Чи пропускає монолітний та стільниковий полікарбонат ультрафіолетові промені. Скромний трудівник городу - поліетилен Плюси та мінуси

Ви не можете побачити, почути або відчути ультрафіолетове випромінювання, але можете цілком реально відчути його вплив на тіло, в тому числі і очі. Багато публікацій у фахових виданнях присвячені дослідженню впливу ультрафіолету на очі, і з них, зокрема, випливає, що тривале опромінення їм може викликати низку захворювань.

Що таке ультрафіолет?

Ультрафіолетове випромінювання - це невидиме оком електромагнітне випромінювання, що займає спектральну область між видимим та рентгенівським випромінюваннями в межах довжин хвиль 100-380 нанометрів. Вся область ультрафіолетового випромінювання (або UV) умовно поділяється на ближню (l = 200-380 нм) та дальню, або вакуумну (l = 100-200 нм); причому остання назва обумовлена ​​тим, що випромінювання цієї ділянки сильно поглинається повітрям та її дослідження виробляють за допомогою вакуумних спектральних приладів.

Основним джерелом ультрафіолетового випромінювання є Сонце, хоча деякі джерела штучного освітлення також мають у своєму спектрі ультрафіолетову складову, крім того, воно виникає при проведенні газозварювальних робіт. Близький діапазон UV-променів, у свою чергу, поділяється на три складові – UVA, UVB та UVC, що відрізняються за своїм впливом на організм людини.

При дії на живі організми ультрафіолетове випромінювання поглинається верхніми шарами тканин рослин або шкіри людини та тварин. В основі його біологічної дії лежать хімічні зміни молекул біополімерів, викликані як безпосереднім поглинанням ними квантів випромінювання, так і – меншою мірою – взаємодією з радикалами води, що утворюються при опроміненні, та інших низькомолекулярних сполук.

UVC є найбільш короткохвильовим та високоенергетичним ультрафіолетовим випромінюванням з діапазоном довжин хвиль від 200 до 280 нм. Регулярна дія цього випромінювання на живі тканини може бути досить руйнівною, але, на щастя, вона поглинається озоновим шаром атмосфери. Слід враховувати, що саме це випромінювання генерується бактерицидними ультрафіолетовими джерелами і виникає при зварюванні.

UVB охоплює діапазон довжин хвиль від 280 до 315 нм і є випромінюванням середньої енергії, що становить небезпеку для органів зору людини. Саме UVB-промені сприяють виникненню засмаги, фотокератиту, а в екстремальних випадках – викликають низку захворювань шкіри. UVB-випромінювання практично повністю поглинається рогівкою, проте частина його в діапазоні 300-315 нм може проникати у внутрішні структури ока.

UVA – це найбільш довгохвильова та найменш енергетична складова УФ-випромінювання з l = 315–380 нм. Рогівка поглинає деяку кількість UVА-випромінювання, проте більша частина поглинається кришталиком. Цю складову і повинні насамперед враховувати офтальмологи та оптометристи, тому що саме вона проникає глибше за інших в очі і має потенційну небезпеку.

Очі відчувають вплив всього широкого УФ-діапазону випромінювання. Його короткохвильова частина поглинається рогівкою, яка може бути пошкоджена при тривалому впливі випромінювання хвиль із l = 290-310 нм. Зі збільшенням довжин хвиль ультрафіолету зростає глибина його проникнення всередину ока, причому більшу частину цього випромінювання поглинає кришталик.

Світлопропускання матеріалів лінз в УФ-діапазоні

Захист органів зору зазвичай проводиться із застосуванням сонцезахисних окулярів, кліпсів, щитків, головних уборів з козирками. Здатність лінз відфільтровувати потенційно небезпечну складову сонячного спектру пов'язана з явищами абсорбції, поляризації або відображення потоку випромінювання. Спеціальні органічні або неорганічні матеріали вводяться до складу матеріалу лінз очкових або у вигляді покриттів наносяться на їх поверхню. Ступінь захисту лінз в УФ-області не можна визначити візуально, виходячи з відтінку або кольору забарвлення лінзи.

Хоча спектральні властивості матеріалів лінз регулярно обговорюються на сторінках професійних видань, у тому числі й журналу «Веко», досі існують стійкі помилки про їх прозорість в УФ-діапазоні. Ці неправильні судження та уявлення знаходять своє вираження на думці деяких офтальмологів і навіть виплескуються на сторінки масових видань. Так, у статті «Сонцезахисні окуляри можуть спровокувати агресивність» окуліста-консультанта Галини Орлової, опублікованій у газеті «Санкт-Петербурзькі відомості» за 23 травня 2002 року, читаємо: «Кварцове скло не пропускає ультрафіолетові промені, навіть якщо воно не є. Тому будь-які окуляри зі скляними лінзами окуляри захистять очі від ультрафіолету». Слід зазначити, що це абсолютно неправильно, так як кварц є одним з найбільш прозорих в УФ-діапазоні матеріалів, і кювети з кварцу широко використовуються для вивчення спектральних властивостей в ультрафіолетовій області спектру. Там же: «Не всі пластикові лінзи захисні захистять від ультрафіолетового випромінювання». Ось із цим твердженням можна погодитися.

З метою остаточно внести ясність у це питання, розглянемо світлопропускання основних оптичних матеріалів в ультрафіолетовій області. Відомо, що оптичні властивості речовин в УФ-області спектру значно відрізняються від таких у видимій ділянці. Характерною рисою є зменшення прозорості зі зменшенням довжини хвилі, тобто збільшення коефіцієнта поглинання більшості прозорих матеріалів у видимій області. Наприклад, звичайне (не очкове) мінеральне скло прозоре при довжині хвилі понад 320 нм, а такі матеріали, як увіолеве скло, сапфір, фтористий магній, кварц, флюорит, літій фтористий, прозорі в більш короткохвильовій області [БСЕ].

