Воздушно-тепловой режим

Одним из важнейших средовых факторов, оказывающих влияние на работоспособность и состояние здоровья детей, является воздушно-тепловой режим помещения.

В закрытых помещениях детских и подростковых учреждений за время пребывания в них детей повышаются температура и влажность воздуха. Изменяется химический состав воздуха вследствие выделений продуктов жизнедеятельности, так называемых антроповыбросов (выдыхаемый воздух, кишечные газы, выделения с поверхности кожи). Кроме того, воздушная среда загрязняется выделением химических веществ из отделочных материалов, в процессе учебно-производственной деятельности. Меняются биологические свойства воздуха (бактериальная обсеменённость), ионный состав (увеличивается количество тяжёлых, положительно заряженных частиц).

Основным источником микрофлоры в помещениях является флора носоглотки и пыль. Исследования, проведённые в школах показали, что количество колоний в 1 м³ воздуха от начала учебного дня к концу второй смены возрастает в 6-7 раз. Наряду с сапрофитной микрофлорой содержится и патогенная.

Наиболее эффективный путь борьбы с бактериальной загрязненностью воздуха в детских учреждениях – санация носоглотки детей и борьба с пылью, включающая ряд мероприятий по благоустройству и санитарному содержанию здания и участка и личной гигиене (озеленение территории, влажная уборка помещений, очистка и смена обуви).

В воздухе помещений появляется примесь органических веществ – аммиака, летучих жирных кислот, сероводорода, оказывающих неблагоприятное влияние на организм.

Ионный состав воздуха изменяется потому, что лёгкие ионы адсорбируются дыхательными путями, парами воды, пылевыми частицами. Исследования показали, что количество лёгких ионов в воздухе классных комнат находится в обратных отношениях с запылённостью воздуха, его влажностью и содержанием углекислоты. При широкой аэрации происходит благоприятное изменение ионного состава воздуха помещений.

В результате жизнедеятельности организма в окружающую среду выделяется значительное количество тепла. По наблюдению многих авторов, температура в классной комнате к концу занятий повышается на 2,5-3,5⁰С, а при неблагоприятных условиях (отсутствие вентиляции) – на 4-6⁰С.

О качестве воздуха в помещении принято судить по количеству углекислого газа в нём, так как содержание последнего изменяется параллельно с изменением химического состава и физических свойств воздуха, происходящих за счёт выдыхаемого воздуха. Конечно, содержание двуокиси углерода является лишь косвенным показателем загрязнения воздуха и не всегда отражает степень его чистоты. В детских учреждениях содержание СО₂ может оставаться низким при значительной запылённости и бактериальной загрязнённости воздуха, загрязнении его выделениями различных химических примесей в связи с использованием современных строительных и отделочных материалов.

Однако и в настоящее время содержание углекислоты в воздухе в совокупности с характеристикой температуры, влажности воздуха широко используется как показатель воздушной среды закрытых помещений. Путём наблюдений установлена предельно допустимая концентрация углекислоты в помещениях для детей 0,1%. Эта величина и легла в основу расчёта необходимого объёма воздуха на одного ребёнка в час и последующего примерного расчёта кратности воздухообмена в отдельных помещениях.

Для того чтобы предотвратить изменение физико-химических свойств воздуха, следует осуществлять воздухообмен. При расчёте необходимого объёма воздуха на ребёнка в час принято исходить из количества выдыхаемой им в час углекислоты и предельно допустимой концентрации её в воздухе помещений. Выделенная углекислота должна распределиться в воздухе помещения и не превысить предельно допустимого содержания. Расчёт ведётся по формуле:

С= К: (Р-q)

Где С-объём воздуха, необходимый ребёнку; К - количество углекислоты (м³), выделяемое ребёнком в течение часа; Р – предельно допустимое содержание углекислоты в 1 м³воздуха; q- содержание углекислоты в 1 м³ атмосферного воздуха.

Количество углекислоты, выделяемой за час, зависит от возраста ребёнка и характера выполняемой им работы. Дети дошкольного возраста выдыхают около 4 л углекислоты в час, дети младшего школьного возраста – 8-10 л, старшие школьники – 10-12 л.

Исходя из предельно допустимого содержания углекислоты в помещениях для детей 0,1% и содержания её в атмосферном воздухе 0,04% вычисляем объём воздуха на одного ребёнка школьного среднего возраста:

С=0,012: (0,001-0,0004)=0,012:0,0006=20 м³.

При физической работе и подвижных играх выделяется в 2-3 раза больше углекислоты, и необходимый объём воздуха также увеличивается вдвое-втрое.

