Гигиенические основы нормирования факторов внутренней среды места проживания


На человека влияют такие факторы внутренней среды помещений, как мик-роклимат, качество воздуха, уровни инсоляции и освещения, электромагнит-ные поля, ионизирующая радиация, шум, вибрация и др.
В свете современных научных данных понятие "среда" следует рассмат-ривать более широко.
Среда для всех живых организмов, в том числе и для че-ловека, включает абиотические и биотические факторы. Существенным обсто-ятельством, отличающим экологический подход к человеку и животным, явля-ется 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 обес-печивается 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 колеба-ния не выходят за пределы оптимальных параметров, комфортности. Восприя-тие 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 назначе-ния и климатических условий, т. е. гигиеническое нормирование.
Микроклиматические факторы. К числу наиболее важных, определяю-щих комфорт в жилище, принадлежит метеорологический фактор.
Влияние на человека тех или иных микроклиматических факторов создает различные условия для теплообмена организма со средой и обеспечивает опре-деленное функциональное состояние, которое называется тепловым. Оно опре-деляется 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 возмож-ности человека, его здоровье. Это делает актуальным нормирование оптималь-ных параметров микроклимата в помещениях жилых и общественных зданий.
При оценке теплового состояния организма выделяют зону теплового ком-форта. Под зоной теплового комфорта понимают такой комплекс метеороло-гических условий, при которых терморегуляторная система организма находится в состоянии наименьшего напряжения (или физиологического покоя), а все другие физиологические функции осуществляются на уровне, наиболее благо-приятном для отдыха и восстановления сил организма после его нагрузки.
Под микроклиматом закрытых помещений понимают тепловое состояние
среды, обусловливающее теплоощущении человека и зависящее от темпера-туры, относительной влажности и скорости движения воздуха, радиационной
температуры ограждающих поверхностей.
Основные принципы гигиенического нормирования параметров микроклимата в помещениях жилых и общественных зданий:
гигиеническое нормирование оптимальных и допустимых параметров микроклимата должно учитывать суточный и сезонный ритм колебаний физио-логических функций, а также адаптацию человека к определенным климати-ческим особенностям;
гигиеническое нормирование параметров микроклимата следует прово-дить дифференцированно относительно разных возрастных групп населения;
во время гигиенического нормирования оптимальных и допустимых па-раметров микроклимата следует учитывать уровни энерготрат (активность) и теплозащитных свойств одежды соответствующих групп населения.
При гигиенической оценке показателей микроклимата и их влияния на орга-низм необходимо исходить из одновременного учета и сравнения как инструментальных измерений каждого из показателей микроклимата, так и данных о физиологических терморегуляторних реакциях человека на изменение комп-лекса микроклиматических условий.
Микроклимат в помещениях оценивают по показателям температуры, ско-рости движения и относительной влажности воздуха, радиационного режима помещения, который зависит от температуры ограждающих поверхностей. Для каждого из показателей установлены оптимальные уровни и допустимые пре-делы 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, харак-теризующие состояние центральной и вегетативной нервной системы; в) иссле-дования лабильности терморегуляторной системы; г) уровень энерготрат и де-фицита тепла.
Характер изменений этих показателей лежит в основе классификации теп-лового состояния у детей и взрослых. Использование этих классификаций для оценки результатов исследований позволяет установить параметры зоны теп-лового комфорта и допустимые пределы колебаний метеофакторов.
Так, оптимальное тепловое состояние обеспечивается условиями теплово-го комфорта, который не ограничивает продолжительности пребывания и не требует введения в действие дополнительных механизмов приспособления организма. Умеренное напряжение терморегуляции характеризуется постоянст-вом теплопродукции и нормальным соотношением процессов возбуждения и торможения в коре большого мозга. При допустимом уровне перегревания или переохлаждения наблюдается определенное напряжение механизмов терморе-гуляции 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 зави-сит от жизненного опыта человека, т. е. социальных условий: привычного кли-мата, 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 целесо-образно 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 поверхнос-тилегких. При жарком микроклимате снижается отдача тепла посредством
ТАБЛИЦА Оптимальные нормы температуры, относительной влажности и скорости движения воздуха в жилых, общественных и административно- бытовых помещениях
117 Период года Температура воздуха, 'С Относи-тельная
влажность, % Скорость движения воздуха, м/с Теплый 20—22 60 — 30 До 0,2 23 — 25 60 — 30 До 0,3 Холодный и 20 — 22 45—30 До 0,2 переходные условия
Примечание. Нормы установлены для людей, находящихся в помещении более 2 ч непрерывно.
радиации и проведения и компенсаторно возрастает за счет испарений. В условиях холода, наоборот — увеличиваются отдача тепла посредством радиации и прове-дения, 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 пре-вышать 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 обуслов-ливает дискомфорт.
