Физические факторы, создающие комфорт жилого помещения

 

Одним из физических факторов, определяющий самочувствие, работоспособность, здоровье человека является «микроклимат». Формирование микроклимата зависит от деятельности человека, планировки и расположения помещений, свойств строительных материалов, климатических условий данной местности, от вентиляции и отопления. Его показателями являются температура воздуха, влажности, скорость движения воздуха и атмосферное давление. Далее рассмотрим значение каждой составляющей микроклимата.

Микроклимат жилища оценивается по температурному режиму. Нормативы температуры воздуха помещения определяются климатическими условиями и составляют 20–23 °С для холодного, 20–22°С умеренного и 23–25° для жаркого климата. Указанные параметры температуры удовлетворяют гигиеническим требованиям только в том случае, если температура внутренних поверхностей стен ниже комнатной не более чем на 2-3 ⁰С, а температура пола не более чем на 1,5 ⁰С. Перепад температур более 3⁰С от оптимального значения может привести к охлаждению конечностей и рефлекторным изменениям температуры верхних дыхательных путей, а также дискомфорт, организм ослабевает, тем самым снижается иммунитет.

Относительная влажность воздуха имеет наибольшее гигиеническое значение, т.к. показывает степень насыщения воздуха водяными парами. Она должна составлять 40–60%, допустимая 30-70%. Ее увеличение до 80% говорит о плохой гидроизоляции строительных материалов и сырости в помещении. Крайне нежелательно превышение этих параметров в зимние условия, так как влажный воздух обладает большой теплопроводностью и теплоемкостью, что увеличивает потери тепла. При влажности ниже 30% пересыхает слизистая оболочка дыхательных путей, возникает опасность появления статического электричества на ковровых покрытиях.

Скорость движения ветра в комплексе с температурой и влажностью действует на тепловой обмен человека и может изменить его баланс. При этом может меняться обмен веществ, процесс внешнего дыхания, энергозатрат, состояние нервно-психической сферы. При скорости воздуха в помещении менее 0,1 м/с человек испытывает духоту, так как застой воздуха препятствует испарению с поверхности кожи человека. Для комфортного теплоощущения подвижность воздуха не должна превышать 0,1–0,25 м/с. Это достигается при влажности 20-60% и температуре 21-27,8⁰С. В зоне умеренного климата наиболее комфортные условия обеспечиваются летом при температуре 22-24 ⁰С, влажности 30-40%, подвижности воздуха 0,1-0,2 м/с.

Двусторонняя ориентация квартиры обеспечивает сквозное проветривание, тем самым снижается концентрация СО₂ в воздухе квартиры, антропотоксинов, пыли и микроорганизмов в 3–5 раз. Подвижность воздуха составляет 0,3–0,5 м/с против 0,05– 0,1 м/с в квартирах односторонней планировки. В южных регионах страны сквозное проветривание квартир обязательно. Сквозное проветривание является ценным планировочным и гигиеническим приемом.

По данным медицинской статистики, до 70% людей в той или иной степени реагируют на изменения погоды (связанные с изменением атмосферного давления), так называемые метеопаты. Такие люди особенно часто выявляются в случаях с хроническими нарушениями сердечно-сосудистой, дыхательной, нервной, опорно-двигательной систем организма. Метеопатию нельзя отнести к болезням, хотя и является нежелательным состоянием организма. Выявить самостоятельное влияние небольших колебаний атмосферного давления на организм очень трудно, его рассматривают как фактор, характеризующий состояние погоды в целом, оказывающий суммарное воздействие на организм.

Свойства строительных материалов в значительной степени определяют микроклиматические условия помещения. Имеет значение теплоемкость материалов. Так, дерево медленно нагревается и быстро отдает тепло, стены прогреваются в различной степени. На формирование микроклимата помещений влияют также воздухопроницаемость, гигроскопичность строительных материалов. Чем они выше, тем существеннее снижается температура воздуха. Большое значение имеет и остекление помещения. В последние годы стали строить дома с большими оконными проемами. Такое «ленточное» остекление способствует нестабильности микроклимата помещения. У оконного стекла зимой формируются холодные потоки воздуха, летом - теплые, что ведет к существенным перепадам температуры.

Электрическое состояние воздуха характеризует его ионизаиия, электрическое поле земной атмосферы, естественная радиоактивность.