Світлопропускання лінз з різних матеріалів:
1 - кронове скло
2, 4 - полікарбонат
3 - CR-39 зі світлостабілізатором
5 - CR-39 з УФ-абсорбером у масі полімеру
Для того щоб зрозуміти ефективність захисту від ультрафіолетового випромінювання різних оптичних матеріалів, звернемося до спектральних кривих світлопропускання деяких з них. На рис. представлено світлопропускання в діапазоні довжин хвиль від 200 до 400 нм п'яти лінз з різних матеріалів: мінерального (кронового) скла, CR-39 і полікарбонату. Як видно з графіка (крива 1), більшість мінеральних лінз з кронового скла в залежності від товщини по центру починають пропускати ультрафіолет з довжин хвиль 280-295 нм, досягаючи 80-90% світлопропускання на довжині хвилі 340 нм. На межі УФ-діапазону (380 нм) світлопоглинання мінеральних лінз становить лише 9% (див. табл.).

Матеріал	Показник заломлення	Поглинання УФ-випромінювання, %
CR-39 - традиційні пластмаси	1,498	55
CR-39 - з УФ-абсорбером	1,498	99
Кронове скло	1,523	9
Trivex	1,53	99
Spectralite	1,54	99
Поліуретан	1,56	99
Полікарбонат	1,586	99
Hyper 1,60	1,60	99
Hyper 1,66	1,66	99

Це означає, що мінеральні лінзи з звичайного кронового скла непридатні для надійного захисту від УФ-випромінювання, якщо до складу шихти для виробництва скла не введені спеціальні добавки. Очкові лінзи з кронового скла можуть використовуватися як сонцезахисні фільтри тільки після нанесення якісних вакуумних покриттів.

Світлопропускання CR-39 (крива 3) відповідає характеристикам традиційних пластмас, які довгі роки застосовувалися для виробництва лінз. Такі лінзи містять невелику кількість світлостабілізатора, що перешкоджає фотодеструкції полімеру під впливом ультрафіолету та кисню повітря. Традиційні лінзи з CR-39 прозорі для УФ-випромінювання від 350 нм (крива 3), а їх світлопоглинання на межі УФ-діапазону становить 55% (див. табл.).

Звертаємо увагу наших читачів, наскільки найкраще з погляду захисту від ультрафіолету традиційні пластмаси порівняно з мінеральним склом.

Якщо до складу реакційної суміші додають спеціальний УФ-абсорбер, то лінза пропускає випромінювання з довжиною хвилі від 400 нм і є прекрасним засобом захисту від ультрафіолету (крива 5). Очкові лінзи з полікарбонату відрізняються високими фізико-механічними властивостями, але без УФ-абсорберів починають пропускати ультрафіолет при 290 нм (тобто аналогічно кроновому склу), досягаючи 86% світлопропускання на межі УФ-області (крива 2), що робить їх непридатними. застосування як засіб УФ-захисту. З введенням УФ-абсорбера лінзи відрізають ультрафіолетове випромінювання до 380 нм (крива 4). У табл. 1 також наведено значення світлопропускання сучасних органічних лінз з різних матеріалів - високозаломлюючих і з середніми значеннями показника заломлення. Всі ці лінзи пропускають світлове випромінювання, починаючи тільки від межі УФ-діапазону - 380 нм, і досягають 90% світлопропускання при 400 нм.

Необхідно враховувати, що ряд характеристик лінз і особливостей конструкції оправ впливає на ефективність їх застосування як засобів УФ-захисту. Ступінь захисту зростає зі збільшенням площі очкових лінз – так, очкова лінза площею 13 см2 забезпечує 60–65% ступінь захисту, а площею 20 см2 – 96% або навіть більше. Це відбувається за рахунок зменшення бічного засвітлення та можливості попадання УФ-випромінювання в очі через дифракцію на краях лінз. Збільшенню захисних властивостей окулярів сприяє наявність бічних щитків і широких завушників, а також вибір більш вигнутої форми оправи, що відповідає кривизні обличчя. Слід знати, що ступінь захисту знижується зі зростанням вертексної відстані, тому що збільшується можливість проникнення променів під оправу і, відповідно, попадання їх у вічі.

Кордон відрізання

Якщо межа ультрафіолетової області відповідає довжині хвилі 380 нм (тобто світлопропускання при цій довжині хвилі не більше 1%), то чому на багатьох марочних сонцезахисних окулярах та лінзах окулярів зазначено відрізання до 400 нм? Деякі фахівці стверджують, що це прийом маркетингу, оскільки забезпечення захисту понад мінімальні вимоги більше подобається покупцям, до того ж «кругле» число 400 запам'ятовується краще, ніж 380. У той же час у літературі з'явилися дані про потенційно небезпечний вплив світла синьої області видимого спектра на очі, тому деякі виробники і встановили дещо більшу межу 400 нм. Тим не менш, ви можете бути впевнені, що засоби захисту, що не пропускають випромінювання до 380 нм, забезпечать вас достатнім захистом від ультрафіолету відповідно до сьогоднішніх стандартів.

Хочеться вірити, що ми остаточно переконали всіх у тому, що звичайні мінеральні лінзи, а тим більше кварцове скло, значно поступаються органічним лінзам ефективності відрізання ультрафіолету.

Наприкінці 1950-х років, одразу після винаходу, починає набирати популярності. Спочатку він використовується як полімерна тара та захист від ультрафіолетових променів у промисловості. З часом поліетилен швидко знаходить застосування у квітникарів та овочівників.