Важным микроклиматическим показателем является скорость движения воздуха. Движущийся воздух влияет на организм человека двойственно: физи-чески 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 отно-
сительно 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 видоизме-няются, 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 по-тоотделение, 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 — вIIIи IV.
Состояние воздушной среды в помещении. Условия комфорта человека во время пребывания в закрытых помещениях определяются также воздушным режимом здания.
Воздушным режимом здания называют общий процесс обмена воздуха ¦ между всеми его помещениями и внешним миром. Естественный обмен воздуха происходит в результате действия гравитационного и ветрового давления. Воздухообмен под влиянием этих природных сил рассчитать и спрогнозировать сложно. Объем воздуха, проникающего через стены, обычно небольшой, до 10 дм3/ч через 1 м2 поверхности. Воздух передвигается порами и капиллярами медленно, его температура в этих сечениях ограждения практически равна температуре твердого материала. Это движение воздуха можно уменьшить, гер-метизировав строительные конструкции, а также частично регулировать при помощи дроссированных каналов вентиляции, открытия окон, фрамуг и вентиляционных фонарей.
Качественные и количественные параметры воздушной среды определяются следующими показателями.
Чистота воздуха. В воздухе закрытых помещений могут содержаться загрязнения бактериальной и химической природы. Они являются следствием физиологических обменных процессов человека, бытовых действий (приготовления пищи и сжигания газа в бытовых приборах). В воздух помещений может поступать также комплекс продуктов деструкции полимерных отделочных материалов и др. Наконец, газовый состав воздуха закрытых помещений определяется газовым составом приточного атмосферного воздуха и химическими веществами-загрязнителями, выделяемыми внутри помещений.
Основная причина загрязнения воздуха помещений жилых и общественных зданий — накопление таких газообразных продуктов жизнедеятельности человека (антропоксины), как углерода диоксид, аммиак, аммонийные соединения, сероводород, летучие жирные кислоты, индол и др.
Еще М. Петтенкофер обнаружил известный параллелизм между накоплением углекислого газа и других примесей в воздухе помещений. Он предложил судить о мере загрязнения воздуха по величине содержания в нем углерода диоксида. Однако точка зрения М. Петтекофера вызвала сомнение у Рубнера. В настоящее время установлено, что содержание углерода диоксида в воздухе помещений до 0,7% и даже 1% само по себе не способно неблагоприятно влиять на организм человека и что его накопление не всегда происходит параллельно с накоплением вредных веществ и запахов.
Вместе с тем незначительные концентрации углерода диоксида не всегда свидетельствуют о чистоте воздуха в помещении. Концентрация углерода диоксида может оставаться низкой при существенном загрязнении воздуха пылью, бактериями и вредными химическими веществами. Особенно в том случае, если при строительстве используют синтетические материалы, концентрация которых не всегда возрастает одновременно с увеличением содержания углерода диоксида.
Следовательно, для оценки воздушной среды и эффективности вентиляции закрытых помещений знать содержания только углерода диоксида недостаточно. На данном этапе этот показатель не способен служить эталоном качества воздушной среды закрытых помещений.
Другим критерием, характеризующим качество воздушной среды, является содержание в воздухе аммиака и аммонийньх соединений. В результате детального изучения вредного влияния измененного воздуха помещений на организм человека установлена высокая активность аммиака и аммонийных соединений, поступающих с поверхности кожи человека. При вдыхании аммонийных соединений, содержащихся в воздухе помещений, в течение нескольких часов у большинства людей появлялись головная боль, ощущение усталости, резко снижалась работоспособность. У некоторых даже отмечалось болезненное состояние, подобное отравлению. При этом физические свойства воздуха оставались в пределах гигиенических нормативов.
Аммиак и его соединения в концентрациях, наблюдаемых в жилых поме-щениях, влияют также на слизистые оболочки дыхательных путей. Однако определение содержания аммиака не приобрело существенного значения при гигиенической оценке качества воздуха. Этот показатель лишь относительно свидетельствует о наличии газообразных продуктов, загрязняющих воздух помещений.
Для определения уровня загрязнения воздуха был предложен интегральный показатель — окисляемость. Изучение уровня загрязнения воздуха органическими веществами показало, что по величине окисляемости можно судить о его чистоте. Органические вещества воздуха также задерживаются в дыхательных путях человека и всасываются. Для оценки загрязнения воздуха органическими веществами рекомендованы ориентировочные нормативы его окисля- емости. Так, чистым считается воздух, имеющих окисляемость до 6 мг кислорода в 1 м3, а загрязненным — от 10 до 20 мг кислорода в 1 м3.
Окисляемость является относительным показателем, так как в присутствии полимеров она также может изменяться. В то же время из-за широкого применения в строительстве полимерных покрытий (конструктивные, отделочные материалы) и их способности выделять в окружающую среду химические вещества, необходимо учитывать и этот фактор воздушной среды. Продукты выделения полимеров в большинстве случаев токсичны для человека.
