МЕТОДИКА ОПРЕДЕЛЕНИЯ КОНЦЕНТРАЦИИ СО2 И ОКИСЛЯЕМОСТИ ВОЗДУХА КАК ПОКАЗАТЕЛЕЙ АНТРОПОГЕННОГО ЗАГРЯЗНЕНИЯ ВОЗДУХА И ВЕНТИЛЯЦИИ ПОМЕЩЕНИЙ

1. Учебная цель

1.1. Ознакомиться с факторами и показателями загрязнения воздуха помещений коммунально-бытового, общественного и производственного назначения.

1.2. Овладеть методикой гигиенической оценки чистоты воздуха и эффективности вентиляции помещений.

2. Исходные знания и умения

2.1. Знать:

2.1.1. Физиолого-гигиеничное значение составных компонентов воздуха и их влияние на здоровье и санитарные условия жизни.

2.1.2. Источники и показатели загрязнения воздуха помещений коммунального, бытового, общественного и производственного назначения, их гигиеническое нормирование.

2.1.3. Обмен воздуха в помещениях. Виды и классификация вентиляции помещений, основные параметры, которые характеризуют ее эффективность.

2.2. Уметь:

2.2.1. Определять концентрацию углекислого газа в воздухе и оценивать степень чистоты воздушной среды помещений.

2.2.2. Рассчитывать необходимый и фактический объем и кратность вентиляции помещений.

3. Вопросы для самоподготовки

3.1. Химический состав атмосферного и выдыхаемого воздуха.

3.2. Основные источники загрязнения воздуха помещений коммунально-бытового, общественного и производственного назначения. Критерии и показатели загрязнения воздуха (физические, химические, бактериологические).

3.3. Источники загрязнения воздуха жилых помещений. Окисляемость воздуха и диоксид углерода как косвенные показатели загрязнения воздуха.

3.4. Влияние разных концентраций диоксида углерода на организм человека.

3.5. Экспрессные методы определения концентрации диоксида углерода в воздухе (метод Лунге-Цеккендорфа, Прохорова).

3.6. Гигиеническое значение вентиляции помещений. Виды, классификация вентиляции помещений коммунально-бытового и производственного назначения.

3.7. Показатели эффективности вентиляции. Необходимый и фактический объем и кратность вентиляции, методы их определения.

3.8. Кондиционирование воздуха. Принципы построения кондиционеров.

4. Задания (задачи) для самоподготовки

4.1. Рассчитайте, сколько углекислого газа выделяет человек за один час в покое и при выполнении физической работы.

4.2. Рассчитайте необходимый объем вентиляции для больного в палате и для хирурга в операционной (см. приложение).

4.3. Рассчитайте необходимую кратность вентиляции палаты на 4 койки площадью 30 м2 и высотой 3,2 м.

5. Структура и содержание занятия

Занятие лабораторное. После проверки исходного уровня знаний и подготовки к занятию студенты получают индивидуальные задачи и, пользуясь инструкциями приложений и рекомендованной литературой, определяют концентрацию диоксида углерода в помещении учебной лаборатории и за ее пределами (на улице), ведут необходимые расчеты, составляют выводы; рассчитывают необходимые объем и кратность вентиляции для лаборатории с учетом количества людей и характера выполняемой работы ; измеряют объем воздуха, который поступает или удаляется из помещения, рассчитывают фактические объем и кратность вентиляции, составляют выводы и рекомендации. Работу оформляют протоколом.

6. Литература

6.1. Основная:

6.1.1. Общая гигиена. Пропедевтика гигиены. /, / Под ред. . - К.: Высшая школа, 1995. - С. 118-137.

6.1.2. Общая гигиена. Пропедевтика гигиены. / , и др. - К.: Высшая школа, 2000. - С. 140-142.

6.1.3. Минх гигиенических исследований. - М., 1971. - С.73-77, 267-273.

6.1.4. Общая гигиена. Пособие к практическим занятиям. /, и др. / Под ред. . - Львов: Мир, 1992. - С. 43-48.

6.1.5. , Шахбазян. К.: Высшая школа, 1983. - С. 45-52, 123-129.

6.1.6. Лекция.

6.2. Дополнительная:

6.2.1. , Габович медицина. Общая гигиена с основами экологии. - К.: Здоровье, 1999. - С. 6-21, 74-79, 498-519, 608-658.

6.2.2. СНиП П-33-75. Отопление, вентиляция и кондинционирование воздуха. Нормы проектирования. - М., 1975.

7. Оснащение занятия

1. Шприц Жанне (50-100 мл).

2. Раствор безводной соды NaСО3 (5,3 г на 100 мл дистиллированной воды) с 0,1% раствором фенол-фталеина.

3. Пипетка на 10 мл.

4. Дистиллированная вода в флаконе свежекипяченая и охлажденная.

5. Формулы для расчета необходимого объема и кратности вентиляции помещений.

6. Рулетка или сантиметровая лента.

7. Задача студенту по определению концентрации СО2 в воздухе и показателей вентиляции помещения.