Гідності й недоліки

На даний момент поліетиленова плівка – найпопулярніша та найдешевшасеред усіх пропозицій вітчизняному ринку. Великий попит її обумовлений економією коштів. А ось переваг перед аналогами у неї дуже мало, хоча вони й існують:

• доступна вартість;
• на 90% пропускає сонячне світло;
• мінімальний коефіцієнт температурного розширення;
• згодом міцність матеріалу збільшується;
• за низьких температур не втрачає свою функціональність.

Найголовніший недолік - плівка спочатку не призначена для цих цілей. Покриття зазвичай витримує не більше сезону, після чого плівка рветься, тріскається. Але цей мінус компенсується малою вартістю плівки, тому новим поліетиленом теплицю можна вкривати щосезонно.

Є й інші важливі недоліки:

• звичайна поліетиленова плівка схильна до швидкого руйнування під впливом УФ-променів та високої температури.
  Якщо вона використовується як додаткове покриття під теплицею з полікарбонату або скла, термін служби такої плівки складе приблизно кілька років. Якщо вона натягнута просто на тепличні дуги - прослужить майже чотири місяці;
• високі температури та дія сонячних променів зменшують міцність плівки, її морозостійкість та світлопроникність;
• підвищена вологість у тепличному просторі збирає конденсат на поверхні плівки, що затримує собою сонячне світло;
• той самий конденсат збирає у собі частки пилу, які ще більше посилюють проникнення світла;
• різниця температур навколишнього середовища та тепличного простору велика через те, що поліетилен не пропускає інфрачервоні промені, які прагнуть вгору з нагрітого ґрунту;
• плівка, натягнута на металеву основу, руйнується сильніше внаслідок сильного нагрівання металу.

Модифікації поліетиленової плівки

Через свою в даний час поліетилен для теплиць має досить велику кількість різновидів. Він відрізняється як у міцності матеріалу, і по коефіцієнту светопропускания.

Поліетилен світлостабілізований

Одним із компонентів даного виду плівки є спеціальна речовина, яка зупиняє руйнування покриття через несприятливе довкілля. Термін служби такої плівки збільшується в рази порівняно із звичайною плівкою – стабілізований поліетилен витримує кілька сезонівабо може використовуватись протягом усього року.

Відрізнити звичайну плівку від модифікованої зовні неможливо. При виборі необхідної слід уважно вивчити етикетку.

Поліетилен гідрофільний

Ця модифікація має дуже важливу якість - вона не дає конденсату накопичуватися на поверхні полімеру. Краплі розподіляються по покриттю рівномірно, так що цей шар не зменшує світлопропускну здатність і не створює крапель.

Заслуга таких переваг плівки в тому, що вона у своєму складі містить світло- та термостабілізатори, які не тільки збільшують термін служби полімеру в кілька разів, але й затримують теплове випромінювання.

Ще одним із плюсів є підвищення врожайності у парниках з таким покриттям. За даними досліджень, у теплицях з гідрофільним поліетиленом урожайність та швидкість дозрівання збільшується приблизно на п'ятнадцять відсотків.

Спінений поліетилен

Для тих, хто вирішив зробити самостійно сезонну для культур, які бояться різких температурних перепадів, рекомендується звернути увагу на цей вид плівки. Вона складається з двох шарів – моноліту та спіненого матеріалу. Відмінність від звичайної плівки полягає в тому, що цей поліетилен гірше пропускає та розсіює сонячні променітим самим знижуючи денну температуру середовища. Вночі тепло, що накопичилося за день, повільно залишає парник, і він зберігає високу температуру всередині.

Плівка з армованого поліетилену

Ця плівка відрізняється від інших різновидів тим, що містить потрійний шар полімеру. Товщина поліетилену для теплиць невелика (від 15 до 300 мкм), а середній шар – це сітка з моноволокна. У складі такої сітки може міститися скловолокно, так і інші армуючі елементи, наприклад, лавсан.

Варто звернути увагу, що найбільшу міцність матиме плівка з частою сіткою і малим розміром осередків. Однак густа сітка зменшує світлопропускний коефіцієнт. Термін експлуатації такої плівки може становити до десяти років.

Що вибрати

Великий вибір модифікацій поліетиленової плівки не повинен вводити в ступор, адже кожна з них має свої певні властивості. В той же час від вибору плівкового покриття залежатиме весь сезонний урожайТому до такого питання потрібно підходити грамотно і у всеозброєнні. При виборі поліетилену для теплиць необхідно, відштовхуючись від бюджету, визначити найбільш підходящу модифікацію для конкретних завдань.

Багато десятків років плівки справно служать садівникам-городникам та великим тепличним господарствам.

Низька вартість матеріалу та мінімальні витрати часу та засобів на монтаж дозволяють конкурувати зі склом, акрилом та полікарбонатом. Розроблені та випускаються вироби з підвищеними функціональними властивостями, забезпеченими спеціальними добавками.

Матеріали покриттів та їх властивості

Фізико-механічні показники плівки визначаються хімічним складом та способом отримання. Найбільш поширені:

• Поліетиленова
• Полівінілхлоридна
• Етиленвінілацетатна

Перша виходить екструзією поліетиленувисокого (ПВД) або низького тиску (ПНД), що має товщину від 30 до 400 мкм, поставляється в рулонах. Типова ширина – 1500мм, намотування 50–200 м. Відповідно до вимог ГОСТ 10354-82 міцність на розрив сільськогосподарських марок СТ, СІК становить не менше 14,7 та 12,7 МПа відповідно. Вироби з ПНД перевершують аналоги з ПВД із хімічної стійкості та на 20–25% за міцністю. На ринку представлені продукти, що містять вторинні полімери, що зменшують вартість, але знижують механічні характеристики.

