроенные трансформаторные подстанции — квартира или офис над ТП либо смежные с ней, самая частая причина обращений;
- этажные и вводные электрощитовые, особенно за стеной жилой комнаты;
- магистральные кабельные линии в подвалах, шахтах и стояках;
- лифтовое оборудование и машинные помещения;
- промышленные электроприводы, сварочное оборудование, индукционные установки;
- воздушные ЛЭП и тяговые сети вблизи здания.
Спад уровня с расстоянием — главный практический факт: часто достаточно перенести рабочее место или спальное на несколько метров, и вопрос закрывается без единого рубля на экранирование. Поэтому в отчёте важна не одна цифра «в помещении», а картина по точкам, показывающая, где зона повышенных уровней заканчивается.
Как измеряют ослабление геомагнитного поля
Здесь методика принципиально другая. Коэффициент ослабления — это сопоставление поля внутри помещения с полем на открытой территории рядом со зданием, поэтому измерения всегда парные: контрольная точка снаружи и точки внутри. Замер без опорной точки некорректен в принципе.
Дополнительные условия: измерения ведутся вдали от массивных металлических предметов, стеллажей, оборудования и намагниченных конструкций — они искажают картину локально и дают результат, который нельзя отнести к помещению в целом.
Показатель важен прежде всего для подвалов и цокольных этажей, заглублённых и подземных сооружений, помещений со стальным каркасом и развитым армированием, экранированных объектов и спецсооружений. В обычном офисе на пятом этаже он, как правило, вопросов не вызывает — но именно поэтому его не стоит заказывать «на всякий случай»: программа измерений формируется под конструктив объекта.
Если уровни превышены
Решение зависит от того, что именно нарушено. При превышении уровней электромагнитного поля работают перенос или перекладка кабельной трассы, экранирование конструкций и планировочное решение — рабочее место или спальная зона выносятся из зоны повышенных уровней. При гипогеомагнитных условиях задача обратная: уменьшить экранирование, применить немагнитные материалы или ограничить время непрерывного пребывания организационными мерами.
Отдельно стоит проверить электрическую сеть объекта: искажения формы напряжения и высшие гармоники от преобразователей, частотных приводов и импульсных источников меняют картину полей и одновременно указывают на проблемы с питанием. Если превышения сопровождаются жалобами на работу оборудования, разумно дополнить программу контролем качества электроэнергии.
Заключение содержит и измеренные значения, и привязку к источнику, поэтому по нему можно оценить стоимость мероприятий до их выполнения. После защитных мер замер повторяется — иначе подтвердить результат нечем.
Результат
Протоколы аккредитованной лаборатории, схема точек с привязкой к источникам и заключение о соответствии; при превышениях — рекомендации: перенос рабочих мест, экранирование, изменение трассировки кабелей. Измерения ЭМИ входят в санитарно-гигиенический блок комплекса работ по вводу зданий в эксплуатацию и выполняются одним выездом с остальными замерами.
