Гигиеническая регламентация микроклимата жилых и общественных зданий

Основными принципами, на которых основывается гигиеническая регламентация микроклимата жилых и общественных зданий, являются: климатическая и сезонная дифференциация параметров микроклимата; учет возрастных групп и состояния здоровья лиц, для которых проводится нормирование; учет вида деятельности людей и характера их одежды (М. С. Горомосов, 1963; И. С. Кандрор, 1974; Ю. Д. Губернский, Е. И. Коренев-ская, 1978).

Критериальные параметры теплового состояния человека приведены в табл. 9, параметры микроклимата, обеспечивающие комфортное тепловое ощущение человека - в табл. 10.

Критериальные параметры теплового состояния человека для оценки параметров микроклимата в жилых и общественных зданиях

Таблица 9
Показатели теплового состояния Единица измерения Значения величин
Температура тела °С 36,7
Температура кожи лба °С 32-34
Температура кожи туловища °С 31,5-34,5
Температура кожи тыла стопы °С 28-32
Перепад температур грудь-стопа °С 2-6
Теплоотдача плотность суммарного лучисто-конвективного теплового    
лба Вт/м2 81-105
туловища Вт/м2 20-41
кисти Вт/м2 38-68
стопы Вт/м2 38-44
Продолжение табл. 9
Влагопотери г/м2 • час 13-25
Тепловое ощущение    
комфортно (зона незначительного напряжения терморегуляции) % ответов 75-85
слегка прохладнно, слегка тепло (зона умеренного напряжения терморегуляции) % ответов 65-74

Критериальные значения параметров микроклимата в помещениях жилых и общественных зданий

Таблица 10
Параметры Единица измерения Допустимые уровни Оптимальные уровни
Температура воздуха °С 17 (зима)
28 (лето)
20-22 (зима)
22-25 (лето)
Градиент температуры воздуха по горизонтали °С 3 2
Градиент температуры воздуха по вертикали °С 3 2
Градиент температуры "воздух - ограждение" °С 4-6 2
Температура стекла °С 10-12 20
Температура пола °С 18-28 24
Интенсивность ИК радиации кал/(см • мин) 0,1 0.05
Интенсивность радиации Дж 0,418 0,209
Влажность воздуха % 20-80 30-45
Скорость движения воздуха м/с 0,05-0,2 (зима)
0,15-0,9 (лето)
0,1 (зима)
0,15-0,2 (лето)

Следует отметить, что население холодных районов предпочитает зимой более высокую температуру воздуха в помещении в связи с тем, что человек подвергается резкому охлаждению на открытом воздухе и для восстановления нормального функционирования терморегуляторной системы в помещении человеку требуется более высокая температура. Кроме того, это объясняется и радиационным режимом помещений (И - К излучение), так как низкая наружная температура, ветер и отсутствие инсоляции зимой в условиях Севера обусловливают более низкую, чем в умеренном климате и на юге, температуру ограждений.

Важное значение в гигиеническом отношении имеет величина перепадов температуры воздуха по горизонтали и по высоте помещения. По данным исследователей градиент по высоте помещения не должен превышать 2°, поскольку повышение вертикального перепада более 3° может привести к охлаждению конечностей и рефлекторным изменениям температуры верхних дыхательных путей.

Указанные выше нормативы температуры воздуха помещений удовлетворяют гигиеническим требованиям при условии, что температура внутренних поверхностей стен равна или ниже температуры комнатного воздуха не более чем на 2-3°. Более низкая температура стен и окружающих предметов даже при нормальной температуре воздуха повышает удельный вес радиационных теплопотерь, что вызывает ощущение дискомфорта.

