(повторяемости) ветров в данном направлении за период наблюдений; концы отрезков соединяются прямыми линиями. Штиль (отсутствие ветра) изобража-
ется окружностью в центре розы ветров; радиус окружности должен соответ-
ствовать числу штилей.
Из рис. 1 видно, что преобладающее, господствующее направление вет-
ров в данной местности юго-восточное.
Рисунок 1. Роза ветров
Естественная вентиляция зданий
Важнейшим мероприятием по сохранению чистоты воздуха в помещени-
ях является вентиляция, т. е. смена загрязненного воздуха закрытых помеще-
ний 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 значи-
тельному снижению заболеваемости детей инфекционными болезнями, переда-
ваемыми капельным путем.
Вентиляцию (воздухообмен) характеризуют объем и кратность воздухо-
обмена.
11
Объемом вентиляции называют количество воздуха (в м3), которое по-
ступает в помещение в течение 1 ч. В основе расчета воздухообмена жилых по-
мещений, аудиторий и т. п. лежит определение необходимого объема вентиля-
ции на одного человека исходя из допустимой концентрации в воздух углекис-
лого газа.
Взрослый человек при легкой физической работе производит в течение 1
мин 18 дыхательных движений с объемом каждого дыхания 0,5 л и, следова-
тельно, в течение часа выдыхает 540 л воздуха (18х0,5х60 = 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 СО2 в наружном воздухе около 0,04% или 0,4 л в 1 м3 возду-
ха. Таким образом, 1 м3 атмосферного воздуха, поступая в помещение, может разбавить при заданной концентрации СО2 0,1% (1 л СО2 в 1 м3 воздуха) 1 л –
0,4 л = 0,6 л СО2. Следовательно, для разбавления 22 л СО2 потребуется 22 : 0,6 = 36 м3 атмосферного воздуха.
Исходя из этих расчетов, принимают, что минимальный объем вентиля-
ции на одного человека должен быть не менее 30 м3 в 1 ч для жилищ, аудито-
рий. Полагают, что 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 рав-
няется 20 м3/ч (22 : (1,5 – 0,4) = 20). Исследования последних лет свидетель-
ствуют о том, что указанные объемы вентиляции следует рассматривать как минимальные, оптимальные условия воздушной среды в закрытых помещениях обеспечиваются лишь при объеме вентиляции 80120 м3ч.
Кратность воздухообмена – это число, показывающее, сколько раз в те-
чение часа меняется воздух помещения. Кратность воздухообмена определяют по формуле К = V : Р, где К – кратность воздухообмена в течение часа, V – объ-
12
ем вентиляции на одного человека (в м3/ч), Р – воздушный куб (в м3) помеще-
ния на одного человека.
Процесс вентиляции может включать подачу в помещение чистого возду-
ха (приточная вентиляция) и удаление из него загрязненного воздуха (вы-
тяжная вентиляция). Обычно знаком «плюс» обозначают кратность воздухо-
обмена по притоку, знаком «минус» – по вытяжке. Так « + 2 – 3» означает, что в данное помещение подается в час двухкратное, а извлекается из него трехкрат-
ное к объему помещения количество воздуха. Если вытяжка преобладает над притоком, загрязненный воздух не будет распространяться в соседние помеще-
ния, наоборот, воздух из соседних помещений будет подсасываться сюда. В
операционной приток должен преобладать над вытяжкой. При такой организа-
ции вентиляции воздух из операционной поступает в соседние помещения, а не из них в операционную. В жилых зданиях основная роль в обеспечении необ-
ходимого воздухообмена принадлежит естественному проветриванию и сред-
ствам усиления его.
Естественная вентиляция помещений обусловливается разностью
температур наружного и комнатного воздуха и силой ветра. Нагретый в поме-
щении 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 сто-
рону здания давление, вгоняя воздух в помещения, а с подветренной стороны здания отсасывает воздух из помещений. Этим объясняется образование силь-
ных потоков воздуха, сквозняков в случае открытия окон с противоположных сторон здания. При закрытых окнах и дверях естественная вентиляция незначи-
тельна; кратность воздухообмена при ней чаще всего до 0,5 и даже зимой – не больше единицы (Г. В. Хлопин). В связи с этим возникает необходимость при-
13
менять средства усиления естественной вентиляции: открывание окон, форто-
чек или фрамуг.
