книги из ГПНТБ / Кореневская, Е. И. Гигиенические вопросы строительства школьных зданий

в 2—3 раза меньше, чем с большой, и перегрев насту­ пает при более низкой температуре воздуха (С. И. Ве­ тошкин, 1955; Б. Г. Багиров, X. И. Кулиев, 1962; М. С. Горомосов, 1963). Аналогичные данные получены Е. А. Семенцовой (1970) в отношении школьников. Оче­ видно, школы южных районов страны должны иметь большую, чем в средней полосе, высоту помещений, и снижение ее до 3 м в чистоте нецелесообразно.

Улучшению микроклимата в условиях юга страны способствует и снижение этажности зданий (С. И. Ве­ тошкин, 1965; И. М. Геллер, М. Д. Рахматулаева, 1965). Температура воздуха помещений детских учреждений на первом этаже всегда на 1—2° ниже за счет благопри­ ятного влияния температуры почвы и затенения, созда­ ваемого озеленением прилегающей территории.

Таким образом, строительство шкО|П с ленточным ос­ теклением в южных районах страны может быть допу­ щено лишь в виде исключения и только при условии изменения конфигурации, ориентации помещений и уве­ личения их площади и высоты.

В условиях Крайнего Севера и Сибири недопустимо применение ленточного остекления учебных помещений из-за резкого ухудшения микроклиматических условий помещений и теплового состояния детей при темпера­

по нашим наблюдениям, проведенным в школе поселка Диас Свердловской области, при наружной температуре —25 —35° температура воздуха в учебных помещениях колебалась от плюс 4 до 16°, и 96,7% школьников, оде­ тых в утепленную одежду, жаловались на охлаждение.

В школах умеренных широт европейской территории Советского Союза с учетом возможности повышения уровней естественного освещения учебных помещений ленточное остекление может применяться при условии:

— повышения температуры воздуха помещений диф­ ференцированно в зависимости от количества наружных ограждений;

—повышения температуры остекления до 13—14°;

—исключения токов холодного воздуха путем гер­ метизации стыков стеновых ограждений с окнами;

—обязательного применения солнцезащитных уст­

ройств.

170

Вентиляция и отопление школьных зданий

Обеспечить оптимальные климатические условия по­ мещений можно лишь при наличии в здании эффектив­ ных и надежных в эксплуатации систем вентиляции и отопления. Об этом еще около 100 лет назад писал проф. Н. Ф. Зденкауэр (1895). В те годы (1895) в Рос­ сии был создан специальный комитет, занимавшийся рассмотрением способов вентиляции помещений приме­ нительно к климатическим условиям России. Большое внимание вопросам отопления и 'вентиляции зданий уделяли Русское общество охраны народного здоровья, журнал «Здоровье», издаваемый под руководством А. П. Доброславина. В развитии отопительной и венти­ ляционной техники огромную роль сыграло тесное со­

но и активно внедрять их в жизнь всеми путями, в том числе и через санитарную технику.

После Великой Октябрьской социалистической рево­ люции работа по научному обоснованию наиболее эф­ фективных средств вентиляции и отопления школьных зданий получила широкое развитие. Особенно много этими вопросами занимались в 30-х годах (А. Д. Бекарюков, 1933; В. А. Левицкий, 1933, и др.). Однако в последующие годы внимание к этой проблеме, к сожа­ лению, было ослаблено. Гигиенисты в большинстве слу­ чаев лишь констатировали нарастание уровня углеки­ слоты, температуры, влажности и бактериальной за­ грязненности воздуха на протяжении занятий (во время урока и от урока к уроку). В то же время число ис­ следований, посвященных непосредственно гигиениче­ ской оценке средств вентиляции и отопления и разра­ ботке мероприятий по их улучшению и изменению, бы­ ло ограничено. Исследовалось преимущественно влияние аэрации классов на здоровье и работоспособ­ ность учащихся (М. А. Шарова, 1956; О. И. Дедабришвили, 1960; 3. П. Громова, 1963), хотя ограниченные ее воз­ можности в условиях средней полосы Советского Сою­ за были показаны еще П. М. Ивановским (1949). Иск­ лючение представляют исследования гигиенических ка­

171

честв воздуха классов с лучистым отоплением, но и онй были проведены Г. П. Сальниковой еще в 1940 г. Это объясняется как догматическим признанием действую­ щих норм, в частности воздухообмена, так и уменьше­ нием в эти годы творческой связи между гигиенистами и инженерами-сантехниками, которая принесла в свое вре­ мя столько пользы.