Приложение 1

Гигиенические показатели санитарного состояния и вентиляции помещений

1. Химический состав атмосферного воздуха: азота - 78,08%; кислорода - 20,95%; углекислого газа - 0,03-0,04%; инертных газов (аргон, неон, гелий, криптон, ксенон) - 0,93%; влаги, как правило, от 40-60% до насыщения; пыль, микроорганизмы, естественные и техногенные загрязнения - в зависимости от промышленного развития региона, типа поверхности (пустыня, горы, наличие зеленых насаждений и др.)

2. Основные источники загрязнения воздуха населенных мест, производственных помещений - выбросы промышленных предприятий, автотранспорта; пиле-, газообразование промышленных предприятий; метеорологические факторы (ветры) и тип поверхности регионов (пылевые бури пустынных мест без зеленых насаждений).

3. Источники загрязнения воздуха жилых помещений, помещений коммунально-бытового назначения и общественных помещений - продукты жизнедеятельности организма людей, которые выделяются кожей и при дыхании (продукты распада пота, кожного сала, омертвелого эпидермиса, другие продукты жизнедеятельности, которые выделяются в воздух помещения пропорционально количеству людей, срока их пребывания в помещении и количества углекислого газа, который накапливается в воздухе пропорционально перечисленным загрязнителям), и поэтому используется как показатель (индикатор) степени загрязнения этими веществами воздуха помещений различного назначения.

4. Учитывая, что через кожу и при дыхании выделяются, в основном, органические продукты обмена веществ, для оценки степени загрязнения воздуха помещений людьми было предложено определять другой показатель этого загрязнения – окисляемость воздуха, т. е. измерять количество миллиграммов кислорода, необходимого для окисления органических соединений в 1 м3 воздуха с помощью титрованного раствора бихромата калия К2Сr2О7.

Окисляемость атмосферного воздуха обычно не превышает 3-4 мг/м3, в хорошо проветриваемых помещениях окисляемость находится на уровне 4-6 мг/м3, а в помещениях с неблагоприятным санитарным состоянием окисляемость воздуха может достигать 20 и более мг/м3.

5. Концентрация углекислого газа отображает степень загрязнения воздуха другими продуктами жизнедеятельности организма. Концентрация углекислого газа в помещениях увеличивается пропорционально количеству людей и времени их пребывания в помещении, но как правило, не достигает вредных для организма уровней. Только в замкнутых, недостаточно вентилируемых помещениях (хранилищах, подводных лодках, подземных выработках, производственных помещениях, канализационных системах и т. п.) за счет брожения , горения, гниения количество углекислого газа может достигать концентраций, опасных для здоровья и даже жизни человека.

Бресткина и ряда других авторов установлено, что повышение концентрации СО2 до 2-2,5% не вызывает заметных отклонений в самочувствии человека, его трудоспособности. Концентрации СО2 до 4% вызывают повышение интенсивности дыхания, сердечной деятельности, снижение трудоспособности. Концентрации СО2 до 5% сопровождаются одышкой, усилением сердечной деятельности, снижением трудоспособности, а 6% - способствуют снижению умственной деятельности, возникновению головной боли, умопомрачению, 7% - может вызвать неспособность контролировать свои действия, потерю сознания и даже смерть, 10% - вызывает быструю, а 15-20% мгновенную смерть из-за паралича дыхания.

Для определения концентрации СО2 в воздухе разработано несколько методов, среди которых метод Субботина-Нагорского с гидроокисью бария, методы Реберга-Винокурова, Калмыкова, интерферометрический. Вместе с тем в санитарной практике наиболее широко используется портативный экспрессный метод Лунге-Цеккендорфа в модификации (приложение 2).

Приложение 2

Определение диоксида углерода в воздухе экспресс-методом Лунге-Цеккендорфа в модификации

Принцип метода основан на пропускании исследуемого воздуха через титрованный раствор углекислого натрия (или аммиака) в присутствии фенолфталеина. При этом происходит реакция Na2CO3+H2O+CO2=2NaHCO3. Раствор фенолфталеина, который имеет розовую окраску в щелочной среде, после связывания CO2 обесцвечивается (кислая среда).

Разведением 5,3 г химически чистого Na2CO3 в 100 мл дистиллированной воды готовят исходный раствор, к которому прибавляют 0,1% раствор фенолфталеина. Перед анализом готовят рабочий раствор разведением исходного раствора 2 мл до 10 мл дистиллированной водой.

Раствор переносят в склянку Дрекселя по Лунге-Цеккендорфу (рис. 11.1а) или в шприц Жанне по Прохорову (рис. 11.1б). В первом случае к длинной трубке склянки Дрекселя с утонченным носиком присоединяют резиновую грушу с клапаном или небольшим отверстием. Медленно сжимая и быстро отпуская грушу, продувают через раствор исследуемый воздух. После каждой продувки склянку встряхивают для полного поглощения CO2 из порции воздуха. Во втором случае (по Прохорову) в шприц, наполненный 10 мл рабочего раствора соды с фенолфталеином, держа его вертикально, набирают порцию исследуемого воздуха. Затем энергичным встряхиванием (7-8 раз) воздух приводят в контакт с поглотителем, после чего воздух выталкивается и вместо него набирается одна за другой порции исследуемого воздуха до полного обесцвечивания раствора в шприце. Считают количество объемов (порций) воздуха, пошедших на обесцвечивание раствора. Анализ воздуха проводят в помещении и за пределами помещения (атмосферный воздух).

