Способы обеспечения нормативных требований к условиям среды закрытых помещений

Для создания физиологического оптимума при действии некоторых факторов среды закрытых помещений, а также психогигиенического комфорта, что в широком социально-гигиеническом аспекте обеспечивается архитектурно-планировочными решениями здания (площадь и объем, пропорции и высота), оборудованием и отделкой, социально-бытовой организацией и т. п., в практике жилищного строительства используют различные способы. К ним относятся как инженерные, так и архитектурно-планировочные, а также режимные средства.

Строительные материалы и конструкции. В современном здании элементом искусственной стабилизации системы являются ограждения, позволяющие, прежде всего, поддерживать равномерную температуру. Поэтому правильный выбор материалов и конструкций является одним из средств оптимизации внутренней среды сооружения.

С точки зрения гигиены, строительные материалы должны отвечать следующим требованиям: а) иметь низкую теплопроводность и обеспечивать достаточное термическое сопротивление и теплостойкость ограждений; б) иметь хорошую воздухопроницаемость и пористость; в) быть негигроскопичными и обладать низкой звукопроводимостью; г) обеспечивать прочность, огнестойкость, долговечность сооружений; д) не выделять в окружающую среду летучих веществ в концентрациях, способных оказывать прямое или опосредованное действие на здоровье человека и создающих запах; е) не стимулировать развитие микрофлоры, рост грибов; ж) иметь цвет и фактуру, отвечающую физиологическим и эстетическим запросам человека.

Теплопроводность — это свойство материала проводить тепловой поток, возникающий вследствие разницы между температурами поверхностей, ограничивающих материал. Для сравнительной характеристики разных строительных материалов используют коэффициент теплопроводности, который показывает количество тепла (Вт, ккал), проникающего через ограждение (площадь 1 м2) толщиной 1 м, в 1 ч при разнице температур на поверхностях 1 °С.

Воздух имеет коэффициент теплопроводности 0,02, что значительно ниже любого строительного материала. Благодаря этому теплопроводность строительных материалов будет тем меньше, чем больше их пористость. Но эта способность воздуха реализуется лучше, если он содержится в небольшом замкнутом пространстве. Поэтому мелкопористые материалы имеют меньшую теплопроводность, чем такие же крупнопористые.

Теплоемкость — это свойство материала поглощать тепло при повышении его температуры. Показателем теплоемкости строительных материалов является их удельная теплоемкость, т. е. количество тепла (Вт, ккал), которое необходимо передать 1 кг материала, чтобы нагреть его на 1 °С. эр

Теплоусвоение — свойство материалов воспринимать тепло при колебаниях температуры на поверхности. Чем больше коэффициент теплоусвоения материала, тем больше тепла требуется ограждению для повышения его температуры на 1 °С.

Теплозащитные свойства наружных ограждений характеризуются общим коэффициентом теплопередачи (Ro). Это количество тепла, проходящего за 1 ч через 1 м2 поверхности ограждения при разнице температур воздуха с обеих сторон ограждения в 1 °С. Обратную величину общего коэффициента теплопередачи ( 1/Ro) называют общим термическим сопротивлением теплопередачи (свойство строительного материала препятствовать прохождению тепла).

В современном строительстве жилых и общественных зданий изменились нормативные величины теплоизоляционных свойств наружных ограждающих конструктивных элементов, в том числе световых проемов. Применение новых показателей теплопередачи стало возможным благодаря нанесению на наружные поверхности ограждений специальной системы штукатурок и слоев, состоящих из таких низкотеплопроводных материалов, как пенополистирол. Конструкция окон также изменилась. Их изготавливают из пластиковой или металлической арматуры по высокоточным технологиям с использованием уплотнительных материалов и приспособлений. Оконные проемы заполняют специальными стеклопакетами с двумя или даже тремя вакуумированными слоями. Такие окна открываются в нескольких плоскостях. Специальные приспособления регулируют вентиляцию помещений.

Материалы, применяемые в жилищном строительстве, можно разделить на две группы: естественные и искусственные. Естественными являются дерево, гранит, базальт, диабаз, туф, ракушечник, мрамор, песок, гравий, нежирная и жирная глина, супески; искусственными — различные виды кирпича (обожженный и необожженный, саманный, силикатный и т. д.), термоблоки; искусственные вязкие вещества — гипс (алебастр), портландцемент, известь, шлакопортландцемент, магнезит, асфальт, асбест и асбоцемент; стекло (оконное, теплозащитное) и изделия из стекла (стекловолокно и стекловата), минеральная вата.

Материалы, содержащие асбест, применяют внутри тепло - и звукоизолирующих конструкций и перегородок во всех типах зданий. Если их используют для отделки внутренних поверхностей помещений, то покрывают 2—3 слоями краски, кафелем и пр.

Из асбестосодержащих материалов недопустимо изготавливать вентиляционные короба и воздухопроводы с интенсивным движением воздуха.

Особую группу искусственных строительных материалов составляют синтетические полимерные материалы (пластмассы). Широкое их использование обусловлено тем, что пластмассы обладают рядом положительных свойств (небольшая масса, высокая прочность, низкая теплопроводность, химическая стойкость). Большой интерес, с практической точки зрения, представляет их высокая нестираемость. Некоторые пластмассы крепкие, прозрачные и пропускают свет в широком диапазоне волн, в том числе и УФ-часть спектра (органическое стекло). Ценным свойством пластмасс является также легкость их обработки, возможность придания им разнообразной формы.

Способность пластмассовых изделий склеиваться между собой или с другими материалами открывает большие перспективы для производства комбинированных склеенных строительных материалов и конструкций. Пластмассовые изделия легко свариваются горячим воздухом, что значительно упрощает некоторые виды работ.

Вместе с тем синтетические строительные материалы и конструкции из них, с гигиенической точки зрения, имеют и определенные отрицательные свойства.

1. Они могут выделять в воздушную среду помещений такие вещества, как свободные мономеры, обладающие летучестью и токсичностью. Иногда в воздухе помещений могут быть недопустимые концентрации этих веществ. Известны случаи, когда в воздух жилых помещений, для отделки которых использовали древесно-стружечные плиты, в токсичных концентрациях выделялись фенол и формальдегид, содержащиеся в фенолформальдегидной смоле.

