Естественное освещение. Факторы, определяющие его.

Оценка естественного освещения. Показатели. Наибо­лее распространенными способами оценки естественного освещения являются светотехнический и геометрический. К первому относится определение коэффициента естествен­ной освещенности (КЕО), ко второму — определение све­тового коэффициента, угла падения световых лучей, угла отверстия.

КЕО — это отношение освещенности точки, находящей­ся внутри помещения, к одновременной освещенности горизонтальной поверхности, расположенной вне помещения и освещаемой рассеянным светом всего небосвода.

КЕО= Еп/Ео100 %,

где Еп — освещенность (лк) точки, находящейся внутри по­мещения на расстоянии 1 м от стены, противоположной ок­ну; Е0 — освещенность (лк) точки, расположенной вне помещения, при условии ее освещения рассеянным светом всего небосвода.

Величина этого коэффициента выражается в процентах и нормируется в зависимости от назначения помещения и характера выполняемой работы в нем. Для жилых поме­щений КЕО должен быть не менее 0,5

Угол падения световых лучей образован двумя линиями, исходящими из одной точки на столе к верхнему и нижнему краю окна. Величина этого угла уменьшается по мере удаления от окна. Нормальная освещенность естественным светом будет обеспечиваться, если угол падения световых лучей будет составлять менее 27 градусов. Этот показатель позволяет только ориентировочно судить об уровне естест­венной освещенности помещений, так как не учитывает многих факторов, влияющих на величину и продолжитель­ность освещения. К нему необходимо прибегать, когда КЕО определить невозможно (отсутствуют графики, номограм­мы и соответствующие таблицы).

Угол отверстия позволяет судить о величине небесного свода, непосредственно освещающего исследуемое место. Чем больше угол, тем больше видимый участок неба и тем лучше освещение.

Угол отверстия образован также двумя линиями, исхо­дящими из точки наблюдения к верхнему краю окна и к верхней точке противостоящего здания или дерева (затемняющего свет предмета), расположенного перед окном вне здания. Величина этого угла характеризует видимую часть небосвода, т. е. дает представление о степени затемнения помещения высокими предметами, находящимися перед ок­нами. Величина угла отверстия должна составлять не ме­нее 5 градусов.

Световой коэффициент — это отношение застекленной поверхности окон к площади пола в помещении. Он выра­жается дробью. В числителе ставят величину застекленной поверхности окон, а в знаменателе — величину площади пола. Числитель принимают за единицу, а в знаменателе в таком случае ставят число, показывающее, какую часть площади пола занимает застекленная поверхность окон. Норма светового коэффициента зависит от характера осве­щения. Для жилых помещений он должен быть не менее 1/8—1/10.

Все вышеперечисленные показатели естественного осве­щения в той или иной степени связаны с инсоляцией поме­щений. Инсоляция — это облучение поверхностей прямыми солнечными лучами. В соответствии с «Санитарными нор­мами и правилами обеспечения инсоляции жилых помеще­ний и общественных зданий, а также территории жилой застройки городов и других населенных пунктов» на территориях и в помещениях необходимо обеспечить непрерывное прямое солнечное облучение не менее трех часов в день для зданий на период с 22 марта по 22 сентября в районах начиная с 60° с. ш. и южнее, с 22 апреля по 22 августа для районов севернее 60° с. ш. Условия инсоляции территории и помещений рассчиты­вают при выборе типов зданий и их ориентации, при опре­делении взаимного размещения зданий, выборе участков для детских учреждений и школ, игровых и хозяйственных площадок.

Общие сведения о вентиляций жилища.

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.

Общая информация о отопление жилища.

Гигиеническая задача отопления жилища заключается в создании устойчивого комфортного микроклимата, поддерживающего тепловое равновесие ор­ганизма в холодный период года. Отопление должно созда­вать определенный уровень температуры в помещении не­зависимо от колебаний температуры наружного воздуха, обеспечивать равномерность температуры воздуха в гори­зонтальном и вертикальном направлениях. Все эти условия определяются системой отопления, качеством топлива, ре­гулярностью и достаточностью отопления.

