VI Международный конкурс научно-исследовательских и творческих работ учащихся

Старт в науке

Экология жилища

• Авторы
• Руководители
• Файлы работы
• Наградные документы

Моисеев И.С. 1

---

1МБОУ СОШ №12 г. Коломна

Лагутина Т.С. 1

---

1МБОУ СОШ №12 г. Коломна

Работа в формате PDF

793.5 KB

Автор работы награжден дипломом победителя III степени

Диплом школьникаСвидетельство руководителя

Введение.

Мы часто говорим о неблагополучии окружающей среды, считая, что главная опасность исходит от загрязненного атмосферного воздуха, воды, почвы, продуктов питания. И каждый человек стремиться сделать удобным, надежным и безопасным свое жилище, чтобы оказавшись дома расслабиться, отогнать от себя тревожные мысли, считая, что его жилище самое безопасное.«Мой дом моя крепость» - так звучат мудрые слова, но настолько ли они мудры в современном контексте?

Жилище – это не только укрытие от неблагоприятных воздействий природы, но и мощный фактор, воздействующий на человека и в значительной степени определяющий состояние его здоровья.

В последние годы появилось понятие «синдром больных зданий», т.е. зданий, у жителей которых наблюдаются признаки ухудшения здоровья: головные боли, умственное переутомление, увеличение числа простудных заболеваний, раздражение слизистых оболочек глаза, носа и глотки, сухость кожи и слизистых, тошнота, головокружение.

Вместе с этим в нашу жизнь входит еще одно понятие «Экология жилища» - это создание и поддержание оптимальной жилой среды.Экология жилища как область знаний призвана систематизировать методы создания и поддержания оптимальной жилой среды. Для этого учитываются климат и ландшафт участка, ориентация и размещение дома, материалы стен и перекрытий, система кондиционирования и вентиляции, звуковой и световой комфорт. Не стоит забывать и о наполняемости жилища предметами комфорта, которые зачастую несут вред организму человека.

Чтобы лучше понять какое жилище можно назвать подходящим к определению «жилищный комфорт», необходимо подробнее изучить все составляющие этого определения, чем я и займусь в написании своей работы.

Считаю избранную тему актуальной, поскольку отделочный материал выбирается не только из эстетических соображений, но и должен отвечать еще ряду требований - устойчивость к износу, воздействию химических веществ и температуры. Как выбрать экологичное напольное покрытие? Как соотнести его стоимость и качество? Какое напольное покрытие прослужит долгие годы? Ответы на эти и многие другие вопросы я постараюсь найти, проведя своё исследование.

Цель работы: проанализировать рынок строй материалов г. Коломны и выяснить какое напольное покрытие целесообразнее использовать в экологическом дизайне интерьера.

Задачи:

1. Выяснить какие напольные покрытия являются наиболее востребованными.

3. Оценить и сравнить наиболее востребованные напольные покрытия.

4.Проанализировать полученные результаты и сделать выводы с точки зрения экологического дизайна.

Методы исследования:

Общелогические

Практический

Объект исследования: напольные покрытия

Предмет исследования: экологичность напольных покрытий

1. Жилищный комфорт.

1.1.Факторы воздействия окружающей среды.

Потребность в хорошем жилье - естественная потребность человека. Хорошее жильё - материальная предпосылка, обеспечивающая человеку благоприятную среду обитания, способствует сохранению его здоровья, активному участию в производственной и общественной деятельности.

Благоприятные условия жизни определяются понятием «жилищный комфорт». Под ним понимают оптимальные условия расселения семьи в квартире, благоприятную внутреннюю среду жилища и оптимальную организацию быта, рациональное архитектурно-планировачное решение жилища, наилучшие условия жизни связи жилища с окружающей городской средой и зоной отдыха.

Жилище - сложная система природной и искусственно созданной среды, где сочетаются воздействия физической, химической и биологической природы. Кратко рассмотрим каждый их них.

К факторам физической природы относятся микроклимат, инсоляция и освещённость, электромагнитные излучения, шум, вибрация техногенного происхождения.

К факторам химической природы относят экзогенные загрязнители атмосферного воздуха и загрязнители эндогенного происхождения, к которым относятся антропотоксины, продукты сгорания бытового газа, полимерные загрязнители, аэрозоли синтетических моющих средств и препаратов бытовой химии, табачный и кухонный дым.

К факторам биологической природыможно отнести домашнюю пыль, которая  представляет собой исключительно антропогенный субстрат, в состав которого помимо частичек песка и почвы входят текстильные волокна, волосы и эпидермис человека, шерсть домашних животных, а также пыльца растений, метаболиты синантропных организмов и т.д.