Для ряда веществ, входящих в состав полимерных отделочных материалов и имеющих токсические свойства, разработаны ПДК. Этим регламентировано применение полимерных отделочных материалов в строительстве жилых и общественных зданий.
Показатели для оценки степени чистоты воздуха закрытых помещений приведены в табл. 118.
ТАБЛИЦА 118 Показатели чистоты воздуха закрытых помещений Степень чистоты воздуха Концент-рация СОг, % Окислен- ность,
МГ В 1 М3 Количество микроорганизмов в 1 м3 Общее Стрепто-кокков Стафило-кокков Чистый
Удовлетворительно чистый Слабо загрязненный Очень загрязненный До 0,07 До 0,1 До 0,15 Свыше 0,15 До 4
До 6 До 10
До 20 До 3000 До 4000 До 7000 Свыше 7000 До 10 До 40 До 120 Свыше 120 До 75 До 100 До 150 Свыше 150
Воздушный куб. Во время вдыхания организм человека в течение 1 ч усваивает почти 0,057 м3 кислорода, а во время выдоха выделяет 0,014 м3 углерода диоксида. Если человек будет находиться в закрытом помещении, то естественно, что содержание кислорода уменьшается, а концентрация углерода диоксида возрастает. Но это положение справедливо лишь для герметически закрытых помещений. В обычных жилых и общественных зданиях за счет инфильтрации наружного воздуха через неплотно подогнанные окна и ограждения всегда происходит полуторакратный обмен воздуха. Однако, невзирая на обмен воздуха, человеку обычно бывает душно в закрытых помещениях. Жалобы на духоту, недостаток кислорода высказывают во время пребывания как в помещениях с естественным обменом воздуха, так и в домах, оборудованных разными системами вентиляции, включая, кондиционирование. Хотя содержание кислорода в закрытых помещениях отвечает естественному, воздух в них воспринимается человеком как несвежий. Возникает вопрос о причинах этого явления. Разве в закрытых помещениях недостаточно количество приточного свежего воздуха? Сколько вообще нужно человеку воздуха? Рекомендуемая величина объема свежего воздуха, которую следует подавать в помещения, определена на основании количества углерода диоксида, выделяемого в процессы дыхания человека за единицу времени. Эта начальная величина, входящая в расчеты объема вентиляционного воздуха, зависит от многих переменных составляющих: температуры воздуха помещений, возраста человека, его деятельности. При температуре воздуха в помещении 20 °С взрослый человек выделяет в среднем 21,6л углерода диоксида за 1 ч, находясь в состоянии относительного покоя. Необходимый объем вентиляционного воздуха для одного человека при этом будет составлять (при ПДК 0,1% по объему и содержанию углекислого газа в атмосферном воздухе 0,04%) 36 м3/ч. Если изменить любую из начальных величин, а именно, принять ПДК содержания углерода диоксида в воздухе жилых помещений за 0,07% (по М. Петтенкоферу), тогда необходимый объем вентиляции возрастет до 72 м3/ч.
В современных городах, где основными источниками С02 являются продукты сжигания топлива, норма, предложенная М. Петтенкофером (0,07%) еще в XIX в., теряет значение, так как повышение концентрации его при этих условиях лишь свидетельствуют о недостаточной вентиляции помещения. Тем не менее, содержание углерода диоксида как критерий качества воздуха сохра-няет свое значение и его используют при расчетах необходимого объема вентиляции.
Отсутствие четко установленных и общепринятых нормативов допустимого содержания в воздухе различных помещений пыли и микроорганизмов не дает возможности широко применять эти показатели для нормирования воздухообмена.
Величины рекомендованного объема вентиляции очень вариабельны, так как на порядок отличаются между собой. Гигиенистами установлена оптимальная цифра — 200 м3/ч, соответствующая строительным нормам и правилам, — не менее 20 м3/ч для общественных помещений, в которых человек находится беспрерывно не дольше 3 ч.
Ионизация воздуха. Для обеспечения воздушного комфорта в закрытом помещении имеет значение также электрическое состояние воздушной среды. Последнее зависит от ионного режима, так как положительно и отрицательно заряженные ионы в воздухе являются фактором, обусловливающим определенные изменения в организме.
Доказано, что при условии соответствующего подбора доз и полярности вдыхаемого ионизированного воздуха увеличивается стойкость организма к гипоксии, холоду, влиянию токсических веществ, физической нагрузке.
В процессе ионизации воздуха, кроме аэроионов, генерируются также озон и азота оксиды. Поэтому следует обращать внимание не только на изолированное действие аэроионов, но и на биологический эффект, возникающий во время ионизации воздуха в результате комплексного действия аэроионов, озона, азота оксидов и электрического поля.
