В результате жизнедеятельности людей изменяются физические свойства (повышаются температура и влажность) и химический состав воздуха закрытых помещений. В выдыхаемом людьми воздухе количество С02 увеличивается с 0,04 до 4,4 %. В плохо вентилируемых помещениях появляются неприятные запахи, которые могут быть результатом разложения органических веществ на поверхности кожи, белья и одежды человека, сырости стен, кухонных помещений, уборных. и т. д. Даже кратковременное пребывание в такой атмосфере снижает работоспособность, ухудшает общее самочувствие, может вызвать появление головной боли, тошноту, рвоту и т. д.
Применение для бытовых целей природного или искусственного газа при плохой герметичности газовой сети может привести к острому отравлению с потерей сознания, судорогами и удушьем, вызванному поступлением в воздух закрытых помещений продуктов неполного сгорания газа — оксидов углерода, азота, формальдегида, бензола. При сгорании 1 м3 газа образуется 800 г воды, следовательно, значительно увеличивается влажность воздуха.
При применении полимерных строительных материалов (пластмасс) возможно загрязнение воздушной среды помещений свободными мономерами, фенолом, формальдегидом, а также летучими и токсичными веществами, входящими в состав различных добавок к полимерным материалам (отвердители, ускорители). К ним относятся дибутилфталат, гидроперекись изопропилбензола и т. п.
Наряду с этим вместе с пылью в воздух закрытых помещений попадает большое количество различных микроорганизмов, в том числе и патогенных. Особенно опасен воздух помещений, где находится больной или бациллоноситель. При этом микроорганизмы попадают в воздух с капельками слюны, разбрызгиваются при разговоре, чиханье, кашле. Вдыхание такого воздуха может сделать здорового человека больным, явиться причиной возникновения таких заболеваний, как туберкулез, грипп, скарлатина, корь, коклюш, дифтерия, ветряная оспа и др.
Вышеперечисленные факторы, способствующие загрязнению воздушной среды жилых помещений, обусловливают обязательную замену комнатного воздуха чистым наружным воздухом. Такая смена воздуха или обеспечение достаточного воздухообмена достигается с помощью вентиляции. Число, показывающее, сколько раз в течение часа воздух в помещении сменится наружным, называется кратностью воздухообмена. Кратность воздухообмена зависит от следующих факторов: кубатуры помещения, количества людей в помещении, характера выполняемой работы, количества источников загрязнения воздуха. В жилое помещение из расчета на одного взрослого человека должно быть введено 30—35 м3, ребенка до 10 лет— 12— 20, старше 10 лет — 20—30 м3 воздуха в 1 ч.
Для помещений, где происходит тяжелая физическая работа (промышленные предприятия, спортивные залы), а также в больничных палатах объем вентиляции должен быть больше. Так, в спортивных залах требуется 90 м3 воздуха на 1 человека в 1 ч, в производственных помещениях — 70 м3 и более.
Достаточный воздухообмен осуществляется с помощью естественной и искусственной вентиляции. Естественная вентиляция — это воздухообмен, происходящий под влиянием разницы температур наружного и комнатного воздуха. Для естественной вентиляции существенную роль играет также разность давлений и ветровой напор. Однако достаточный воздухообмен жилых помещений не всегда обеспечивается за счет инфильтрации воздуха через поры строительных материалов наружных стен, неплотности и мелкие щели в конструкциях зданий. Существуют еще и средства усиления естественной вентиляции: форточки, фрамуги, вентиляционные каналы, подоконные приточные приспособления и т. п. Через форточки и фрамуги, устроенные в окнах, происходит воздухообмен, для чего площадь форточки должна быть не менее 0,3 м2. Однако через форточку в помещение поступает струя холодного воздуха, на нагревание которого необходимо некоторое время, что удлиняет время проветривания. Фрамуга является более совершенным устройством, так как, располагаясь в верхней части окна, исключает прямое действие холодного воздуха на человека и, открываясь под углом 45° к поверхности окна, направляет поступающий в помещение воздух к потолку. Смешавшись с теплым воздухом помещения, поступивший наружный воздух опускается в зону дыхания людей уже подогретым. Это позволяет держать фрамугу открытой длительное время.
Более эффективный воздухообмен наблюдается при сквозном проветривании, когда в квартире открывают форточки или фрамуги окон, устроенных в противоположных наружных стенах. При этом полная смена воздуха обеспечивается за 3—5 мин.
Усиливается естественный обмен воздуха при устройстве специальных вытяжных каналов, расположенных в стенах. Вытяжные отверстия таких каналов должны располагаться в верхней части стены, так как нагретый воздух в помещении поднимается вверх. СНиП Н-33-75 «Нормы проектирования. Отопление, вентиляция и кондиционирование воздуха» обязуют устраивать эти каналы в кухнях, туалетах, ванных. Вытяжные каналы объединяются в сборные коллекторы, которые подводятся к вытяжным шахтам, расположенным на крыше.
В помещениях, где находится большое количество людей или воздух значительно загрязнен, естественная вентиляция не может обеспечить нужного воздухообмена. Тогда устраивают искусственную механическую вентиляцию. Искусственная вентиляция может быть местной (для одного помещения) и центральной (для всего здания). Она не связана с колебаниями температуры наружного воздуха, действует постоянно и равномерно с помощью специальных побудителей (вентиляторов).
Центральная искусственная вентиляция может быть приточной, вытяжной и комбинированной (приточно-вытяжной).
Если воздухообмен усиливают с помощью искусственной подачи наружного воздуха, то такая вентиляция называется искусственной приточной. Подаваемый при этом воздух должен быть чистым с определенными температурой и влажностью, обеспечивающими хорошее самочувствие человека. Поэтому необходимы сооружения для очистки и подогрева воздуха. Место забора воздуха должно быть расположено вдали от источников загрязнения его пылью, газами и на высоте не менее 2 м от поверхности почвы. После забора воздух проходит пылеотстойную камеру, фильтры и подогревается, проходя над отопительными приборами. Очищенный и подогретый воздух подается в помещение, а комнатный воздух удаляется естественным путем (через форточки, фрамуги, поры строительных материалов).
При устройстве вытяжной вентиляции воздух из помещения удаляется механическим путем, а приток чистого воздуха осуществляется через окна, щели, поры стен.
При устройстве приточно-вытяжной вентиляции и приток, и вытяжка воздуха осуществляются механическим путем. При этом возможно преобладание одного вида вентиляции над другим. Например, в помещении, из которого воздух не должен попадать в соседние помещения (кухня, уборная и др.), вытяжка должна преобладать над притоком, а в помещении, где чистота воздуха особенно необходима (операционные), приток должен преобладать над вытяжкой.
Поэтому кратность воздухообмена по притоку обозначают знаком «+», а по вытяжке — знаком «—». Например, в операционной условия вентиляции характеризуются как +6, —5. Это значит, что в данное помещение подается в 1 час — шестикратный, а извлекается — пятикратный объем воздуха по отношению к объему помещения.
В последнее время широко применяется кондиционирование воздуха, являющееся наиболее совершенным видом искусственной вентиляции. С помощью кондиционеров внутри помещений создаются необходимые параметры микроклимата (температура, влажность, движение воздуха). Для этого в кондиционерах воздух очищается, подогревается или охлаждается, увлажняется, т. е. автоматически поддерживаются необходимые микроклиматические условия.