К факторам, влияющим на экологическую безопасность жилища человека, относится качество строительных материалов-то, из чего сделан дом. Функциональное назначение жилого здания - удовлетворять потребности человека в жилье. В зависимости от вида материала, из которого изготовлены основные несущие элементы жилых зданий и конструктивного их решения здания объединяют в группы.

1.2. Требования к жилью.

Сейчас в строительстве наиболее широко применяются дома из комплекта железобетонных изделий с кирпично-монолитными ограждающими конструкциями, с «широким шагом», с квартирами свободной планировки и повышенной комфортности, улучшенными тепло- и звукоизоляцией, пожаростойкостью и архитектурно-строительными решениями, отвечающими современным требованиям.

Гигиенические требования к жилищу:

- Благоприятные пространственные параметры квартиры (размер жилой площади на 1 человека, высота помещения, подсобные помещения, приквартирные открытые помещения);

- Достаточно естественного и искусственного освещения, включая инсоляцию помещений;

- Благоприятное состояние воздушной среды в помещении по количественным и качественным параметрам (величина воздушного куба на 1 человека, содержание в воздухе антропотоксинов и токсичных веществ, микроорганизмов, пыли);

- Низкий шумовой фон от городского транспорта, уличного и квартирного шума.

Для внутренней отделки дома тоже лучше использовать материалы на естественной основе. Стены, а иногда и потолок оклеивают бумажными или текстильными (льняными, шелковыми, фетровыми, джутовыми) обоями. Моющиеся обои с синтетическим покрытием, например, виниловые или поливинилхлоридные самоклеющиеся пленки, допустимы только на кухне и в коридоре. Окна и двери следует красить масляной краской на олифе или алкидной эмалью для внутренних работ. На окраску стен и потолка идут безвредные меловая, латексная или водно-эмульсионная побелка. Самый экологичный пол - деревянный, паркетный либо просто дощатый (например, на даче). Ламинатные полы из древесно-волокнистых плит с пленкой "под дерево" подходят для кухонь и коридоров.

1.3. Опасность, таящаяся в нашем жилище.

Стремясь улучшить условия проживания, человек нарушает экологический баланс жилища.

Ремонт в квартире немыслим без замены оконных систем. Многие стремятся приобрести современные  конструкции,  обеспечивающие максимальную тепло- и шумоизоляцию, оснащенные новейшими системами запирания и защитой от взлома. Преимущества подобных профилей неоспоримы: это практичность, надёжность, высокое качество и возможность длительной эксплуатации.

Поливинилхлорид – материал, который используют при производстве профилей все современные фирмы. Из этого вида пластмассы изготавливаются многие товары, представленные на прилавках отечественных и зарубежных магазинов: детские игрушки, посуда, незаменимые аксессуары, компьютеры и т.д.. Используя их, человек не задумывается о том, что в воздух выделяются вредные вещества.

Пластиковые окна очень герметичны, не имеют щелей и, следовательно, не обеспечивают естественную вентиляцию помещений. Из-за этого происходит запотевание окон, вследствие чего на них образуется конденсат. Влажность помещения увеличивается, что способствует размножению болезнетворных микробов, грибков и плесени. Так в доме образуется особый микроклимат, который является благодатной почвой для плесени и грибка.

К высокотоксичным веществам, содержащимся в воздухе жилых помещений, относится также формальдегид. Источниками формальдегида в квартире могут быть клеи, лаки, эмали, изготовленные на основе фенолоальдегидных смол, изделия и покрытия из полимерных материалов (например, полиформальдегида).

Синтетические покрытия полов – полихлорвиниловые плитки, ковровые покрытия, которые выделяют в атмосферу вредные вещества, к ним добавляются небезопасные испарения веществ, которыми покрытия приклеены к полу. Ковровые покрытия – идеальная среда для жизни бактерий и концентрации пыли.

Мебель, изготовленная из древесностружечных плит (ДСП). ДСП выделяют в атмосферу комнат формальдегид, являющийся аллергеном и, возможно, канцерогенным веществом.

Поролон. При старении этого материала образуется пыль, которая может стать причиной заболеваний верхних дыхательных путей. Рекомендуется заменять поролон в мягкой мебели каждые пять-семь лет.

Лаки и краски. К естественным пигментам, которые использовались при изготовлении красок с древности и были нетоксичны (мел, охра, умбра, графит), в настоящее время добавились искусственные неорганические пигменты, содержащие тяжелые металлы (медь, мышьяк, ртуть, свинец, кадмий, хром и др.), а также много органических красителей, часть которых содержит в своем составе канцерогенные вещества (например, полиароматические соединения, ароматические амины и др.).