Ионизация воздуха изменяется интенсивнее при увеличении количества людей в помещении и уменьшении его кубатуры. При этом снижается сод ер - жание легких аэроионов вследствие поглощения их в процессе дыхания, адсорбции поверхностями и пр., а также превращения части легких ионов в тяжелые, как это происходит из-за оседания на материальных частицах — "ядрах конденсации", количество которых резко возрастает в выдыхаемом воздухе и при поднятии в воздух пылевых частиц. С уменьшением количества легких ионов связывают потерю освежающей способности воздуха, снижение физиологической и химической активности. Поэтому представляет интерес изучение процессов деионизации и искусственной ионизации воздуха в помещениях, биологического действия деионизированного и искусственно ионизированного воздуха. Это особенно важно в условиях широкого применения установок для кондиционирования воздуха, когда ионный режим воздуха претерпевает изменения при прохождении через систему калориферов, фильтров, воздуховодов и других агрегатов. Нет оснований сомневаться в том, что ионизированный воздух биологически активен. Целесообразно применять как отрицательные, так и положительные аэроионы. Также важным является вопрос о роли химического происхождения аэроионов в осуществлении биологического эффекта. Поэтому простое количественное воссоздание аэроионного режима в помещениях с обычным режимом для свободной атмосферы не может считаться оптимальным.
Необходимо подчеркнуть, что искусственная ионизация воздуха в условиях замкнутых помещений без достаточной подачи воздуха при высокой влажности, запылении и скоплении людей приводит к неминуемому возрастанию количества тяжелых ионов за счет ионизации молекул продуктов метаболизма человека. Кроме того, при ионизации запыленного воздуха количество пыли, которое задерживается в дыхательных путях, резко возрастает. Пыль, несущая в себе электрические заряды, задерживается в значительно большем количестве, чем нейтральная. Попав в легкие, она теряет заряд, вследствие чего пылевые конгломераты распадаются, образуя большие поверхности. Это может привести к активизации физико-химических эффектов пыли и усилению ее биологи-ческой активности.
Таким образом, ионизация воздуха не является универсальным средством для оздоровления воздуха закрытых помещений, а иногда, наоборот, способна оказывать отрицательное действие.
Ионизованность воздуха жилых помещений следует оценивать по таким критериям. Концентрация легких (с электрической подвижностью 0,5 см2 • В"' • с"1 и более), как отрицательных, так и положительных ионов в воздухе жилого помещения должна быть не ниже 200 ионов/см3 и не выше 50 000 ионов/см3. Оптимальными уровнями ионизованности воздуха предложено считать концентрации легких ионов обоих знаков в пределах 1000—3000 ионов/см3, если показатель полярности составляет от минус 0,11 до плюс 0,11.
Следует заметить, что концентрация в воздухе закрытых помещений легких аэроионов свыше 1000 ионов/см3 свидетельствует о сверхнормативном загрязнении воздуха радоном и продуктами его распада.
Ю.Д. Губернский (1978) доказал, что человек считает воздух чистым и свежим лишь в том случае, если он содержит так называемый ионно-оздорови- тельный комплекс.
Отрицательные изменения в состоянии здоровья людей, вынужденных работать в гермозонах, где в процессе очистки воздуха от пыли теряются и легкие аэроионы, зависят в значительной мере от деионизации воздуха. Методы обработки воздуха в кондиционерах также приводят к потере легких аэроионов, которые необходимы организму для нормального функционирования. Аналогичные процессы происходят в зоне дыхания оператора видеомонитора. Элект-ростатическое поле уничтожает легкие аэроионы. При загрязнении воздуха аэрозолями, в том числе табачным дымом, полезные аэроионы преобразуются в тяжелые, причисляемые большинством специалистов к отрицательным факторам окружающей среды.
Для коррекции ионизованности воздуха разработаны и предложены аэроионизаторы различного типа: радиоактивные, термические, баллоэлектричес- кие, ультрафиолетовые и аэроионные. Для жилых помещений радиоактивные и ультрафиолетовые ионизаторы применять не рекомендуется. Коронные аэроионизаторы по гигиеническим и экономическим соображениям являются наиболее целесообразными приспособлениями для искусственной оптимизации ионизованности воздуха помещений. Работа коронного ионизатора не должна сопровождаться в эргономически обусловленном пространстве физическим и химическим загрязнением воздуха в концентрациях, превышающих гигиенические нормативы для населенных мест. К обязательным критериям гигиенической оценки коронных ионизаторов относятся: концентрация легких аэроионов; уровни статического электрического поля, электрического и магнитного поля (50 Гц), электромагнитного поля радиочастотного диапазона; содержание озона и азота оксидов на эргономически обусловленном расстоянии.
Освещение и инсоляция. Световой фактор, сопровождающий человека в течение жизни, обеспечивает на 80% информацией, имеет большое биологическое действие, играет первоочередную роль в регулировании самых важных жизненных функций организма.
