- •Раздел I
- •Глава 1. Теоретические основы гигиены
- •Глава2. Краткий очерк истории развития гигиены
- •Раздел II
- •Глава 3. Научно-техническая революция и проблемы санитарной охраны окружающей среды
- •Глава4. Гигиена воздушной среды и климат
- •Глава 5. Гигиена воды и водоснабжения населенных мест
- •Глава 6. Гигиена почвы и очистка нас ел е н н ы X м е ст
- •Глава 7. Гигиенические основы планировки и благоустройства населенных мест
- •Глава8. Гигиена жилища
- •Раздел III
- •Глава 9. Физиолого-гигиенические основы питания
- •Глава 30. Гигиеническая характеристика
- •Глава 11. Пищевые отравления и их профилактика
- •Глава12. Гигиена общественного питания
- •Раздел IV
- •Глава13. Физиология труда
- •Глава14. Вынужденное положение тела,
Глава8. Гигиена жилища
ЖИЛИЩНЫЙ ВОПРОС КАК СОЦИАЛЬНО-ГИГИЕНИЧЕСКАЯ ПРОБЛЕМА
Важнейшей социальной проблемой является обеспечение населения городов, рабочих поселков и сел здоровым и удобным жилищем.
Люди строят жилище, чтобы защитить себя от неблагоприятного воздействия климатических факторов (жары, холода, ветра, атмосферных осадков), а также с целью создания здоровых условий для умственных занятий, воспитания детей, отдыха, сна, восстановления сил и личной гигиены. Человек проводит в жилище значительную часть жизни, поэтому роль жилища для него огромна. Хорошее жилище положительно влияет на здоровье человека, его эмоциональное состояние, работоспособность и на весь быт.
Жилище прошло большой путь развития от примитивных пещер и шалашей древнего человека к величественным и комфортабельным многоэтажным зданиям современной эпохи. Однако в условиях капиталистического общества жилищный вопрос не может решаться удовлетворительно. Причиной этого является частная собственность на жилые здания, вследствие чего жилище становится средством дополнительной эксплуатации трудящихся. Квартирная плата в капиталистических странах составляет 25—40% зарабатываемых средств. Вот почему там и поныне значительная часть населения живет в лачугах и трущобах. Подобные жилищные условия были и в дореволюционной России. В Донбассе, например, шахтеры жили
в плотнозаселенных рабочих казармах и в землянках. Даже в Петербурге в 1912 г. 155 000 человек снимали «углы», 63 000 жили в подвалах, а 22 000 человек ютились на чердаках. В этих жилищах на одного человека приходилось не более 2 м2 площади.
С первых же дней после Великой Октябрьской социалистической революции партия и государство приступили к решению жилищного вопроса в стране. Были национализированы все крупные домовладения, осуществлено массовое переселение трудящихся с окраин и подвалов в центральные кварталы и благоустроенные квартиры, принадлежавшие ранее буржуазии, резко снижена квартирная плата (до 4—5% заработка семьи). Широко развернулось государственное и кооперативное жилищное строительство. Уже в 1940 г. жилищный фонд городов и рабочих поселков увеличился по сравнению с 1917 г. более чем в 2 раза.
Одновременно строились сотни тысяч детских ясель, садов, школ, средних и высших учебных заведений, клубов и других учреждений культуры, больниц — все эти общественные здания также относят к жилой среде, поскольку современный человек проводит в них значительную часть своего нетрудового времени.
Поистине грандиозные масштабы приобрело жилищное строительство после Великой Отечественной войны. Среднегодовой объем его в городах ныне превышает 100 млн. м2, в то время как в дореволюционной России весь жилищный фонд составлял 180 млн. м2, Ежегодно в СССР празднуют новоселье 10—11 млн. человек.
119
причем свыше 90% семей получают отдельную квартиру. Только в десятой пятилетке построены жилые дома общей площадью 530 млн. м2, благодаря чему более 50 млн. человек улучшили жилищные условия.
Задачи гигиены жилища. Соответствие жилища ранее перечисленным физиологическим и социальным потребностям человека зависит от ряда условий: 1) гигиенической ситуации в населенном пункте, в том числе от способа его застройки и степени санитарного благоустройства, 2) гигиенической обстановки в микрорайоне, элементами которого являются жилые здания, 3) типа жилого здания, применяемых строительных материалов, конструкции частей здания, 4) внутренней планировки квартиры, состава помещений и их размеров, 5) инсоляции и освещения, 6) микроклиматических условий и отопления, 7) чистоты воздуха и вентиляции, 8) санитар-ного содержания жилища. Все перечисленные вопросы изучаются гигиеной жилища. Основные ее задачи состоят в изучении влияния жилищных условий на здоровье и быт населения с целью научного обоснования соответствующих гигиенических нормативов и рекомендаций.
Из социальных, гигиенических и противоэпидемических соображений каждая семья нуждается в отдельной квартире. Поэтому в практике жилищного строительства применяются преимущественно дома различной этажности, но с квартирной планировкой. Крупные города застраиваются многоквартирными, многоэтажными зданиями, этажность которых в последние годы возрастает. Расселение в высоко-этажных зданиях несколько затрудняет связь жильцов с земельным участком, но это компенсируется рядом преимуществ. Освобождается больше территории для зеленых насаждений и физкультурных сооружений. В много- и высокоэтажных (более 5 этажей) зданиях выше уровень сани-тарно-технического благоустройства. Они оборудуются водопроводом, канализацией, мусоропроводами и лифтами, балконами и лоджиями, центральным отоплением, средствами усиления естественной вентиляции, а в жарких районах и кондиционерами, вакуумными установками для обеспыливания жилых помещений. Расселение жителей в многоэтажных зданиях облегчает профилактическую и лечебную деятельность участковых врачей. Имеются пред-
положения, что в будущем будет осуществляться переход на строительство крупных высотных зданий, в нижних этажах и пристройках к которым будет размещаться все необходимое для повседневного обслуживания жильцов: продовольственные магазины, магазины кулинарии и полуфабрикатов, столовые—рестораны, детские дошкольные учреждения, клубы с библиотекой, аудитории, спортзалы и т. п.