Различают два вида отопления: местное (печное) и цен­тральное. Отличаются они тем, что в первом случае сжи­гание топлива производится в отапливаемом помещении в самом нагревательном приборе (печи), во втором — нагре­вание теплоносителя (воды, пара, воздуха) за пределами помещений. Обе системы должны удовлетворять следую­щим требованиям: а) равномерно нагревать воздух в пре­делах нормативных температур; б) не быть источником за­грязнения жилых помещений; в) быть безопасными в пожарном отношении; г) не создавать возможность про­никновения угарного газа в помещение.

Местное отопление представляют печи различной кон­струкции, используемые для обогрева одного или несколь­ких смежных помещений. Печи имеют специальный топ­ливник, где сжигается топливо, а образующиеся при этом дымовые газы отводятся по дымоходу в атмосферу. При этом тепло нагретых дымовых газов передается стенам пе­чи, от которых затем нагревается воздух помещений. На­гревающиеся стены печи не должны иметь температуру вы­ше 80 °С, чтобы предупредить подгорание пыли и неприят­но действующее на человека теплоизлучение.

Недостатками местного отопления являются: неравно­мерное нагревание помещения, загрязнение золой, газами,

опасность в пожарном отношении, уменьшение полезной площади помещения.

В настоящее время широкое распространение получило центральное отопление. По сравнению с местным оно имеет ряд преимуществ: в помещении постоянно поддерживается требуемая температура воздуха, исключается ухудшение ка­чества воздуха, загрязнение его продуктами неполного сго­рания топлива и золы, создается равномерная температура.

Существует несколько систем центрального отопления: паровое, водяное, лучистое, воздушное. Для обогрева жи­лых и общественных зданий используется преимуществен­но водяное отопление.

Система центрального водяного отопления со­стоит из котла, трубопроводов и нагревательных приборов. Теплоносителем является горячая вода, которая подогре­вается в котле и по трубопроводам поступает в нагрева­тельные приборы. Отдав тепло приборам, охлажденная вода по трубопроводам возвращается в котел и вновь на­гревается. Поскольку при нагревании объем воды увеличи­вается, в системе устраивается расширительный сосуд, при­нимающий излишний объем воды. Водяное отопление мо­жет быть устроено с верхней и нижней разводкой. При верхней разводке горячая вода из котла поступает в зало­женные на чердаке магистральные трубы, а затем по стоя­кам вниз к отопительным приборам. Охлажденная вода из отопительных приборов по обратным трубам собирается общей трубой и направляется к водогрейному котлу.

При нижней разводке магистральные трубы, разводя­щие горячую воду к стоякам, прокладывают в подвальном этаже.

Отопительные (нагревате­льные) приборы — радиато­ры — размещают у наружных стен под окнами. Это уменьшает холодный поток воз­духа, исходящий от окон и на­ружных стен, способствует пе­ремешиванию с нагретым воз­духом. Радиаторы должны быть доступными очистке от пыли, _ температура на их поверхности не должна превышать 80 °С. С помощью радиаторов создается конвекционный путь отда­чи тепла.

Центральное паровое отопление отличается от водяного тем, что вместо воды используется горячий пар, который также подается в нагревательные приборы — ра­диаторы. При этом температура на поверхности радиато­ров может превышать 80 °С, что делает эту систему отоп­ления менее пригодной для жилых помещений, так как для защиты от возможных ожогов приходится делать специ­альную арматуру (деревянные решетки).

Более совершенной системой отопления считается л у-чистое отопление, при котором отдача тепла проис­ходит с помощью излучения. При этом тепло излучают нагретые поверхности стен, потолка, пола, которые нагрева­ются горячей водой, поступающей из котельной, но цирку­лирующей по трубам, заложенным в толще бетонных пане­лей. Температура поверхности таких панелей значительно ниже температуры поверхности радиаторов (потолочные панели имеют температуру 28—30 °С, стенные — 40—45, подвальные — 25—27 °С.