Кроме свободных мономеров, могут выделяться и разнообразные добавки к полимерным материалам: катализаторы, пластификаторы, отвердители и др. Множество из этих веществ летучие и ядовитые. Например, для изготовления многих синтетических строительных материалов используют в качестве пластификатора дибутилфталат, который может вызвать появление постороннего запаха в жилище. В воздушной среде помещений может накапливаться также летучее ядовитое вещество гидроперекись изопропилбензола, которое входит как отвердитель в рецептуру стеклопластиков на основе насыщенных полиэфирных смол.

Вредные вещества выделяются из синтетических материалов не только за счет продуктов, не задействованных в реакции полимеризации, но и в результате деструкции полимера, которая происходит под влиянием различных факторов внешней среды (тепло, влага, УФ-излучение, механические нагрузки).

Полимерные материалы, используемые в жилищном строительстве, должны быть стойкими к термической деструкции. При пожаре или чрезмерном нагревании (короткое замыкание, нагревание термоприборов и т. п.) за нормативное время эвакуации (20 мин) не должны выделяться вещества в концентрациях, вызывающих острое отравление человека и делающих его неспособным оставить опасное помещение самостоятельно из-за обморока или других тяжелых психофизиологических изменений в организме.

2. Неблагоприятное влияние некоторых полимерных материалов (главным образом, безосновных покрытий для пола) связано с их низкими теплозащитными свойствами.

3. На поверхности отдельных синтетических покрытий для полов могут возникать под влиянием трения при хождении высокие заряды статического электричества, которые вызывают у проживающих неприятное, а иногда и болевое ощущение. Возникает статическое электрическое поле, или потенциали-зация тела человека, до величин, способных провоцировать болевой искровой разряд при контакте его с проводниками. Кроме того, статические электрические заряды на поверхности пола, потолка и стен затрудняют уборку помещений, ухудшают некоторые показатели воздушной среды.

Полимерные материалы, используемые для строительства жилых помещений, не должны быть причиной появления в месте постоянного пребывания человека статического электрического поля, напряженность которого превышает 15 кВ/м.

4. В результате применения пластмасс в строительстве водопроводов (и в водоснабжении вообще) из труб и других санитарно-технических изделий могут вымываться в питьевую воду различные компоненты пластмасс, что ухудшает качество воды.

5. Некоторые полимеры имеют биологическую активность, они могут стимулировать рост водорослей и бактерий.

Виды пластмасс чрезвычайно разнообразны. Чаще всего в строительстве применяют такие группы синтезированных нашей промышленностью полимеров: полиолефины (полиэтилен, полипропилен, сополимеры), поливинилхлорид и сополимеры винилхлорида, аминосмолы (аминопласты), полистирол, полиэфирные смолы (насыщенные и ненасыщенные), фенолформальдегидные смолы (фенопласты), полимеры на основе винилацетата, полиформальдегид, эпоксидные смолы, эфиры целлюлозы, полиамиды, полиакрилаты. Кроме того, все большее распространение в строительстве приобретают новые виды полимеров (полиуретаны, поликарбонаты и др.), а также синтетические каучуки и ла-тексы.

Из полиэтилена и полипропилена изготавливают водопроводные, канализационные, газовые трубы и трубы малого диаметра для скрытой электропроводки. Пленки из полиэтилена и полипропилена различной толщины используют для гидро-, паро - и газоизоляции различных строительных конструкций.

Поливинилхлорид применяют для изготовления линолеума, линкруста, павинола, гидро - и газоизоляционных пленок, вентиляционных коробов, поро-пластов для тепловой изоляции и различных погонажных изделий. Из него также изготавливают трубы для хозяйственно-питьевого водоснабжения.

В жилищном строительстве разрешено применять только такие полимерные материалы, которые не образуют в воздухе жилища вредных веществ в концентрациях, превышающих среднесуточные ПДК для атмосферного воздуха, и не создают запаха свыше 2 баллов по шкале Р. Х. Райта (1966), согласно методическим указаниям МЗ СССР № 2158-80.

Полимерные материалы, в процессе эксплуатации которых могут выделяться химические вещества I и II класса опасности для атмосферного воздуха, использовать в строительстве не разрешается.

Для отделки стен, оборудования полов жилых домов при наличии лучистого отопления применять полимерные материалы не рекомендуется.

Все полимерные материалы, используемые в жилищном строительстве, особенно импортные, должны быть разрешены органами и учреждениями Госсанэпиднадзора Украины.

Врач-гигиенист, осуществляя санитарный надзор за строительством, должен оценить устройство и качество отдельных частей здания с точки зрения обеспечения удовлетворительных гигиенических условий среды в помещениях. Для этого необходимо иметь сведения об их назначении и оборудовании.

Каждое здание состоит из следующих частей: фундамента, стен и перегородок, междуэтажных, чердачных перекрытий, крыши и кровли, лестницы, окон, дверей и полов (рис. 113). Все сооружения возводятся на грунте, принимающем и передающем нагрузки. Слой грунта, на котором возводят здание, называется основанием. Основание размещают обычно на грунтах, залегающих на некоторой глубине от поверхности земли. Плотный устойчивый грунт, лежащий ниже линии промерзания, называется материком. Насыпные грунты обычно загрязнены органическими веществами и могут быть непригодными для строительства.

Для обеспечения устойчивости здания необходимо предусмотреть определенную глубину залегания фундамента — на 0,1—0,25 м ниже глубины промерзания грунта.

Фундамент — подземная часть здания. Его назначение — передавать давление от строения на основание. Фундамент должен обеспечить устойчивость и прочность здания и вместе с тем противостоять разрушительному действию сырости и мороза. Его закладывают на такой глубине, чтобы расстояние от наивысшего уровня грунтовых вод до подошвы фундамента составляло не менее 0,5—1 м. Если условия не дают возможности выдержать это расстояние, оборудуют дренаж. Дренаж — это система закрытых каналов или подземных труб, проложенных с продольным уклоном в сторону сборной канавы, которая отводит воду в пруд, озеро или овраг, снижая таким образом уровень грунтовых вод. Если дренаж установить невозможно, фундамент возводят на деревянных или железобетонных сваях.