Результат рассчитывают по обратной пропорции на основании сопоставления количества израсходованных объемов (порций) груш или шприцев и концентрации CO2 в атмосферном воздухе (0,04%) и в конкретном исследуемом помещении, где определяется концентрация СО2. Например, в помещении израсходовано 10 объемов груш, или шприцев, на улице – 50 объемов. Отсюда, концентрация CO2 в помещении = (0,04 x 50) : 10 = 0,2%.

Предельно допустимая концентрация (ПДК) CO2 в жилых помещениях разного назначения установленная в пределах 0,07-0,1%, в производственных помещениях, где CO2 накапливается от технологического процесса, до 1-1,5%.

Рис.11.1а. Прибор для определения концентрации СО2 по Лунге-Цеккендорфу

(а - резиновая груша для продувки воздуха с клапаном; б - склянка Дрекселя с раствором соды и фенол-фталеина)

Рис. 11.1б. Шприц Жанне для определения концентрации СО2

Приложение 3

Методика определения и гигиенической оценки показателей воздухообмена и вентиляции помещений

Воздух жилых помещений считается чистым, если концентрация CO2 не превышает предельно допустимых концентраций – 0,07% (0,7‰) по Петтенкоферу или 0,1% (1,0‰) по Флюге.

На этом основании рассчитывается необходимый объем вентиляции – количество воздуха (в м3), которое должно поступать в помещение в течение 1 ч, чтобы концентрация CO2 в воздухе не превысила предельно допустимых концентраций для данного вида помещений. Его рассчитывают по формуле:

где: V – объем вентиляции, м3/час;

К – количество СО2, выделяемое одним человеком за один час (в покое 21,6 л/ч; во сне – 16 л/ч; при выполнении работы разной тяжести – 30-40 л/ч);

n - количество людей в помещении;

Р – предельно допустимая концентрация СО2 в промилле (0,7 или 1,0‰);

Р1 – концентрация СО2 в атмосферном воздухе в промилле (0,4‰).

При расчете количества СО2, которое выделяет один человек за один час, выходят из того, что взрослый человек при легкой физической работе производит в течение 1 минуты 18 дыхательных движений с объемом каждого вдоха (выдоха) 0,5 л и, следовательно, в течение часа выдыхает 540 л воздуха (18 х 60 х 0,5 = 540).

Учитывая, что концентрация углекислого газа в выдыхаемом воздухе примерно 4% (3,4-4,7%), то общее количество выдыхаемого углекислого газа за пропорцией составит:

х = = 21,6 л/час

При физических нагрузках пропорционально их тяжести и интенсивности возрастает количество дыхательных движений, а потому возрастает и количество выдыхаемого СО2 и необходимый объем вентиляции.

Необходимая кратность вентиляции – число, которое показывает, сколько раз в течение часа меняется воздух помещения, чтобы концентрация СО2 не превышала предельно допустимых уровней.

Необходимую кратность вентиляции находят путем деления рассчитанного необходимого объема вентиляции на кубатуру помещения.

Фактический объем вентиляции находят путем определения площади вентиляционного отверстия и скорости движения воздуха в нем (фрамуга, форточка). При этом учитывают, что через поры стен, щели в окнах и двери в помещение проникает объем воздуха, близкий к кубатуре помещения и его нужно прибавить к объему, который проникает через вентиляционное отверстие.

Фактическую кратность вентиляции рассчитывают делением фактического объема вентиляции на кубатуру помещения.

Сопоставляя необходимые и фактические объемы и кратность вентиляции, оценивают эффективность обмена воздуха в помещении.

Приложение 4

Нормативы кратности обмена воздуха в помещениях разного назначения

Помещение	Кратность обмена воздуха, ч
СНиП 2.08. 02-89 – больничные помещения
Палата взрослых	80 м3 на 1 койку
Предродовая, перевязочная
Родовая, операционная, предоперационная
Послеродовая палата	80 м3 на 1 кровать
Палата для детей	80 м3 на 1 кровать
Бокс, полубокс	2,5 раза/ч в коридор
Кабинет врача
СНиП 2.08. 01-89 – жилые помещения
Жилая комната		3 м3/ч на 1 м2 площади
Кухня газифицирована
Туалет, ванная комната
ДБН В. 2.2-3-97 – дома и сооружения учебных заведений
Класс, кабинет	16 м3 на 1 человека
Мастерская	20 м3 на 1 человека
Спортзал	80 м3 на 1 человека
Учительская

Необходимый объем и кратность вентиляции положены также в основу научного обоснования норм жилой площади. Учитывая, что при закрытых окнах и двери, как сказано выше, через поры стен, щели в окнах и двери в помещение проникает объем воздух, близкий к кубатуре помещения (т. е., его кратность равняется ~ 1 раз/час), а высота помещения в среднем равняется 3 м, норма площади на 1 человека составляет:

По Флюге (ПДК СО2=1‰)

S = = = 12 м2/человека.

По Петтенкоферу (ПДК СО2=0,7‰)

S = = 24 м2/человека.