В настоящее время при проектировании жилых зданий исходят из того, что плотность заселения одной комнаты должна быть не более чем двумя (взрослыми), а в перспективе одним человеком. Поэтому с учетом демографических данных о численности семей большинство квартир проектируется с жилой площадью от 18 до 60 м2, что позволяет иметь от 1 до 4—5 комнат. Минимальной жилой площадью на одного человека считалось 9 м2. Такая площадь при высоте помещения 2,5—3,2 м обеспечивает достаточный объем (и чистоту) воздуха в жилище на одного человека, расстановку необходимой мебели, свободное пространство и важную в гигиеническом отношении дифференцировку помещений квартиры на спальню для взрослых, детскую комнату и столовую. Однако сейчас осуществляется переход на жилую площадь 13,5 м2 (общую площадь 20 м2) на одного человека. В состав квартиры входят жилые (спальня, комната дневного пребывания — столовая, кабинет) и вспомогательные (кухня, уборная, ванная и т. д.) помещения.
Гигиенические условия квартиры во многом зависят от ее планировки, т. е. взаимного размещения комнат и ориентации их окон. Планировка должна обеспечить изоляцию жилых помещений от вспомогательных, удобную связь между помещениями при минимальном количестве проходных комнат, хорошую инсоляцию их и возможность сквозного проветривания, предупреждение шума и загрязнения воздуха, способствовать созданию лучших микроклиматических условий.
За годы Советской власти благодаря резкому повышению благосостояния колхозников и значительному росту их культурных и гигиенических запросов произошли коренные изменения в жилищном строительстве на селе. Поэтому вполне естественно, что индивидуальный жилой дом колхозника должен отвечать всем пе-
120
речисленным гигиеническим требованиям с учетом некоторых специфических условий жизни на селе. Так, в сельских жилых домах, кроме жилых комнат, кухни, уборной, ванной и передней, целесообразно устроить стеклянную веранду, предусмотреть кладовые для хранения зимнего и верхнего платья и производственной одежды.
ГИГИЕНИЧЕСКИЕ ТРЕБОВАНИЯ
К МИКРОКЛИМАТУ ЖИЛИЩ
И СРЕДСТВАМ ЕГО ОПТИМИЗАЦИИ
Микроклимат в жилом помещении в холодный период года должен обеспечить благоприятные условия теплообмена человеку, одетому в легкую одежду и находящемуся длительное время в сидячем положении. Эти условия в основном зависят от теплофизических свойств ограждений (малая теплопроводность, большая теплоустойчивость) и системы отопления. В теплый период (жаркие дни) оптимальные микроклиматические условия могут быть созданы только при подаче в помещение кондиционированного воздуха, другие меры способны лишь улучшить микроклимат, но не нормализовать его.
Важнейшим фактором микроклимата жилых помещений является температура воздуха. Исследования показали, что зимой в жилище (при конвекционной системе отопления) наиболее благоприятной температурой воздуха в условиях умеренного и теплого климата является 19—20° С, в холодном климате 20—22° С. Поскольку в современном строительстве используются большие поверхности остекления, то снижается средневзвешенная температура ограждений и увеличивается теплоотдача человека излучением. Поэтому большинство людей предпочитает температуру воздуха в помещении не ниже 20—22° С, а жалобы на дискомфорт появляются лишь при температуре воздуха 24° С и выше.
В' спальных помещениях для лучшего сна желательна температура воздуха 16— 18° С.
При перемещении по комнате человек не ощущает температурной разницы, если колебания температуры воздуха по горизонтали не превышают 2—3° С. Перепад температуры воздуха в вертикальном направлении при измерении на высоте 0,1 и 1,5 м от пола также не должен быть
более 2—3° С. Низкая температура у пола ведет к охлаждению ног, неприятному самочувствию и к простудным заболеваниям, особенно у детей. Суточные колебания температуры воздуха должны быть в пределах 2—3° С.
Оптимальной относительной влажностью воздуха в помещении считают 30—60%. Скорость движения воздуха до 0,1— 0,15 м/с признается оптимальной в холодный период года. Скорость движения воздуха до 0,3 м/с еще не вызывает неприятного охлаждающего ощущения (сквозняка) при комнатной температуре.
Система отопления должна создавать устойчивый комфортный микроклимат. Желательна возможность автоматического, централизованного или индивидуального регулирования микроклимата. Отопление не должно служить источником загрязнения воздуха помещений угарным газом и продуктами, образующимися при горении топлива. Воздух помещений не должен загрязняться газами, образующимися при подгорании и сухой возгонке органической пыли, оседающей на отопительных приборах. Эти газы придают воздуху неприятный запах, раздражают* слизистую оболочку дыхательных путей, вызывают ощущение сухости в горле и головную боль. Пригораиия пыли не происходит, если температура поверхности отопительных приборов не превышает 70—85° С. Отопительные приборы не должны занимать много места в помещении и загрязнять его топливом и золой. Отопление должно быть удобным в эксплуатации, исключать опасность пожаров и ожогов.
Различают два вида отопления: центральное и местное (печное). При центральном отоплении топливник (котельную) устраивают отдельно от нагревательных приборов, находящихся в обогреваемых помещениях. Топливник может быть один на квартиру, на здание, группу зданий, на целый район (районное отопление, теплоэлектроцентраль). Образующееся в топливнике тепло, нагревая теплопередающую среду — воду, пар или воздух, передается с ней в нагревательные устройства. В зависимости от теплопередающей среды отопление называется водяным, паровым или воздушным. Центральное отопление имеет много преимуществ перед местным, оно освобождает жильцов от забот, связанных с топкой, обеспечивает более равномерный
121
(во времени и пространстве) микроклимат, не загрязняет жилых помещений и безопасно в пожарном отношении. Нагревательные приборы — радиаторы — невелики по объему и располагаются обычно под окнами. Холодный воздух, поступающий в помещение из окна, встречает на своем пути тепловуюзавесу из нагретого у радиатора воздуха, перемешивается с ним и не образует холодных токов воздуха у пола, которые наблюдаются при печном отоплении. Местное отопление вытесняется центральным и в настоящее время применяется преимущественно в одноэтажных зданиях. Для обогревания жилищ, школ, больниц и большинства общественных зданий одним из лучших является водяное отопление, которое обеспечивает в помещении равномерный, доступный регулировке микроклимат (рис. 38). Так как температура на поверхности радиаторов не поднимается выше 85° С, то отсутствуют условия для пригорания на них пыли. Тепло от радиаторов отдается в помещение главным образом путем контакта их поверхности с воздухом. Поэтому подобное отопление называется конвекционным. В настоящее время даже в одноэтажных зданиях все чаще применяется квартирное водяное отопление, при котором водогрейный котел
Рис. 38. Схема центрального водяного отопления жилого здания: 1 — водогрейный котел; 2 — расширительный резервуар; 3 — трубы, подающие теплую воду в радиаторы; 4 — трубы, отводящие охладившуюся воду в водогрейный котел.