Для оборудования фундаментов часто используют бутовый камень плотных известняковых пород, в сухих грунтах — кирпич-железняк или хорошо обожженный красный кирпич и др. Фундамент оборудуют в земле, поэтому на него постоянно или периодически влияют грунтовые воды. Через поры в каменной кладке вода, благодаря капиллярности, поднимается вверх и может проникнуть в стены здания на значительную высоту — до 1,5—2 м. Поэтому для предотвращения сырости между фундаментом и нижней частью стены делают горизонтальную гидроизоляцию (2—3 слоя рубероида, проклеенных горячей смолой), а боковые стороны фундамента обрабатывают горячей смолой (вертикальная гидроизоляция).

Нижняя часть стены от уровня земли или от среза фундамента до уровня пола первого этажа называется цоколем. Назначение цоколя — защитить стену от влияния атмосферных осадков, влаги, а также защитить подполье от продувания, загрязнения и занесения снегом. Подполье имеет большое значение для тепловой экономии всего здания, поэтому оно должно быть сухим, теплым и не охлаждаться вследствие промерзания грунта. Отсутствие утепления подполья при промерзающем цоколе не обеспечит нормального гигиенического режима здания и может обусловить резкое охлаждение полов первого этажа, а также проникновение холодных потоков воздуха в помещения.

Для постоянной и интенсивной вентиляции подполья и защиты деревянных частей от сырости и поражения домовым грибом в цоколе оборудуют отверстия-продухи, или отдушины. Их размещают с обеих сторон дома, если это рядовая застройка, и с четырех сторон — если открытая, не ниже 0,1 м над поверхностью земли. Размеры должны обеспечить поступление достаточного количества воздуха и света в подвал. Зимой отдушины закрывают.

Для предотвращения проникновения в подполье комаров, обычно зимующих в нем, в отверстия отдушин с внутренней стороны вставляют густые металлические сетки. Снаружи отдушины закрывают металлическими решетками, чтобы в подполье не проникли грызуны.

Для предупреждения конденсации влаги в подвале оборудуют вентиляцию: в стенах помещения на высоте 20—25 см от уровня пола ставят решетки, соединенные каналами с подпольем. Такая вентиляция обеспечит обмен воздуха помещений и подполья. Для этого делают также щелевые плинтуса.

Стены выполняют несущую и теплоизоляционную роль: защищают помещение от колебаний наружной температуры, ветра и влаги и обеспечивают благоприятный постоянный температурно-влажностной режим. Теплоизоляционная роль стен как наружного ограждения состоит в сопротивлении прохождению через них теплового потока и прямо зависит от разницы температур внутри помещения и вне него.

Главными теплотехническими показателями наружных стен являются термическое сопротивление и теплостойкость. Для формирования благоприятных теплотехнических свойств стены имеют значение ее толщина и однородность материала. В массивных стенах толщина слоя с резкими колебаниями температуры не зависит непосредственно от толщины конструкции и определяется исключительно свойствами материала. Так, для кирпичной стены толщина слоя с резкими колебаниями равна 0,088 м, а для деревянной — 0,039 м.

Совсем другие условия создаются в многослойных конструкциях стен, состоящих из слоев с разным теплоусвоением. В тонком слое тепловые волны не затухают, а, проходя через него, передают тепло какой-нибудь следующей среде — другому слою стены или воздушному пространству.

В многослойной конструкции стены резкие колебания могут распространяться в зависимости от типа конструкции на значительную ее часть. В этом случае она становится недостаточно теплостойкой, быстро реагирует на колебания температуры воздуха в помещении. Внутри конструкции происходят явления, обусловленные снижением температуры, — конденсация и промерзание.

Улучшение теплозащитных свойств ограждения может быть достигнуто: а) соответствующим утолщением стен или использованием дополнительного теплоизоляционного слоя; б) увеличением коэффициента теплоусвоения внутренней поверхности стены посредством расположения на этой поверхности материалов с большим коэффициентом теплоусвоения, например, плотных фибролитовых плит, штукатурки и др.; в) уменьшением периода колебаний теплового потока, применением рациональных средств отопления с равномерной отдачей тепла.

Назначение междуэтажных перекрытий состоит в разделении дома по высоте на этажи и в их изоляции. Главные санитарно-гигиенические требования, предъявляемые к перекрытиям, следующие: а) перекрытия должны иметь достаточную изоляционную способность (звуко-, вибро-, тепло-, влагоизоля-цию, водо - и газонепроницаемость); б) перекрытия из дерева должны быть защищены от развития в них домовых грибов.

Различают перекрытия междуэтажные, чердачные и надподвальные. Каждое перекрытие обеспечивает определенный вид изоляции: междуэтажные перекрытия — прежде всего звукоизоляцию, чердачные и надподвальные — теплоизоляцию, а перекрытия санитарного узла (ванны и туалеты) — гидроизоляцию.

Основное теплотехническое требование к перекрытию — обеспечение достаточного термического сопротивления. Величина его зависит от характера помещений, разделяемых перекрытием. Особое значение имеют теплотехнические свойства тех участков, где к наружным стенам прилегают чердачные перекрытия, а также пол первого этажа в бесподвальных зданиях. В этих местах, как и в углах наружных стен, температура внутренней поверхности стен сильно снижена, что может вызвать образование конденсата как на этом участке стены, так и на перекрытии. Поэтому особенно важно повышать теплозащитные свойства чердачных перекрытий и полов первого этажа в местах их примыкания к стенам.

Большинство перекрытий состоит из двух основных частей: несущей конструкции и наполнения. Несущая конструкция воспринимает нагрузку от перекрытия. Функции наполнения различны: оно придает перекрытию надлежащие теплотехнические и акустические свойства, служит основой для настилания пола, а также подшивки потолка.