Обои. Синтетические (моющиеся) обои менее гигиеничны, чем бумажные, которые выполняют не только декоративную функцию, но и способны регулировать микроклимат комнаты, поглощая из ее атмосферы влагу.

Чистящие средства. Основу чистящих средств составляют фосфаты, тензиды (поверхностно-активные вещества, ПАВ), а также дезинфекционные средства, содержащие формальдегид, гипохлорит натрия, соединения хлора и другие экологически небезопасные вещества. Использование чистящих средств стало одной из причин изменения качества бытовых стоков и подавления в их составе микроорганизмов, разлагающих органические вещества. Чистящие средства опасны и содержащимся в них высокотоксичным элементом – хлором. Целесообразно по возможности заменять их чисто механическими средствами (например, губками с абразивами) или средствами “мягкой химии” (жидкое мыло, уксус, спирт).

Моющие средства. Современные моющие средства состоят из нескольких компонентов, в том числе, тензидов, отбеливателя, жидкого стекла и стиральной соды. В составе моющих средств большую роль играли фосфаты, которые при попадании в водоемы с бытовыми стоками вызывают их эвтрофикацию. В настоящее время разработаны рецепты безфосфатных моющих средств, в частности, с использованием природных цеолитов.

2. Практическая часть.

2.1. Разновидности покрытий для пола.

Проанализироваврынок строй материалов г. Коломны, для практической работы решено взять для рассмотрения напольные покрытия. Выявленряд напольных покрытий, представленный в таблице 1.

Таблица 1.

Рассмотрим сводную таблицу характеристик напольных покрытий в таблице 2.

Таблица 2.

Сводная таблица характеристик напольных покрытий

2.2. Изучение токсичности горения и разложения полимеров.

Полиэтилен. Бесцветный, прозрачный (в пленках) или окрашенный. Жирный на ощупь. При нагревании плавится, вытягивается в нити. Горит синеватым пламенем без копоти, образуя капли расплава и распространяя "свечной" запах. B органических растворителях не растворяется.

Поливинилхлорид. B пленках прозрачный, бесцветный или ярко окрашенный, непрозрачный, гибкий (пластикат - c добавлением пластификатора); может быть твердым, костеподобным желтовато-коричневого цвета (винипласт - без добавления пластификатора). Внешний вид и свойства материала различны и зависят от наполнителя и других добавок. При нагревании плавится, затем разлагается c образованием хлороводорода, который обнаруживают синей лакмусовой бумажкой (покраснение). Горит коптящим пламенем. B органических растворителях не растворяется. 

Полистирол. Бесцветный или ярко окрашенный, прозрачный или замутненный; твердый, довольно хрупкий. При ударе по изделию слышится металлический звук. При нагревании размягчается, деполимеризуется. Горит коптящим пламенем, распространяя специфический запах, напоминающий запах цветов гиацинтов. B органических растворителях растворяется.

Полиметилметакрилат (органическое стекло). Бесцветный или ярко окрашенный, прозрачный или замутненный, твердый. При ударе по изделию слышится глухой звук. При нагревании размягчается, деполимеризуется. Горит желтым пламенем c синеватой каймой c характерным шипением и потрескиванием. Продукты горения имеют резкий специфический запах. B органических растворителях растворяется.

Фенопласты (пластмассы на основе фенолформальдегидной смолы). Непрозрачны, обычно окрашены в темные цвета (черный, коричневый и др.). Наполнители (целлюлоза, асбест, стекловолокно и др.) придают им различные физико-механические свойства. При нагревании не плавятся, при сильном нагревании разлагаются. Горят в пламени, распространяя запах фенола. B органических растворителях не растворяются. 

Аминопласты (пластмассы на основе мочевиноформальдегидной смолы). Непрозрачны, бесцветны или ярко окрашены. Твердые. При нагревании не плавятся, разлагаются. Продукты разложения имеют неприятный запах, окрашивают лакмус в синий цвет. B пламени обугливаются. Чрезвычайно опасен в пожарном отношении поролон, применяемый для изготовления мебели, который при горении выделяет ядовитый газ, содержащий цианистые соединения. Эти вещества даже в незначительных количествах являются высокотоксичными и поражают дыхательную и нервную системы человека. Потеря сознания и связанная c этим неспособность самостоятельного выхода из зоны пожара приводят к тому, что пострадавшие длительное время подвергаются воздействию вредных веществ. Выделяющиеся при горении пластмассы газы крайне токсичны, и могут вызвать отек легких. 