Наилучший эффект проветривания достигается в тех случаях, когда ком-
наты одной квартиры расположены на противоположных сторонах здания. Бла-
годаря этому возникает возможность сквозного проветривания. При этом крат-
ность воздухообмена достигает 25-100.
К средствам усиления естественной вентиляции относят также вытяж-
ные вентиляционные каналы, расположенные в стенах зданий. Они заканчи-
ваются на крыше специальными насадками – дефлекторами, которые усилива-
ют отсасывание воздуха за счет энергии ветра. В жилых квартирах вытяжные вентиляционные каналы рационально устраивать лишь в кухне, ванной, убор-
ной. В этом случае воздух из жилых помещений будет поступать во вспомога-
тельные, а не наоборот. Исследования показали, что при наличии в кухне газо-
вой 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 неопре-
деленность и изменчивость количества притекающего в помещение и вытека-
ющего из него воздуха. Поэтому в тех помещениях, где долгое время находится много людей или происходит сильное загрязнение воздуха газами, пылью, во-
дяными парами или микроорганизмами, естественная вентиляция недостаточна.
В таких случаях оборудуют помещения механической искусственной вентиля-
цией, которая обеспечивает любую необходимую кратность воздухообмена и позволяет управлять движением воздуха между помещениями.
14
Почему необходимо вентилировать жилые помещения?
В условиях мегаполиса большая часть населения размещается в много-
квартирных домах. Подобная форма проживания является нормой социальных явлений последних лет, но при этом, предъявляются совершенного новые тре-
бования к системе вентиляции помещений.
Дело в том, что сегодня методы строительства при всей своей скорости и технологичности, не всегда удовлетворяют санитарно-гигиеническим нормати-
вам. Воздухонепроницаемые строительные материалы, пластиковые шумоизо-
лирующие стеклопакеты, использование герметичных мастик – все это, без-
условно, повышает качество возводимых домов, но при этом увеличиваются требования к вентиляции помещений.
Простой пример: семья из трех человек за сутки, пользуясь краном в ду-
ше, ванной, при готовке пищи «оставляет» в комнате около 10 литров влаги.
Самостоятельно ей выйти из квартиры не получается, в результате, лишняя жидкость оседает на все виды поверхностей в виде конденсата. В последствие,
он является идеальной питательной средой для развития грибков и плесени.
К сожалению, естественная вентиляция помещений в виде раскрывания окон для проветривания не дает должного результата. Во-первых, через окон-
ные проемы (достаточно небольшого размера) просто не в состоянии за корот-
кое время выйти весь отработанный воздух и влага, и, во-вторых, никто не бу-
дет в зимний период держать постоянно раму открытой. Вентиляция жилых помещений как важнейший фактор профилактики здоровья граждан, в обяза-
тельном порядке оборудуется во всех типах помещений с постоянным ком-
пактным нахождением большого количества человек.
Открытая форточка или приточно-вытяжная вентиляция жилых
помещений. Как уже говорилось выше, раскрывая окно, то есть, обеспечивая естественную вентиляцию помещений, мало у кого получится с должным каче-
ством проветрить большое жилое пространство. Гораздо более эффективно ра-
15
ботает приточно-вытяжная вентиляция жилых помещений (представляет собой достаточно сложное инженерно-техническое сооружение). Многие думают, что кондиционеры и сплит системы смогут заменить централизованную вентиля-
цию. Такое мнение не совсем верно.
Не все граждане, въезжая в тот или иной дом, желают за свои деньги устанавливать настенные кондиционеры. И, даже если их смонтировать, далеко не каждая модель в состоянии перерабатывать огромный поток воздуха. Систе-
ма вентиляции помещений закладывается еще на стадии строительства соору-
жения, и от того, насколько правильно ее смонтируют, зависит в будущем ком-
фортное проживание владельцев квартир.