122
устанавливают в кухне или отдельном помещении.
Паровое отопление из-за высокой температуры поверхности радиаторов не пригодно для обогрева жилых и общественных зданий.
Воздушное отопление привлекало внимание гигиенистов, поскольку оно совмещает две функции: отопления и вентиляции. Однако при применении его выявлены гигиенические дефекты, из-за чего этот вид отопления используется лишь для обогрева крупнообъемных помещений (театров, промышленных предприятий).
В последние годы все чаще применяет-тя, в том числе в больницах, панельно-лу-чистое отопление. При этой системе отопительные приборы представляют собой систему нагревательных труб в бетонных панелях, которые могут встраиваться в наружные стены (под окнами), пол или потолок. Через трубы пропускают горячую воду, как при обычном водяном отоплении. Панели образуют большую теплоизлу-чающую поверхность, отдающую лучистое тепло всем другим поверхностям в помещении. Панели в стенах нагревают до 38—45° С, в полу — до 24—26° С, в потолке до 26—28° С. При лучистом отоплении качественно изменяется теплообмен человека: уменьшаются потери излучением и соответственно могут повыситься потери конвекцией. Благодаря этому тепловой комфорт достигается не при температуре воздуха 20-—22° С, как при водяном отоплении, а при 17—19° С. Это больше напоминает условия пребывания в открытой атмосфере, усиливает вентиляцию пододежного пространства и создает у человека ощущение свежести. Возможность поддержания в помещениях с лучистым отоплением несколько пониженных температур воздуха позволяет лучше и чаще проветривать помещения. В итоге у людей лучше тепло-ощущение, выше работоспособность.
В летнее время большое гигиеническое значение имеет борьба с перегревом жилища, в особенности в районах с теплым и жарким климатом. В летнее время верхняя граница оптимальных условий микроклимата в жилище следующая: температура воздуха 24—25° С, относительная влажность 30—50% и скорость движения воздуха до 0,2—0,4 м/с. При температуре 28° С и более регистрируется напряжение процессов терморегуляции. Перегрев поме-
Рис. 39. Рекомендуемая ориентация жилых помещений. Сектор А (310—50°)—недопустимая ориентация квартир с односторонним выходом окон для всех климатических районов; сектор Б (200—290°) — недопустимая ориентация окон тех же квартир для III и IV климатических районов; сектор В (290—70°) — ограниченная ориентация для двух и многокомнатных квартир, сектор (70—200°) без ограничения ориентации.
щений отрицательно сказывается на самочувствии жильцов, создает неблагоприятные условия для домашних занятий, отдыха, сна, восстановления сил. Перегрев, особенно у грудных детей, предрасполагает к диспепсии. Тяжело переносят жару и духоту лица, страдающие заболеваниями сердечно-сосудистой системы, астмой, эндо-кринопатиями и др. Для предупреждения перегрева помещений важна правильная ориентация окон помещений по сторонам света. На рис. 39 показаны рекомендации по СНиП. Из рисунка видно, что ориентация окон на ЮЗ и 3 в пределах 200 — 290° не рекомендуется из-за перегрева в условиях жаркого и теплого климата. Северные ориентации (50—310°) не рекомендуются во всех климатических районах. В, ЮВ и Ю ориентации в секторе 70— 200° могут использоваться во всех климатических районах. На неблагоприятную сторону горизонта можно ориентировать лишь вспомогательные помещения (например, кухню на северные румбы) и часть комнат квартиры.
Защита помещений от солнечной радиации и перегрева достигается также: 1) увеличением толщины сильно инсолируемых стен до 0,7 м и больше, 2) увеличением высоты помещений до 3,2 м; 3) защитой наружных стен и окон от солнечных лучей верандами и зелеными насаждениями, в том числе вьющимися пристенными растениями, благодаря которым температура
123
стен снижается на 4—5° С; 4) окраской наружных стен в белый цвет для лучшего отражения солнечных лучей; 5) устройством над окнами козырьков и других солнцезащитных сооружений; 6) применением ставен, жалюзи или штор, что уменьшает инсоляцию и снижает температуру воздуха в помещении на 3—4,5° С, 7) сквозным проветриванием, которое позволяет в вечернее время, когда температура наружного воздуха снизилась, в течение короткого времени освежить помещение и снизить температуру воздуха в нем на несколько градусов; 8) использованием внутри помещения вентиляторов для охлаждения тела движущимся воздухом.
ВОЗДУШНЫЙ РЕЖИМ
В ЗАКРЫТЫХ ПОМЕЩЕНИЯХ
И ГИГИЕНИЧЕСКОЕ ЗНАЧЕНИЕ
ВЕНТИЛЯЦИИ
Гигиеническое значение загрязнения воздуха в закрытых помещениях. Эталоном чистого воздуха признают воздух открытой атмосферы вдали от населенных мест и других источников его загрязнения. Им легко дышится, он освежает, тонизирует, способствует восстановлению сил и работоспособности, физическому развитию детей, улучшению состояния больных.