При изучении света и его действия на организм традиционно рассматривают не только видимые, но и невидимые составляющие — УФ- и инфракрасные лучи, т. е. весь оптический участок спектра лучистой энергии. Все виды излучения имеют одинаковое физическое происхождение, но каждое монохроматическое излучение характеризуется определенной длиной волны и частотой электромагнитных колебаний. Эта разница относительно длины волны и обусловливает качественную характеристику различных участков спектра и особенности биологического действия.
Доказано, что инфракрасные лучи оказывают тепловой, а УФ-лучи — фотохимический эффект. Видимые лучи красного цвета приближаются по воздействию к инфракрасным, фиолетовые — к УФ. В целом видимый участок спектра обусловливает в организме не только местную, но и общую реакцию, часто имеющую неспецифический характер.
Видимая часть спектра из-за многочисленных экстра- и интерорецепторов влияет на органы и ткани, даже те, которые безразличны к лучистой энергии, а также на разнообразные аспекты жизнедеятельности организма. Под воздействием света происходят усиление газообмена, интенсификация азотистого, нормализация минерального обмена.
Изменение светового режима влияет на реактивную способность коры большого мозга. Видимый свет обусловливает изменения иммунологических реакций и деятельности сердечно-сосудистой системы, а также аллергические реакции. Под влиянием УФ-лучей образуются и всасываются физиологически активные вещества и витамин D. Солнечные лучи обладают бактерицидным свой-ством и вызывают гибель или изменение вирулентности микроорганизмов.
Среди общих физиологических реакций, возникающих под действием света, большое значение для человека имеют процессы ощущения света, внешнего мира, которые связаны с сознанием, т. е. психофизиологическая роль света. Воздействуя на светочувствительные элементы сетчатки, свет вызывает импульсы, распространяющиеся к сенсорным центрам полушарий мозга и в зависимости от условий возбуждает или угнетает кору большого мозга. Это приводит к перестройке физиологических и психических реакций, изменению общего тонуса организма, поддерживает его в деятельном и бодром состоянии. Все указанные изменения в организме возникают вследствие сложной рефлекторной реакции.
В результате сложного характера реакции организма на действие световых раздражителей не всегда удается установить количественную зависимость между уровнем излучения и ответной реакцией. Между тем все основные функции зрения (световая и цветовая чувствительность, острота зрения и скорость различия, контрастное ощущение и пр.) зависят от количества и качества освещения. Для зрительной работы существенное значение имеет не только количест-венная сторона освещения — уровень освещенности, но и качество освещения, т. е. условия распространения яркости на рабочей поверхности и в окружающем пространстве, контраст между рассматриваемыми деталями и фоном, условия блесткости (прямой и отраженной), направленность, диффузность и спектральный состав светового потока. Рациональным, с гигиенической точки зрения, является такое освещение, которое обеспечивает: а) оптимальные величины освещенности на окружающих поверхностях; б) равномерное освещение во времени и пространстве; в) ограничение прямой блесткости; г) ограничение отраженной блесткости; д) ослабление резких и глубоких теней; е) увеличение контраста между деталью и фоном, усиление яркости и цветового контраста; ж) правильное различие цветов и оттенков; з) оптимальную биологическую активность светового потока; и) безопасность и надежность освещения.
Регламентированные в настоящее время уровни освещенности являются нормативами досягаемости и не полностью обеспечивают оптимальные физиологические условия. Оптимальные условия для выполнения зрительных работ при низких значениях коэффициента отражения фона можно обеспечить только при освещенности 10 000—15 000 лк. Нормированные значения освещенности даже для производственных помещений, в которых выполняют работу наивысшей точности, при комбинированном освещении составляют 5000 лк, а для общественных и жилых помещений максимальная освещенность — 500 лк.
Освещение помещений обеспечивают за счет естественного света (естественное), световой энергии искусственных источников (искусственное) и, наконец, комбинации естественных и искусственных источников (комбинированное освещение).
Естественное освещение помещений и территорий создается главным образом за счет прямого, рассеянного, а также отраженного от окружающих предметов солнечного света. Естественное освещение необходимо предусматривать во всех помещениях, предназначенных для длительного пребывания людей.
Компенсировать недостаток естественного освещения в помещениях жилых и общественных зданий за счет искусственного разрешается только там, где этого требуют условия технологии. Не допускается совмещенное освещение1 комнат и кухонь жилых домов, функциональных помещений общеобразовательных школ, детских дошкольных заведений и лечебно-профилактических учреждений.
Естественное освещение может быть боковым, верхним и комбинированным. Боковое освещение осуществляется через световые проемы в наружных стенах, верхнее — через проемы в крыше и фонари, комбинированное допускает наличие световых проемов в наружных стенах и потолке.