Пол является верхней поверхностью междуэтажного перекрытия. С санитарно-гигиенической точки зрения, он должен быть: а) теплым, иметь небольшой коэффициент теплоусвоения; б) мягким при ходьбе; в) нескользким, ровным; г) водонепроницаемым; д) не создавать шума во время ходьбы; е) легко очищаться; ж) иметь как можно меньшее количество швов. Теплопроводность и теплоусвоение пола обычно имеют особое значение.

Наиболее гигиеничен деревянный пол. К его положительным санитарно-гигиеническим свойствам относится малая теплопроводность, большой коэффициент теплоусвоения, мягкость, бесшумность и удобство для уборки; недостатками является водопроницаемость вследствие образования щелей из-за усушки досок.

Чаще всего для настила полов в жилых и общественных зданиях используют синтетические покрытия, показатель тепловой активности которых нормируется и колеблется для разных типов сооружений.

Окна должны отвечать следующим гигиеническим требованиям: 1) быть достаточными по размерам, чтобы обеспечить нормированные световые коэффициенты для помещений разного назначения (не менее 1:8; 2) их конструкция должна обеспечивать свободный доступ наружного воздуха для проветривания; 3) иметь теплозащитные свойства в соответствии с климатическими условиями; 4) быть в меру звукопроходимыми.

Наилучшим типом окон являются окна-пакеты, в которых двойные или тройные стекла вмонтированы в раму, открывающуюся поворотом вокруг центральной вертикальной или горизонтальной оси. При плотной подгонке к раме такое устройство имеет хорошие тепло - и звукоизоляционные свойства, идеально обеспечивает быстрое проветривание и поддержание чистоты стекол.

Высоту окон нужно выбирать наибольшую для улучшения условий естественного освещения. При определении максимальной высоты окна необходимо учитывать, что высота от уровня пола до подоконника должна составлять 0,7—0,9 м, а расстояние от потолка до верхнего края окна — 0,15—0,3 м. Разница между высотой помещения и этими размерами определяет высоту окна. Ширина окон колеблется от 1 до 2,5 м. Для жилых помещений достаточно одного окна. Исследования показали, что оборудование двух окон и более в комнате на одной стене создает зоны затемнения, уменьшает впечатление уюта. Поэтому оконный простенок не должен превышать двойной ширины окна.

Для сообщения между этажами оборудуют лестничные клетки. Основными элементами лестницы являются марши, которые состоят из ступенек и площадок. Они имеют большое санитарно-гигиеническое значение. Их назначение — максимально уменьшить работу мышц человека и одновременно ослабить нагрузку на сердце и органы дыхания. Это и обусловливает требования к их оборудованию. Между этажами должно быть не менее двух маршей.

В марше обычно оборудуют не менее 3 ступенек и не более 18 (желательно 15). Высота их — не менее 15 см и не более 17 см. Ширина ступенек — от 27 см до 31 см. В основе этих расчетов лежит эмпирическое положение, что для удобного поднимания ступеньками важно, чтобы двойная высота (а) + ширина (в) ступеньки приблизительно равнялись нормальному шагу человека (65 см), т. е.: 2а + в = 60—65 см.

Площадки для лестниц должны иметь ширину, равную ширине марша, т. е. не меньше 1,05 м в секционных домах и не меньше 1,2 м в домах коридорного типа. Согласно санитарно-гигиеническим требованиям, наклон ступенек должен быть более пологим при сохранении обычной средней длины шага взрослого человека (для двухэтажных жилых зданий — не более 1:1,5, для трехэтажных и более — до 1:1,75).

В соответствии с санитарным законодательством, лестничные клетки можно оборудовать приборамы отопления, мусоропроводами, электрическими щитками и почтовыми ящиками при условии, что нормативная ширина проходов на лестничной клетке и маршах не уменьшается.

Лестничные клетки должны иметь естественное освещение — сквозь окна в наружных стенах каждого этажа.

Лестничные клетки проветривают посредством окон, площадь открывания которых на каждом этаже должна быть не менее 1,2 м2.

Отопление. Улучшения микроклиматических условий в жилых помещениях в холодное время года достигают путем оборудования систем отопления. Различают местное (печное) и центральное отопление. Система отопления, при которой в отапливаемом помещении тепло генерируется и используется, называется местной. При центральных системах нагревается теплоноситель за пределами отапливаемых помещений, затем по трубам подается в нагревательные приборы (вода, пар) или по каналам (воздух) — непосредственно в помещение.

Независимо от того, какая система отопления используется, она должна отвечать таким требованиям:

а) равномерно нагревать воздух помещения в допустимых пределах;

б) не быть источником загрязнения воздуха помещений;

в) иметь возможность для автоматического централизованного или индивидуального регулирования степени нагревания; в) быть простой в эксплуатации;

г) быть пожаробезопасной; д) отвечать эстетическим требованиям.

Как свидетельствует летопись Российской академии наук, в России начали строить кирпичные печи в 1736 г. Со временем они появились в Германии, Франции и других странах Европы.

В современных условиях, кроме печного отопления, используют электрическое или газовое. Для этого газ и электроэнергию транспортируют по трубам или проводам, т. е. предусматривают дополнительные элементы системы (электропровода и газопроводы).

Системы местного отопления имеют следующие недостатки: неравномерность температуры воздуха в помещениях в течение суток; наличие в отапливаемом помещении отрицательной радиации (главным образом, от наружных стен и окон); относительно высокая температура на отдельных участках поверхности нагревательных приборов (печей, электронагревателей и др.), что обусловливает пригорание пыли и ухудшение состава воздуха в помещениях; загрязнение помещений (если отапливают дровами, торфом или углем) топливом, пеплом, дымом и др.; сложности по регулированию теплоотдачи нагревательных поверхностей; опасность пожаров, выделения вредных газов. Пыль не пригорает, если температура поверхности отопительных приборов не превышает 70—80 °С.