Эти свойства обусловлены природным химическим составом воздуха, его ионизацией, отсутствием газообразных и пылевидных примесей и запахов. Поэтому человек дышит глубоко, легкие хорошо вентилируются, создаются оптимальные условия для течения окислительных процессов. Освежающее действие связано и с тем, что микроклимат открытых пространств динамичен; варьирующее по скорости движение воздуха, воздействуя на термо- и ба-рорецепторы тонизирует нервную систему. Определенное тонизирующее действие оказывает и высокий уровень освещенности. Кроме того, пребывание на открытом воздухе, как правило, связано с движением — важнейшим стимулятором деятельности всех физиологических систем человеческого организма. Благотворное психофизиологическое и эстетическое действие оказывают различные виды зеленых насаждений и природный ландшафт.
Однако современный человек большую часть суток (до 20—22 ч) проводит в закрытых помещениях различного назначения, в которых имеется немало источников загрязнения воздуха (рис. 40). В помещениях жилых и общественных зданий основным источником загрязнения воздушной среды является выдыхаемый людьми воз-
дух. Он по сравнению с атмосферным содержит меньше кислорода, в 100 раз больше углекислого газа, насыщен водяным паром, нагрет до температуры тела и деиони-зирован. Кроме того, он содержит летучие продукты метаболизма, которые еще в прошлом столетии были названы (Дюбуа Рей-моном) — антропотоксинами, поскольку конденсат, полученный из выдыхаемого человеком воздуха, при перфузии угнетал деятельность изолированного сердца лягушки. Применение газовой хроматографии, инфракрасной спектрометрии, масс-спектрометрии позволило в настоящее время расшифровать состав антропотокси-нов, в который входят свыше 30 газообразных продуктов жизнедеятельности (угарный газ, аммиак, ацетон, углеводороды, сероводород, альдегиды, органические кислоты, диэтиламин, метилацетат, крезол, фенол и др.). Кроме них в воздух помещений поступает около 100 летучих веществ, образующихся при разложении органических веществ на поверхности кожи тела, одежде, в комнатной пыли.
Уже давно было замечено, что воздух плохо вентилируемых закрытых помещений — жилье, аудитории, больничные палаты, кинотеатры и др.,— неблагоприятно влияет на людей. При этом ухудшается самочувствие, появляются жалобы на духоту, затруднение дыхания, тяжесть головы, головную боль, потливость, сонливость, падение умственной, а затем и физической работоспособности. С момента становления экспериментальной гигиены было проведено много исследований с целью выявления ведущей причины подобной реакции. Ею последовательно назывались уменьшение концентрации кислорода, избыток углекислого газа, антропотоксины, увеличение температуры и влажности воздуха, деио-низация воздуха и др. Анализ результатов этих исследований привел к так называемой синтетической теории, объясняющей дискомфорт и ухудшение состояния человека в плохо проветриваемых помещениях следствием изменения всего комплекса ранее перечисленных факторов. В конкретных условиях могут превалировать те или
124
Эпидемиолого-гигиеническое значение микробного загрязнения воздушной среды. В механизме передачи ряда инфекционных заболеваний воздушной среде закрытых помещений принадлежит ведущее место. Источником массивного загрязнения воздушной среды являются главным образом слизистые оболочки дыхательных пу-
тей больных людей и бациллоносителей (рис. 41). Мелкокапельная фаза аэрозоля образуется лишь в тех случаях, когда скорость движения воздуха в дыхательных путях превышает 4 м/с (громкий разговор— до 16 м/с, чиханье — до 46 м/с, кашель— до 100 м/с). При одном акте чиханья образуются тысячи капелек, содержащих от 4000 до 150 000 патогенных микробов, при акте кашля — сотни капелек, при громком разговоре на 100 слов от 50 до 800 капелек, в зависимости от величины слюноотделения.
Дальнейшая судьба бактериального аэрозоля определяется диаметром его частиц. Крупные капли (более 100 мкм) распыляются на расстояние до 2—3 м и более; они быстро (в течение секунд) оседают на пол и предметы, обсеменяя пыль. Кинетическая энергия капель среднего (20—100 мкм) и мелкого (1—20 мкм) размера меньше, поэтому в момент выделения они разлетаются лишь на расстояние 80— 100 см (это учитывают при размещении соседних коек в больнице, казарме). Они медленно оседают, причем этот процесс замедляется из-за движения воздуха, высыхания капель и уменьшение их раз-
125
мера. Мельчайшие капли — «бактериальная пыль» — могут длительно (до суток и более) дрейфовать в воздухе, передвигаясь с его токами в соседние помещения, а по лестничной клетке или вентиляционным каналам с этажа на этаж. Если осевшие на пыли микробы устойчивы к высыханию (туберкулезная и дифтерийная палочки, стафилококки и др.), то при уборке (особенно «сухой»), ходьбе людей, перестилании постелей и т. п. они вместе с пылью снова поступают в воздух и могут долго циркулировать в системе пол — воздух — пол.
Гигиенические основы вентиляции. Важнейшим мероприятием по сохранению чистоты воздуха в помещениях является вентиляция, т. е. смена загрязненного воздуха закрытых помещений чистым. Вентиляция, кроме того, способствует улучшению микроклимата и имеет противоэпидемическое значение; в ряде наблюдений радикальное улучшение вентиляции в яслях-садах и школьных классах приводило к значительному снижению заболеваемости детей инфекционными болезнями, передаваемыми капельным путем.
Вентиляцию (воздухообмен) характеризуют объем и кратность воздухообмена.
Объемом вентиляции называют количество воздуха (в м3), которое поступает в помещение в течение 1 ч. В основе расчета воздухообмена жилых помещений, аудиторий и т. п. лежит определение необходимого объема вентиляции на одного человека исходя из допустимой концентрации в воздух углекислого газа.
Взрослый человек при легкой физической работе производит в течение 1 мин 18 дыхательных движений с объемом каждого дыхания 0,5 л и, следовательно, в течение часа выдыхает 540 л воздуха (18 ■ 0,5 • 60 = 540 л). Поскольку в выдыхаемом воздухе содержится 4—4,4% углекислого газа, то общее количество выдохнутого углекислого газа за час составляет около 22 л.