Под ионизацией воздуха понимают распад газовых молекул и атомов под влиянием ионизаторов. К ионизаторам относятся радиоактивное излучение почвы и воздуха, ультрафиолетовое и световое излучение солнца, космические излучения, распыление воды (баллоэлектрический эффект). В результате ионизации воздуха образуются легкие аэроионы, которые могут присоединять к себе взвешенные пылевые частицы, микробные тела, превращаясь в средние, тяжелые и сверхтяжелые ионы. В атмосфере постоянно происходят процессы ионообразования и ионоуничтожения и устанавливается определенное ионизационное равновесие. Уменьшение числа легких ионов говорит об ухудшении состояния атмосферы, воздуха помещений. Легкие ионы поглощаются в процессе дыхания, адсорбируются кожей, одеждой. В настоящее время доказало многостороннее действие аэроинов на организм. Под действием высоких концентраций отрицательных легких ионов у людей происходят благоприятные изменения в газовом и минеральном обмене, стимулируются обменные процессы, ускоряется заживление ран. В настоящее время искусственная отрицательная ионизация воздуха используется для лечения гипертонической болезни, бронхиальной астмы, аллергических реакций. Положительные ионы оказывают угнетающее действие на человека, вызывая состояние сонливости, депрессию, снижают работоспособность. Легкие ионы являются показателями санитарного благополучия воздушной среды. Ионизирующее действие распыляемой воды проявляется в усилении ионизации воздуха, что особенно заметно у фонтанов, водоемов.

Электромагнитные излучения распространяются в виде электромагнитных волн. Образуются на многих производствах, вблизи работающих элек­троустановок и линий электропередачи постоянного тока высокого напряжения. Органы наиболее подверженные излучению: центральная нервная система, глаза, сердечно-сосудистую и нейроэндокринную системы, иммуни­тет, обменные процессы, индукция канцерогенеза. У людей, которые подверглись излучению, наблюдается изменение артериального давления, содержания холестерина в крови, канцерогенное (лейкогенное) действие. В последние года у населения, проживающего вблизи воздушных ли­ний электропередач и других электроустановок, наблюдается развитие лей­кемии и опухолей мозга. ПДУ составляет 15 кВ/м.

Источниками постоянных магнитных полей являются линии передачи постоянного тока, различные электротехнические устройства, электромаг­ниты и т.д.. Наиболее чувствительны к действию нервная, сердечно-сосудистая, нейроэндокринная и другие регуляторные системы организ­ма. Возможно незначительное снижение числа эритроцитов и содержания гемоглобина в крови, умеренный лейко- и лимфоцитоз, также двигательные и рефлекторные нарушения. ПДУ 8 кА/м (10 мТл).

Солнечная радиация представляет собой электромагнитное излучение в широком диапазоне волн. Она является мощным лечебным и профилактическим фактором, она влияет на все физиологические процессы в организме, изменяя обмен веществ, общий тонус и работоспособность.

Ультрафиолетовые лучи губительные для живых организмов, поглощаются озоновым слоем стратосферы и до поверхности Земли не доходят. Излучение, достигающее почвы или растительного покрова, подразделяется на коротковолновую и длинноволновую радиацию. Для жизнедеятельности организмов преобладающее значение имеет коротковолновая радиация, которая в свою очередь условно разделяется на ультрафиолетовую, видимую, и близкую инфракрасную радиацию.

Под влиянием ультрафиолетовых лучей в верхних слоях кожи человеческого организма образуется витамин D₃ (загар). Это излучение воздействует на провитамин D, образующийся в более глубоких слоях кожи из холестерина. Годовая потребность в этом витамине взрослых людей удовлетворяется за счет его образования в коже. Но это возможно только на открытом воздухе и летом, так как ультрафиолетовое излучение поглощается стеклом и в помещение не попадает.

Видимая радиация воспринимается органами зрения и позволяет определять форму и размеры предметов, их цвет, ориентироваться в пространстве. Также видимые лучи повышают активность коры головного мозга, оказывают положительное воздействие на эмоциональное состояние, обмен веществ в организме, сердечно - сосудистую систему, эндокринные железы и т.д..

Инфракрасные, или тепловые, лучи несут основное количество тепловой энергии. Лучше всего поглощается тепловая радиация водой, количество которой в организме довольно велико (80% в возрасте около 30 лет). Это приводит к нагреванию всего организма.

Человек (также как растения и животные) тонко реагирует на изменение длительности светового воздействия. При недостаточности освещения возможно развитие своеобразного патологического состояния, именуемого световым (солнечным) голоданием. Основным проявлением этого заболевания являются понижение общего жизненного тонуса, различные изменения деятельности центральной нервной системы (ЦНС), малокровие, ослабление сопротивляемости к инфекционным заболеваниям, нарушение обмена веществ.