Експлуатаційні показники зумовлюють специфічні компоненти:

• Стабілізатори (UF-добавки)
• Антифоговий шар
• IR-адсорбенти
• EVA-добавки

Нестабілізована плівка на 80% прозора для ультрафіолетового випромінювання, що призводить до опіків рослин та скорочує термін її служби до 6–12 місяців внаслідок розкладання. Наявність у складі 2%, 3% UF-стабілізаторівзбільшують довговічність до 18 та 24 міс відповідно (3, 4 сезони). Проникність для UF променів знижується вдвічі. Інгридієнти надають лимонного або блакитного відтінку продукту.

Рис.1. Робота UF-добавок

Антифоговий шармає високу змочуваність, сприяє рівномірному розтіканню, запобігає падінню конденсату на культури, забезпечує його стікання зі стелі по стінках в дренажну систему. Результат – стабільна світлопроникність та захист від гнильних захворювань, викликаних перезволоженням.

Рис.2. Гідрофільна дія

Мала товщина потребує зниження втрат тепла від інфрачервоного випромінювання ґрунту у нічний час. Завдання вирішують запровадженням до складу IR-адсорбентіві EVA(етиленвінілацетатних) компонентів.

Речовини не впливають на проникність для сонячного світла, є відображенням вторинного короткохвильового випромінювання грунту. У результаті вдається підняти температуру в парнику на 3-5 ° C, порівняно зі звичайним ПВД, не допустити заморозків на грунті. Крім цього EVA підвищує еластичність та морозостійкість.

Рис.3. IR-адсорбенти, EVA-добавки

Розроблено плівки марки ФЕ (світлокоректуючі), що перетворюють ультрафіолетові промені у видиме червоне світло з довжиною хвилі 615 нм, що інтенсифікує процеси фотосинтезу та розвитку саджанців у 2 рази.

Неприємна особливість полімерів – електростатичний ефект, що проявляється осадженням пилу на поверхні, що погіршує прозорість. Уникнути цього явища дозволяють антистатичніконцентрати, наприклад серії Atmer від Croda Polimer, що вводяться в кількості 30-50% в композицію.

Міцність поліетилену збільшують армуваннямі багатошаровийконструкцією. Останньою характерна найкраща теплоізоляція завдяки повітряному зазору, але прозорість її нижча, ніж одношарова, внаслідок заломлення променів на межах середовищ. Тришарові продукти оптимальні для більшпрогонових (до 16 м) теплиць, мають термін служби 3-5 років.

Мал. 4. Більшепролітна теплиця з 3-х

Мал. 5. 3-х шарова армована плівка від шарової плівкою

Армовані вироби складаються з двох шарів світлостабілізованого поліетилену та внутрішньої сітки із синтетичних ниток діаметром 0,3 мм. Матеріал витримує навантаження до 70 кг/м 2 проте проникність світла падає приблизно на 10%.

Полівінілхлоридніпокриття (ПВХ), виготовлені методом каландрування, найбільш міцні, еластичні. Продукція вищого ґатунку марки С за ГОСТ 16272-79 витримує на розрив уздовж волокон не менше 22 МПа, що є запорукою довговічності.

Коефіцієнт пропусканнясвітла досягає 88%, відповідає такому для поліетилену, але ПВХ менше мутніє з часом, частіше застосовується одношаровим (товщиною 150-200 мкм), тому ефективність його вища. Проникність для ультрафіолету становить близько 20%, знижена корисна фотосинтетична радіаціяз довжиною хвиль 380-400 нм (ультрафіолет А)

Виробники використовують стабілізуючі, антистатичні, IR-добавки, що визначають оптимальний набір показників. Модифікований ними полівінілхлорид утримує до 90% інфрачервоного випромінювання всередині споруди, забезпечуючи кращу теплову ефективність.

Паропроникність (не менше 15 г/м 2 за 24 години) сприятливо позначається на диханні рослин у спекотні дні (поліетилен 0,5–30 г/м 2 ). Морозостійкістьдо -30°C дозволяє переносити заморозки без крихкості. Ресурс сягає 7 сезонів, але ціна продукції на 50–70% вище, ніж ПВД.

Етиленвінілацетатні(севіленові) плівки представляють сополімер етилену з вінілацетатом, на вигляд не відрізняються від поліетилену. Перевищують його за міцністю на 20-25%, прозорістю для променів видимої частини спектру - 92% проти 88-90% у першого.

Покриття гідрофільне, запобігає краплям на листі, що викликає переохолодження та утворення водяних мікролінз – причину місцевих опіків. Морозостійкість сягає -80°C. Матеріал жорсткіший за ПВХ, менше подовжується і провисає під дією снігу, дощу, вітру.

Період експлуатації виробів, наприклад "EVA-19" від "BERETRA OY", досягає 6-7 років. Вартість вища, ніж у попередніх.

Плюси і мінуси

Переваги плівкових теплиць:

• Вартість менше в 3-5 разів, ніж у скляних та полікарбонатних
• Не вимагають фундаменту
• Простота та висока швидкість монтажу
• Компактність під час перевезення

До недоліків відносять:

• Найменшу в 10–30 разів міцність
• Малу жорсткість – схильність до подовження та провисання під навантаженням.
• Погану теплоізоляційну здатність. Тепловтрати плівки товщиною 0,5 мм у 20 разів більші, ніж у листа полікарбонату – 6 мм.
• Нестабільність властивостей – помутніння з часом
• Найменшу довговічність – найкращі продукти поступаються полікарбонату в 2 рази
• Необхідність розбирання на зиму

Сьогодні дуже часто виникає питання про потенційну небезпеку ультрафіолетового випромінювання та найбільш дієві способи захисту органу зору. Ми підготували перелік найбільш поширених питань про ультрафіолет та відповіді на них.