Содержание С02 в наружном воздухе около 0,04% или 0,4 л в 1 м3 воздуха. Таким образом, 1 м3 атмосферного воздуха, поступая в помещение, может разбавить при заданной концентрации С02 0,1% (1 л СО2 в 1 м3 воздуха) 1 л — 0,4 л = 0,6 л С02. Следовательно, для разбавления 22 л СО2 потребуется 22 : 0,6 = 36 м3 атмосферного воздуха.
Исходя из этих расчетов принимают, что минимальный объем вентиляции на одного человека должен быть не менее 30 м3 в 1 ч для жилищ, аудиторий. Полагают, что
126
в помещениях с временным пребыванием людей, например кинотеатрах, можно допустить концентрацию углекислого газа до 0,15%; в этом случае расчет показывает, что объем вентиляции на одного человека равняется 20 м3/ч (22 : (1,5—0,4) = 20). Исследования последних лет свидетельствуют о том, что указанные объемы вентиляции следует рассматривать как минимальные, оптимальные условия воздушной среды в закрытых помещениях обеспечиваются лишь при объеме вентиляции 80— 120 м3/ч.
Кратность воздухообмена — это число, показывающее, сколько раз в течение часа меняется воздух помещения. Кратность воздухообмена определяют по формуле К = V : Р, где К — кратность воздухообмена в течение часа, V — объем вентиляции на одного человека (в м3/ч), Р—воздушный куб (в м3) помещения на одного человека.
Процесс вентиляции может включать подачу в помещение чистого воздуха (приточная вентиляция) и удаление из него загрязненного воздуха (вытяжная вентиляция). Обычно знаком «плюс» обозначают кратность воздухообмена по притоку, знаком «минус» — по вытяжке. Так « + 2— 3» означает, что в данное помещение подается в час двухкратное, а извлекается из него трехкратное к объему помещения количество воздуха. Если вытяжка преобладает над притоком, загрязненный воздух не будет распространяться в соседние помещения, наоборот, воздух из соседних помещений будет подсасываться сюда. В операционной приток должен преобладать над вытяжкой. При такой организации вентиляции воздух из операционной поступает в соседние помещения, а не из них в операционную. В жилых зданиях основная роль в обеспечении необходимого воздухообмена принадлежит естественному проветриванию и средствам усиления его.
Естественная вентиляция помещений обусловливается разностью температур наружного и комнатного воздуха и силой ветра. Нагретый в помещении воздух поднимается вверх и уходит из комнаты через верхнюю часть стен, оконные и дверные проемы. На его место в нижнюю часть помещения устремляется холодный атмосферный воздух.
Вентиляции помогает сила ветра. Ветровой напор оказывает на одну сторону зда-
ния давление, вгоняя воздух в помещения, а с подветренной стороны здания отсасывает воздух из помещений. Этим объясняется образование сильных потоков воздуха, сквозняков в случае открытия окон с противоположных сторон здания. При закрытых окнах и дверях естественная вентиляция незначительна; кратность воздухообмена при ней чаще всего до 0,5 и даже зимой — не больше единицы (Г. В. Хло-пин). В связи с этим возникает необходимость применять средства усиления естественной вентиляции: открывание окон, форточек или фрамуг (рис. 42).
Наилучший эффект проветривания достигается в тех случаях, когда комнаты одной квартиры расположены на противоположных сторонах здания. Благодаря этому возникает возможность сквозного проветривания. При этом кратность воздухообмена достигает 25—100.
К средствам усиления естественной вентиляции откосят также вытяжные вентиляционные каналы, расположенные в стенах зданий. Они заканчиваются на крыше специальными насадками — дефлекторами, которые усиливают отсасывание воздуха за счет энергии ветра. В жилых квартирах вытяжные вентиляционные каналы рационально устраивать лишь в кухне, ванной, уборной. В этом случае воздух из жилых помещений будет поступать во вспомогательные, а не наоборот. Исследования показали, что при наличии в кухне газовой плиты, форточки и вытяжного канала не всегда достаточно для удаления продуктов горения. Радикальное улучшение воздухообмена в кухнях во время работы плиты может быть достигнуто с помощью электрического вентилятора в вытяжном канале.
Существенным недостатком естественной вентиляции является неопределенность и изменчивость количества притекающего в помещение и вытекающего из него воздуха. Поэтому в тех помещениях, где долгое время находится много людей или происходит сильное загрязнение воздуха газами, пылью, водяными парами или микроорганизмами, естественная вентиляция недостаточна. В таких случаях оборудуют помещения механической искусственной вентиляцией, которая обеспечивает любую необходимую кратность воздухообмена и позволяет управлять движением воздуха между помещениями.
Механическая вентиляция может быть приточной, вытяжной или приточно-вытяж-
ной.
Приточная вентиляция подает свежий воздух в помещение вентилятором, загрязненный воздух удаляется естественным путем. Одну приточную вентиляцию устраивают сравнительно редко (например, на производстве для улучшения условий микроклимата),
При вытяжной вентиляции воздух из помещений отсасывается с помощью вентилятора, а свежий воздух поступает естественным путем. Вытяжную вентиляцию применяют тогда, когда помещения загрязняются вредными газами, пылью или водяными парами.
В зимнее время помещение с интенсивной вытяжной вентиляцией сильно охлаждается, так как в него поступает холодный воздух с улицы. Этого недостатка не имеет приточно-вытяжная вентиляция. При ней вентилятором засасывается атмосферный воздух и после очистки, подогрева и увлажнения он подается через приточные каналы, например в верхнюю зону помещений. Тогда отверстия вытяжных каналов располагают у пола. Через них воздух отсасывается из помещения другим вентилятором и выбрасывается наружу (рис. 43).
Приточно-вытяжную вентиляцию устраивают в больницах, школах, производственных помещениях, зрелищных предприятиях и др. Механическая вентиляция требует квалифицированного обслуживания.