Основной механизм приточно-вытяжной системы – вентиляционный аг-
регат. Его главными компонентами являются регулируемый теплообменник,
фильтры для очистки воздуха, вентилятор, отводящий отработанный воздух и,
естественно, сами воздуховоды. Исходя их требований к вентиляции помеще-
ний, главный прибор устанавливают на сухом чердаке или в подвале. К нему необходимо обеспечить свободный подход для проведения эксплуатационных и сервисных мероприятий.
Следует также отметить, что система вентиляции помещений жилого ти-
па подразделяется на два контура: первый отвечает за подачу свежего воздуха в комнаты, второй – за вывод отработанного. Еще на стадии проектирования зда-
ния, беря во внимание требования к вентиляции помещений, четко определяют расположение проточных вытяжных отверстий, места прокладки воздуховодов,
а также указывают, куда подается воздух и выводится отработанный.
Принципы расчета приточно-вытяжных воздуховодов
Естественно, что специалисты, отвечающие за проектирование и в после-
дующем монтаж вентиляционных сооружений, берут все параметры «не из го-
ловы». Производится сложный расчет, в котором учитывается и естественная вентиляция помещений, и общий объем комнат, и количество оконный прое-
16
мов, и т.д. Цель таких математических процедур сводится к тому, чтобы рацио-
нально использовать ресурсы, но при этом обеспечить жильцам комфортные условия нахождения в квартирах.
Существуют строгие медицинские и санитарно-гигиенические нормати-
вы, определяющие допустимое количество микроорганизмов в одном метре ку-
бическом воздуха, уровень естественной инсоляции и многие другие показате-
ли. Проектировщики в обязательном порядке учитывают «пожелания» прове-
ряющих служб при разработке технической документации.
В общем случае, при расчете системы вентиляции жилых помещений для предотвращения потерь при прокладывании воздуховодов стараются преду-
смотреть простое и регулярное расположение приточно-вытяжных шахт, мак-
симально короткие участки трубопроводов, минимальное количество изгибов и ответвлений, герметичность стыков и соединений.
Даже устанавливая такие на первых взгляд простейшие климатические агрегаты как напольные кондиционеры, и то стараются так расположить при-
бор, чтобы гофрированный шланг был по возможности коротким, что же гово-
рить о сверх сложных вентиляционных инженерных коммуникациях? В тех случаях, когда часть воздуховодов проходит с внешней стороны жилого дома,
их утепляют минеральной ватой или изовером для нормального функциониро-
вания системы.
Гигиеническое обоснование нормы жилой площади
При проектировании жилых зданий исходят из того, что плотность засе-
ления одной комнаты должна быть не более чем двумя (взрослыми), а в пер-
спективе одним человеком. Поэтому с учетом демографических данных о чис-
ленности семей большинство квартир проектируется с жилой площадью от 18
до 60 м2, что позволяет иметь от 1 до 4-5 комнат. Минимальной жилой площа-
дью на одного человека считалось 9 м2. Такая площадь при высоте помещения
17
2,5-3,2 м обеспечивает достаточный объем (и чистоту) воздуха в жилище на од-
ного человека, расстановку необходимой мебели, свободное пространство и важную в гигиеническом отношении дифференцировку помещений квартиры на спальню для взрослых, детскую комнату и столовую. Однако сейчас в Яро-
славской области на 2011 год определена социальная норма общей площади жилых помещений на семью:
-из одного человека – 33 кв. метра,
-на семью из двух человек – 42 кв. метра,
-на семью из трех и более человек – 18 кв. метров на одного члена семьи,
-для проживающих в общежитиях – 6,5 кв. метра жилой площади на од-
ного члена семьи.
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, хоро-
шую инсоляцию их и возможность сквозного проветривания, предупреждение шума и загрязнения воздуха, способствовать созданию лучших микроклимати-
ческих условий.
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 работоспособно-
сти, физическому развитию детей, улучшению состояния больных.