3.4 Освещение. Ра­циональное освещение необходимо прежде всего для оптимальной функции зрительного анализатора. 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. Изложенное относится как к естественному, так и к искусственному освещению. Но естественное освещение, помимо того, оказывает выраженное общебиологическое действие, является синхронизатором биологических ритмов, обладает тепловым и бактерицидным действием (см. главу III). Поэтому жилые, производственные и общественные здания должны быть обеспечены рациональным дневным освещением.

С другой стороны, с помощью искусственного освещения можно создать в любом месте помещения заданную и стабильную в течение дня освещенность. Роль искусственного освещения в настоящее время высока: вторые смены, ночной труд, подземные работы, вечерние домашние занятия, культурный досуг и др.

К основным показателям, характеризующим освещение, относятся: 1) спектральный состав света (от источника и отраженного), 2) освещенность, 3) яркость (источника света, отражающих поверхностей), 4) равномерность освещения.

Спектральный состав света. 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 помещение, окна которого ориентированы на север. Наилучшее цветоразличение отмечается при дневном свете. 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 важен и в психофизиологическом аспекте. 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 стены 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 м 2 , 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 мм 2 . 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.

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.

Освещенность влияет на зрительную функцию глаза при различной величине рассматриваемых предметов. Если рассматриваемые детали имеют размер менее 0,1 мм, при освещении лампами накаливания нужна освещенность 400-1500 лк", 0,1-0,3 мм -300- 1000 лк, 0,3-1 мм -200-500 лк, 1 - 10 мм - 100-150 лк, более 10 мм – 50- 100 лк. 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 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) лк, в жилых комнатах 100 (50), 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. Единица яркости - кандела на квадратный метр (кд/м 2) - 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/м 2), падает производительность зрительной работы (с 5000 кд/м 2), вызывает слепимость (с 32 000 кд/м 2) и даже болевое ощущение (с 160 000 кд/ м 2). Оптимальная яркость рабочих поверхностей - несколько сот кд/ м 2 . Допустимая яркость источников освещения, находящихся в поле зрения человека, желательна не более 1000-2000 кд/ м 2 , а яркость источников, редко попадающих в поле зрения человека, не более 3000-5000 кд/ м 2

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). Равномерной 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 поверхностей (например, тетрадь - парта, школьная доска - стена, рана - операционное белье) не должна отличаться больше, чем 2:1-3:1.

Освещенность, создаваемая 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 создает освещенность вне помещений обычно порядка де­сятков тысяч люкс. Естественное освещение помещений зависит от светового климата местности, ориентации окон зданий, наличия затеняющих объектов (здания, деревья), устройства и размеров окон, ширины межоконных простенков, отражающей способности стен, потолка, пола, чистоты стекол и др.

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 1/8-1/10, для классов и больничных палат 1/5- 1/6, для операционных 1/4-1/5, для подсобных помещений 1/10-1/12.

Оценка естественного освещения только по световому коэффициенту может оказаться неточной, так как на освещенность оказывает влияние наклон световых лучей к освещаемой поверхности (угол падения лучей). В том случае если из-за противостоящего здания или деревьев в комнату попадает не прямой солнечный свет, а только отраженные лучи, их спектр лишен коротковолновой, самой эффективной в биологическом отношении части – ультрафиолетовых лучей. Угол, в пределах которого в определенную точку помещения попадают прямые лучи с небосвода, носит название угла отверстия.

Угол падения образован двумя линиями, одна из которых идет от верхнего края окна к точке, где определяются условия освещения, вторая – линия на горизонтальной плоскости, соединяющая точку измерения со стеной, на которой расположено окно.

Угол отверстия образуется двумя линиями, идущими от рабочего места: одна – к верхнему краю окна, другая – к самой верхней точке противостоящего здания или какого-либо ограждения (забор, деревья и т.п.). Угол падения должен быть не менее 27º, а угол отверстия – не менее 5 º. Освещенность у внутренней стены помещения зависит также от глубины помещения, в связи с чем для оценки условий дневного освещения определяют также коэффициент заглубления - отношение расстояния от верхнего края окна до пола к глубине комнаты. Коэффициент заглубления должен быть не менее 1:2.

Ни один из геометрических показателей не отражает полноту влияния на естественное освещение всех факторов. Влияние всех факторов учитывается светоте­ническми показателем- коэффициентом естественной освещенности (КЕО). КЕО = Е п: Е 0 *100%, где Е п - освещенность (в лк) точки, находящейся внутри помещения в 1 м от стены, противоположной окну, : Е 0 - 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 должно отвечать следующим требованиям: быть достаточно интенсивным, равномерным; обеспечивать правильное тенеобразование; не ослеплять и не искажать цвета: не нагревать; по спектральному составу приближаться к дневному.

Существует две системы искусственного освещения: общее и комбинированное , когда общее дополняют местным, концентрирующим свет непосредственно на рабочих местах..

Основными источниками искусственного освещения являются лампы накаливания и люминесцентные. Лампа накаливания- - удобный и без­отказный источник света. Одними из ее недостатков являются небольшая светоотдача, преобладание в спектре желтых и красных лучей и меньшее содержание синего и фиолетового. Хотя в психофизиологическом отношении такой спектральный состав делает излучение приятным, теплым. В отношении зрительной работы свет лампы накаливания уступает дневному лишь при необходимости рассматривания очень мелких деталей. Он непригоден в тех случаях, когда требуется хорошее цветоразличение. Поскольку поверхность нити накала ничтожно мала, я­кость 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 . 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.