Що таке ультрафіолетове випромінювання?

Спектр електромагнітного випромінювання досить широкий, але око людини чутливе лише до певної області, яка називається видимим спектром, яка охоплює діапазон довжин хвиль від 400 до 700 нм. Випромінювання, що знаходяться за межами видимого діапазону, є потенційно небезпечними і включають інфрачервону (з хвиль довжиною понад 700 нм) і ультрафіолетову область (менше 400 нм). Випромінювання, що мають більш коротку довжину хвилі, ніж ультрафіолетове, називаються рентгенівським та γ-випромінюваннями. Якщо довжина хвилі більша, ніж аналогічний показник у інфрачервоного випромінювання, це радіохвилі. Таким чином, ультрафіолетове (УФ) випромінювання - це невидиме оком електромагнітне випромінювання, що займає спектральну область між видимим та рентгенівським випромінюваннями в межах довжин хвиль 100-380 нм.

Які діапазони має ультрафіолетове випромінювання?

Як видиме світло можна розділити на складові різних кольорів, які ми спостерігаємо при виникненні веселки, так і УФ-діапазон, у свою чергу, має три складові: УФ-A, УФ-B та УФ-C, причому остання є найбільш короткохвильовим та високоенергетичним ультрафіолетовим випромінюванням з діапазоном довжин хвиль 200-280 нм, проте воно переважно поглинається верхніми шарами атмосфери. УФ-B-випромінювання має довжину хвиль від 280 до 315 нм і вважається випромінюванням середньої енергії, що становить небезпеку для органу зору людини. УФ-A-випромінювання - це найбільш довгохвильова складова ультрафіолету з діапазоном довжин хвиль 315-380 нм, яка має максимальну інтенсивність на момент досягнення поверхні Землі. УФ-A-випромінювання найглибше проникає в біологічні тканини, хоча його ушкоджуюча дія менша, ніж у УФ-B-променів.

Що означає сама назва «ультрафіолет»?

Це слово означає «понад (вище) фіолету» і походить від латинського слова ultra («понад») та назви найкоротшого випромінювання видимого діапазону – фіолетового. Хоча УФ-випромінювання ніяк не відчувається людським оком, деякі тварини – птахи, рептилії, а також комахи, наприклад бджоли – можуть бачити в такому світлі. Багато птахів мають розмальовку оперення, яка невидима в умовах видимого освітлення, але добре помітна в ультрафіолетовому. Деяких тварин також легше помітити у променях ультрафіолетового діапазону. Багато фруктів, квітів і насіння сприймаються оком більш чітко при такому освітленні.

Звідки виникає ультра-фіолетове випромінювання?

На відкритому повітрі основним джерелом УФ-випромінювання є сонце. Як було зазначено, частково воно поглинається верхніми шарами атмосфери. Оскільки людина рідко дивиться прямо на сонце, то основна шкода для органу зору виникає внаслідок розсіяного і відбитого ультрафіолету. У приміщенні УФ-випромінювання виникає при використанні стерилізаторів для медичних та косметичних інструментів, у соляріях для формування засмаги, у процесі застосування різних медичних діагностичних та терапевтичних приладів, а також при затвердінні композицій пломб у стоматології.

У промисловості УФ-випромінювання утворюється при зварювальних роботах, причому його рівень настільки високий, що може призвести до серйозного пошкодження очей і шкіри, тому застосування захисних засобів передбачено обов'язковим для зварювальників. Флюоресцентні лампи, що широко використовуються для освітлення на роботі та вдома, також є джерелами УФ-випромінювання, але рівень останнього дуже незначний і не становить серйозної небезпеки. Галогенові лампи, які також застосовуються для освітлення, дають світло з УФ-складовою. Якщо людина знаходиться близько від галогенової лампи без захисного ковпака або екрана, рівень УФ-випромінювання може викликати у нього серйозні проблеми з очима.

Від чого залежить інтенсивність дії ультрафіолету?

Його інтенсивність залежить від багатьох чинників. По-перше, висота сонця над горизонтом змінюється залежно від пори року та доби. Влітку вдень інтенсивність УФ-B-випромінювання максимальна. Існує просте правило: коли ваша тінь коротша, ніж ваше зростання, то ви ризикуєте отримати на 50% більше такого випромінювання.

По-друге, інтенсивність залежить від географічної широти: в екваторіальних районах (широта близька до 0°) інтенсивність УФ-випромінювання найвища – у 2–3 рази вище, ніж півночі Європи.

По-третє, інтенсивність зростає із збільшенням висоти над рівнем моря, оскільки відповідним чином зменшується шар атмосфери, здатний поглинати ультрафіолет, тому більша кількість найбільш високоенергетичного короткохвильового УФ-випромінювання досягає поверхні Землі.

По-четверте, на інтенсивність випромінювання впливає розсіювальна здатність атмосфери: небо видається нам синім через розсіювання короткохвильового блакитного випромінювання видимого діапазону, а ще більш короткохвильовий ультрафіолет розсіюється набагато сильніше.

По-п'яте, інтенсивність випромінювання залежить від наявності хмар та туману. Коли небо безхмарне, УФ-випромінювання досягає максимуму; щільні хмари знижують його рівень. Однак прозорі та рідкісні хмари мало впливають на рівень УФ-випромінювання, водяна пара туману може призвести до збільшення розсіювання ультрафіолету. Малохмарну і туманну погоду людина може відчувати як холоднішу, проте інтенсивність УФ-випромінювання залишається практично такою ж, як і в ясний день.