Естественная освещенность помещений осуществляется прямым, рассеянным и отраженным солнечным светом. Запыленность воздуха заметно влияет на дневную освещенность. В крупных промышленных городах естественная освещенность на 30-40% меньше, чем в районах с относительно чистым атмосферным воздухом. В большинстве домов естественную освещенность обеспечивают окна (боковая освещенность); за последние годы появились квартиры мансардного типа с верхним освещением через световые фонари и верхние проемы. Она определяется многими факторами: ориентацией здания по странам света, этажностью, степенью затемненности здания, размерами и конфигурацией окон, плотностью застройки квартала, окраска стен здания, наличием лоджий, балконов. Учитываются оформление фасада, наличие архитектурно-строительных элементов, загрязненность стекол и др.

Плотная застройка квартала, близкое расположение домов приводит к еще большей потере солнечной радиации, в том числе и ее ультрафиолетовой части. Больше всего затеняются помещения, расположенные в нижних этажах, и в меньшей степени - помещения верхних этажей. Большое значение имеет чистота стекол. Загрязненные стекла, особенно при двойном остеклении, снижают естественную освещенность до 50-70%. Современное градостроительство учитывает эти факторы. Большие светопроемы, отсутствие затеняющих деталей, светлая окраска домов создают благоприятные условия для хорошей естественной освещенности жилых помещений.

Избыток и недостаток освещенности отрицательно влияет на органы зрения. Последствием этого может явиться временное нарушение функций глаза, разрушение его светочувствительных элементов, а также воспаление сетчатки глаза.

Путем проведения специальных исследований доказано, что равномерное распределение яркости в поле зрения имеет важное значение для поддержания работоспособности человека. Если в поле зрения постоянно находятся поверхности, значительно отличающиеся по яркости (освещенности), то при переводе взгляда с ярко- на слабоосвещенную поверхность глаз вынужден переадаптироваться. Частая переадаптация ведет к развитию утомления зрения и затрудняет выполнение производственных операций.

Следует также указать, что человечество очень редко полностью использует имеющуюся солнечную радиацию, так как обычно проводит сравнительно много времени в закрытых помещениях (учеба, работа), где коэффициент ее использования не превышает 0,0003% для прямых солнечных лучей и 0,7% для рассеянных.

Искусственное освещение обеспечивается общей и комбинированной (при наличии местной) системами освещения. Освещение должно быть достаточным, равномерным (отсутствие теней и пульсации светового потока), без блескости и слепящего действия, а также обеспечивающим контрастность детали и фона.

Наибольшее гигиеническое значение имеет инсоляция, т.е. освещение помещения солнечными лучами, что оказывает оздоровляющее влияние на организм и бактерицидное действие на микрофлору воздуха. Инсоляции могут сопутствовать перегрев помещений (обусловлен инфракрасной составляющей света) и утомляющее зрение слепящее действие прямых солнечных лучей из-за прямой и отраженной блесткости стен и мебели.

Поэтому не должны инсолироваться горячие и ткацкие цеха, операционные, реанимационные залы больниц, выставочные залы музеев, химические лаборатории ВУЗов и НИИ, книгохранилища, архивы.

Оптимальная эффективность инсоляции помещений достигается в течение 2,5 – 3-х часов.

Ориентация на запад окон палат интенсивной терапии, детских палат (до 3-х лет), комнат для игр в детских отделениях не допускается, так как создается смешанный инсоляционный режим. По продолжительности он соответствует умеренному, по нагреванию воздуха – максимальному инсоляционному режиму.

В средних широтах для больничных палат, комнат дневного пребывания больных, классов, групповых комнат детских учреждений наилучшей ориентацией, обеспечивающей достаточную освещенность и инсоляцию помещений без перегрева, является южная и юго-восточная (допустимая – юго-западная, восточная).

Балконы и лоджии лучше устраивать по периметру общих комнат, особенно южной ориентации, так как они защищают жилые комнаты от перегрева. Остекление лоджий при южной ориентации ухудшает микроклимат, дает тепличный эффект. В северных широтах лоджии ухудшают естественную освещенность квартир, особенно при остеклении.

На север, северо-запад, северо-восток ориентируются окна операционных, реанимационных, перевязочных, процедурных кабинеты, родовых залов, кабинетов терапевтической и хирургической стоматологии, что обеспечивает равномерное естественное освещение этих помещений рассеянным светом, исключает перегрев помещений и слепящее действие солнечных лучей, а также возникновение блескости от медицинского инструмента.