Системы центрального отопления содержат три основных элемента: генератор тепла, теплопроводы с теплоносителем (для транспортирования его от места получения до отапливаемого помещения) и нагревательные приборы (для передачи тепла помещению). Эти системы появились в начале XIX в. Они имеют ряд существенных преимуществ: обеспечение в помещениях равномерного теплового режима; отсутствие загрязнения продуктами горения и топливом, удобное и надежное управление. Системы отопления в зависимости от теплоносителя делят на водяные, пароводяные, воздушные и др. Самые распространенные центральные водяные системы отопления (рис. 114), так как температура теплоносителя — воды, циркулирующей в этих системах, не превышает величины, регламентированной строительными нормами. Это дает возможность избежать перегревания поверхности нагревательных приборов. Они могут быть двух - и однотрубными, с верхней или нижней разводкой. Однотрубные системы применяют в многоквартирных домах, так как они экономически выгодные (меньшие затраты металла), простые для монтажа, имеют более высокую гидравлическую и тепловую стойкость. К недостаткам этой системы относится то, что невозможно индивидуально (поквартирно) вычислить затраты тепла, что актуально в современных условиях.

Используют также комбинированные системы — пароводяные и т. п., где первичным теплоносителем, поступающим в центральный тепловой пункт дома, является горячая вода (температура до 150 °С) или пар низкого или высокого давления, а вторичным — вода, направляемая в нагревательные приборы.

Системы центрального отопления, где вторичным теплоносителем, поступающим в нагревательные приборы, служит пар низкого или среднего давления, в жилых и общественных зданиях почти не применяют из-за высокой температуры на поверхности нагревательных приборов и трудностями ее регулирования.

Наряду с водяным и паровым, используют воздушное отопление, где теплоносителем является нагретый в калориферах и увлажненный наружный воздух. На рис. 115 приведена схема воздушного отопления. Свежий наружный воздух через приемник поступает в камеру, где нагревается до необходимой температуры, и по каналу через решетки подается в помещение. После охлаждения до температуры помещения отработанный воздух через решетки вытяжным каналом выбрасывается в атмосферу.

Воздух поступает в верхнюю зону отапливаемых помещений по сети каналов и одновременно с функцией теплоносителя выполняет функцию вентиляционного приточного воздуха. Такую систему отопления часто объединяют с системой кондиционирования. Во время выбора систем отопления разных зданий нужно исходить из рекомендаций, приведенных в табл. 121.

Основным условием передачи тепла (теплообмена), как известно, является разница температур отдельных элементов среды, принимающих участие в теплообмене. При этом может наблюдаться: а) переход тепла от поверхности, имеющей сверхвысокую температуру, к поверхности менее нагретой (теплопроводность, кондукция); б) излучение тепловых лучей нагретой поверхностью (радиация); в) передача тепла движением (перемещением) нагретого воздуха (конвекция).

По способу теплоотдачи различают конвективные и радиационные (лучистые) нагревательные приборы, а отсюда — и системы отопления. Однако в чистом виде отдельные типы системы отопления практически не встречаются.

В каждом из них преобладает определенный способ теплоотдачи. В конвективной системе доминирует (70—80%) конвективное, т. е. переданное посредством конвекции, тепло, и, наоборот, при радиационном — лучистое.

Примерами нагревательных приборов конвективного типа служат радиатор и конвектор, которые применяют для водяного и парового отопления (рис. 116). Поскольку нагревательные приборы размещают внутри отапливаемых помещений, к их конструкции предъявляют ряд архитектурных, эстетических и санитарно-гигиенических требований. Внешний вид этих приборов должен гармонировать с интерьером помещения, должна быть обеспечена видимость всего прибора и пространства за ним. Конструкция и отделка нагревательного прибора не должны усложнять их очистку и дезинфекции. Кроме того, они должны иметь достаточную нагревательную поверхность, чтобы обеспечить нормированную температуру в помещении.

При лучистом отоплении нагревательным прибором является панель — плоская нагретая поверхность большого размера или стенной радиатор особой конструкции.

С гигиенической точки зрения лучистое тепло благоприятнее действует на организм человека. При системе отопления, в которой преобладает теплоотдача излучением, в помещениях уменьшается отрицательная радиация от наружных ограждений, что дает возможность обеспечить комфортные условия при более низкой температуре воздуха. Кроме того, нагревательные приборы при лучистом отоплении имеют относительно умеренную температуру на поверхности (25—50 °С), что крайне важно для предупреждения теплового дискомфорта, связанного с повышенной температурой окружающих ограждений.

Ввиду энергетического кризиса и необходимости рационального использования энергоресурсов все чаще используются локальные котельные для отдельных домов. Чаще всего мини-котельные располагают на техническом этаже или на крыше. Они предназначены для обеспечения жителей горячей водой и функционирования системы водяного отопления. С гигиенической точки зрения, эти элементы современных домов следует рассматривать как локальный источник загрязнения воздуха продуктами неполного сгорания топлива. Преимущественно используют природный газ. При расчете рассеивания продуктов сгорания от кровельных мини-котельных необходимо знать уровень углерода оксида и азота оксидов. При расположении в жилом доме таких объектов следует учитывать также возможность загрязнения выбросами котельной помещений соседних домов, особенно, если они имеют разную высоту.

Мини-котельные являются также локальными источниками шума и вибрации. Поэтому желательно, чтобы мини-котельни имели помещение, отделенное от жилого техническим этажом. Практика размещения котельных на крыше последнего этажа без обеспечения звуко - и виброизоляции вызывает отрицательные последствия. Указанные факторы беспокоят жителей смежных квартир даже в том случае, если уровни шума и вибрации не выходят за пределы гигиенических нормативов.

Вентиляция жилых и общественных зданий. Правильно организованный воздухообмен в домах является одним из главных условий борьбы с загрязнением воздуха помещений. В профилактике воздушно-капельных инфекций воздухообмен является более действенным способом, чем применение физических и химических средств дезинфекции воздуха. Исключительно велико значение активного обмена воздуха в сохранении зданий и предупреждении сырости. Воздухообмен, т. е. замена загрязненного воздуха чистым наружным, осуществляется с помощью различных систем и приборов.

По способу подачи воздуха в помещение различают естественные и искусственные системы вентиляции. К естественным относятся: а) инфильтрация; б) аэрация; в) проветривание.