По-шосте, кількість відбитого ультрафіолету варіює в залежності від виду поверхні, що відбиває. Так, для снігу відображення становить 90% падаючого УФ-випромінювання, для води, грунту і трави – приблизно 10%, а для піску – від 10 до 25%. Про це потрібно пам'ятати, перебуваючи на пляжі.

Який вплив ультрафіолету на організм людини?

Тривалий та інтенсивний вплив УФ-випромінювання може бути шкідливим для живих організмів – тварин, рослин та людини. Зауважимо, що деякі комахи бачать в УФ-A-діапазоні, а вони є невід'ємною частиною екологічної системи та якимось чином приносять користь людині. Найбільш відомий результат впливу ультрафіолету на організм людини – це засмага, яка досі є символом краси та здорового способу життя. Однак тривалий та інтенсивний вплив УФ-випромінювання може призвести до розвитку ракових захворювань шкіри. Необхідно пам'ятати, що хмари не блокують ультрафіолет, тому відсутність яскравого сонячного світла не означає, що захист від ультрафіолетового випромінювання не потрібний. Найбільш шкідлива складова цього випромінювання поглинається озоновим шаром атмосфери. Факт зменшення товщини останнього означає, що в майбутньому захист від ультрафіолету стане ще актуальнішим. За оцінками вчених, зниження кількості озону в атмосфері Землі всього на 1% призведе до зростання ракових захворювань шкіри на 2–3%.

Яку небезпеку ультрафіолет становить органу зору?

Існують серйозні лабораторні та епідеміологічні дані, що пов'язують тривалість впливу ультрафіолету з захворюваннями очей: катарактою, дегенерацією макули, птеригіумом та ін. У порівнянні з кришталиком дорослої кришталик дитини істотно більш проникний для сонячної радіації, до досягнення ним 18-річного віку. Максимально схильним до проникнення випромінювання кришталик є безпосередньо після народження немовляти: він пропускає до 95% падаючого УФ-випромінювання. З віком кришталик починає набувати жовтого відтінку і стає не таким прозорим. До 25 років менше 25% падаючих ультрафіолетових променів досягають сітківки. При афакії очей позбавлений природного захисту кришталика, тому в такій ситуації важливо користуватися УФ-поглинаючими лінзами або фільтрами.

Слід враховувати, що ціла низка медичних препаратів мають фотосенсибілізуючі властивості, тобто збільшують наслідки від впливу ультрафіолету. Оптики та оптометристи повинні мати уявлення про загальний стан людини та застосовувані нею препарати для того, щоб дати рекомендації щодо застосування засобів захисту.

Які засоби захисту очей?

Найбільш ефективний спосіб захисту від ультрафіолету – прикриття очей спеціальними захисними окулярами, масками, щитками, що повністю поглинають УФ-випромінювання. На виробництві, де використовуються джерела УФ-випромінювання, використання таких засобів є обов'язковим. Під час перебування на відкритому повітрі в яскравий сонячний день рекомендується носити сонцезахисні окуляри із спеціальними лінзами, які надійно захищають від ультрафіолетового випромінювання. Такі окуляри повинні мати широкі завушники або прилеглу форму для запобігання проникненню випромінювання збоку. Безбарвні лінзи також можуть виконувати цю функцію, якщо в їх склад введені добавки-абсорбери або проведена спеціальна обробка поверхні. Сонцезахисні окуляри, що добре прилягають, захищають як від прямого падаючого випромінювання, так і від розсіяного і відбитого від різних поверхонь. Ефективність використання сонцезахисних окулярів та рекомендації щодо їх застосування визначені шляхом зазначення категорії фільтра, світлопропускання якого відповідають лінзи.

Які стандарти регламентують світлопропускання лінз сонцезахисних окулярів?

В даний час у нашій країні та за кордоном розроблені нормативні документи, що регламентують світлопропускання сонцезахисних лінз відповідно до категорій фільтрів та правила їх застосування. У Росії це ГОСТ Р 51831-2001 «Окуляри сонцезахисні. Загальні технічні вимоги», а в Європі – EN 1836: 2005 «Personal eye protection – Sunglasses for general use and filters for direct observation of the sun».

Кожен вид сонцезахисних лінз розроблений для певних умов освітленості та може бути віднесений до однієї з категорій фільтрів. Усього їх п'ять, і вони нумеруються від 0 до 4. Згідно з ГОСТ Р 51831-2001, світлопропускання T, %, сонцезахисних лінз у видимій області спектру може становити від 80 до 3-8% в залежності від категорії фільтра. Для УФ-B-діапазону (280–315 нм) цей показник не повинен бути більшим за 0,1T (залежно від категорії фільтра він може бути від 8,0 до 0,3–0,8 %), а для УФ-A -випромінювання (315–380 нм) – не більше 0,5T (залежно від категорії фільтра – від 40,0 до 1,5–4,0 %). У той же час виробники якісних лінз та окулярів встановлюють більш жорсткі вимоги та гарантують споживачеві повне відрізання ультрафіолету до довжини хвилі 380 нм або навіть до 400 нм, про що свідчить спеціальне маркування на лінзах окулярів, їх упаковці чи супровідній документації. Слід зазначити, що з лінз сонцезахисних окулярів ефективність захисту від ультрафіолету неспроможна однозначно визначатися ступенем їх затемнення чи вартістю окулярів.

Чи правда, що ультрафіолет більш небезпечний, якщо людина носить неякісні сонцезахисні окуляри?