Уровни освещенности естественным светом оценивают при помощи относительного показателя КЕО (коэффициент естественного освещения) — это отношение уровня естественной освещенности внутри помещения (на самой отдаленной от окна рабочей поверхности или на полу) к одновременно определенному уровню освещенности снаружи (под открытым небом), умноженное на 100. Он показывает, какой процент от наружной освещенности составляет освещенность внутри помещения.
Потребность в нормировании относительной величины связана с тем, что естественное освещение зависит от многих факторов, прежде всего, от наруж-
Совмещенное освещение — система, где недостаток естественного света компенсируется искусственным, т. е. естественный и искусственный свет совместно нормируются.
ной освещенности, которая постоянно изменяется и образует переменный режим внутри помещений.
Кроме того, естественное освещение зависит от светового климата местности — комплекса показателей ресурсов природно-световой энергии и солнечности климата. Эта характеристика учитывает дополнительный световой поток, проникающий сквозь световые проемы в помещении в течение года благодаря прямому солнечному свету, и зависит от вероятности солнечного сияния, географической широты местности, ориентации световых проемов относительно сторон горизонта, их архитектурно-конструктивного решения.
Поэтому оценка достаточности естественного освещения по световому коэффициенту, который характеризует отношение площади остекления окон к площади пола, является лишь приблизительной. Для жилых комнат в условиях теплых климатических районов световой коэффициент должен быть 1:8, для палат в больницах — 1:5—1:6. недостаток этого показателя состоит в том, что он не учитывает местных условий затенения.
По функциональному назначению и условиям зрительных работ помещения общественных зданий разделяют на три группы:
помещения, предназначенные для выполнения тонких зрительных работ при фиксированном направлении линии зрения на рабочую поверхность;
помещения, в которых должны различать объекты и осматривать окружающее пространство;
помещения, где лишь осматривают окружающее пространство.
В соответствии со строительными нормами для некоторых жилых и обще-ственных зданий, минимальное значение КЕО и уровни искусственной осве-щенности должны соответствовать определенным величинам (табл. 119).
ТАБЛИЦА 119
Нормативы освещенности некоторых помещений (СниП II-4-79 "Естественное и искусственное освещение") Помещение Искусственное освещение, (освещенность, лк) КЕО при естественном освещении дляIIIсветового пояса, % Верхнее и ком-бинированное Боковое Поверхность Жилая комната 100 — 0,5 Пол Кухня 100 — 0,5 Условная рабочая поверхность Читальные залы 300 3 1,0 То же Аудитории, лаборатории 300 4 1,5 м Операционная 400 7 2,5 п Кабинет врача 150—500* — 1,0 и Палата 50 — 150" — 1,0 II * Нормативы приведены для люминесцентных ламп. При использовании ламп накаливания допускается снижение этого уровня.
** В зависимости от назначения кабинета и палаты: хирургический — 500 лк; кабинет, в котором не принимают больных — 150 лк; палата для соматических больных (взрослых) — 50 лк; палата для новорожденных — 150лк.
ТАБЛИЦА 120 Значение коэффициента светового климата
Приведенные данные иллюстрируют дифферен- цированность норматива КЕО: для аудиторий этот показатель при боковом освещении составляет 1,5%, для жилой комнаты и кухни — 0,5% и т. п. Следует обратить внимание на то, что нормативы установлены и для поверхностей — условной рабочей поверхности или пола.
При верхнем или комбинированном освещении требуются большие значения КЕО, например, для операционных он равен 7%, при боковом освещении — лишь 2,5%.
Нормированное КЕО (КЕОн) в процентах с учетом характера зрительной работы и светового климата в районе расположения здания на территории Украины определяют по формуле:
КЕОн = еш cm,
где е,„ — значение КЕО в процентах при рассеянном свете для Ш светового пояса, что определяется с учетом характера зрительной работы (СНиП И-4-79); m — коэффициент светового климата, т. е. совокупности условий природного освещения в той или иной местности, учитывающий эти особенности (табл. 120); с — коэффициент солнечности климата, учитывающий дополнительный световой поток за счет прямого и отраженного солнечного света. Для Украины он принимается от 0,7 до 1 (в зависимости от ориентации световых проемов).
Таким образом, для одних и тех же по назначению помещений, но расположенных в разных местностях, нормативы КЕО будут различными. Для местности с меньшим световым потенциалом он будет большим и наоборот.
Есть две группы методов определения КЕО — инструментальные и расчетные. Для расчетных методов не нужна специальная аппаратура. Их используют при осуществлении как текущего, так и предупредительного санитарного надзора.
Для расчета КЕО при боковом верхнем и комбинированном освещении предложены формулы. В них учтены все компоненты естественного света, участвующие в создании освещенности помещения. Полностью методика определения КЕО изложена в строительных нормах (СНиП И-4-79).