Температура пола так же, как и других нагретых и охлажденных поверхностей помещения, нормируется во взаимосвязи с температурой воздуха в помещении. Так, предлагается поддерживать в помещениях с напольным отоплением следующие сочетания температур поверхности пола и воздуха в жилых помещениях: 23,0-20,0° и 26,0-18,0°; 29,0-16,0°, а для общественных учреждений считаются комфортными сочетания температуры пола и воздуха соответственно 25,0-20,0° и 27,5-18,0°. Предельной температурой пола считается 29,5° при температуре воздуха 24,0°, оптимальной - 25,5°, а нижняя допустимая граница температуры пола - 17-18°.

Важным микроклиматическим показателем является и температура стекла, особенно в современных зданиях, площадь остекления в которых достигает 75-80% от площади наружной стены.

При оптимальных параметрах температуры воздуха в холодный период года (20-22° С) и средней радиационной температуре, близкой к температуре воздуха, тепловой комфорт человека в одежде с теплоизоляцией 1,0-1,2 clo в приоконной зоне может быть обеспечен только при температуре стекла не ниже 10,5-11,5°. Следовательно, разница между температурой воздуха и температурой стекла не должна превышать в среднем 10- 12°. Важным микроклиматическим показателем является и подвижность воздуха. Нормативы, разработанные для этого показателя достаточно обоснованны и существенных разногласий в рекомендациях разных авторов не отмечается: зимой оптимальная подвижность воздуха должна быть в пределах 0,07-0,15 м/с.

Известно мнение некоторых исследователей, что при панельно-лучистом отоплении возможно длительное проветривание помещений в присутствии людей. Однако исследования Ю. Д. Губернского (1978) не подтвердили эти данные. Было показано, что увеличение скорости движения воздуха до 0,2-0,3 м/с увеличивает напряжение терморегуляции до умеренного и даже сильного, что опровергает возможность длительного проветривания помещения зимой в присутствии людей.

Важное значение в теплообмене человека с окружающей средой имеет и влажность воздуха в помещении. Большинство авторов считают оптимальной относительную влажность 30-60%. Разработан график, согласно которому комфортное состояние человека сохраняется тогда, когда при повышении температуры воздуха от 17,0 до 24,0° относительная влажность снижается с 75 до 35%.

Отклонение от указанных параметров влажности воздуха в зимних условиях нежелательно, так как влажный воздух обладает большой теплопроводностью и теплоемкостью, что увеличивает теплопотери излучением и конвекцией. Актуальным для современных зданий с централизованными системами отопления является вопрос о допустимом снижении влажности воздуха, которая может падать до 18% и ниже. Поэтому важно определить допустимый нижний уровень относительной влажности воздуха в помещении.

В отапливаемых помещениях оптимальной относительной влажностью воздуха является интервал 30-45%, при влажности ниже 25% начинают отмечаться явления пересыхания слизистой оболочки дыхательных путей и, кроме того, резко возрастает накопление зарядов статического электричества на поверхностях. Важно помнить, что поддержание оптимального уровня относительной влажности воздуха не менее важно, чем создание комфортной температуры, так как при сухости воздуха (при влажности менее 20-30%) у людей появляется склонность к простудным заболеваниям; имеются данные об увеличении количества заболеваний ринитами и фарингитами у лиц, постоянно находящихся в условиях низкой влажности воздуха. Поэтому в отапливаемых помещениях в связи с сухостью воздуха в помещениях в холодный период года целесообразно искусственное увлажнение воздуха. Благодаря этому отмечается сокращение респираторных заболеваний на 50% среди детей, посещающих детский сад, в котором воздух увлажняется до 50%, а среди взрослых людей в аналогичных условиях заболеваемость снижается на 6-18%.

Таким образом, для холодного периода года будут благоприятными следующие параметры микроклимата в жилых и общественных зданиях: температура воздуха для районов Севера на уровне 21-23° С, для районов с умеренным климатом - 19 - 22°; перепад температур воздуха по высоте помещения не должен превышать 2°; перепад температур воздуха и средней температуры ограждений должен быть не более 3° при подвижности воздуха 0,07-0,15 м/с и относительной влажности в пределах 30-50%.

