ГлавнаяЛитератураКоммунальная гигиена: Учебник, Гончарук Е. ИГигиенические основы нормирования факторов внутренней среды места проживания

Гигиенические основы нормирования факторов внутренней среды места проживания

На человека влияют такие факторы внутренней среды помещений, как микроклимат, качество воздуха, уровни инсоляции и освещения, электромагнитные поля, ионизирующая радиация, шум, вибрация и др.

В свете современных научных данных понятие "среда" следует рассматривать более широко. Среда для всех живых организмов, в том числе и для человека, включает абиотические и биотические факторы. Существенным обстоятельством, отличающим экологический подход к человеку и животным, является то, что все условия и факторы среды человека в большей или меньшей мере социально обусловлены.

Внутренняя среда места проживания — сложная система, включающая в себя большое количество компонентов, объединенных таким образом, что обеспечивается целостная сложная функция. Вследствие взаимодействия двух сред (окружающей и внутренней), человек испытывает в помещении влияние физико-химических факторов среды по схеме: окружающая среда — здание — внутренняя среда — человек.

Разнообразие окружающей среды воспринимается организмом человека при помощи рецепторов, реагирующих на разные виды воздействия. Влияние факторов среды только в том случае бывает благоприятным, если их колебания не выходят за пределы оптимальных параметров, комфортности. Восприятие комфортности для каждого человека в отношении таких факторов, как шум, свет и, особенно, тепло, индивидуально. Индивидуальным является также восприятие комфортности в различных климатических условиях. Учитывая народнохозяйственные задачи, важно установить усредненные показатели комфортности для разных групп населения, помещений различного назначения и климатических условий, т. е. гигиеническое нормирование.

Микроклиматические факторы. К числу наиболее важных, определяющих комфорт в жилище, принадлежит метеорологический фактор.

Влияние на человека тех или иных микроклиматических факторов создает различные условия для теплообмена организма со средой и обеспечивает определенное функциональное состояние, которое называется тепловым. Оно определяется не только в субъективном теплоощущении человека, но и в характере тех терморегуляторных процессов, которые происходят в организме при изменении метеорологических условий. Тепловое состояние, наконец, влияет на все физиологические системы организма и определяет функциональные возможности человека, его здоровье. Это делает актуальным нормирование оптимальных параметров микроклимата в помещениях жилых и общественных зданий.

При оценке теплового состояния организма выделяют зону теплового комфорта. Под зоной теплового комфорта понимают такой комплекс метеорологических условий, при которых терморегуляторная система организма находится в состоянии наименьшего напряжения (или физиологического покоя), а все другие физиологические функции осуществляются на уровне, наиболее благоприятном для отдыха и восстановления сил организма после его нагрузки.

Под микроклиматом закрытых помещений понимают тепловое состояние среды, обусловливающее теплоощущении человека и зависящее от температуры, относительной влажности и скорости движения воздуха, радиационной температуры ограждающих поверхностей.

Основные принципы гигиенического нормирования параметров микроклимата в помещениях жилых и общественных зданий:

1) гигиеническое нормирование оптимальных и допустимых параметров микроклимата должно учитывать суточный и сезонный ритм колебаний физиологических функций, а также адаптацию человека к определенным климатическим особенностям;

2) гигиеническое нормирование параметров микроклимата следует проводить дифференцированно относительно разных возрастных групп населения;

3) во время гигиенического нормирования оптимальных и допустимых параметров микроклимата следует учитывать уровни энерготрат (активность) и теплозащитных свойств одежды соответствующих групп населения.

При гигиенической оценке показателей микроклимата и их влияния на организм необходимо исходить из одновременного учета и сравнения как инструментальных измерений каждого из показателей микроклимата, так и данных о физиологических терморегуляторних реакциях человека на изменение комплекса микроклиматических условий.

Микроклимат в помещениях оценивают по показателям температуры, скорости движения и относительной влажности воздуха, радиационного режима помещения, который зависит от температуры ограждающих поверхностей. Для каждого из показателей установлены оптимальные уровни и допустимые пределы колебаний с учетом их комплексного действия на организм человека.

Критерием для нормирования оптимальных и допустимых параметров микроклимата в жилых и общественных зданиях является тепловое состояние человека, которое оценивают по наиболее информативным физиологическим показателям (температуре тела, топографии температуры кожи на различных участках, градиенту температуры кожи на туловище и конечностях, величине влагопотерь посредством испарения, теплоощущению).

В качестве дополнительных критериев целесообразно использовать: а) динамику изменений теплоотдачи излучением и конвекцией; б) показатели, характеризующие состояние центральной и вегетативной нервной системы; в) исследования лабильности терморегуляторной системы; г) уровень энерготрат и дефицита тепла.