Анализ гигиенической и технической литературы, проведенный нами в 1962 г., показал, что по существу вопросы вентиляции и отопления школьных зданий до настоящего времени остаются спорными, а действую­ щие нормативы научно не обоснованы. На это в 1949 г. указывали А. И. Шафир и П. А. Коузов (1949).

Воздухообмен учебных помещений

Воздух закрытых помещений, в том числе и учебных, изменяет физические, химические и биологические ка­ чества за счет поглощения тепло- и влаговыделений де­ тей, выделений углекислоты и различных химических соединений — продуктов жизнедеятельности. Пребыва­ ние в условиях плохо проветриваемых помещений рез­ ко снижает работоспособность учащихся, ухудшает са­ мочувствие. В связи с этим .одной из существенных за­

воздухом. Рекомендации в отношении количества пода­ ваемого в помещение воздуха, необходимого для созда­ ния оптимальных условий воздушной среды или кратнос­ ти воздухообмена, который также рядом авторов положен в основу нормирования, весьма разноречивы

(табл. 25).

Как видно из табл. 25, количество воздуха, рекомен­

объясняется отсутствием достаточно четких и объектив­ ных критериев определения эффективности вентиляции

школьных зданий.

Кратность воздухообмена, как и кубатура помеще-

•ний, обычно нормируется по углекислоте. По концент­ рации углекислоты со времен М. Петтенкофера судят о чистоте воздуха и эффективности вентиляции. Между тем она служит лишь косвенным показателем загрязне­ ния воздуха, так как повышенная ее концентрация в по-

172

Таблица 25

Рекомендации разных авторов в отношении вентиляции помещений

мещениях может быть обусловлена не недочетами вен­ тиляции, а плохой гигиенической характеристикой воз­ духа большого города за счет загрязнения продуктами сгорания топлива.

Исследования последних лет показали, что малые концентрации двуокиси углерода не всегда свидетель­ ствуют о чистоте воздуха помещений. В детских учреж­ дениях она может оставаться низкой при значительном загрязнении воздуха пылью и бактериями.

Низкие показатели содержания углекислоты, как будто свидетельствующие о чистоте воздуха, не отра­ жают степени его загрязнения выделениями различных химических примесей современными отделочными сред­ ствами.

Неадекватность использования углекислоты в каче­ стве показателя загрязнения воздушной среды в совре­ менных жилых и общественных зданиях подчеркивает и Ф. Л. Кальманович (1968). Автор указывает, что при­ менение в строительстве новых отделочных материалов приводит к резкому увеличению содержания в воздухе органических веществ, концентрация которых не всегда возрастает параллельно двуокиси углерода.

Очевидно, -для оценки воздушной среды и эффектив­ ности вентиляции исследования одной двуокиси углеро­ да недостаточно. Еще М. Рубнер (1897) и И. Флаг иц-

173

Это положение особенно важно при исследованиях воз­ душной среды в школах.

Тепловыделения ребенка школьного возраста колеб­ лются в пределах 30—70 ккал/ч. При отсутствии или недостаточной вентиляции это избыточное тепло вызы­ вает повышение температуры воздуха помещений, по­ этому динамика температуры и влажности воздуха (А. И. Шасрнр, 1949) учебных помещений может слу­ жить более надежным критерием при нормировании воздухообмена помещений ш оценке санитарно-техниче­ ских систем. Одновременно необходимо учитывать уве­ личение в воздухе пылевой, бактериальной загрязнен­ ности, концентрации углекислоты и изменение иониза­ ции воздуха—константу исчезновения ионов (В. Ф. Ки­ риллов, 1964).

Оптимальная кратность воздухообмена, обеспечиваю­ щая благоприятные как химические, так и физические свойства воздуха, может быть установлена лишь на

мена.

В школах Советского Союза повсеместно применя­ ется система вентиляции, рекомендованная Чикагской конференцией, специально посвященной вопросам школь­

ной вентиляции (1921).

В основу рекомендаций были положены материалы Нью-йоркской комиссии, которая состояла из врачей и инженеров и с 1913 по 1923 г. занималась натурными (216 школ) и лабораторными исследованиями различ­ ных вентиляционных устройств.