В предупредительном санитарном надзоре расчетный метод применяют для прогнозов при решении вопросов о расположении отдельных зданий на территории, согласовании надстроек и других видов реконструкции. Значение КЕО для санитарного надзора при условии естественного освещения велико, так как соблюдение этого норматива является обязательным для жилых комнат и других функциональных помещений жилых и общественных зданий. Этим КЕО отличается он нормативного показателя продолжительности инсоляции, который необходимо учитывать хотя бы в одной из жилых комнат квартиры с двухсторонней ориентацией.
Искусственное освещение. Преимуществом искусственного освещения является возможность обеспечить в любом помещении желательный уровень
освещенности. Существуют две системы искусственного освещения: а) общее освещение; б) комбинированное освещение, когда общее дополняют местным, концентрирующим свет непосредственно на рабочих местах.
Искусственное освещение должно соответствовать следующим санитарно- гигиеническим требованиям: быть достаточно интенсивным, равномерным; обеспечивать правильное тенеобразование; не ослеплять и не искажать цвета; быть безопасным и надежным; по спектральному составу приближаться к дневному освещению.
Общее освещение разделяют на равномерное (распределение светового потока без учета расположения установок) и локализованное (распределение светового потока с учетом расположения рабочих мест).
Нормируют абсолютные минимальные уровни освещенности рабочих поверхностей и объектов различия в помещениях. Вопросы организации искусственного освещения жилых и общественных зданий регламентированы строительными нормами (СНиП И-4-79), которые определяют не только количественное обеспечение освещенности, но и соответствующее ее качество. Нормирование искусственного освещения, как и естественного, проводят диф-ференцированно. Нормативы устанавливают в зависимости от условий зри-тельной работы, системы освещения и типа источников света.
Для обеспечения надлежащего качества искусственного освещения, кроме уровня освещенности, регламентируют некоторые дополнительные расчетные показатели: •-"
показатель дискомфорта, оценивающий дискомфортную блесткость для ограничения ослепления от установок;
коэффициент пульсации освещенности — коэффициент колебаний осве-щенности вследствие изменений во времени светового потока (для обеспечения равномерности во времени);
показатель ослепления, выражающийся отношением видимости при экранировании к видимости при наличии блесткости.
Искусственное освещение жилых и общественных зданий обеспечивают лампами накаливания или люминесцентными. Лампы накаливания характеризуются спектром излучения, который отличается от дневного света меньшим содержанием синего и фиолетового излучений и большим — красного и желтого. Эти лампы имеют значительную яркость, поэтому следует устанавливать защитную осветительную арматуру. При люминесцентном освещении, которое по спектру ближе к дневному, комфортность освещения значительно выше, чем при освещении лампами накаливания. Но уровень освещенности должен быть 2 раза выше.
Качество искусственного света по перечисленным выше показателям зависит также от осветительной арматуры, ее характеристики и условий эксплуатации. Например, степень защиты глаза от ослепительной яркости ламп зависит от защитного угла светильника, т. е. угла между горизонталью, проходящей через поверхность лампы, и линией, соединяющей край светящейся поверхности, с противоположным краем абажура. Для светильников местного освещения защитный угол должен быть не менее 30°.
Люминесцентные светильники должны быть укомплектованы пускорегу- лирующими аппаратами со сверхнизким уровнем шума. В жилых помещениях рекомендуют использовать многоламповые люминесцентные светильники с уменьшенной пульсацией светового потока.
Оценка достаточности искусственного освещения может быть проведена на основании инструментальных замеров и без измерений, в том числе в проектах, расчетными средствами. Для обеспечения надлежащего уровня общей освещенности жилой комнаты лампы в светильниках должны иметь удельную мощность не менее 15 Вт/м2.
Инсоляция. Облучение прямым солнечным светом является крайне необходимым фактором, оказывающим оздоровительное действие на организм человека и бактерицидное на микрофлору окружающей среды.
Положительный эффект солнечного излучения отмечается как на открытых территориях, так и внутри помещений. Однако эта способность реализуется лишь при достаточной дозе прямых солнечных лучей, что определяется таким показателем, как продолжительность инсоляции. Санитарными нормами инсоляции жилых и общественных зданий и территорий жилой застройки городов регламентирована продолжительность инсоляции в периоды равноденствия. Для обеспечения максимального бактерицидного эффекта регламенти-рована также потребность в обеспечении непрерывного режима инсоляции.
Санитарные нормы инсоляции, благоприятствуя улучшению гигиенических условий жилья, играют положительную роль и в упорядочении городской застройки, так как они позволяют косвенно регламентировать плотность жилой застройки, размер и организацию приусадебных участков.
Особая роль при инсоляции помещений принадлежит УФ-излучению, которое способно убивать микроорганизмы, в частности болезнетворные. УФ-из- лучение положительно влияет также на психофизиологические реакции организма человека, поддерживая его общий тонус, предупреждает заболевания.