Для обеспечения хороших условий инсоляции помещений дома строят с учетом широтной и меридианальной ориентации. При широтной ориентации один из фасадов выходит на неблагоприятную сторону горизонта для инсоляции, а при меридианальной часть комнат в многокомнатной квартире будет иметь благоприятную ориентацию. В широтном доме однокомнатные квартиры либо не проектируются, либо ориентируются на южную сторону.

Под термином «шум» понимают всякий неприятный или нежелательный звук или совокупность звуков, мешающих восприятию полезных сигналов, нарушающих тишину, оказывающих вредное или раздражающее воздействие на организм человека, снижающих его работоспособность. Норма шумового воздействия является 40-60дБА.

Источники шума в помещениях могут быть разделены на две большие группы: внутренние и внешние. К внутренним источникам шума относятся: инженерное, техническое, санитарно-техническое бытовое оборудование (например, кондиционеры, мусоропроводы, лифты), а также источники шума, создаваемые непосредственно деятельностью человека (разговор, работа телевизора, работа пылесоса и т.п.). Внешними источниками шума являются различные средства транспорта, промышленные установки, игровые и спортивные площадки во дворах и т.д. Например, речь имеет уровень звука около 60 дБА, детский плач - 90 дБА, игра детей - 78-95дБА, работа холодильника - 42 дБА, свисток локомотива - 75-105дБА.

Наиболее распространенным источником шума в городах является транспорт.

Интенсивность шума от транспортных средств, дБА:

 

Легковой автомобиль	70 - 80
Автобус	80-85
Грузовой автомобиль	80 - 90
Поезд	90 - 95
Железнодорожный состав (в 7 м от колеи)	95-100
Железнодорожный состав (у колес)	125- 130
Трамвай	70-90
Реактивный самолет на взлете	130- 160

 

Нормирование шума проводится по комплексу показателей (специфические и неспецифические реакции развитие дискомфортных реакций, снижение работоспособности) с учетом их гигиенической значимости. При нормировании шума учитывают характер шума, длительность его воздействия, место расположения здания, время суток.

Нормативные уровни шума определены санитарными нормами для жилых помещений - 30 дБ, для учебных классов, аудиторий - 40 дБ, для предприятий бытового обслуживания - 60 дБ, для внутриквартальных микрорайонов - 45 дБ и т.д.

Шумы беспокоят человека, раздражают и могут причинить существенный вред здоровью. Ответная реакция на шум определяется процессами чрезмерного возбуждения или торможения в ЦНС. Первым показателем неблагоприятного действия шума являются жалобы на раздражение, беспокойство, и нарушение сна. Постоянное действие шума приводит к хроническому утомлению. Это способствует развитию гипертонической болезни и заболеванию ЦНС. В свою очередь это может вызвать различные заболевания желудочно-кишечного тракта, ухудшение слуха. Шумовой фон выше 85 дБ, опасен для эмбриона в утробе матери. У еще не рожденного ребенка возникают нарушения слуха, не исключено появление гормональных нарушений и врожденных дефектов.

В последние десятилетия наблюдается рост количества автомобилей в Одессе. Кроме того в городской зоне расположены железнодорожный вокзал (на расстоянии 200 м от железной дороги уровень шума составляет» 60 дБ) и аэропорт (на расстоянии 1 км при взлете самолета АН-24 уровень шума - 110 дБ). Вот три основных источника, которые обуславливают шум и вибрацию.

Все методы защиты от шума можно подразделить на активные и пассивные. Активные методы подразумевают снижение шума непосредственно в источнике (изменение качества покрытия дорог и разработка менее шумных двигателей автомобилей; на заводах – бесшумные технологии, совершенствование оборудования и т.д.). Меры, призванные ослабить возникший шум по пути его следования – это «пассивные» меры. Это, например, функциональное зонирование территорий, меры по звукоизоляции и звукопоглощению и т.д.

Зеленые насаждения могут выполнять шумозащитную роль. Они снижают уровень шума в летнее время на 8-10 дБ благодаря поглощению звука листвой, поэтому дома следует располагать на 15-20 м от тротуара и озеленять эту часть. Эффективность зеленых насаждений зависит от подбора пород деревьев, кустарников, густоты их кроны и возраста, ширины зеленых насаждений, плотности посадки, приближенности к источнику шума и т.п.