Основываясь на работах НШ (1942) и Fluge (1950), комиссия считала, что наиболее важным критерием при выборе системы вентиляции для школ должна служить не концентрация углекислоты, а изменения температу­ ры и влажности воздуха, так как причиной снижения работоспособности и возникновения повышенной утом­ ляемости и заболеваемости детей являются нарушения терморегуляции, возникающие при значительном повы-

174

тении температуры и влажности воздуха плохо про­ ветриваемых помещений.

Основные выводы комиссии сводились к следующему:

1)колебания температуры и ощущение движения воздуха оказываются положительно на самочувствии детей и стимулируют их вазомоторные реакции;

2)нанлучшей для школ следует считать вентиляцию

неподогретым воздухом;

3)малая скорость движения холодного воздуха даже при меньшей аэрации помещений более благоприятна, чем большая подвижность при вентиляции подогретым воздухом;

4)наиболее целесообразен для школ ‘пассивный, не­ организованный приток неподогретого воздуха при обя­ зательной активной (с тепловым или механическим по­ буждением) вытяжке;1

5)в классах допускается полная рециркуляция воз­

духа, однако при обязательной его фильтрации.

В 30-е годы и в СССР, и в странах Европы (Герма­ ния, Англия) предложения Нью-Йоркской комиссии и рекомендации Чикагской конференции были подверг­ нуты широкому обсуждению. Обследования, проведен­ ные в школах Англии, Германии и СССР с приточно­ вытяжной вентиляцией, показали, что эти системы до­ роги, и, главное; сложны в эксплуатации, а поэтому в большинстве случаев бездействуют (Л. И. Винокуров, С. М. Кальмансон, 1930; Д. Д. Бекарюков, 1933; Н. А. Самойлов, 1935). Резко критикуя эту систему, ав­ торы указывали, что она приводит к' рафинированию воздуха, проходящего по каналам, делает его «варе­

нокуров, С. М. Кальмансон, 1930).

Все исследователи пришли к выводу о необходимости широкой аэрации учебных помещений и децентрализован­ ной подачи в классы неподогретого воздуха с обяза­ тельной канальной вытяжной вентиляцией на естествен­ ном или механическом, побуждении. Эта система венти­ ляции и была положена в основу проектирования типо­ вых школ.

175

Положительное значение широкой аэрации классов во время занятий хорошо известно. Речь идет не только о благоприятном, близком к атмосферному, химическом составе воздуха, но и о возникновении пульсирующих его токов, способствующих закаливанию детей, повы­ шению ионизации воздуха. Аэрация классов применя­ ется повсеместно в Западной Европе, в странах с мяг­ ким и относительно теплым климатом, в США и скан­ динавских странах при условии утепления одежды школьников.

Однако значит ли это, что данная система может применяться повсеместно в Советском Союзе с его раз­ нообразными климатическими условиями?

Еще в 30-е годы, в период интенсивных исследований воздухообмена учебных помещений, Н. А. Самойлов ука­ зывал, что в Москве зимой фрамуги во время уроков можно держать скрытыми лишь при лучистом, панель­ ном или потолочно-польном отоплении. Это положение в то время не было подкреплено натурными исследо­ ваниями, и о нем вскоре забыли. Во всяком случае, во всех руководствах отмечалась лишь необходимость ши­ рокой аэрации учебных помещений, хотя это требова­ ние практически не выполнялось, так как было нереаль­ ным в холодное время года. Лишь в 1947 г. на XIII съезде гигиенистов в докладе П. М. Ивановского в свя­ зи с оценкой лучистого отопления вновь прозвучал те­ зис о возможности аэрации классов только при нали­ чии источников теплового излучения — инсолируемые классы южной ориентации, классы с лучистым отопле­ нием.

В 1949 г. А. И. Шафир, рассматривая вопрос о вен­ тиляции классных помещений, указывал, что аэрация в школах, расположенных в умеренном климате, возмож­ на зимой только при значительном увеличении производительноости отопительных систем и увеличении теп­ лоизоляции ограждающих '"’конструкций. Как показали расчеты, количество тепла, необходимого для подогрева воздуха, поступающего в помещения при кратности воз­ духообмена 1,5 в 1 ч (что явно недостаточно, но име­ ется повсеместно в школах зимой), составляет «120% по отношению к теплопотерям здания. В результате аэрации при поступлении в класс 15 м3/ч на учащегося теплоиотерн эти возрастут еще на 75%, что явно неэко­ номично.