Рекомендуемые температуры воздуха в помещениях в условиях жаркого сухого климата колеблются в пределах 22-26° при относительной влажности 30-60%. В условиях жаркого влажного климата комфортная температура воздуха в помещении в целом находится также в пределах 22-26°, но при этом необходимо дифференцированное нормирование оптимальной температуры воздуха с учетом уровня относительной влажности воздуха.

Для того чтобы не менее 85% людей ощущали комфорт, рекомендуются следующие взаимозависимые сочетания температуры воздуха и его влажности: 24,4°-65-85%; 26,1°- 45-55% и 27,8°-15-35%. Как видно, здесь имеет место обратная зависимость, а именно, чем выше относительная влажность воздуха, тем ниже должна быть его оптимальная температура. Для кондиционируемых помещений разработаны зоны комфорта при подвижности воздуха 0,08-0,15 м/с и различной относительной влажности для человека, одетого в одежду с теплоизоляцией 1,0 clo и занятого умственной работой. Так, при относительной влажности 30% комфортной является эффективная температура 20-29,5° С, при 50% -18,9-27,8° С, а при 90% -17,8-24,5° С. При более высоких значениях температуры окружающей среды рекомендуется ограничение времени пребывания человека в этих условиях. Например, при влажности 90% и температуре 30,5° время пребывания должно быть ограничено 4 часами.

Изучение параметров границ зоны умеренного напряжения терморегуляции, в пределах которой комфортное тепловое состояние обеспечивается 65% людей, показало и ее зависимость от влажности воздуха в помещении: чем ниже влажность воздуха, тем шире эти границы, повышение влажности ограничивает пределы допустимых температур воздуха. Так, при влажности воздуха до 50% зона умеренного напряжения терморегуляции обеспечивается при температуре 26-27°, а при влажности 80% - при 25-26°.

Широкое распространение систем кондиционирования воздуха выдвигает необходимость нормирования параметров микроклимата летом в общественных зданиях и в районах с умеренным климатом. Для служащих в общественных зданиях наиболее комфортные условия летом обеспечиваются при температуре воздуха 22-24°, влажности воздуха 50-55% и подвижности воздуха 0,15 м/с (Ю. Д. Губернский, Д. И. Исмаилова, 1985).

В последние годы исследуется допустимость некоторого снижения температуры воздуха в некоторых отапливаемых помещениях и допустимое повышение температуры воздуха в некондиционируемых помещениях, не оказывающих отрицательного влияния на тепловое состояние человека.

В целях достижения определенной экономии энергии и для тренажа системы терморегуляции целесообразен, очевидно, дифференцированный подход к регламентации температуры воздуха для различных групп людей в зависимости от теплозащитных свойств одежды, вида деятельности человека и времени суток.

Весьма трудно бороться с явлениями "дутья" в помещении. Движущийся воздух, как известно, оказывает на организм человека двоякое действие: чисто физическое и физиологическое (рефлекторное). Легкое движение воздуха не только сдувает обволакивающий человека насыщенный водяными парами и перегретый слой воздуха, но и является стимулятором сложно-рефлекторных процессов терморегуляции. В то же время чрезмерная подвижность воздуха, особенно в условиях охлаждения, вызывает увеличение теплопотерь конвекцией и испарением и способствует быстрому охлаждению организма. Рекомендации в отношении минимально необходимой, максимально допустимой и оптимальной подвижности воздуха в помещении колеблется в довольно широком интервале. В необходимых случаях для увеличения теплосъема можно рекомендовать временное повышение подвижности воздуха при температуре воздуха в помещении выше 26-28° С, которая является верхней границей допустимой температуры воздуха летом. Максимально допустимая скорость воздуха при температуре воздуха 30° С равна 2 м/с. Однако при более высоких температурах воздуха в помещении применение локального обдува приводит к усилению ощущения теплового дискомфорта.