Норма продолжительности инсоляции в значительной мере основывается на опытах Б.К. Беликовой (1966), которые показали высокую эффективность действия прямой солнечной радиации на культуру золотистого пиогенного стафилококка и кишечной палочки. Поскольку УФ-лучи проходят сквозь стекло, эффективность бактерицидного действия прямой солнечной радиации на гигиеническое состояние жилых помещений следует считать неопровержимым фактом. Другое дело, что эффективность этого действия, если окна имеют спаренные рамы с двойным и тройным стеклом, не точно определена во времени. Кроме того, остается не установленным влияние на эффективность инсоляции размеров окон, глубины помещения, интенсивности УФ-излучения в разные часы инсоляции, поры года и пр. В градостроительстве давно назрела проблема рациональной застройки населенных пунктов. При формировании селитебных микрорайонов городов большое значение придают инсоляции территории и помещений жилых и общественных зданий. Дозовый подход при нормировании природного УФ-из- лучения является одним из путей научного обоснования длительности и прерывистости инсоляции, что обеспечивает общеоздоровительное и бактерицидное действие солнечных лучей. Такой подход может быть использован при объемных планировочных и конструктивных решениях проектирования и строительства жилых и общественных зданий, особенно при оптимизации ориентации этих объектов в местах их расположения. Он позволяет скорректировать требования норм инсоляции и плотности жилищного фонда в городах.
Пространственные параметры квартиры и жилого дома тесно связаны с гигиеническим комфортом. Например, такие из них, как жилая площадь, высотапомещений, наличие приквартирных открытых помещений и пр., необходимо рассматривать одновременно как в типологическом аспекте, так и в гигиеническом.
Одним из наиболее важных условий для создания комфорта в жилище является соблюдение в практике жилищного строительства принципа "каждой семье — отдельная квартира или индивидуальный дом". Очевидно, со временем этот принцип должен быть дополнен новым: "каждому члену семьи — отдельная комната".
Социолого-гигиенические исследования позволили установить такой наиболее важный показатель, как оптимум жилой площади. Величина его колебаний в зависимости от демографических показателей и профессиональной ориентации членов семьи составляет в среднем 17,5 ± 0,5 м2 на 1 человека.
В дальнейшем прогнозируют проектирование квартир из расчета 18—19 м2 общей площади на 1 человека во время заселения. Это значительно повысит уровень комфорта.
Высота жилых помещений обусловливает кубатуру помещений, которая приходится на 1 человека. В этом состоит ее гигиеническое значение. Кроме того, высота помещений влияет и на психологическое восприятие пространства в квартире. По отечественным нормативным документам она должна составлять не менее 2,5 м. Этот норматив был утвержден в бывшем Советском Союзе еще в 1957 г. как временный. Исследования гигиенистов показали, что загрязненный воздух обычно концентрируется под потолком и его толщина достигает 0,75 м и более. С учетом этого факта минимально допустимая высота жилых помещений должна быть не менее 3 м. Эту величину рассчитывают следующим образом: средний рост человека (1,7 м) + толщина загрязненного воздуха (0,75 м) + расстояние между головой и слоем загрязненного воздуха (0,5 м).
<< | >>
Источник: Е.И. ГОНЧАРУК, В.Г. БАРДОВ и др.. Коммунальная гигиена. Под редакцией доктора медицинских наук, профессора, академика HAH, АМН, АПН Украины, РАМН Е.И. Гончарука. Київ - 2006. 2006

Еще по теме Гигиенические основы нормирования факторов внутренней среды места проживания:

  1. Гигиенические требования к внешним факторам, влияющим на условия проживания населения
  2. 2.4. Нормирование качества окружающей среды
  3. Гигиеническое нормирование качества воды и выбор водоисточников централизованного водоснабжения
  4. Глава IX. Экономический механизм охраны окружающей среды. Нормирование в области охраны окружающей среды
  5. 8.3. Правовые основы экологического нормирования
  6. Общие основы и гигиенические принципы планировки населенных мест. Районная планировка и ее гигиеническое значение
  7. Тема 4 ГИГИЕНИЧЕСКАЯ ОЦЕНКАМИКРОБНОГО ЗАГРЯЗНЕНИЯ ВОЗДУШНОЙ СРЕДЫ ПОМЕЩЕНИЙ
  8. Роль генетических факторов и факторов окружающей среды в вариабельности массы тела при рождении(James D.K., StephensonT.J., 1998)
  9. Раздел IV ГИГИЕНИЧЕСКИЕ ОСНОВЫ ПИТАНИЯ
  10. Глава 6 ГИГИЕНИЧЕСКИЕ ОСНОВЫ ПИТАНИЯ
  11. Гигиенические требования к выбору территории для размещения населенных мест. Значение природно-климатических условий и состояния окружающей среды
  12. Гигиенические требования к внутренней планировке палатных отделений для соматических больных
  13. Аномалии внутренней среды эритроцитов