Материалы на основе эпоксидных смол. Как и другие виды смол: карбамидные, фенольные, фурановые и полиуретановые, эпоксидные смолы содержат летучие токсичные вещества: формальдегид, дибутилфтолат, эрихлоргидин и др. Например, полимербетон (ПБ) на основе эпоксидной смолы Эд-6 c введением в его состав пластификатора МГФ-9 снижает выделение ЭХГ и может быть рекомендован только для промышленных и общественных зданий. 

Поливинилхлоридные материалы (ПВХ). ПВХ — линолеумы обладают общей токсичностью, в процессе эксплуатации могут создавать на своей поверхности статическое электрическое поле напряженностью до 2000—3000 B/см. При использовании поливинилхлоридных плиток в воздушной среде помещений обнаруживают фталаты и бромирующие вещества. Весьма отрицательное свойство плиток — низкие теплозащитные свойства, что приводит к простудным заболеваниям. Рекомендуются только во вспомогательных помещениях и коридорах. 

Резиновый линолеум (релин). Независимо от длительности нахождения в помещении выделяет неприятный специфический запах. Стиролосодержащие резиновые линолеумы выделяют стирол. Ha своей поверхности релин, как и все пластмассы, накапливает значительные заряды статического электричества. B жилых комнатах покрывать пол релином не рекомендуется.

Нитролинолеум.  Выделяет дибутилфталат и фенол в количествах, превышающих допустимый уровень.

Поливинилацетатные покрытия (ПВА). 

При недостаточном проветривании выделяют в воздушную среду помещений формальдегид и метанол в количестве, превышающем ПДК в 2 раза и более. 

Лакокрасочные материалы.  Наиболее опасны растворители и пигменты (свинцовые, медные и др.). Кроме того, лакокрасочные покрытия загрязняют воздушную среду жилых помещений толуолом, ксилолом, бутилметакрилатом и др. Токсичные битумные мастики, изготовленныё на основе синтетических веществ, содержат низкомолекулярные и другие летучие токсичные соединения. Ученые Института строительной экологии в Швеции к числу наиболее опасных химических соединений, выделяющихся в атмосферу жилища из полимерных строительных материалов, относят изоцианты, кадмий и антипирены. 

Изоцианты — опасные токсичные соединения, проникающие в жилые помещения из полиуретановых материалов (уплотнителей, соединений и др.). Как отмечают шведские специалисты, полиуретановая пена очень удобна в работе, но может оказаться небезопасной для будущего жилища. Вредное воздействие изоциантов, приводящих к астме, аллергии и к другим заболеваниям, усиливается при нагревании полиуретановых материалов солнечными лучами или теплом от отопительных батарей. Возможный выброс изоциантов в атмосферу требует постоянного контроля, однако, как считают шведские специалисты из Института строительной экологии, существующие методы недостаточны, a новые пока еще в стадии разработки.

Кадмий — тяжелый металл, содержащийся в лакокрасочных материалах, пластиковых трубах, напольных покрытиях и т. д. Попадая в организм человека, он вызывает необратимые изменения скелета, приводит к заболеваниям почек и малокровию. 

2.3.Описание эксперимента.

Для эксперимента выбраны линолеум и ламинат. Этапы проведения эксперимента представлены в таблице 3.

Задачи:

1. Проверить устойчивость к возгоранию.
2. Проверить на наличие токсичных веществ при нагревании.

Таблица 3.

Этапы эксперимента.

Заключение. Виды линолеума по химическому составу :

Поливинилхлоридный (ПВХ)

Нитроцеллюлозный (коллоксиловый)

Глифталевый

Релин или резиновый (выделяет стирол)

Мармолеум( устойчив к возгоранию)

Алкидный (полиэфирные смолы)

Сверху-полиуретановый защитный слой

Наполнители- известняк, тальк

Бюджетный вариант:

Алкидный с полиэфирными смолами (испарения- заболевание глаз, кожи, ЦНС)

Резиновый синтетический каучук

Пары провоцируют болезни органов дыхания

Нитроцеллюлоза

Наиболее опасны пластификаторы и стабилизаторы, нагревание, на солнце.

Горение - черный едкий дым.

Ламинат – основа ДСП(выделяет фенол, формальдегид),но в составе также полиэфирные смолы + он не «горит» вредными веществами, можно класть на тёплые полы

ПВХ при нагревании плавится, затем разлагается с образованием HCl, обнаруживается лакмусовой бумажкой (покраснение)

+(2n+1) 2n +n +nHCl

+2.5* 2n +n +nHCl

Нитроцеллюлозный линолеум:

В недостатке :

= +

На воздухе:

- тринитрат целлюлозы

= +

Так же при горении может выделяться фосген, при недостатке кислорода-CO (угарный газ), диоксин

В состав ламината входит:

ДВП или ДСП

Меламиноформальдегидная смола горение фенолформальдегидной смолы:

+9.5n = 7n +3n

OH

Исследование показало, что полимерные отделочные материалы, созданные на основе низкомолекулярных соединений, в процессе использования могут выделять (мигрировать) токсичные летучие компоненты, которые при длительном воздействии могут неблагоприятно влиять на живые организмы, в том числе и на здоровье человека. 