В случаях, когда средствами обычной искусственной вентиляции обеспечить нормальный микроклимат в жилых и общест-
127
Рис. 43. Схема приточно-вытяжной вентиляции:
а — забор наружного воздуха; б — канал, через который засасывается воздух; в—калорифер для подогрева воздуха и вентилятор, подающий его в приточные каналы; г — каналы для подачи наружного подогретого воздуха в помещения; д — вытяжные каналы, через которые отводится загрязненный воздух помещения; е — сборная шахта, в которой помещается вентилятор, отсасывающий воздух из помещений; ж — фильтр, з — дефлектор.
венных зданиях нельзя, используют кондиционирование воздуха. Под кондиционированием воздуха понимают создание и автоматическое поддержание в помещении заданных оптимальных температуры, влажности и скорости движения воздуха, а если требуется, и ионизации. Кондиционеры подразделяются на центральные и местные.
Центральные кондиционеры обслуживают все здание или отдельные группы помещений. Они состоят из ряда узлов, каж-
дый из которых выполняет определенную функцию: охлаждает или подогревает воздух, увлажняет или сушит его, очищает от пыли и микроорганизмов, ионизирует (рис. 44). Связанные между собой электронной автоматикой, узлы включаются или выключаются в зависимости от параметров воздуха в помещении. Местные или комнатные кондиционеры (климатизеры) предназначаются лишь для охлаждения воздуха, подаваемого в отдельные помещения. Оптимизация воздушной среды помещений с помощью кондиционеров улучшает теплоощущение, значительно повышает работоспособность и способствует улучшению состояния больных. При кондиционировании воздуха в аудиториях, кинотеатрах и т. п. поддерживают на уровне головы температуру воздуха порядка 20— 22° С, влажность 40—60%, скорость движения 0,15 м/с (не более 0,3). Наиболее целесообразно создавать пульсирующий микроклимат, например, каждые 15 мин на две минуты понижают температуру воздуха на 3—4° С, для получения тонизирующего эффекта и предупреждения усыпляющего действия монотонного микроклимата.
В табл. 16 приведены показатели, которые рекомендуется систематически определять в больницах, детских учреждениях и др. По ним можно судить о степени чистоты воздуха и эффективности осуществляемых в этом направлении мер.
Рис. 44. Центральный кондиционер Харьковского завода кондиционеров.
А—забор воздуха; Б — рециркуляционный воздух; В — кондиционированный воздух: 1 — приемный клапан; 2 — секция подогрева: 3 — промежуточная камера; 4 — промывная камера; 5 — водяной насос; 6 — самоочищающийся фильтр; 7 — промежуточная камера; 8 — секция подогрева; 9 — вентиляционная установка.
128
Таблица 16
Показатели чистоты воздуха закрытых помещений
Гигиеническое значение освещения. Рациональное освещение необходимо прежде зеего для оптимальной функции зрительного анализатора. Известный физик Гельм-гольц называл глаз наилучшим даром и чудесным произведением природы. Естественно, что этот дар природы человеку следует беречь, т. е. создавать для глаза такие условия освещения, чтобы увеличить его работоспособность, уменьшить утомляемость и сохранить зрение до глубокой старости. Но поскольку глаз способен адаптироваться даже к плохим условиям освещения высказанное пожелание не всегда выполняется. Результатом является снижение работоспособности, преждевременное утомление глаза, а с течением времени развивается нарушение рефракции (близорукость), ухудшается зрение.
Свет обладает и психофизиологическим действием. Рациональное освещение положительно сказывается на функциональном состоянии коры большого мозга, улучшает функцию других анализаторов. В целом световой комфорт, улучшая функциональное состояние центральной нервной системы и повышая работоспособность глаза, приводит к повышению производительности и качества труда, отдаляет утомление, способствует уменьшению производственного травматизма. Так, рационализация освещения на одной из шахт Донбасса увеличила производительность труда на 15% и снизила травматизм более чем в 3 раза. Поэтому с полным правом можно сказать, что дорого стоит не хорошее, а плохое освещение (Г. М. Кнорринг).
Изложенное относится как к естественному, так и к искусственному освещению. Но естественное освещение помимо того оказывает тепловое, физиологическое и бактерицидное действие. Поэтому жилые, производственные и общественные здания должны быть обеспечены рациональным дневным освещением.
Искусственное освещение помещений в свою очередь имеет преимущества перед естественным. С его помощью можно создать в любом месте помещения заданную и стабильную в течение дня освещенность. В настоящее время роль искусственного освещения возросла: вторые смены, ночной труд, подземные работы, вечерние домашние занятия, культурный досуг и др. Качество искусственного освещения в жилых и других помещениях во многом определяется гигиеническими знаниями населения.
Показатели, характеризующие освещение. К основным показателям, характеризующим освещение, принадлежат: 1) спектральный состав света (от источника и отраженного), 2) освещенность, 3) яркость (источника света, отражающих поверхностей), 4) равномерность освещения.
Спектральный состав света. Исследования, выполненные во время работ, предъявляющих высокие требования к зрительному анализатору, показали, что наибольшая производительность труда и наименьшая утомляемость глаза бывает при освещении стандартным дневным светом. За стандарт дневного света в светотехнике принят спектр рассеянного света с голубого небосвода, т. е. поступающего в пеме-щение, окна которого ориентированы на север. При дневном свете наилучшее цве-торазличение.
129
Если размеры рассматриваемых деталей один миллиметр и более, то для зрительной работы примерно одинаково освещение источниками, генерирующими белый дневной свет и желтоватый.
Спектральный состав света (в том числе отраженный от стен) оказывает и психофизиологическое действие. Так, красный, оранжевый и желтый цвета по ассоциации с пламенем, солнцем вызывают ощущение теплоты. Красный цвет возбуждает, желтый — тонизирует, улучшает настроение и работоспособность. Голубой, синий и фиолетовый кажутся холодными. Так, окраска стен горячего цеха в синий цвет создает ощущение прохлады. Голубой цвет — успокаивает, синий и фиолетовый — угнетают. Зеленый цвет — нейтральный — приятный по ассоциации с зеленой растительностью, он меньше других утомляет зрение. Окраска стен, машин, крышек парт в зеленые тона благоприятно сказывается на самочувствии, работоспособности и зрительной функции глаза.