Вибрация (разновидность акустического загрязнения) - это колебания твердого тела, воздействующие, прежде всего на опорно-двигательный аппарат человека. Вибрация малой интенсивности может оказывать благоприятное влияние, устраняя трофические изменения, улучшая функциональное состояние ЦНС. Установлено, что такие части тела, как желудок и голова, особенно болезненно реагируют на длительное воздействие вибрации, а это приводит к язве желудка, психическим и нервным расстройствам, вибрационной болезни (нейрососудистое нарушение, поражение нервно-мышечной системы, изменение обмена веществ и др.), гипертонии. Также возможно развитие дистрофических нарушений опорно-двигательного аппарата рук и плечевого пояса, нарушения мозгового кровообращения. Источниками вибрации могут быть промышленные предприятия, расположенные близко от жилых домов, транспорт, инженерно-технологическое оборудование зданий (например, лифт). Обычно вибрация распространяется от источника на расстояние до 100 м. Наиболее мощный источник вибрации - железнодорожный транспорт. Колебания грунта вблизи железнодорожных путей превосходят землетрясения силой 6-7 баллов. В метро интенсивность вибрации распространяется на 50-70 м.

Существенная доля в облучении населения связана с радиоактивным загрязнением в помещениях. Источником гамма-излучения в помещениях являются радионуклиды, присутствующих в почве, строительных материалах, пище, а также от космического излучения. Вторая причина облучения – газ радон, который поступает в помещения при распаде радионуклидов из строительных материалов, из почвы, воды, природного газа. В дополнение к этому человек создает сам источники облучения, например, бытовые приборы (телевизоры, циферблаты часов, сигнализаторы дыма) и т.д. Суммарно в помещении человек получает до 70% общей дозы облучения.

Радиоактивность строительных материалов обусловлена содержанием во всех видах сырья стройиндустрии долгоживущих радионуклидов урана-236, тория-232 и калия-40. Периоды полураспада: 4,47^. 10⁹, 14^. 10⁹,1,26^. 10⁹ лет соответственно. Из природных материалов значительной радиоактивностью обладают граниты, пемза, иногда песок. Наименьшей радиоактивностью обладают карбонатные породы – мрамор, известняк.

В качестве сырья в строительной индустрии все шире используются отходы различных производств. Как правило, их радиоактивность выше, чем в природных материалах. Таким образом, все материалы разделены на 4 класса. Для жилищного строительства могут использоваться только материалы 1 класса с суммарной удельной активностью естественных радионуклидов не более 370 Бк/кг.

Контроль за качеством материала, установление класса строительного материала по радиоактивности осуществляет изготовитель материала, радиоактивность материала указывается в сертификате на материал. Организация-изготовитель несет юридическую ответственность за соответствие материала указанному в сертификате качеству.

Уровни мощности экспозиционной дозы (МЭД) внешнего гамма-излучения в эксплуатируемых (старых) помещениях с постоянным пребыванием людей не должны превышать 50 мкР*ч^-1, а для проектируемых, строящихся и реконструируемых зданий – не более 30 мкР*ч^-1. В среднем на территории Украины МЭД гамма-излучения вне помещений составляет 6-25 мкР*ч^-1 (нормальный радиационный фон). В помещениях МЭД в среднем составляет 15 для кирпичных и 25 мкР*ч^-1 для панельных домов.

За счет радона облучаются в первую очередь легкие человека. Считают, что 5-15 % общей смертности от рака легких связано с облучением радоном бронхиального эпителия и легких. Газ радон хорошо растворяется в крови и лимфе и переносится из легких по всему организму. Однако, из-за быстрого радиоактивного распада, действие радона на костный мозг, щитовидную железу и другие органы значительно меньше чем на легкие.

Результаты замеров концентрации радона в помещениях в 18 областях Украины: на первых этажах многоквартирных домов составляет в среднем 48 Бк/м³. Для этажей выше первого – 22 Бк/м³, в одноэтажных строениях – 92 Бк/м³. В одном и том же городе концентрации радона могут отличаться на 2 порядка в зависимости от архитектурно-планировочных решений зданий. В соответствии с нормативными документами Украины среднегодовая эквивалентная разновесная концентрация (ЭРК) радона-222 в воздухе проектируемых, строящихся и реконструируемых зданий и сооружений с постоянным пребыванием людей не должна превышать 50 Бк/м³. Если ЭРК радона-222 в воздухе помещений превышает норматив необходимо проведение противорадоновых мероприятий. Например, сделать дом более ''герметичным'' со стороны подполья и подвальных помещений, при топке печей необходимо держать форточки открытыми, облицовка стен пластиковыми материалами, покрытие стен краской на эпоксидной основе и даже масляной краской в 3 слоя уменьшает поступление радона из стройматериалов в 10 раз. Оклейка обоями снижает поступление радона на 30 %.