Це дійсно так. У природних умовах, коли людина не носить окуляри, її очі автоматично реагують на надмірну яскравість сонячного світла зміною розміру зіниці. Чим яскравіше світло, тим менше зіниця, і при пропорційному співвідношенні видимого та ультрафіолетового випромінювання цей захисний механізм працює дуже ефективно. Якщо ж застосовується затемнена лінза, то освітлення здається менш яскравим і зіниці збільшуються, дозволяючи більшій кількості світла досягати очей. У тому випадку, коли лінза не забезпечує належний захист від ультрафіолету (кількість видимого випромінювання зменшується більше, ніж ультрафіолетового), сумарна кількість ультрафіолету, що потрапляє в очі, виявляється більш значною, ніж за відсутності сонцезахисних окулярів. Саме тому пофарбовані та світлопоглинаючі лінзи повинні містити УФ-абсорбери, які б знижували кількість УФ-випромінювання пропорційно зменшенню випромінювання видимого спектру. За міжнародними та вітчизняними стандартами світлопропускання сонцезахисних лінз в УФ-області регламентується як пропорційно залежне від світлопропускання у видимій частині спектру.

Який оптичний матеріал для лінз забезпечує захист від ультрафіолету?

Деякі матеріали для лінз забезпечують поглинання УФ-випромінювання завдяки своїй хімічній структурі. Воно активує фотохромні лінзи, які у відповідних умовах блокують його доступ до ока. Полікарбонат містить групи, що поглинають випромінювання в ультрафіолетовій ділянці, тому він оберігає очі від ультрафіолету. CR-39 та інші органічні матеріали для очкових лінз у чистому вигляді (без добавок) пропускають деяку кількість УФ-випромінювання, і для надійного захисту очей до їх складу вводять спеціальні абсорбери. Ці компоненти не тільки захищають очі користувачів, забезпечуючи відрізання ультрафіолету до 380 нм, а й попереджають фотоокислювальну деструкцію органічних лінз та їх пожовтіння. Мінеральні лінзи зі звичайного кронового скла непридатні для надійного захисту від УФ-випромінювання, якщо до складу шихти для його виробництва не введені спеціальні добавки. Такі лінзи можна використовувати як сонцезахисні фільтри тільки після нанесення якісних вакуумних покриттів.

Чи правда, що ефективність захисту від ультрафіолету для фотохромних лінз визначається їх світлопоглинанням у активованій стадії?

Деякі користувачі окулярів з фотохромними лінзами ставлять подібне питання, тому що турбуються про те, чи будуть вони надійно захищені від ультрафіолету у похмурий день, коли немає яскравого сонячного випромінювання. Слід зазначити, що сучасні фотохромні лінзи поглинають від 98 до 100% УФ-випромінювання при будь-яких рівнях освітленості, тобто незалежно від того, чи є вони в даний момент безбарвними, середньо-або темно-забарвленими. Завдяки цій особливості фотохромні лінзи підходять для користувачів окулярів, що знаходяться на відкритому повітрі за різних погодних умов. В даний час зростає кількість людей, які починають розуміти, яку небезпеку становить тривалий вплив УФ-випромінювання для здоров'я очей, і багато хто вибирає фотохромні лінзи. Останні відрізняються високими захисними властивостями у поєднанні з особливою перевагою – автоматичною зміною світлопропускання залежно від рівня освітленості.

Чи є темне фарбування лінз гарантією захисту від ультрафіолетового випромінювання?

Саме собою інтенсивне забарвлення сонцезахисних лінз не дає гарантії захисту від ультрафіолету. Слід зазначити, що дешеві органічні сонцезахисні лінзи, випущені в умовах великосерійного виробництва, можуть мати високий рівень захисту. Як правило, спочатку змішують спеціальний УФ-абсорбер із сировиною для виробництва лінз і роблять безбарвні лінзи, а потім здійснюють фарбування. Домогтися забезпечення УФ-захисту для сонцезахисних мінеральних лінз складніше, тому що їх скло пропускає більше випромінювання, ніж багато видів полімерних матеріалів. Для гарантованого захисту необхідно введення ряду добавок до складу шихти для випуску заготовок лінз та застосування додаткових оптичних покриттів.

Забарвлені рецептурні лінзи роблять з відповідних безбарвних лінз, які можуть мати достатню кількість УФ-абсорбера або ні для надійного відрізання відповідного діапазону випромінювання. Якщо потрібні лінзи зі 100% захистом від ультрафіолету, завдання контролю та забезпечення такого показника (до 380–400 нм) покладається на оптика-консультанта та майстра – збирача окулярів. В цьому випадку введення УФ-абсорберів в поверхневі шари органічних лінз окулярів проводиться за технологією, аналогічною фарбуванню лінз в розчинах барвників. Єдиний виняток полягає в тому, що УФ-захист не побачити оком і для перевірки потрібні спеціальні прилади - УФ-тестери. Виробники та постачальники обладнання та барвників для фарбування органічних лінз включають до свого асортименту різні склади для поверхневої обробки, що забезпечують різні рівні захисту від ультрафіолету та короткохвильового видимого випромінювання. Провести контроль світлопропускання ультрафіолетової складової в умовах стандартної оптичної майстерні неможливо.

Чи слід вводити абсорбер ультрафіолетового випромінювання у безбарвні лінзи?

Багато фахівців вважають, що введення УФ-абсорбера в безбарвні лінзи принесе лише користь, оскільки захистить очі користувачів та попередить погіршення властивостей лінз під впливом УФ-випромінювання та кисню повітря. У деяких країнах, де існує високий рівень сонячної радіації, наприклад, в Австралії, це є обов'язковим. Як правило, намагаються забезпечити відрізання випромінювання до 400 нм. Таким чином, виключені найбільш небезпечні та високоенергетичні складові, а випромінювання, що залишилося, достатньо для правильного сприйняття кольору предметів навколишньої дійсності. Якщо межу відрізання зрушити у видиму область (до 450 нм), то у лінз з'явиться жовтий колір, зі збільшенням до 500 нм – оранжевий.