Характер изменений этих показателей лежит в основе классификации теплового состояния у детей и взрослых. Использование этих классификаций для оценки результатов исследований позволяет установить параметры зоны теплового комфорта и допустимые пределы колебаний метеофакторов.

Так, оптимальное тепловое состояние обеспечивается условиями теплового комфорта, который не ограничивает продолжительности пребывания и не требует введения в действие дополнительных механизмов приспособления организма. Умеренное напряжение терморегуляции характеризуется постоянством теплопродукции и нормальным соотношением процессов возбуждения и торможения в коре большого мозга. При допустимом уровне перегревания или переохлаждения наблюдается определенное напряжение механизмов терморегуляции организма. Но при этом сохраняется термостабильное состояние "сердцевины" тела в результате включения приспособительных реакций организма. В этих условиях возможно длительное пребывание человека (в течение работы) без изменений трудоспособности, опасности для здоровья и кумуляции.

Важно учитывать, что оценка конкретных тепловых условий среды зависит от жизненного опыта человека, т. е. социальных условий: привычного климата, одежды, питания, жилищных условий, в частности, типа и мощности са-нитарно-технического оборудования помещения.

В условиях, близких к комфортным, нормативы микроклимата жилья могут быть одинаковыми для взрослых и детей, но возрастную разницу целесообразно учитывать при установлении допустимых колебаний метеофакторов.

Известно, что в комфортных условиях отдача тепла через кожу на 45—47% осуществляется за счет радиации, почти 30%— конвекции и кондукции, до 20% — испарения потом. Отдача тепла посредством дыхания происходит в результате нагревания вдыхаемого воздуха и испарения влаги с поверхности легких. При жарком микроклимате снижается отдача тепла посредством радиации и проведения и компенсаторно возрастает за счет испарений. В условиях холода, наоборот — увеличиваются отдача тепла посредством радиации и проведения, компенсаторно снижаются потовыделение и отдача тепла испарением.

Таким образом, гигиеническое нормирование тепловых факторов должно обеспечивать их комплексность, дифференцирование и гарантию. Последний принцип означает, что нормированные параметры микроклимата должны гарантировать сохранение здоровья и трудоспособности даже человеку с пониженной переносимостью колебаний факторов окружающей среды.

С точки зрения обеспечения теплового комфорта человека большое значение имеет соотношение конвективной, лучистой и кондуктивной составных частей теплообмена при использовании разных инженерно-технических отопительных систем.

Оптимальные температурные параметры колеблются от 20 до 23 °С в условиях холодного климата, от 20 до 22 °С — умеренного и от 23 до 25 °С — жаркого климата (табл. 117). Эти условия приведены в СНиПе 2.04.05-91 "Отопление, вентиляция и кондиционирование".

Важное значение имеет величина перепадов температуры воздуха по горизонтали и вертикали помещения. Градиент по горизонтали не должен превышать 2 °С, по вертикали — 2—3 °С. Повышение вертикального перепада более чем на 3 °С может привести к переохлаждению конечностей и рефлекторным изменениям температуры верхних дыхательных путей. Указанные нормативы температуры воздуха помещений соответствуют гигиеническим требованиям лишь в том случае, если разница между температурами внутренних поверхностей стен и воздуха помещения не превышает 2—3 °С. Более низкая температура стен и окружающих предметов, даже при нормальной температуре воздуха, повышает удельный вес радиационных теплопотерь, что обусловливает дискомфорт.

Важным микроклиматическим показателем является скорость движения воздуха. Движущийся воздух влияет на организм человека двойственно: физически и физиологически (рефлекторно). Незначительное движение воздуха не только сдувает насыщенный водяным паром и перегретый слой воздуха, но и действует на тактильные рецепторы человека, стимулирует сложные рефлекторные процессы терморегуляции. Одновременно чрезмерная его скорость, особенно в условиях переохлаждения, увеличивает теплопотери путем конвекции и испарения и способствует охлаждению организма. Рекомендации относительно минимальной, максимально допустимой и оптимальной скоростей движения воздуха в помещении в холодное время года разработаны в зависимости от температуры воздуха в помещении (0,1—0,25 м/с).

Большое значение для теплообмена человека имеет влажность воздуха в помещении. Допустимой считается относительная влажность 30—65%. Превышение этих значений зимой крайне нежелательно, так как влажный воздух имеет большую теплопроводность и теплоемкость, а это увеличивает теплопо-тери путем излучения и конвекции. Для создания комфортных условий в отапливаемых помещениях желательно поддерживать относительную влажность воздуха 30—45%, так как при влажности ниже 30% начинает пересыхать слизистая оболочка дыхательных путей, кроме того, возникает опасность появления электростатического заряда на поверхности ковровых покрытий.