Лучистое отопление имеет ряд преимуществ по сравне­нию с конвекционным (с помощью радиаторов): снижается отдача тепла излучением, поддерживается более равномер­ная температура в горизонтальном и вертикальном направ­лениях, исключается оседание и пригорание пыли на при­борах отопления, уменьшается возможность охлаждения при проветривании, не снижается полезная площадь поме­щений и т. д.

Для отопления группы зданий устраиваются кварталь­ные котельные, а для отопления зданий жилого района — теплоэлектроцентрали (ТЭЦ). При этом в жилых домах для бытовых целей обычно устраивается и горячее водо­снабжение.

В настоящее время широкое распространение получило воздушное отопление, при котором наружный воз­дух через воздухоприемник поступает в нагревательную камеру, где установлены нагревательные приборы — кало­риферы, а затем по каналам подается в помещение. Охла­жденный воздух удаляется из помещений через вытяжные каналы в вытяжную шахту.

Эта система отопления обеспечивает хороший воздухо­обмен в квартире, но ряд недостатков делает ее менее це­лесообразной. К ним относятся низкая влажность воздуха в помещении вследствие нагревания его в калориферах, возможность пригорания пыли, оседающей в каналах, за­грязнение воздуха отапливаемых помещений продуктами горения органических веществ.

Гигиенические требования к микроклимату жилища

Жилище создается для того, чтобы человек, проживаю­щий в нем большую часть суток, мог отдохнуть, восстано­вить свои силы. При этом изменения в окружающей среде не должны изменять благоприятный для человека микро­климат внутри квартиры. Следовательно, жилище предназ­начено для создания в нем искусственных климатических условий, т. е. микроклимата, под которым подразумевает­ся совокупность факторов, таких как влажность, движение и температура воздуха и окружающие поверхностей, кото­рые, в свою очередь, определяют тепловой комфорт.

Параметры факторов микроклимата должны соответст­вовать рекомендуемым для жилища и обеспечивать благо­приятные условия теплообмена человека, не нарушая его нормальное теплоощущение.

Как показали исследования, оптимальной температурой воздуха в жилище зимой в условиях умеренного и теплого климата является 18—20 °С (в северных районах 21—22°С, а в жарких—18—19 °С). Температура воздуха в жилище зависит от температуры наружного воздуха и от работы отопительных приборов. Во избежание нарушения теплово­го равновесия и одностороннего охлаждения тела необходи­мо, чтобы разница в температуре воздуха по горизонтали, проходящей от наружных стен до любой точки внутри поме­щения, не превышала 2 °С, а по вертикали, между полом и высотой 1,5—2 м,— 3°С. Такой перепад температур человек в обычной одежде не ощущает.

Большое значение в оценке микроклимата жилища име­ет и температура внутренней поверхности ограждающих конструкций здания: стен, пола, остекления. Чтобы не нарушился теплообмен — организма, перепад температур ох­лажденных ограждений и воздуха в жилище должен состав­лять около 4°С. При соблюдении указанных температурных условий у взрослого нормально одетого человека в состоя­нии покоя потеря тепла конвекцией составляет около 20, радиацией (излучением) — 56, испарением 24%, т. е. ос­новной путь отдачи тепла — радиационный. Если темпера­тура воздуха ниже температуры тела, наблюдается преиму­щественно конвекционный путь отдачи тепла. Если же температура воздуха и окружающих предметов не ниже температуры тела, отдача тепла может осуществляться только испарением.

Вторым фактором микроклимата жилища является влажность воздуха, на изменения которой человек реаги­рует сразу. Для того чтобы воздух помещения не ощущал­ся как чрезмерно сухой или избыточно влажный, его отно­сительная влажность должна быть 30—60 %.

