2074

ции воздуха, ухудшается температурно-влажностный режим среды. Особенно опасной считается газовая аппаратура – плиты и водогрейные колонки. Загрязняют воздух помещений используемые человеком предметы бытовой химии – стиральные порошки, обмыливающие гели, шампуни, пены, ароматические аэрозоли и т.п. Загрязнителем офисов является озон. Он образуется при работе копировальных аппаратов и принтеров. Озон является отравляющим газом.

Биологическое загрязнение помещения связано с повышенной влажностью среды. Колонии микроорганизмов могут размещаться за панелями фальшпотолков, обоями, ковровыми покрытиями, а также в вентиляционных коробках и кондиционерах. Микроорганизмы осаждаются на частицах пыли, капельках воды и вместе с ними переносятся по воздуху помещения. Они вызывают раздражение или аллергию у человека, а иногда и более серьезные заболевания.

Выделение вредных летучих веществ из строительных и отделоч-

ных материалов является основным видом загрязнения воздуха помещений. Организм человека подвергается воздействию большого количества химических веществ, мигрирующих из строительных конструкций, отделочных материалов, встроенной мебели. Скорость поступления вредных веществ в воздух помещения относительно невелика (она может возрастать при повышении температуры или влажности). Но так как генерация вредных веществ идет постоянно, их концентрация может достигать опасных значений. В табл. 5.3. представлен перечень вредных веществ, поступающих из отечественных строительных и отделочных материалов в воздух квартир и оказывающих негативное влияние на здоровье населяющих их людей [98].

В современной строительной практике широко применяются полимерные материалы. Так, из поливинилхлорида изготовляют линолеум, обои, профили дверей и оконных переплетов, оклеивающую пленку. Некачественно изготовленные полимерные материалы могут выделять в воздух летучие органические соединения и целый набор растворителей. Условия применения полимерных материалов в строительстве регламентированы СанПиН 2.1.2.729-99 [99]. В соответствии с СанПиНом отделочные, конструкционные, гидроизоляционные и др. строительные материалы, а также лакокрасочные и клеевые композиции не должны выделять в воздушную среду летучие вещества в таких количествах, которые могут оказывать неблагоприятное действие на организм человека. Строительные и отделочные материалы, а также материалы, используемые для изготовления встроенной мебели, должны быть разрешены к применению органами и учреждениями государственной санитарно-эпидемиологической службы. Для этого они проходят гигиеническую оценку. Она основывается на результатах санитарно-химических, токсикологических, физико-гигиеничеких ис-

231

следований. Испытания материалов проводятся в лабораторных и натурных условиях.

Нормирование содержания загрязняющих веществ в воздушной среде помещений. Перечень наиболее распространенных и гигиенически значимых веществ, загрязняющих воздушную среду помещений жилых зданий, приведен в СанПиН 2.1.2.1002-00 [73]. Ими являются: формальдегид, фенол, сероводород, стирол, оксид азота (IV), бензол, толуол, ксилол, этилбензол и др. Кроме того, в воздухе помещений могут содержаться аэрозоли металлов: свинца, ртути и др. Многие из этих веществ высокотоксичны и относятся к 1-му и 2-му классам опасности.

Формальдегид стал в нашей стране первым химическим веществом, для которого установлен временный норматив ПДК в воздухе жилых и

232

общественных зданий (0,01 мг/м3). Формальдегид выделяется из древесностружечных плит (ДСП), применяемых для изготовления мебели. Его выделяют многие другие материалы – пенопласты, ковровые покрытия, краски, мастики, герметики. Формальдегид является канцерогеном. Он также способен повышать пороговую чувствительность человека к другим химическим веществам. Для воздушной среды жилых и общественных зданий ПДК остальных вредных веществ не установлены. В соответствии с СанПиНом концентрация химических веществ в воздухе жилых помещений, при сдаче их в эксплуатацию, не должна превышать среднесуточных ПДК, установленных для атмосферного воздуха населенных мест, а при отсутствии ПДКс.с не превышать максимально разовых ПДК (ПДК м.р). Уровень загрязнения внутри здания в 2…4 раза (в некоторых случаях в 100 раз) может превышать уровень загрязнения наружного воздуха [98, 100].