При естественных системах вентиляции перемещение воздуха происходит за счет таких движущих сил, как разница температуры воздуха ("тепловой" напор, или разница давлений), а также действия силы ветра (ветровое давление).

В результате изучения ветрового давления установлено, что потоки воздуха, ударяясь о фасад здания, частично проходят сквозь него. Большая часть воздуха огибает здание, создавая с противоположной стороны своеобразный вакуум. Эта разница давления и является движущей силой, обеспечивающей доступ атмосферного воздуха в помещение.

Инфильтрация — это естественный неорганизованный воздухообмен, обусловленный разницей температур внутреннего и наружного воздуха, а также силой ветра. Ветер с наветренной стороны дома создает дополнительное давление, т. е. вдавливает воздух в помещение, а с подветренной — за счет разрежения воздуха отсасывается из помещения сквозь поры строительных материа-

лов наружных стен, неплотности и мелкие щели в них (рис. 117). Интенсивность инфильтрации зависит от вида строительных материалов стены. Дерево, кирпич хорошо пропускают воздух. Бетонные, окрашенные масляной краской, покрытые цементной штукатуркой стены значительно уменьшают проникновение воздуха.

Проветривание — это естественный полуорганизованный обмен воздуха, осуществляемый через окна (форточки и фрамуги) и двери. Недостатком форточек является потребность в длительном проветривании и образование потока холодного воздуха.

Более совершенным приспособлением является фрамуга (рис. 118), которая открывается внутрь под углом 30—45° к поверхности окна и располагается в его верхней части.

В этом случае холодный наружный воздух, поступающий сквозь нее, поднимается вверх и смешивается с теплым воздухом помещения. Это уменьшает возможность охлаждения людей и позволяет длительное время держать фрамугу открытой. Наилучший эффект проветривания достигается в том случае, если комнаты одной квартиры расположены с противоположных сторон дома (сквозное, или прямое проветривание). При этом возникают потоки воздуха значительной интенсивности, воздух перемещается быстро и полностью заменяется наружным. Кратность обмена воздуха достигает 25—100 раз в час. Менее эффективно угловое проветривание, когда открывают окна, расположенные в смежных стенах.

Площадь форточки должна составлять 1/6, фрамуги — до 1/3 площади окна.

Аэрация — это организованный естественный воздухообмен, при котором воздух подается через специальные подоконные аэрационные каналы возле батарей центрального отопления. Воздух, проходя под батареями, нагревается и поступает в комнаты. При этом надлежит увеличить площадь поверхности нагревательных приборов на 25—35%.

Усилить естественную вентиляцию можно также, оборудовав специальные вытяжные каналы (естественная канальная) во внутренних стенах, заканчивающиеся на крыше дома дефлекторами, которые усиливают вытяжку воздуха за счет силы ветра. Подогретый комнатный воздух будет выходить через эти каналы наружу, что позволит наружному воздуху свободно заходить внутрь комнаты. Вытяжные отверстия располагают в верхней части стены в кухне, в ванной комнате и туалете. Системы канальной вытяжной вентиляции не всегда обеспечивают удаление воздуха из квартиры. Нередко возникает такое неблагоприятное явление, как "опрокидывание тяги". В этом случае через вентиляционные каналы в помещения поступают посторонние запахи и пыль, что создает опасность распространения загрязнений и инфекций из одной квартиры в другие. Для улучшения воздухообмена в помещениях можно использовать электрические вентиляторы в вытяжном канале.

К их оборудованию предъявляются следующие требования. Выше отмечалось, что вследствие теплового давления воздуха тепло из жилых комнат обычно поднимается вверх по вытяжному каналу. Но бывают случаи опрокидывания тяги, когда воздух из вытяжного канала может попадать в помещения. Поэтому основное гигиеническое требование — объединять вентиляционные каналы из разных квартир в один общий вентиляционный канал недопустимо, так как при этом воздух из загрязненных квартир может попасть в другие квартиры (рис. 119).

Относительно этого в строительных нормах имеются четкие указания. Вытяжные каналы для каждой квартиры должны быть индивидуальными. Обычно вытяжную естественную вентиляцию квартир осуществляют через вытяжные каналы кухонь, прихожих, ванных комнат или объединенных санитарных узлов. В четырехкомнатных квартирах и больше без прямого сквозного проветривания должна быть предусмотрена вытяжная вентиляция непосредственно из жилых комнат.

При оборудовании вентиляции квартир допускается:

а) объединение вентиляционных каналов из санитарного узла без унитаза с вентиляционным каналом кухни той же квартиры;

б) объединение вентиляционных каналов из прихожей и ванной или душе вой той же квартиры;

в) в зданиях высотой свыше 5 этажей разрешено объединять вентиляционные каналы из кухонь и санитарных узлов, расположенных на разных этажах, в сборный канал, но не ближе чем через этаж. С верхних трех этажей объеди нять вентиляционные каналы квартир в сборный канал не разрешается.

Для обеспечения постоянной вытяжки из квартир, расположенных на верхних этажах жилых домов, предлагают оборудовать индивидуальные вытяжные вентиляторы.

Присоединять газовые водонагреватели к вентиляционным каналам кухонь запрещается. Вытяжка от газонагревателей и других газовых приборов должна осуществляться через специальные дымари.

Для усиления вентиляции оборудуют специальные приспособления, усиливающие вытяжку или подачу воздуха, чем обеспечивается надежная кратность воздухообмена. Такая система вентиляции со специальными побудителями называется искусственной вентиляцией. Она может быть приточной, вытяжной, приточно-вытяжной. При приточной вентиляции свежий воздух в помещения подает механический вентилятор, а загрязненный удаляется естественным путем. Такую вентиляцию оборудуют очень редко.

При вытяжной вентиляции загрязненный воздух из помещения забирает вентилятор, а свежий поступает естественным путем. Такую вентиляцию рекомендуют оборудовать в том случае, если помещение загрязняется вредными газами, пылью или водяным паром. Зимой такие помещения с интенсивной вытяжкой переохлаждаются. Этого недостатка не имеет приточно-вытяжная вентиляция. Вентилятором засасывается атмосферный воздух, очищается, подогревается, а затем подается в верхнюю зону. Через другие вентиляционные каналы, расположенные в нижней зоне, загрязненный воздух забирает другой вентилятор и выбрасывает наружу. Приточно-вытяжную вентиляцию оборудуют в больницах, школах, кинотеатрах и других общественных учреждениях.