Изменение физических, химических и биологических качеств воздушной среды оказывает неблагоприятное влияние на организм детей: ухудшается работоспособность, появляются головная боль и вялость. Химические загрязнения воздуха могут вызвать токсическое действие, аллергию. Повышается заболеваемость. Поэтому большое значение придаётся санитарно-гигиеническому контролю за показателями воздушной среды и правильной эксплуатации систем отопления и вентиляции в детских и подростковых учреждениях.

Температура воздуха в помещениях для детей и подростков должна быть дифференцирована в зависимости от назначения помещения, строительно-климатической зоны, возраста детей и др.

Оптимальные показатели относительной влажности воздуха приняты 30-50%, подвижности воздуха – 0,06-0,25 м/с, допустимые: 25-60% и не более 0,3м/с. В игровых и групповых, расположенных на 1-м этаже, температура поверхности пола в зимний период должна быть 23⁰С.

В различных климатических районах при выполнении разных видов деятельности детьми и подростков наблюдается разный уровень теплообразования и теплоотдачи организма. Чтение, письмо, тихие игры детей сопровождаются малым выделением тепла. В помещении с высокой температурой воздуха, особенно в сочетании с высокой влажностью и малыми скоростями движения воздуха, отдача тепла затрудняется, что неблагоприятно отражается на тепловом состоянии детей и их работоспособности.

Дети с ослабленным здоровьем должны заниматься в помещении с несколько повышенной температурой. Оптимальные показатели температуры воздуха помещений могут быть снижены путём закаливания детей.

Для поддержания оптимальных условий микроклимата помещений применяют различные системы отопления. Наиболее широко используется центральное водяное отопление низкого давления с температурой воды-теплоносителя для дошкольных учреждений 85⁰С, для школ и других учебных заведений – 95%.

При водяном отоплении нагревательные приборы (конвекторы, радиаторы) отдают тепло омывающему их воздуху помещения, при этом температура стен остаётся низкой и вызывает отрицательную радиацию, то есть потерю тепла организмом путём излучения.

Лучистые системы отопления (или панельное отопление) представляют собой заключённые в ограждающие конструкции трубы или каналы, по которым циркулирует нагретая вода или воздух. При этом теплоотдающими поверхностями могут быть пол и потолок или стены помещения.

Лучистая система отопления имеет ряд преимуществ: равномерность температуры воздуха в помещении, отсутствие пригорания пыли, возможность лучше проветривать помещения, так как тепловой комфорт детей обеспечивается при более низкой температуре воздуха. Для обеспечения оптимального теплового состояния детей рекомендуется температура нагрева панелей полов детских учреждений в помещениях младших классов не выше 24⁰С, потолков – 28⁰С, стен – 30-35⁰С.

В последнее время в школьных зданиях широкое распространение получило воздушное отопление. При этой системе наружный воздух поступает в воздухо-заборную шахту, затем в приточную шахту, затем в приточную камеру, после чего подвергается кондиционированию (нагрев, очистка и увлажнение) и через приточные отверстия подаётся в учебные помещения в количестве 16 м³/ч на одного учащегося. Температура факела воздуха не должен превышать 40⁰С.

Одновременно из учебных помещений предусматривается естественная вытяжная вентиляция через рекреации с последующей вытяжкой из санитарных узлов. В школах малой вместимости в сельской местности допускается печное отопление. При этом должны соблюдаться следующие условия: обеспечение нормируемого уровня нагрева воздуха, суточные колебания температуры не более 3⁰С, нагрев поверхности печи не выше 90⁰С, расположение топливников и задвижек вне учебного помещения.

Вентиляция обеспечивает приток чистого воздуха и удаление загрязнённого, способствует поддержанию в помещениях оптимальных микроклиматических условий и чистоты воздуха.

Естественная вентиляция предусматривает поступление наружного воздуха под влиянием теплового или ветрового напора и удаление загрязнённого через вытяжные каналы. Приток воздуха осуществляется через фрамуги. Правильное устройство фрамуги такое, когда наружная створка открывается наружу на петлях, укреплённых в верхней части фрамуги, а внутренняя – внутрь на петлях, укреплённых в нижней части фрамуги. При таком устройстве фрамуги наружный воздух направляется к потолку и в зону нахождения детей поступает уже нагретым, не вызывая их охлаждения. В тёплое и переходное время года аэрация помещений может осуществляться непрерывно в присутствии детей. Для обеспечения достаточного притока воздуха отношение площадей сечения фрамуги и пола должно быть не менее 1:50.

Чистота воздуха помещений достигается правильной организацией проветривания классных помещений во время перемен. Продолжительность проветривания определяется температурой наружного воздуха. До начала занятий рекомендуется сквозное проветривание.