Окраска стен и потолков в белый цвет издавна считается гигиенической, так как обеспечивает наилучшую освещенность помещения из-за высокого коэффициента отражения 0,8—0,85. Поверхности, окрашенные в другие цвета, имеют меньший коэффициент отражения: светло-желтый — 0,5—0,6, зеленый, серый — 0,3, темно-красный— 0,15, темно-синий — 0,1, черный — 0,01. Но белый цвет (из-за ассоциации со снегом) вызывает ощущение холода, он как бы увеличивает размер помещения, делает его неуютным. Поэтому теперь стены палат в больницах чаще окрашивают в светло-салатовый, светло-желтый и близкие к ним цвета.
Следующий показатель, характеризующий освещение,— освещенность. Освещенностью называют поверхностную плотность светового потока. Единицей освещенности является 1 люкс — освещенность поверхности 1 м2, на которую падает и равномерно распределяется световой поток в один люмен. Люмен — световой поток, который испускается полным излучателем (абсолютно черным телом) при температуре затвердения платины с площади 0,53 мм2. Освещенность обратно пропорциональна квадрату расстояния между источником света и освещаемой поверхностью. Поэтому, чтобы экономно создать высокую освещенность, приближают источник к
освещаемой поверхности (местное освещение). Освещенность определяют люксметром. Необходимо подчеркнуть, что шкала люксов обычная, не логарифмическая, как шкала децибел, а зрительное ощущение (видимость) зависит от логарифма освещенности. Из этого следует, что если освещенность возрастает в 2 раза (например, с 30 лк до 60 лк), то видимость усилится не в 2 раза, а в 1 + lg 2, т. е. примерно в 1,3 раза.
Гигиеническое нормирование освещенности сложно, так как она влияет на функцию центральной нервной системы и на функцию глаза. Эксперименты показали, что с увеличением освещенности до 600 лк значительно улучшается функциональное состояние центральной нервной системы; дальнейшее увеличение освещенности до 1200 лк в меньшей мере, но также улучшает ее функцию, освещенность выше 1200 лк почти не оказывает влияния. Таким образом, везде, где работают люди, желательна освещенность порядка 1200 лк, минимум 600 лк. Эти данные подтвердились наблюдениями на производствах (СССР, ФРГ, США) в условиях, когда рабочим предоставлялся свободный выбор освещенности.
Исследовалось также влияние освещенности на зрительную функцию глаза при различной величине рассматриваемых предметов. При этом учитывалось влияние освещенности на разные функции глаза (остроту зрения, контрастную чувствительность, устойчивость ясного видения, быстроту различения и др.), производительность труда и утомляемость глаза. В результате установлены следующие нормативы. Если рассматриваемые детали имеют размер менее 0,1 мм нужна освещенность 400—1500 лк1, 0,1—0,3 мм — 300— 1000 лк, 0,3—1 мм —200—500 лк, 1 мм— 10 мм —100—150 лк, более 10 мм— 50— 100 лк. Нормативы приведены для освещения лампами накаливания. При этих нормативах освещенность достаточна для функции зрения, но в ряде случаев она менее 600 лк, т. е. недостаточна с психофизиологической точки зрения. Поэтому при освещении люминесцентными лампами (поскольку они экономичней) все перечисленные нормы увеличиваются в 2 раза и тогда
1 Первая цифра при хорошем контрасте (например, черное на белом фоне), вторая при плохом (например, серое на зеленом).
130
освещенность приближается к оптимальной и в психофизиологическом отношении.
При письме и чтении (школы, библиотеки, аудитории) освещенность на рабочем месте должна быть не менее 300 (150) лк1, в жилых комнатах 75 (30), кухнях 100 (30).
Для характеристики освещения большое значение имеет яркость. Яркость — сила света, излучаемого с единицы поверхности. Фактически при рассматривании предмета мы видим не освещенность, а яркость. Поэтому и следовало бы нормировать не освещенность, а яркость, к чему будут постепенно переходить.
Единица яркости — кандела на квадратный метр (кд/м2) — яркость равномерно светящей плоской поверхности, излучающей в перпендикулярном направлении с каждого квадратного метра силу света, равную одной канделе. Яркость определяют яркомером.
При рациональном освещении в поле зрения человека не должно быть ярких источников света или отражающих поверхностей. Если рассматриваемая поверхность чрезмерно яркая, то это негативно отразится на работе глаза: появляется ощущение зрительного дискомфорта (с 2000 кд/м2), падает производительность зрительной работы (с 5000 кд/м2), вызывает слепимость (с 32 000 кд/м2) и даже болевое ощущение (с 160 000 кд/м2). Оптимальная яркость рабочих поверхностей — несколько сот кд/м2. Допустимая яркость источников освещения, находящихся в поле зрения человека, желательна не более 1000—2000 кд/м2, а яркость источников, редко попадающих в поле зрения человека, не более 3000—5000 кд/м2.
1 Первая цифра при освещении люминесцентными лампами, вторая—лампами накаливания.
Освещение должно быть равномерным и не создавать теней. Если в поле зрения человека часто меняется яркость, то наступает утомление мышц глаза, принимающих участие в адаптации (сужение и расширение зрачка) и синхронно с ней происходящей аккомодации (изменение кривизны хрусталика). Равномерней должна быть освещенность по помещению и на рабочем месте. На расстоянии 5 м пола помещения отношение наибольшей освещенности к наименьшей не должно превышать 3:1, на расстоянии 0,75 м рабочего места — не больше 2:1. Яркость двух соседних по-
верхностей (например, тетрадь — парта, школьная доска — стена, рана — операционное белье) не должна отличаться больше, чем 2 : 1—3 : 1. По этим и другим соображениям во многих операционных цвет окружающего рану операционного белья заменен с белого на зеленый. Из соображений равномерности освещения в производственных помещениях запрещается применять одноместное освещение. Освещенность, создаваемые общим освещением, должна быть не менее 10% величины, нормируемой при комбинированном, но не менее 50 лк при лампах накаливания и 150 лк при люминесцентных лампах.