Здание имеет постоянный воздухообмен с внешней средой, поэтому все внутренние помещения в той или иной мере связаны с атмосферным воздухом. Загрязнения извне поступают внутрь здания через системы вентиляции, проветривания, через неплотности в ограждающих конструкциях. Концентрация вредных веществ в атмосферном воздухе отдельных районов может достигать высоких значений. Например, среднегодовая концентрация формальдегида в воздухе городов различных регионов составляет от 0,002 до 0,025 мг/м3, а максимальная концентрация достигает 0,232

мг/м3 [101].

Защита воздушной среды от волокон асбеста. Особое внимание следует уделить экологическим характеристикам асбеста. Асбест – это вид минерального сырья, состоящего из силикатных пород волокнистой структуры, которые могут разделяться на мельчайшие волокна. Волокна асбеста коллоидных размеров способны проникать в ткани легких человека и вызывать асбестобусловленные заболевания – асбестоз, рак легких, мезотелиому плевры, хронический бронхит.

Асбестосодержащие композиции обладают огне- и водостойкостью, коррозийной стойкостью и высокой механической прочностью. Эти уникальные свойства обуславливают их широкое применение. Асбестоцемент применяется в строительстве зданий. Из асбеста изготавливают трубы водо- и газоснабжения, канализации, мусоропроводов, обмазочные теплоизоляции, штукатурные растворы, огнестойкие краски, автомобильные тормозные колодки и др.

Перечень асбестоцементных материалов и конструкций, разрешенных к применению в строительстве, приведен в ГН 2.1.2/2.2.1.1009-00 [102]. К ним относятся волокнистые и плоские листы, плитки. На основании сани- тарно-гигиенической оценки установлены области применения асбестоцементных материалов. Кровельным материалом (шифером) покрывают крыши зданий, гаражей, торговых палаток. Асбестоцементные листы и

233

плитки используются для сооружения и облицовки (или отделки) наружных стен зданий, для ограждений балконов и лоджий, для устройства вентиляционных воздуховодов (в системах естественной вентиляции). Сооружение и облицовка внутренних стен и перегородок в жилых и общественных зданиях разрешены при условии последующей облицовки их глазурованной плиткой, нанесении нескольких слоёв масляной краски или других водоустойчивых покрытий. Асбестоцементными конструкциями являются стеновые панели, подоконные плиты и т.п.

В 1990 г. в Российской Федерации принята ПДК волокон асбеста в атмосферном воздухе города, которая составляет 0,06 вол/мл (в Англии 0,07 вол/мл, в Онтарио, Канаде 0,04 вол/мл). Установлено, что концентрация асбестовых волокон, равная 0,1…0,3 мг/м3, не создает повышенной онкологической опасности для населения [103].

Тем не менее проблема использования асбеста остается открытой. Для

еерешения необходимо провести комплекс работ включающий:

медико-биологическую оценку малых доз воздействия асбеста на здоровье человека с целью определения латентного (скрытого) периода заболеваний асбестобусловленными болезнями;

эколого-гигиеническую оценку асбестосодержащих материалов и изделий в условиях их эксплуатации (использования);

изучение влияния заменителей асбеста (стекловолокна, керамических и др. волокон) на население.

Необходимо дополнительно уточнить сферу использования асбеста в строительстве с учетом результатов последних исследований.

Мероприятия по охране среды помещений от загрязнения. Содер-

жание загрязняющих веществ в воздухе помещений зависит от следующих факторов:

объема помещения;

скорости генерации вредных веществ внутри помещения;

скорости удаления вредных веществ из помещения путем фильтрации, химического связывания и т.п.;

величины воздухообмена с атмосферным воздухом;

концентрации вредных веществ в атмосферном воздухе. Содержание загрязняющих веществ в помещении здания можно снизить:

достаточным воздухообменом;

применением технических устройств для очистки воздуха;

объемно-планировочными мерами;

использованием экологически чистых строительных и отделочных материалов.