Эти свойства обусловлены природным химическим составом воздуха, его ионизацией, отсутствием газообразных и пылевидных примесей и запахов. По-
этому человек дышит глубоко, легкие хорошо вентилируются, создаются опти-
мальные условия для течения окислительных процессов. Освежающее действие
18
связано и с тем, что микроклимат открытых пространств динамичен; варьиру-
ющее по скорости движение воздуха, воздействуя на термо- и барорецепторы тонизирует нервную систему. Определенное тонизирующее действие оказывает и высокий уровень освещенности. Кроме того, пребывание на открытом возду-
хе, как правило, связано с движением – важнейшим стимулятором деятельно-
сти всех физиологических систем человеческого организма. Благотворное пси-
хофизиологическое и эстетическое действие оказывают различные виды зеле-
ных насаждений и природный ландшафт.
Однако современный человек большую часть суток (до 20-22 ч) проводит в закрытых помещениях различного назначения, в которых имеется немало ис-
точников загрязнения воздуха. В помещениях жилых и общественных зданий основным источником загрязнения воздушной среды является выдыхаемый людьми воздух. Он по сравнению с атмосферным содержит меньше кислорода,
в 100 раз больше углекислого газа, насыщен водяным паром, нагрет до темпе-
ратуры тела и деионизирован. Кроме того, он содержит летучие продукты ме-
таболизма, которые еще в прошлом столетии были названы (Дюбуа Реймоном)
– антропотоксинами, поскольку конденсат, полученный из выдыхаемого че-
ловеком воздуха, при перфузии угнетал деятельность изолированного сердца лягушки. Применение газовой хроматографии, инфракрасной спектрометрии,
масс-спектрометрии позволило в настоящее время расшифровать состав антро-
потоксинов, в который входят свыше 30 газообразных продуктов жизнедея-
тельности (угарный газ, аммиак, ацетон, углеводороды, сероводород, альдеги-
ды, органические кислоты, диэтиламин, метилацетат, крезол, фенол и др.).
Кроме них в воздух помещений поступает около 100 летучих веществ, образу-
ющихся 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., – небла-
19
гоприятно влияет на людей. При этом ухудшается самочувствие, появляются жалобы на духоту, затруднение дыхания, тяжесть головы, головную боль, пот-
ливость, сонливость, падение умственной, а затем и физической работоспособ-
ности. С момента становления экспериментальной гигиены было проведено много исследований с целью выявления ведущей причины подобной реакции.
Ею последовательно назывались уменьшение концентрации кислорода, избы-
ток углекислого газа, антропотоксины, увеличение температуры и влажности воздуха, деионизация воздуха и др. Анализ результатов этих исследований при-
вел к так называемой синтетической теории, объясняющей дискомфорт и ухудшение состояния человека в плохо проветриваемых помещениях следстви-
ем изменения всего комплекса ранее перечисленных факторов. В конкретных условиях могут превалировать те или иные факторы; так, в жаркое время года ведущая роль принадлежит повышению температуры и влажности воздуха. По-
скольку в практических условиях определение всех факторов, обусловливаю-
щих состояние воздушной среды в закрытых помещениях, затруднительно, ис-
следовалась возможность гигиенической оценки ее качества по одному из них.
М. Петтенкофером с этой целью было предложено определять содержание уг-
лекислого газа, концентрация которого возрастает по мере загрязнения воздуха другими ингредиентами. Исследования показали, что если концентрация угле-
кислого газа в воздухе менее 0,07%, то вентиляцию помещения можно оценить как хорошую, до 0,1% – удовлетворительную, до 0,15% – допустимую лишь при кратковременном пребывании людей (кинотеатр).
Эпидемиолого-гигиеническое значение микробного загрязнения воз-
душной среды.
В механизме передачи ряда инфекционных заболеваний воздушной среде закрытых помещений принадлежит ведущее место. Источником массивного за-
грязнения воздушной среды являются главным образом слизистые оболочки дыхательных путей больных людей и бациллоносителей. Мелкокапельная фаза
20