176

Конечно, вопросы экономики при строительстве и экс­ плуатации школьных зданий не должны быть само­ целью, когда речь идет о здоровье детей. Однако чрез­ мерное увеличение притока неподогретого воздуха в учебные помещения /может оказать вместо положитель­ ного отрицательное влияние на тепловое состояние на­ ходящихся в них детей.

Изменение системы остекления и высоты учебных помещений еще больше усложнило проблему вентиля­ ции школьных зданий и выдвинуло ее в разряд первооче­ редных. Происшедшее за последние 15—£0 лет сниже­

1200—1500 м3 воздуха в 1 ч. Теоретически достичь это­ го за счет аэрации помещений возможно, особенно ес­ ли учесть возросшую воздухопроницаемость ограждений. Однако это вызовет резкое охлаждение помещений и потребует. огромных дополнительных затрат на отоп­ ление.

Обилие спорных и неразрешенных вопросов в проек­ тировании санитарно-технических систем, обеспечиваю­ щих оптимальные условия воздушной среды в учебных помещениях школ,, заставило нас обратиться к их из­ учению в условиях изменения структуры здания, вы­ соты помещений, системы остекления и т. д.

Задача заключалась в изучении эффективности двух систем вентиляции:

1) неорганизованный местный приток и канальная система вытяжки с естественным и механическим побуж­ дением (для удобства условно названа вытяжной венти­ ляцией) ;

2) организованный приток свежего воздуха в двух вариантах: децентрализованный с неподогретым возду­ хом и централизованный, совмещенный с отоплением (условно названа приточной вентиляцией).

Изучались состояние воздушной среды и физиологи­ ческие реакции учащихся школ-новостроек Москвы, Московской области, Норильска, Ашхабада. Отдельные исследования были проведены также в школе Первоуралька (поселок Диас). Наряду с натурными проводи­ лись лабораторные исследования системы вентиляции

177

Т а б л и ц а 26

Результаты исследования температуры воздуха при аэрации классов с ленточным остеклением, спаренными пе­ реплётами фрамуг и высотой потолка 3 м в чистоте (средние данные) (ветер со стороны рекреации

0,6—1,1 м/с)

I —до аэрации; II — после двухмннутной аэрации.

методом гидравлической аналогии (В. Е. Константно:

ва, Г. Г. Шамциян, 1965).

Вытяжная вентиляция. Оценка вытяжной вентиляции проводилась в школе Подольска с двусторонним лен­ точным остеклением учебных помещений и наличием фрамуг в двух уровнях при различных режимах воз­ духообмена и в школе Москвы с односторонним рас­ положением обычных светопроемов.

В школах с неорганизованным притоком через фра­ муги и форточки, как показали наши исследования, при высоте потолка 3 м аэрация классов в присутствии уча­ щихся практически исключается даже при температуре атмосферного воздуха 0—6°, так как уже через П/2— 2 мин температура воздуха у окна снижается на 8,9— 9°, а у первого ряда парт— 6,4°, что вызывает жалобы на охлаждение как со стороны учащихся, так и со сто­ роны педагогов (табл. 26). На фоне существенного пони­ жения температуры воздуха в близкой к светонесущей стене части класса при кратковременном проветри­ вании не уменьшается содержание углекислоты, особен­ но в классах 3-го этажа. Максимальное снижение кон­ центрации углекислоты в центре класса 'составляло 0,03%, в 8 случаях из 11 концентрация ее после аэра­ ции колебалась от 0,07 до 0,10%.

Аналогичные данные получены под нашим руковод­ ством А. И. Андриановой в детских дошкольных уч­ реждениях. При температуре наружного воздуха ниже 0° и высоте потолка 2,5 м проветривание помещений в присутствии детей оказалось невозможным.

Проверка распределения воздушных потоков в поме­ щениях с различной высотой потолка (4,5, 3,5, 3 и 2,5 м), проведенная на гидромоделях, показала, что при высоте потолка 3—2,5 м поток холодного воздуха из! фрамуги устремляется в помещение широкой струей, омывая сразу все помещение, тогда как при большей высоте он идет по потолку и лишь у противоположной стены опускается в зону пребывания детей.

Такое распределение воздушных потоков объясняется не только высотой помещений и снижением уровня расположения нижнего края фрамуги (на 30—40 см), но и изменением конструкции последней. Классическая фрамуга, открывающаяся одной створкой наружу — снизу вверх, а другой — внутрь (сверху вниз), обеспе­ чивала направление потока воздуха к потолку. Однако

179