Основным методом по снижению загрязнения воздуха в помещении является достаточный воздухообмен.

234

Пример. Исходя из гигиенического уровня содержания углекислого газа СО2 в помещении, равного 0,1%, воздухообмен на одного человека составляет 30 м3/ч. Оптимальное условие среды по содержанию СО2 = 0,05% достигается при воздухообмене 60 м3/ч на человека. Это условие для помещения высотой 2,7 м и площадью 20 м2 обеспечивается при расходе наружного воздуха 3 м3/ч на 1 м2 площади.

Величина воздухообмена должна определяться степенью загрязнения воздушной среды помещения (концентрацией вредных веществ, их кумулятивным эффектом), а также степенью загрязнения атмосферного воздуха. По мнению гигиенистов, величина воздухообмена в помещении должна составлять 100…200 м3/ч [93]. Естественная вентиляция жилых помещений должна осуществляться путем притока воздуха через форточки либо через специальные отверстия в оконных створках и вентиляционные каналы. Отверстия каналов должны предусматриваться на кухнях, в ванных комнатах, уборных и сушильных шкафах. Не допускается объединение вентиляционных каналов кухонь и санитарных узлов с жилыми комнатами. Вентиляция объектов общественного назначения должна быть автономной [73].

Эффективным методом очистки воздуха от пыли, микроорганизмов и химических веществ является фильтрация. Особое значение приобретает очистка воздуха в помещениях лечебных учреждений. В воздухе больниц могут содержаться возбудители разных болезней, аэрозоли и пары медикаментов, патогенная флора, дезинфицирующие вещества. Проникновение болезнетворных бактерий в организм человека из воздуха является причиной многих заболеваний – гриппа, кори, ветряной оспы, чумы и т.п. В воздушной среде микроорганизмы – бактерии или вирусы обычно находятся в составе бактериального аэрозоля, который представляет собой мельчайшую капельку жидкости или частицу твердого тела, взвешенную в воздухе. Бактериальные аэрозоли, как и частицы пыли, имеют размер от 1 до 2000 мкм. Частицы размером 5…10 мкм и более мелкие практически не оседают в естественных условиях и находятся во взвешенном состоянии.

Для улавливания пыли и бактериальных аэрозольных частиц исполь-

зуются электрофильтры, а также масляные, бумажные, матерчатые фильтры. Эти фильтры задерживают до 90% и более микроорганизмов. Для более полной очистки воздуха помещений применяют фильтры тонкой очистки. В системах с приточной и вытяжной вентиляцией и кондиционированием чаще всего используют фильтры ЛАИК, снабженные фильтрующим волокнистым материалом ФП (Фильтр Петрянова). Эти фильтры улавливают даже частицы мельчайших размеров (0,1…0,2 мкм). Они задерживают все виды микрофлоры и обеспечивают эффективность очистки воздуха до 99,3…99,99%. Недостатком фильтров является то, что они не поддаются регенерации. Смену фильтра осуществляют в том случае, когда

235

производительность вентиляционной системы, из-за повышения сопротивления фильтра, уменьшается на 25% [104].

Использование современных воздушных фильтров в системах вентиляции позволяет очищать воздух помещений от химических загрязнений на уровне молекул. Такими фильтрами являются НЕРА- и ULPA-фильтры. Фильтрующим материалом в них служат ультратонкие стеклянные волокна. Однако эти волокна загрязняют воздух молекулярным бором и оксидами металлов. Новый класс ULPA-фильтров разрабатывается на основе политетрафторэтилена. Фильтры на основе нового фильтрующего материала имеют лучшую эффективность очистки и не загрязняют воздух [100].

Для очистки воздуха от пыли и бактериальных загрязнений применяется искусственная ионизация воздуха. При работе ионизаторов, установленных в помещении, создаются отрицательные ионы, которые заряжают частицы пыли и микрофлоры, находящиеся во взвешенном состоянии. Заряженные частицы перемещаются в направлении к положительно заряженному полюсу – к земле, полу, стенам, потолку. Осевшая пыль и микроорганизмы периодически удаляются. Чистоте воздуха в помещении способствует поглотительная способность комнатного озеленения.