В тех помещениях, из которых воздух не должен попадать в соседние (например, кухни, туалеты, помещения для грязного белья в больницах и др.), вытяжка должна преобладать над притоком. В тех помещениях, где чистота воздуха имеет исключительное значение (например, операционные), приток должен преобладать над вытяжкой, так как при этом условии в них не будет проникать воздух из соседних помещений.

В зависимости от способа организации воздухообмена различают местную и общеобменную искусственную вентиляцию.

Общеобменная — это такая искусственная вентиляция, которая обеспечивает обмен воздуха во всем вентилируемом помещении.

Местная — это вентиляционные приспособления, обеспечивающие забор воздуха на участке его загрязнения или подачу чистого воздуха в месте пребывания людей, т. е. в их рабочие зоны. Примером может быть в определенной мере вытяжной шкаф учебной лаборатории.

Аварийная вентиляция — это вентиляция, обеспечивающая обмен воздуха при авариях, когда периодически поступают вредные вещества в значительных количествах. Примером такой вентиляции может быть вентиляция в хло-раторных на водопроводах.

Смешанная вентиляция — это вентиляция, при которой комбинируют общеобменную с местной, общеобменную с аварийной и т. п.

Самой совершенной системой искусственной вентиляции является кондиционирование воздуха (от слова conditio — условие, качество). Термин "кондиционирование воздуха" был введен французом Жаном Фридериком де Чабане-сом в 1815 г. Использование кондиционирования воздуха для помещений получило распространение в начале XX в.

Это такой вид вентиляции, который не только обеспечивает постоянную замену воздуха, но и автоматически поддерживает постоянными такие параметры, как температура, влажность, скорость движения воздуха, его ионизация. Поэтому системы кондиционирования воздуха иногда называют установками искусственного климата. Принципиальная схема кондиционирования воздуха приведена на рис. 120.

Место забора воздуха должно быть расположено вдали от транспортных путей на высоте не менее 2 м от поверхности почвы с наветренной стороны относительно источника атмосферных загрязнений. Воздуховоды от места забора воздуха к месту его обработки должны быть максимально короткими. Воздух, подаваемый в помещение, проходит через пылеосадочную камеру, тканевые фильтры, иногда подлежит промывке с помощью разбрызгивающих установок и после этого подогревается, проходя над отопительными приборами. Летом он, наоборот, охлаждается. Иногда системой кондиционирования предусмотрены другие виды обработки воздуха. Далее очищенный и подогретый (охлажденный) воздух по приточным каналам подается в помещение.

Различают полное кондиционирование, когда обеспечивают такую обработку воздуха, которая гарантирует постоянство таких параметров, как чистота, температура, влажность и подвижность воздуха, ионизация.

Неполное кондиционирование — это такая обработка воздуха, которая обеспечивает поддержку постоянства лишь некоторых параметров.

Кондиционирование широко используют для помещений с продолжительным пребыванием большого количества людей (спортивные залы, театры, кинотеатры, аудитории, больницы и т. п.), а также в жилых домах, расположенных в жаркой климатической зоне.

Кондиционирование может быть местным и центральным. Приборы, обеспечивающие кондиционирование воздуха, называются кондиционерами. Центральные системы кондиционирования предназначены для обслуживания целого дома или группы помещений (например, операционный блок). Они имеют высокую мощность (от 30 до 500 000 м3 воздуха в 1 ч). Местные системы обеспечивают надлежащие параметры воздуха в одном сравнительно небольшом помещении.

В некоторых системах кондиционирования используют открытые способы увлажнения воздуха с помощью приспособлений для разбрызгивания воды. Существуют также бытовые приборы (увлажнители и ионизаторы воздуха). Такие системы при определенных обстоятельствах могут вызвать болезнь легионеров среди жителей. Механизм заражения людей следующий. Капельки воды, содержащие микробы, в воздушном потоке испаряются и превращаются в мелкодисперсный летучий аэрозоль, который воздушными потоками доставляется в зону дыхания человека воздуховодами системы кондиционирования. Исследования показали, что даже вода, по микробному загрязнению отвечающая требованиям ГОСТа 2874-82 "Вода питьевая...", после выдержки в термостате дает интенсивный рост микроорганизмов. Последние, попав в пищеварительный тракт, не вызывают заболеваний, а при поступлении в дыхательные пути — могут привести к развитию болезни легионеров с высоким уровнем смертности.

Следовательно, во время санитарного надзора за системами кондиционирования воздуха помещений необходимо обращать внимание на способы его увлажнения и предупреждать размножение микроорганизмов в воде и распространение их воздуховодами. Поэтому важно применять химические и физические методы дезинфекции воды, воздуха и поверхностей воздуховодов.

Выбор системы вентиляции зависит от назначения дома, его объема, характера вредных факторов.

Основные гигиенические требования к вентиляционным приборам, в том числе установкам кондиционирования воздуха, следующие. Эти установки должны: обеспечивать и поддерживать вместе с системами отопления комфортные температуру и влажность; осуществлять по возможности полную циркуляцию воздуха в самом помещении, не допуская повышения скорости движения воздуха; предотвращать накопление посторонних запахов и различных газо - и парообразных примесей в воздухе; бесперебойно функционировать в течение года; иметь малые габариты, быть бесшумными, простыми в обслуживании, безопасными.