Люминесцентные лампы отвечают большинству требований, приведенных выше. 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 изготавливают люминесцентные лампы с различным спектром видимого излучения. Наиболее часто применяют лампы дневного света (ЛД), лампы белого света (ЛБ) и тепло-белого света (ЛТБ). Спектр излучения лампы ЛД приближается к спектру естественного освещения помещений северной ориентации. При нем глаза утомляются наименьше даже при рассматривании деталей небольшого размера. Лампа ЛД незаменима в помещениях, где требуется правильное цветоразличение. Недостатком лампы является то, что кожа лица людей выглядит при этом свете, богатом голубыми лучами, нездоровой, цианотичной, из-за чего эти светильники не применяют в больницах, школьных классах и ряде подобных помещений. По сравнению с лампами ЛД спектр ламп ЛБ богаче желтыми лучами. При освеще­нии этими лампами сохраняется высокая работоспособность глаза и лучше выглядит цвет кожи лица. Поэтому лампы ЛБ применяют в школах, аудиториях, жилищах, палатах больниц и т. п. Спектр ламп ЛТБ богаче желтыми и розовыми лучами, что несколько снижает работоспособность глаза, но значительно оживляет цвет кожи лица. Эти лампы применяют для освещения вокзалов, вестибюлей ки­нотеатров, помещений метро и т. п.

Разнообразие спектра является одним из гигиенических п реимуществ этих ламп. Светоотдача люминесцентных ламп в 3-4 раза больше ламп накаливания (с 1 Вт 30-80 лм), поэтому они экономичней . Яркость люминесцентных ламп 4000- 8000 кд/м 2 , т. е. выше допустимой. Поэтому и их применяют с защитной арматурой. При многочисленных сравнительных испытаниях с лампами накаливания на производстве, в школах, аудиториях объективные показатели, характеризующие состояние нервной системы, утомление глаза, работоспособность, почти всегда свидетельствовали о гигиеническом преимуществе люминесцентных ламп. Однако для этого требуется квалифицированное применение их. Необходим правильный выбор ламп по спектру в зависимости от назначения помещения. Так как чувствительность зрения к свету люминесцентных ламп, так же, как и к дневному свету, ниже, чем к свету ламп накаливания, нормы освещенности для них устанавливают в 2-3 раза выше, чем для ламп накаливания (табл. 7.6.).

Если при люминесцентных лампах освещенность ниже 75-150 лк, то наблюдается «сумеречный эффект», т.е. освещенность воспринимается как недостаточная даже при рассматривании крупных деталей. Поэтому при люминесцентных лампах освещенность должна быть не ниже 75-150 лк.

Климатическая техника давно перестала быть экзотикой, но все еще вызывает много вопросов. Какие именно приборы нужны (и нужны ли вообще) для комфортного микроклимата? И, кстати, что такое вообще микроклимат? Гид от эксперта по воздуху в студию 🙂

Что такое микроклимат

Существует межгосударственный стандарт ГОСТ 30494-2011, устанавливающий строительные требования к микроклимату общественных и жилых зданий. Этот ГОСТ определяет микроклимат помещения как «состояние внутренней среды помещения, оказывающее воздействие на человека». Внутренняя среда – это, по большей части, воздух внутри помещения. Недаром далее следует уточнение, что микроклимат помещения характеризуется в основном температурой, влажностью и подвижностью воздуха.

Микроклимат, в самом деле, оказывает прямое воздействие на человека. Если он хороший («оптимальный», как выражается строгий ГОСТ), то человек испытывает ощущение комфорта, а организм не тратит силы на адаптацию к внешним условиям. Например, хороший микроклимат исключает жару, при которой человеческому телу пришлось бы активизировать механизмы теплорегуляции.

Микроклимат жилых и общественных зданий складывается из многих параметров, но первоочередными будут:

• Температура воздуха;
• Влажность воздуха;
• Свежесть воздуха.

Температура воздуха

Требования. Все тот же ГОСТ для микроклимата нормирует температуру воздуха в помещениях. В теплый период рекомендуется диапазон 22–25°С. В холодное время года чуть ниже: 20–23°С для жилых комнат, 24–26°С для ванной, 23–24°С для детских и около 20°С для всех остальных помещений. Подробнее мы писали об этом .
Кстати, кроме указанного ГОСТа, существует еще СанПиН 2.1.2.2645-10. Он устанавливает гигиенические требования к микроклимату помещений. Однако нормы температуры и влажности воздуха в этих документах полностью совпадают.

Измерения. Температура измеряется при помощи термометра или датчиков в специализированных устройствах, таких как базовая станция системы умного микроклимата .
Регуляция. Если температура ниже комфортной, то понадобится . А если батареи, наоборот, топят слишком сильно, то Вам пригодится , благодаря которому температуру в комнате можно существенно снизить. В летнее время охладить комнату можно кондиционером. Кстати, кондиционер с функцией обогрева заменит обогреватель зимой.