Примерами объемно-планировочных решений по снижению загрязнения внутренней среды, используемых в строительной практике, являются:

1)двухсторонняя ориентация квартир с угловой, сквозной и горизон- тально-вертикальной (для квартир в двух уровнях) схемами проветривания, способствующая активному воздухообмену;

2)зонирование внутреннего пространства квартиры по видам хозяйст-

236

5.3.Защита среды зданий от шума, вибрации

иэлектромагнитных полей

Защита от шума. Шумы в помещении жилых и общественных зданий можно разделить на внутренние и внешние, проникающие снаружи. К внутренним шумам относятся бытовые шумы и шумы, создаваемые при работе инженерного и санитарно-технического оборудования (вентиляционных установок, лифтов, насосов, кондиционеров, электродвигателей). Бытовые шумы создают люди, населяющие здание, при разговорах, пении, игре на музыкальных инструментах. Это шумы от работы аудио-, видео- и бытовой техники: магнитофонов, телевизоров, стиральных машин, холодильников и т.п.

Внутренние и внешние шумы разделяют на воздушные и ударные. Воздушные шумы проникают в помещение через окна, стены. Удары и вибрации, возникающие при работе оборудования, создают ударный шум. Этот вид шума сопровождает также ходьбу, прыжки, танцы, передвижение мебели, забивание дюбелей. Механизм образования ударного шума можно представить следующим образом. Упругие колебания в твердом материале возникают за счет удара. Их энергия распространяется по грунту, трубам, строительным конструкциям здания (по полу, стенам, перекрытиям, перегородкам) и излучается в виде шума. Характеристики шума приведены в параграфе 4.6.

Нормирование шума в помещениях. Воздушный шум в помещениях жилых и общественных зданий нормируется допустимыми октавными уровнями звукового давления и допустимыми уровнями звука для постоянного шума, а также эквивалентными (по энергии) уровнями звука и максимальными уровнями звука для непостоянного шума (табл. 5.4) [65, 66]. Нормируемые максимальные уровни звука превышают нормируемые эквивалентные уровни на 15 дБА.

Октавные уровни звукового давления в помещениях от всех источников шума определяются с помощью акустических расчетов. Требуемое снижение октавных уровней звукового давления L, дБ, в помещениях вычисляется как

L = L – Lдоп ,

где L – октавный уровень звукового давления в расчетной точке от всех источников шума (см. параграф 4.6), Lдоп – допустимый октавный уровень звукового давления (см. табл. 5.4).

Методы снижения шума. Основными методами снижения шума в помещениях зданий до уровня допустимых величин являются метод звукопоглощения и метод звукоизоляции. Схемы действия звукозащитных конструкций приведены на рис. 5.6 [64].

237

Таблица 5.4

Допустимые уровни звукового давления и уровни звука в помещениях

Примечание. Дробью обозначено: вверху для времени суток с 7 до 23 ч, внизу с 23 до 7 ч.

Суть метода звукопоглощения заключается в поглощении энергии звуковых волн, распространяющихся по воздуху, звукопоглощающими материалами. При этом энергия звука переходит в тепловую энергию. Звукопоглощающие материалы и конструкции подразделяются:

на волокнисто-пористые поглотители (войлок, минеральная вата, фетр, акустическая штукатурка);

мембранные поглотители (пленка, фанера);

резонаторные поглотители (резонатор Гельмгольца);

238

комбинированные поглотители.

Свойство материалов поглощать звук характеризует коэффициент звукопоглощения , который равен отношению количества поглощенной звуковой энергии Епогл к общему количеству падающей энергии Епад ( =

=Епогл / Епад). Если вся энергия звука поглощается, то = 1, если отражается, то = 0. В табл. 5.5 приведены звукопоглощающие характеристики некоторых материалов. Звукопоглощающие материалы необходимы для облицовки конференц-залов, залов собраний, аудиторий и т.п.