Эффективность вентиляции зависит от организации воздухообмена в помещениях: правильной организации подачи и удаления воздуха с учетом особенностей назначения помещения. В практике строительства применяют следующие схемы воздухообмена:

а) "снизу вверх" — в помещениях, где совместно выделяются тепло и газы или тепло и пыль. Приточный воздух подается в нижнюю зону, а удаляется из верхней;

б) "сверху вниз" — в помещениях, где выделяются пар летучих жидкостей (спирт, ацетон, то луол и др.), пыль, а также одновременно пыль и газ. Приточный воздух подается отдельно в верхнюю зону, а удаляется местной вытяжкой из зоны дыхания (рис. 121);

в) "сверху вверх" — главным образом, для вентиляции жилых и общественных зданий (для борьбы с излишком тепла), а также в помещениях, где одновременно выделяются тепло и влага или только влага. По этой схеме приточный воздух подается сосредоточенно в верхнюю зону, перемешивается по всей высоте помещения и удаляется из верхней зоны;

г) "снизу вверх и вниз" — схема с однозональным притоком и двухзональной вытяжкой. Приточный воздух подается в зону, которая ниже рабочей, или в рабочую зону, а вытяжка осуществляется в верхней и нижней зонах. Такую схему применяют в помещениях, где выделяются вредные вещества, содержащие несколько взрывоопасных компонентов с разной относительной плотностью, вследствие чего недопустимо их накопление в верхней зоне, а также в помещениях, где выделяются газы тяжелее воздуха при отсутствии излишка тепла. По этой схеме, например, вентилируют рентгеновские кабинеты, аккумуляторные, комнаты для курения, санитарные узлы зрелищных учреждений и др.

д) "сверху и снизу вверх" — схема с двухзональным притоком и однозо-нальной вытяжкой. Приточный воздух подается в зону дыхания и в верхнюю зону помещения, а удаляется из верхней.

Существует главное правило: удалять воздух вытяжными установками следует непосредственно от мест выделения вредных веществ или из зон, где воздух самый загрязненный.

Вентиляция жилых домов квартирного типа осуществляется посредством вытяжных каналов кухонь, санитарных узлов. Санитарным законодательством не разрешается горизонтальное объединение вытяжных каналов из ванной или душевой (без унитаза) с вентиляционным каналом кухни.

Не рекомендуется оборудовать объединенные вытяжные каналы для нескольких помещений, расположенных одно над другим, так как могут проникать загрязнения и запахи. Вытяжные каналы можно группировать в сборные коллекторы, которые выводятся к вытяжным шахтам, расположенным на крыше.

Оценка эффективности вентиляции может быть сделана на основании: а) санитарного обследования; б) расчета необходимого и фактического объема вентиляции и кратности; в) лабораторного исследования воздушной среды и микроклимата.

Число, указывающее, сколько раз в течение 1 ч воздух помещения заменяется наружным, называется кратностью вентиляции. Знаком (+) обозначают кратность воздухообмена по притоку, знаком (-) — по вытяжке. Таким образом, если условия вентиляции какого-либо помещения (например, в операционной), характеризуются: +10, -8, то это значит, что в помещение подается за 1 ч десятикратный, а удаляется восьмикратный объем воздуха относительно объема помещения.

При кратности воздухообмена до 0,5 в 1 ч человек ощущает жару в жилом помещении. Соответственно требованиям нормативов, кратность воздухообмена должна составлять в жилых комнатах — 0,5—1,0, в кухнях — быть трехкратной.

Интенсивность воздухообмена определяется также по объему вентиляции, т. е. по количеству воздуха (в м3), который подается или необходимо подать в помещение на 1 человека или санитарно-технический прибор в 1 ч. Существует фактический объем вентиляции и расчетный, или необходимый. Фактический объем вентиляции — это тот объем наружного воздуха (в и3), который подается в помещение в течение 1 ч и выражается в м3/ч на 1 человека или то или иное санитарно-техническое оборудование.

Под необходимым объемом вентиляции следует понимать тот объем свежего воздуха, который необходимо подать в помещение за 1 ч на 1 человека, чтобы концентрация С02, взятая в качестве основного показателя для оценки степени загрязнения воздуха, не превышала ПДК или гигиенического норматива. Для жилых помещений необходимый объем вентиляции может быть рассчитан по разным показателям (например, запах, окисляемость, бактериальное загрязнение и др.). Доказано, что вполне достаточно определить в помещении концентрацию С02, чтобы рассчитать необходимый объем вентиляции. С02 является непрямым показателем чистоты воздуха в закрытых помещениях, так как параллельно с ним изменяются и другие показатели качества воздуха. Кроме того, это надежный показатель, его легко определить.

М. Петтенкофер предложил считать воздух помещений чистым, если содержание С02 в нем не превышает 0,07%, или 0,7 дм3/м3, Флюгге — 0,1%, или 1 дм3/м3. Исходя из этого, необходимый объем вентиляции по М. Петтенкофе-ру составляет 72 м3 свежего воздуха на 1 человека в 1 ч; по Флюгге — соответственно 36 м3.

Что же такое воздушный куб! Следует отличать надлежащий и фактический воздушный куб. Фактический воздушный куб — это тот объем пространства помещения, который приходится на 1 человека. Необходимый воздушный куб — это тот необходимый объем помещения для 1 человека с рациональной вентиляцией, при котором концентрация С02 не превышала бы допустимых величин.

Необходимый воздушный куб был рассчитан М. Петтенкофером, исходя из необходимого объема вентиляции. М. Петтенкофер рассуждал так, что за счет явлений инфильтрации воздух в помещении заменяется 2 раза. То есть, если необходимый объем вентиляции разделить на кратность воздухообмена, то получается необходимый воздушный куб: 72 : 2 = 36 м3. Это и есть тот необходимый воздушный куб, который считается нормой в нашей стране. М. Петтенкофер также обосновал необходимую жилую площадь: 36 м3 — это необходимый воздушный куб на 1 человека. При высоте комнаты, которая, как считал Петтенкофер, должна составлять 4 м, жилая площадь (36 : 4) будет равна 9 м2. Если согласиться с точкой зрения Флюгге, площадь должна быть 18:4 = 4,5 м2.

Минимальная высота жилых помещений, принятая санитарным законодательством в Украине, составляет 2,5 м. Поэтому и необходимая площадь на 1 человека должна составлять 13—14,4 м2. Минимальная высота общественных помещений — 3 м, поэтому необходимая площадь для общественных помещений составляет 18 : 3 = 6 м2. Этот норматив и принят для общежитий.