Проблема нормирования микроклимата помещений летом наиболее актуальна для районов с жарким климатом. Оптимальной в условиях жаркого сухого климата считается температура воздуха от 21 до 27,8 °С при относительной влажности 20—60% и скорости движения воздуха 0,1—0,25 м/с. Для климатических условий с повышенной влажностью температура воздуха в помещениях должна составлять 23—26,4 °С при его скорости движения от 0,15 до 0,5 м/с. При высокой температуре и влажности воздуха снижается физиологический дефицит насыщения, уменьшается возможность теплоотдачи посредством испарения. Перегревание организма наступает при более низкой температуре воздуха. Поэтому повышение ее должно сопровождаться соответствующим снижением влажности.

В зоне умеренного климата наиболее комфортные условия летом обеспечиваются при температуре воздуха 22—24 °С, средней облученности 427—431 Вт/м2, влажности воздуха 30—45% и скорости его движения 0,1—0,2 м/с.

Поскольку форма и организация окружающей среды постоянно видоизменяются, изменяя условия проживания, то параметры микроклимата, возможно, также не должны быть постоянными. В разных климатических районах и в различные сезоны года тепловой комфорт неодинаков для мужчин и женщин, людей пожилого возраста, детей и лиц с ослабленной функцией теплорегуляции. Таким образом, в нормативах для жилых и общественных зданий следует учитывать пределы адаптационных возможностей разных групп населения, поэтому нормативы теплового комфорта должны быть дифференцированными.

В целом такие терморег уляторные реакции, как существенные колебания теплопродукции, спазмы или резкое расширение сосудов кожи, усиленное потоотделение, предназначены для поддержания температурного гомеостаза при экстремальном и относительно кратковременном отклонении внешних условий от оптимума. Длительное функционирование этих механизмов неминуемо приводит к снижению трудоспособности и функциональному истощению организма. В условиях жилища это особенно нежелательно, так как отрицательно влияет на течение процессов снятия напряжения после работы и на восстановительные функции.

Потребность в обеспечении оптимальных условий микроклимата диктуется также тем обстоятельством, что дискомфортные условия при длительном влиянии вызывают нарушение теплового равновесия организма и напряжение аппаратов терморегуляции вследствие переохлаждения или перегревания, приводят к ослаблению общей и специфической сопротивляемости организма, снижению иммунного потенциала. Это может вызвать такие болезни, как ОРВИ, ревматизм, ангина, невралгия, а также осложнять течение сердечно-сосудистых заболеваний и болезней обмена веществ.

Тем не менее, требование к обеспечению оптимальных условий не следует рассматривать как требование обеспечить тепличные условия в жилых и общественных зданиях. В определенные периоды суток параметры микроклимата должны с определенной скоростью, на определенное время и на определенную величину изменяться, т. е. пульсировать. Только динамичный микроклимат, обусловливающий полезное для организма человека напряжение терморегуляции, будет тренировать и вместе с физической нагрузкой, которую дают занятия спортом и физкультурой, повышать адаптационные возможности организма человека.

Тепловой комфорт в помещении зависит главным образом от качества ограждающих конструкций (стен, окон, дверей, перекрытий). Широкое использование для строительства жилых и общественных зданий облегченных материалов (панели и блоки из легких и ячеистых бетонов) позволяет изменить микроклимат помещений. Однако неблагоприятный микроклимат может быть обусловлен не только плохими теплоизоляционными свойствами наружных стен, но и низким качеством строительства (недостаточная герметизация стыков панелей с окнами и др.).

На микроклимат помещений влияет также увеличение площади остекления. Световые площади играют огромную роль в формировании микроклимата помещений как в холодное, так и в теплое время года.

Увеличение расхода тепла посредством излучения при низких температурах стен, других поверхностей способствует развитию простудных заболеваний, так как по закону Стефана—Больцмана теплопотери посредством радиации возрастают в геометрической прогрессии:

Е = к-(Т,-Т2)4,

где Т|, Т2 — температура тела и поверхностей (по шкале Кельвина).

Повышенная же потеря тепла путем излучения приводит на только к глубоким сдвигам в работе аппарата терморегуляции и нарушению теплового равновесия между организмом и окружающей средой, но и отрицательно влияет на его иммунобиологическую реактивность. Это приводит к возрастанию простудных заболеваний.

Не менее важным фактором формирования микроклимата и воздушной среды помещений являются отопительно-вентиляционные инженерные системы.

Особенно важно регулирование микроклимата жилища в зимний и летний периоды. Роль зимнего периода особенно велика в I и II строительно-климатических зонах, летнего периода — в III и IV.


Пред. статья След. статья
<