Влажность воздуха

Требования. Рекомендуемая для человека влажность – 40-60%. Превышение этой отметки – уже сырость, которая чревата порчей имущества и появлением . Влажность ниже указанной может негативно воздействовать на самочувствие: Вы можете почувствовать в горле, глазах. Кожа тоже может пересохнуть и загрубеть – в первую очередь, это касается кожи лица и рук.
Кстати, упомянутые ГОСТ и СанПиН для микроклимата помещений указывают другие цифры оптимальной влажности: 30-45% зимой и 30-60% летом. Однако далеко не каждый при таких показателях будет чувствовать себя комфортно. Между прочим, дети в более влажном воздухе, чем взрослые.
Измерения. Влажность можно измерить бытовым гигрометром, домашней метеостанцией или многофункциональным устройством MagicAir (которое заслуживает отдельного разговора – он будет ниже).
Регуляция. С низкой влажностью борются при помощи увлажнителя. Высокую влажность победить сложнее, но вполне реально. Понадобится устранить протечки, утеплить промерзающие конструкции и – пожалуй, самое главное – наладить (подробнее можно почитать ).

Требования. Воздух в квартире содержит загрязнения из различных источников. Во-первых, это частицы, поступающие в помещение снаружи – через открытые окна или систему вентиляции без очистки. Это может быть как пыль и пыльца, так и выхлопные газы и заводские выбросы. Во-вторых, это испарения от мебели, отделочных материалов, предметов. Нередко в воздухе квартир можно обнаружить формальдегид. В-третьих, это биологические загрязнения от людей – так называемые антропотоксины. Организм человека выделяет ацетон, аммиак, фенолы, амины, углекислый газ CO2.
Разумеется, приведенные категории загрязнителей отличаются по степени опасности. Скажем, концентрированные выбросы сероводорода с соседнего завода причинят больше вреда, чем любой из антропотоксинов. В любом случае, хороший микроклимат в квартире подразумевает минимальное содержание загрязнителей в воздухе.

Измерения. Глубокий анализ состава и чистоты воздуха в квартире невозможен без специального оборудования. Такой анализ может провести . Косвенным показателем чистоты воздуха служит концентрация СО2. Чем она выше, тем хуже вентиляция. А чем хуже вентиляция, тем больше загрязнений накапливается в воздухе квартиры.
Регуляция. Очищать воздух можно при помощи , например, компактного . Его фильтры задерживают как частицы пыли, пыльцу, микроорганизмы, газы и запахи. Бризер может также работать в качестве очистителя воздуха – фильтровать загрязнения, источники которых находятся не снаружи, а внутри квартиры. Или можно использовать бризер в паре с воздуха, который не просто удерживает инфекции и вирусы, но и уничтожает их, тем самым снижая риск заболеть.

Свежесть воздуха

Требования. На свежесть воздуха напрямую указывает содержание углекислого газа, которое измеряется в единицах ppm. Как и в случае с влажностью, требования ГОСТа и рекомендации физиологов касательно оптимальной концентрации СО2 значительно . ГОСТ «Параметры микроклимата» считает приемлемым уровнем 800 – 1 400 ppm, а врачи рекомендуют поддерживать около 800 ppm. На этой отметке большинство людей чувствуют себя комфортно. С ростом уровня CO2 появляется ощущение духоты, вялость, усталость, снижается концентрация и работоспособность.
Измерения. Уровень CO2 измеряется датчиками. Такой есть, например, в базовой станции MagicAir.
Регуляция. Свежесть воздуха зависит от качества работы вентиляции. Необходимо обеспечить постоянный приток свежего воздуха с улицы и вытяжку душного воздуха, наполненного углекислым газом и загрязнениями. Правильная вентиляция решает сразу несколько задач: обеспечивает Вас свежим воздухом, устраняет загрязнения из квартиры, помогает регулировать влажность.
В пункте выше мы уже сказали несколько слов о компактном вентиляционном устройстве – бризере. Так вот, его основная функция – обеспечить приток воздуха. Бризер подает воздух на 4-5 человек, при этом очищая и подогревая его при необходимости.
Для оттока воздуха служит вытяжка в кухне, ванной, санузле. Если хочется ее усилить, то стоит подобрать .

Под вентиляцией (от лат.ventilatio - проветривание) понимается замена воздуха в помещении. В необходимых случаях при этом проводится: кондиционирование воздуха (фильтрация, подогрев или охлаждение, увлажнение или осушение), ионизация и т.д. Вентиляция обеспечивает благоприятные для здоровья санитарно-гигиенические условия (температуру, влажность, скорость движения воздуха и чистоту воздуха) воздушной среды в помещении, благоприятные для здоровья и самочувствия человека, отвечающие требованиям санитарных норм, технологических процессов, строительных конструкций зданий и т.д.

Основное назначение вентиляции - удаление продуктов жизнедеятельности людей и подача свежего воздуха в помещение.

Вентиляция, может быть естественной и искусственной.

При естественной вентиляции смена воздуха происходит за счет удаленных масс теплового и холодного воздуха или за счет движения наружного воздуха.