Як можна переконатись, що лінзи забезпечують захист від ультрафіолетового випромінювання?

На оптичному ринку представлено багато різних УФ-тестерів, які дозволяють перевірити світлопропускання лінз в ультрафіолетовому діапазоні. Вони показують, який рівень пропускання цієї лінзи в УФ-діапазоні. Однак слід враховувати і те, що оптична сила лінзи, що коригує, може вплинути на дані вимірювання. Точніші дані вдається отримати за допомогою складних приладів - спектрофотометрів, які не тільки показують світлопропускання при певній довжині хвилі, але і враховують при вимірюванні оптичну силу лінзи, що коригує.

Захист від ультрафіолетового випромінювання є важливим аспектом, який слід враховувати при доборі нових лінз. Сподіваємося, що наведені в цій статті відповіді на питання про ультрафіолетове випромінювання та способи захисту від нього допоможуть вам підібрати лінзи, які дадуть можливість зберегти здоров'я ваших очей на довгі роки.

Ольга Щербакова, Віко

Сталеву конструкцію захищають від корозії ґрунтуванням з подальшим фарбуванням. А от алюмінієва захисту не потребує. Для більшої надійності рекомендують алюмінієвий анодований профіль, посилений сталевим стрижнем.

Використовують дерево. Порівняно з металом дерев'яні елементи набагато масивніші. Крім того, вони потребують низки захисних заходів: фарбування, обробка антисептиками та антипіренами.

Пропонований на ринку пластиковий профіль є більш придатним для тимчасових споруд. У наших кліматичних умовах він швидко стає непридатним. Щоб не погнувся від сильного пориву вітру, краще вибрати профіль, посилений металевим стрижнем.

Основну поверхню стін та покрівлі утворюють світлопрозорі конструкції, закріплені на каркасі. Для них використовують скло, плівку та пластик.
Склопропускає 90 % сонячного світла і непогано утримує тепло: навіть у морозну погоду в заскленій теплиці температура буде на 4 °С вище від зовнішньої. Його основні недоліки - крихкість і значна вага. Для теплиць використовують скло завтовшки 3 мм. Скління металевого каркаса герметизують гумовим ущільнювачем, а дерев'яного – дерев'яними штапиками.
Акрил (оргскло)- Легкий безбарвний матеріал, що витримує значні механічні навантаження (що важливо при сильних снігопадах), що пропускає ультрафіолетові промені і по прозорості не поступається склу.
Полікарбонат— полімерний матеріал, який у 250 разів міцніший і у 6 разів легший за скло. Має високу міцність, тепло- і вогнестійкість, а також низьку теплопровідність. Він пропускає не набагато менше світла, ніж прозоре скло. Можна зашити полікарбонатомвесь каркас і не демонтувати покриття на зиму багато років. Цей матеріал буває монолітний та стільниковий. З першого виготовляють елементи як плоскої, і криволінійної форми. Такі вироби досить жорсткі і не вимагають каркаса, що несе. Однак вони відносно дорогі, тому плоскі покрівлі покривають стільниковим полікарбонатом. Завдяки своїй структурі має високі теплоізоляційні характеристики. А його мала вага дозволяє встановлювати легкі несучі конструкції. Як покрівельний матеріал використовують листи товщиною не менше 8 мм. Для стінок можна вибрати більш тонкі листи. Поверхня полікарбонату чутлива до механічних дій.
Полівінілхлорид (ПВХ)випускають у вигляді гофрованих листів. Він відрізняється високою механічною та ударостійкістю, стійкістю до ультрафіолетового випромінювання, довговічністю, гнучкістю при температурі від -40 до +65 °С. Прозорі безбарвні листи ПВХ пропускають 82 % світла, але не пропускають ультрафіолет, тому для теплиць використовують спеціально оброблені ПВХ-матеріали, що пропускають УФ-випромінювання, необхідне фотосинтезу.
Полімерна плівкаеластична, прозора та легка в установці. Вона витримує морози до -20 ° С, але погано переносить різкі перепади температури. Поліетиленова плівка пропускає 80 % видимих ​​та ультрафіолетових променів, стійка до лугів та кислот, не пропускає воду та пару. Її недолік - висока теплопроникність, до 90%. Під дією ультрафіолету та повітря плівка старіє, її світлопрозорість знижується, і до кінця сезону матеріал руйнується. Полотнище плівки склеюють фенолом, формальдегідом, мурашиною кислотою, зварюють паяльником або праскою. При стиковці її укладають так, щоб край одного полотна перекривав край іншого на 10-15 мм. На місце шва накладають смужку целофану.
ПВХ-плівкапропускає 90% видимих ​​і до 80% УФ-променів, але майже не пропускає інфрачервоні промені, завдяки чому теплиці вночі охолоджуються незначно. Термін служби цього матеріалу – два-три сезони.
Сополімерна етиленвінілацетатна плівкавідрізняється підвищеною міцністю, еластичністю та світлостійкістю. Вона стійка до вітру та проколів. Служить до трьох років.
Рулонний склопластиквиготовляють на основі поліефірних смол, армованих скловолокном. Він характеризується високою міцністю, надійністю та погано пропускає теплову радіацію. Поставляється у рулонах шириною 90 см. Шматки з'єднують за допомогою ефірних смол. Термін служби рулонного склопластику – чотири роки.