Естественное освещение. Солнце является мощным источником света, освещенность вне помещений обычно порядка десятков тысяч люкс. В правильно устроенных жилых и больничных зданиях освещенность помещений (у внутренней стены) составляет от 0,5% до 2,5% от наружной, следовательно летом она достигает нескольких сот люкс. Достоинством естественного освещения является, кроме того, благоприятный спектральный состав.
Для хорошего дневного освещения площадь окон должна соответствовать площади помещений. Поэтому распространенным способом оценки естественного освещения помещений является геометрический, при котором вычисляют так называемый световой коэффициент, т. е. отношение застекленной площади окон к площади пола. Чем больше величина светового коэффициента, тем лучше освещение. Для жилых помещений световой коэффициент должен быть не меньше 1/6— 1/8, для классов и больничных палат 1/5— 1/6, для операционных 1/2—1/4, для подсобных помещений 1/10—1/12.
Однако световой коэффициент дает только ориентировочное представление о дневном освещении, поскольку оно зависит еще от светового климата местности, глубины комнаты, величины видимой через окна части небосвода, окраски стен, расположения окон и ориентации их по сторонам света. Эти условия надо дополнительно учитывать при оценке естественного освещения жилища геометрическим методом.
Более совершенным является светотехнический метод. При этом методе определяют коэффициент естественной освещенности (КЕО). КЕО = Еп:Ео ∙ 100%, где Еп — освещенность (в лк) точки, находя-
131
щейся внутри помещения в 1 м от стены, противоположной окну, Ео — освещенность (в лк) точки, расположенной вне помещения, при условии ее освещения рассеянным светом (сплошная облачность) всего небосвода. Таким образом, КЕО определяется как отношение освещенности внутри помещения к одновременной освещенности вне помещения, выраженное в процентах.
Для жилых помещений КЕО должен быть не менее 0,5%, для больничных палат — не менее 1 %, для школьных классов— не менее 1,5%, для операционных— не менее 2,5%.
Искусственное освещение. Основными источниками искусственного освещения являются лампы накаливания и газоразрядные люминесцентные.
Рис. 45. Осветительная арматура для ламп накаливания:
1 — светильник прямого света; 2 — светильник прямого к частичного рассеянного света; 3 — молочный шар (светильник равномерно рассеянного света); 4 — люцерна (светильник преимущественно отраженного света); 5 — светильник рассеянного света.
Лампа накаливания — удобный и безотказный источник света. Ее недостатком является небольшая светоотдача; на 1 Вт затраченной электроэнергии можно получить 10—20 лм. Спектр ее излучения отличается от спектра белого дневного света меньшим содержанием синего и фиолетового излучений и большим — красного и желтого. Поэтому в психофизиологическом отношении излучение приятное, теплое. В отношении зрительной работы свет лампы накаливания уступает дневному лишь при необходимости рассматрива-
ния очень мелких деталей. Он непригоден в тех случаях, когда требуется хорошее цветоразличение. Поскольку поверхность нити накала ничтожно мала, яркость ламп накаливания значительно превышает ту, которая слепит. Для борьбы с яркостью применяют защищающую от ослепляющего действия прямых лучей света осветительную арматуру и подвешивают светильники вне поля зрения людей.
Различают осветительную арматуру прямого света, отраженного, полуотраженного и рассеянного (рис. 45). Арматура прямого света направляет свыше 90% света лампы на освещаемое место, обеспечивая его высокую освещенность. В то же время создается значительный контраст между освещенными и неосвещенными участками помещения. Образуются резкие тени, и не исключено ослепляющее действие. Эта арматура применяется для освещения вспомогательных помещений и санитарных узлов.
Арматура отраженного света характеризуется тем, что лучи от лампы направляются на потолок и на верхнюю часть стен. Отсюда они отражаются и равномерно, без образования теней, распределяются по помещению, освещая его мягким рассеянным светом. Этот вид арматуры создает наиболее приемлемое с гигиенической точки зрения освещение, но оно не экономично, так как при этом теряется свыше 50% света. Поэтому для освещения жилищ, классов, палат часто применяют более экономную арматуру полуотраженного и рассеянного света. При этом часть лучей освещает помещение, пройдя через молочное или матовое стекло, а часть — после отражения от потолка и стен. Подобная арматура создает удовлетворительные условия освещения, она не слепит глаза и при ней не образуется резких теней.
Люминесцентная лампа представляет собой трубку из обычного стекла, внутренняя поверхность которой покрыта люминофором. Трубка заполнена парами ртути, с обеих концов ее впаяны электроды. При включении лампы в электрическую сеть между электродами возникает электрический ток («газовый разряд»), генерирующий ультрафиолетовое излучение. Под воздействием ультрафиолетовых лучей начинает светиться люминофор. Путем подбора люминофоров изготавли-
132
*
Рис. 46.
Осветительная арматура для
люминесцентных
ламп.
30—80 лм), поэтому они экономичней. Яркость люминесцентных ламп 4000— 8000 кд/м2, т. е. выше допустимой. Поэто му и их применяют с защитной армату рой (рис. 46). При многочисленных сравни тельных испытаниях с лампами, накали вания на производстве, в школах, аудито риях объективные показатели, характери- зующие состояние нервной системы, утом ление . глаза, работоспособность, почти всегда свидетельствовали о гигиеническом преимуществе люминесцентных ламп. Однако для этого требуется квалифици рованное применение их. Необходим пра вильный выбор ламп по спектру в зави симости от назначения помещения. Если при люминесцентных лампах освещен ность ниже 75—150 лк, то наблюдается «сумеречный эффект», т. е. освещенность воспринимается как недостаточная даже при рассматривании крупных деталей. По этому при люминесцентных лампах осве щенность должна быть не ниже 75—150 як". Кроме того, при рассматривании движу щегося или вращающегося предмета при люминесцентном освещении может возни кать «стробоскопический эффект», заклю чающийся в появлении множественных контуров рассматриваемого предмета. Для устранения стробоскопического эффекта люминесцентные лампы включают в раз ные фазы или применяют специальные схе мы со сдвигом фаз. При неисправности дросселей люминесцентные лампы излуча ют пульсирующий свет или шумят.
133