Как правило, в закрытых помещениях скорость движе­ния воздуха очень мала и не ощущается человеком. Но, тем не менее, она существует и оказывает определенное влияние. Объясняется это тем, что в неподвижном или малопод­вижном воздухе теплоотдача организма затрудняется, а слишком подвижный воздух увеличивает теплоотдачу кон­векцией и уменьшает теплоотдачу излучением. Для созда­ния в жилище комфортного микроклимата при температуре 18—20 °С и относительной влажности 30—45 % как более благоприятной для организма является скорость движения воздуха 0,1—0,15 м/с.

Чтобы создать в жилище комфортные микроклиматиче­ские условия, во все периоды года в холодных районах не­обходимо проводить мероприятия по предупреждению и защите организма от охлаждения, а в районах с жарким и теплым климатом — по защите от перегревания. К меро­приятиям по защите от охлаждения относятся рациональ­ное отопление, ориентация помещений с учетом вредного охлаждающего влияния господствующих ветров, использо­вание ограждения с большой теплоустойчивостью, утепле­ние входов, подпола, чердака, герметизация оконных проемов и т.д..

Мероприятиями по защите жилища от перегрева явля­ются соответствующая планировка квартир, сквозное про­ветривание, ориентация помещений, предупреждающая их перегревание, использование веранд, террас и специальных солнцезащитных устройств, озеленение, светлая окраска наружных ограждений, эффективная вентиляция помеще­ний и т. д.

Естественное освещение

Правильный световой режим в помещении, прежде всего, необходим для оптимальной функции зрительного анали­затора. При недостаточном освещении нагрузка на орган зрения возрастает и создаются условия для возникновения близорукости.

Хорошее освещение оказывает положительное влияние на центральную нервную систему, улучшает функции дру­гих анализаторов, способствует бодрому настроению, по­вышает работоспособность. Солнечный свет, особенно его ультрафиолетовый спектр, являясь источником жизни, обес­печивает рост и развитие детского организма, повышает сопротивляемость к инфекционным и острым респиратор­ным заболеваниям, способствует образованию в организме витаминов группы К сожалению, недостатком обычного стекла является то, что оно почти не пропускает ультрафио­летовое излучение.

Уровень естественного освещения зависит от следующих факторов: географической широты, времени года и суток, ориентации светонесущей стены по отношению к горизонту, наличия затенения противостоящими зданиями или дере­вьями.

В зависимости от географической широты, высоты стоя­ния солнца, состояния облачности и степени прозрачности атмосферного воздуха интенсивность солнечного излучения колеблется.

Ориентация светонесущей стены здания должна обеспе­чить достаточную освещенность помещений прямыми сол­нечными лучами и одновременно исключить возможность избыточного перегревания помещений в жаркий период го­да. Так, в умеренном климате лучшей ориентацией окон в жилых комнатах является юго-восток или юг.

Большое значение имеет также и величина окон. Чем больше их размер, тем больше проникает в помещение све­товых лучей. Верхний край окна следует ближе распола­гать к потолку, что способствует более глубокому проник­новению света в помещения. Освещение зависит от величи­ны простенков между окнами, количества оконных прое­мов и характера переплетов на них. Ширина простенков не должна превышать полуторную ширину оконных прое­мов.

Глубина помещения (расстояние от стены с окнами до противоположной стены) также оказывает влияние на ос­вещение и не должна превышать более чем в 2 раза рас­стояние от верхнего края окна до пола, т. е. должна быть не более 6,5 м.

Степень чистоты остекления также влияет на освещен­ность. Так, через грязные, запыленные стекла не проходит около 50 % световых лучей. Поверхность оконного стекла должна быть ровной, так как волнистое стекло, как и гряз­ное, задерживает световые лучи. Занавеси на окнах могут поглощать до 40 % света.

Освещенность помещений зависит от окраски стен, по­толка и мебели. Темные цвета больше поглощают световых лучей и тем самым снижают степень освещенности. Пото­лок должен быть окрашен белой краской, стены — светлой.