Когда необходимые метеорологические условия и состав воздуха в помещениях не могут быть обеспечены вентиляцией с естественным побуждением, эти помещения должны быть оборудованы вентиляцией с механическим побуждением. Искусственная вентиляция воздуха делится на приточную, вытяжную и комбинированную (приточно-вытяжную). С помощью приточной вентиляции в помещения принудительно подается наружный воздух, который разбавляет загрязнения и в результате подпора вытесняет его. При вытяжной вентиляции загрязненный воздух по воздуховоду поступает наружу и вследствие небольшого разрежения свежий воздух поступает через вентиляционные отверстия. Комбинированная система вентиляции представляет собой сочетание приточной и вытяжной и является наиболее эффективной.

Приточная вентиляции применяется большей частью в жилых и общественных помещениях, вытяжная вентиляция - в помещениях, имеющих источники загрязнения воздуха (санитарно-бытовые, изоляторы, буфетные), а комбинированные - в наиболее изолированных помещениях.

Система искусственной вентиляции состоит из набора элементов, включающих воздухозаборные устройства, вентиляторы, фильтры, воздуховоды, воздухораспределители, воздуховыбрасывающие шахты.

Таблица 3.1 - Классификация систем вентиляции

№	Признак	Виды
	По способу создания давления и перемещения воздуха	С естественным и искусственным (механическим) побуждением
	По назначению	Приточная и вытяжная
	По способу организации воздухообмена	Общеобменные, Местные, аварийные, противодымные
	По месту действия	Общая и местная

Оценка эффективности вентиляции может быть сделана на основании:

1) санитарного обследования вентиляционной системы и режима ее эксплуатации;

2) расчета фактического объема вентиляции и кратности воздухообмена по формулам или данным замеров;

3) объективного исследования воздушной среды и микроклимата вентилируемых помещений;

4) субъективных ощущений человека.

При гигиенической оценке воздушного комфорта имеет значение воздушный куб. Воздушный куб определяется площадью помещения и высотой.

Наиболее удобным критерием оценки химического состава воздуха является концентрация в нем углекислого газа; его предельно допустимая концентрация (ПДК) равна 0,1 % или 1 ‰.

Необходимый объем вентиляции - количество воздуха в м, которое надо подать в помещение на 1 человека в час, чтобы содержание СО 2 не превысило допустимого уровня (0,1 %).

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 одного часа выдыхает 540 л воздуха (18*0,5*60=540 л). Так как в выдыхаемом воздухе содержится 4 % С0 2 , общее количество выдыхаемого СО 2 за 1 час составит 21,6 л.

Необходимый объем вентиляции рассчитывается по формуле:

L - объем вентиляции в м 3 /час;

k - количество литров углекислого газа, выдыхаемого одним человеком в час при спокойной работе (для взрослого - в среднем 22,6 л, для школьника примерно столько литров, сколько лет школьнику);

р - предельно допустимая концентрация углекислого газа, т.е. 1 ‰;

q - концентрация углекислого газа в атмосфере (0,4 ‰).

Для взрослого человека объем вентиляции в час равен, в среднем, 37,7 м 3 ; для первоклассника он равен 10-12 м 3 , для выпускника школы - 25-30 м 3 . Это тот объем воздуха, который нужен для нормального газообмена, хорошего самочувствия и высокой работоспособности в течение часа.

Необходимая кратность воздухообмена - сколько раз за 1 час должен полностью обновиться (смениться) воздух, чтобы на протяжении часа он соответствовал нормативам.

K - кратность воздухообмена, раз;

L - объем вентиляции в час, м 3 /час;

V - объем помещения, м 3 .

В жилых помещениях кратность воздухообмена должна быть не менее 2.

Чистота воздуха закрытых помещений оценивается не только по содержанию в нем СО 2 , но и пыли, микроорганизмов (микробное число, санитарно-показательные микроорганизмы), углеводородов и др.

В воздухе закрытых помещений могут содержаться загрязнения бактериальной и химической природы. Они являются следствием физиологических обменных процессов человека, бытовых действий (приготовления пищи и сжигания газа в бытовых приборах). В воздух помещений может поступать также комплекс продуктов деструкции полимерных отделочных материалов и др. Наконец, газовый состав воздуха закрытых помещений определяется газовым составом приточного атмосферного воздуха и химическими веществами-загрязнителями, выделяемыми внутри помещений.

Основная причина загрязнения воздуха помещений жилых и общественных зданий - накопление таких газообразных продуктов жизнедеятельности человека (антропоксины), как углерода диоксид, аммиак, аммонийные соединения, сероводород, летучие жирные кислоты, индол и др.

Обнаружено параллелизм между накоплением углекислого газа и других примесей в воздухе помещений. Он предложил судить о мере загрязнения воздуха по величине содержания в нем углерода диоксида. В настоящее время установлено, что содержание углерода диоксида в воздухе помещений до 0,7% и даже 1% само по себе не способно неблагоприятно влиять на организм человека и что его накопление не всегда происходит параллельно с накоплением вредных веществ и запахов.

Вместе с тем незначительные концентрации углерода диоксида не всегда свидетельствуют о чистоте воздуха в помещении. Концентрация углерода диоксида может оставаться низкой при существенном загрязнении воздуха пылью, бактериями и вредными химическими веществами. Особенно в том случае, если при строительстве используют синтетические материалы, концентрация которых не всегда возрастает одновременно с увеличением содержания углерода диоксида.