Выделение газообразных токсичных веществ в результате горения полимерных строительных материалов еще одна весьма серьезная опасность, связанная c их использованием. Достаточно указать, что термическое разложение при горении 1 кг полимера дает столько газообразных токсичных веществ, что их достаточно для отравления воздуха в помещении объемом 2000 м. У человека, находящегося в таком помещении, через 10—15 минут возникает тяжелое отравление или даже гибель. 

Продуктами горения полимерных материалов являются такие токсичные вещества, как формальдегид, хлористый водород, оксид углерода и др.

Из изложенного выше следует, что в обычных условиях ликвидация отходов полимерных материалов путем их простого сжигания совершенно неприемлема.При сгорании полимерных материалов, помимо упомянутых выше фосгена, хлористого и цианистого водорода, формальдегида, оксида углерода и газообразного стирола, образуются и такие высокотоксичные вещества, как цианистоводородная (синильная) кислота (губительная для всего живого уже при концентрации более 0,3 мг/л), галогеноводороды хлора, оксиды азота и др. 

Альтернативным вариантом простого сжигания считается термическая переработка полимерных материалов в специальных камерах для получения из них вторичных материалов. 

Наиболее вредным дым костра бывает, когда в него попадают отходы ПВХ (поливинилхлорида -CH2-CHCl-CH2-CHCl-CH2-CHCl-) - это отходы пластмасс, линолеума, кожзаменитель, оплетка электрического кабеля, пластмассовые игрушки, упаковка, парниковая пленка и др. 

Вывод:

Мы вряд ли можем контролировать качество воздуха за стенами нашей квартиры и далеко не всегда можем выбирать, где жить, но мы в состоянии создать дома комфортный микроклимат. В современной квартире есть ряд возможностей существенно снизить негативное воздействие города и неблагоприятного окружения - с помощью технических приспособлений, подбора высококачественных материалов и соблюдения всех правил ухода за своим жилищем.

От того, какие полы будут выбраны для жилых помещений, зависит не только эстетическая сторона интерьера, но и экологическая и санитарная обстановка. Чтобы знать, какие полы лучше для квартиры, нами рассмотрены их базовые технические и эксплуатационные характеристики. 

Экологически безопасными напольными покрытиями считаются пробковое покрытие и паркет (паркетная доска), но и у этих покрытий есть свои минусы: дороговизна; боязнь влаги; укладка на ровную и твердую поверхность.

Самыми распространенными напольными покрытиями оказались линолеум и ламинат.

Линолеум – одно из самых популярных на сегодняшний день покрытий, и во многом благодаря тому, что он имеет доступную цену, легок в монтаже и разнообразен по цвету и рисунку. Почти не деформируется от температурных перепадов, выдерживает большие нагрузки, не прожимается при установке на него тяжелых предметов мебели.

Ламинат - удачно имитирует паркетную или натуральную доску, но гораздо доступнее по цене. Основной недостаток ламината – восприимчивость к воздействию влаги. Покрытия этого типа любого класса не переносят воду, коробятся, деформируются и не подлежат восстановлению.

При выборе что лучше — ламинат или линолеум, мнение стоит основывать на совокупности особенностей эксплуатации и характеристиках различных типов материалов, а т.ж. бюджета семьи.

Что экологичнее – ламинат или линолеум? Оба покрытия (с учетом того, что из всего разнообразия вариантов линолеума выбран ПВХ-материал) не выделяют токсичных веществ при эксплуатации (при условии сертифицированной продукции). При сравнении экологичности часто упоминают сложность утилизации линолеума, который горит с образованием резкого запаха и выделением вредных веществ. Однако, учитывая, что самостоятельно утилизировать снятое покрытие владельцам домов и квартир приходится крайне редко, можно считать этот недостаток не самым значительным.

Интернет ресурсы:

http://yandex.ru/clck/jsredir?bu=2il4&from

https://polspec.com/linoleum/vreden-li-linoleum-dlya-zdorovya-kriterii-sostav-i-klassifikatsiya-materiala.html

Pol-Spec.ru

http://home-gid.com/sovety/laminat-ili-linoleum-chto-luchshe-vybrat-v-kvartiru.html