го шума и индексы приведенного уровня ударного шума ограждающих конструкций (перекрытий, стен, перегородок) жилых зданий, гостиниц, административных зданий, офисов, больниц и санаториев, учебных заведений, детских дошкольных учреждений нормированы. Допустимые величины Iв лежат в пределах 40…60 дБ, а Iу – 50…70 дБ [65, 68]. При проектировании новых ограждающих конструкций производится расчет их звукоизоляции. Окончательная оценка звукоизоляции дается на основании натурных испытаний. Величины Iв и Iу новых внедряемых ограждающих конструкций должны быть не ниже нормативных.

Основным источником внешнего шума является транспорт. Звукоизоляция наружных стен здания, как правило, выше, чем у окон. Поэтому уровни проникающего в здание шума определяются, в первую очередь, звукоизолирующей способностью окон. Если уровни внешнего шума (в 2 м от наружного ограждения) не превышают допустимых уровней, используются обычные конструкции окон с естественной вентиляцией через открытые форточки и узкие створки. В противном случае применяются специальные шумозащитные конструкции окон с вентиляционными элементами. Вентиляция через окна не предусматривается в помещениях общественных зданий с принудительной (приточной и вытяжной) вентиляцией или кондиционированием.

Звукоизоляционные свойства окон определяются толщиной стекол и

239

воздушных промежутков между ними, герметичностью притворов. Характеристики звукоизоляции стандартных окон известны [68]. Для проверки правильности выбранного конструктивного решения окон проводится расчет спектра проникающего в помещение внешнего шума и сравнение его с допустимым уровнем. Акустические параметры окна должны сочетаться с его теплоизоляционными параметрами. При выборе конструкции окон учитываются требования к воздухообмену проектируемого помещения.

Таким образом, для защиты помещения от шума применяются звукоизолирующие ограждающие конструкции, звукопоглощающие материалы.

Защита от вибрации. Вибрация – это механические (обычно синусоидальные) колебания системы с упругими связями, возникающие в машинах и аппаратах при периодическом смещении центра тяжести какоголибо тела от положения равновесия, а также при периодическом изменении формы тела, которое оно имело в статическом состоянии. Внутренними источниками вибрации в помещениях являются: инженернотехническое оборудование зданий и бытовые приборы (лифты, вентиляционные системы, насосные, пылесосы, холодильники, стиральные машины), а также оборудование, размещённое в зданиях предприятий торговли (холодильные установки), коммунально-бытового обслуживания, котельных. К внешним источникам вибрации относятся: городской рельсовый транспорт (железнодорожный транспорт, трамвай) и автотранспорт, а также расположенные вблизи застройки промышленные предприятия и передвижные промышленные установки (гидравлические и механические прессы, металлообрабатывающие механизмы, поршневые компрессоры, бетономешалки, дробилки, строительные машины). Колебания вибрации через грунт, коммуникации, трубопроводы распространяются по территории жилой застройки, передаются конструкциям здания и оказывают негативное влияние на его жителей. Иногда колебания вибрации способны разрушить конструкции и сооружения.

Общая вибрация передается на тело человека через опорные поверхности. Диапазон частот общей вибрации устанавливается в виде октавных или 1/3 октавных полос со среднегеометрическими частотами: 2; 4; 8; 16; 31,5; 63 Гц. При частоте больше 20 Гц вибрации сопровождаются звуком, ниже 20 Гц – инфразвуком. По характеру спектра вибрации подразделяются на узкополосные и широкополосные. По частотному составу вибрации разделяют на низкочастотные (с преобладанием максимальных уровней в октавных полосах частот до 4 Гц), среднечастотные (8…16 Гц), высокочастотные (31,5…63 Гц). По длительности действия выделяют постоянные вибрации, для которых величина параметров изменяется не более чем в два раза (на 6 дБ) за время наблюдения (не менее 10 мин при измерении с постоянной времени 1 с), и непостоянные, которые подразделяют на колеблющиеся во времени, прерывистые и импульсные.

240