Следовательно, для оценки воздушной среды и эффективности вентиляции закрытых помещений знать содержания только углерода диоксида недостаточно. На данном этапе этот показатель не способен служить эталоном качества воздушной среды закрытых помещений.

Другим критерием, характеризующим качество воздушной среды, является содержание в воздухе аммиака и аммонийных соединений. В результате детального изучения вредного влияния измененного воздуха помещений на организм человека установлена высокая активность аммиака и аммонийных соединений, поступающих с поверхности кожи человека. При вдыхании аммонийных соединений, содержащихся в воздухе помещений, в течение нескольких часов у большинства людей появлялись головная боль, ощущение усталости, резко снижалась работоспособность. У некоторых даже отмечалось болезненное состояние, подобное отравлению. При этом физические свойства воздуха оставались в пределах гигиенических нормативов.

Аммиак и его соединения в концентрациях, наблюдаемых в жилых помещениях, влияют также на слизистые оболочки дыхательных путей. Однако определение содержания аммиака не приобрело существенного значения при гигиенической оценке качества воздуха. Этот показатель лишь относительно свидетельствует о наличии газообразных продуктов, загрязняющих воздух помещений.

Для определения уровня загрязнения воздуха был предложен интегральный показатель - окисляемость. Изучение уровня загрязнения воздуха органическими веществами показало, что по величине окисляемости можно судить о его чистоте. Органические вещества воздуха также задерживаются в дыхательных путях человека и всасываются. Для оценки загрязнения воздуха органическими веществами рекомендованы ориентировочные нормативы его окисля-емости. Так, чистым считается воздух, имеющих окисляемость до 6 мг кислорода в 1 м 3 , а загрязненным - от 10 до 20 мг кислорода в 1 м 3 .

Окисляемость является относительным показателем, так как в присутствии полимеров она также может изменяться. В то же время из-за широкого применения в строительстве полимерных покрытий (конструктивные, отделочные материалы) и их способности выделять в окружающую среду химические вещества, необходимо учитывать и этот фактор воздушной среды. Продукты выделения полимеров в большинстве случаев токсичны для человека.

Для ряда веществ, входящих в состав полимерных отделочных материалов и имеющих токсические свойства, разработаны ПДК. Этим регламентировано применение полимерных отделочных материалов в строительстве жилых и общественных зданий.

Воздушный куб. Во время вдыхания организм человека в течение 1 ч усваивает почти 0,057 м 3 кислорода, а во время выдоха выделяет 0,014 м 3 углерода диоксида. Если человек будет находиться в закрытом помещении, то естественно, что содержание кислорода уменьшается, а концентрация углерода диоксида возрастает. Но это положение справедливо лишь для герметически закрытых помещений. В обычных жилых и общественных зданиях за счет инфильтрации наружного воздуха через неплотно подогнанные окна и ограждения всегда происходит полуторакратный обмен воздуха. Однако, невзирая на обмен воздуха, человеку обычно бывает душно в закрытых помещениях. Жалобы на духоту, недостаток кислорода высказывают во время пребывания как в помещениях с естественным обменом воздуха, так и в домах, оборудованных разными системами вентиляции, включая, кондиционирование. Хотя содержание кислорода в закрытых помещениях отвечает естественному, воздух в них воспринимается человеком как несвежий. Возникает вопрос о причинах этого явления. Разве в закрытых помещениях недостаточно количество приточного свежего воздуха? Сколько вообще нужно человеку воздуха? Рекомендуемая величина объема свежего воздуха, которую следует подавать в помещения, определена на основании количества углерода диоксида, выделяемого в процессы дыхания человека за единицу времени. Эта начальная величина, входящая в расчеты объема вентиляционного воздуха, зависит от многих переменных составляющих: температуры воздуха помещений, возраста человека, его деятельности. При температуре воздуха в помещении 20 °С взрослый человек выделяет в среднем 21,6л углерода диоксида за 1 ч, находясь в состоянии относительного покоя. Необходимый объем вентиляционного воздуха для одного человека при этом будет составлять (при ПДК 0,1% по объему и содержанию углекислого газа в атмосферном воздухе 0,04%) 36 м 3 /ч. Если изменить любую из начальных величин, а именно, принять ПДК содержания углерода диоксида в воздухе жилых помещений за 0,07%, тогда необходимый объем вентиляции возрастет до 72 м 3 /ч.

В современных городах, где основными источниками С02 являются продукты сжигания топлива, норма, предложенная М. Петтенкофером (0,07%) еще в XIX в., теряет значение, так как повышение концентрации его при этих условиях лишь свидетельствуют о недостаточной вентиляции помещения. Тем не менее, содержание углерода диоксида как критерий качества воздуха сохраняет свое значение и его используют при расчетах необходимого объема вентиляции.

Отсутствие четко установленных и общепринятых нормативов допустимого содержания в воздухе различных помещений пыли и микроорганизмов не дает возможности широко применять эти показатели для нормирования воздухообмена.

Величины рекомендованного объема вентиляции очень вариабельны, так как на порядок отличаются между собой. Гигиенистами установлена оптимальная цифра -200 м 3 /ч, соответствующая строительным нормам и правилам, - не менее 20 м 3 /ч для общественных помещений, в которых человек находится беспрерывно не дольше 3 ч.