1. Житлове приміщення і його чинники

Мікроклімат приміщень — це сукупність фізичних чинників та умов навколишнього середовища, які зумовлюють його тепловий стан і впливають на теплообмін людини.

Основними чинниками, які формують мікроклімат приміщень, є: температура, швидкість руху та вологість повітря, а також радіаційна температура, тобто середня температура поверхонь обгороджувальних конструкцій і предметів.

Фізіолого-гігієнічними дослідженнями вітчизняних та зарубіжних вчених розроблені диференційовані нормативи мікроклімату житлових приміщень з урахуванням сезонної та добової періодики фізіологічних функцій організму людини, а також вікових особливостей мешканців. Обґрунтовані також допустимі межі коливання основних показників мікроклімату: температури, відносної вологості та швидкості руху повітря, які не призводять до погіршень основних фізіологічних показників. Питанням нормування і забезпечення параметрів мікроклімату, повітрообміну в житлових приміщеннях, вентиляції і енергозбереження приділяється значна увага. Сьогодення висуває жорсткі вимоги енергозбереження, які вступають в протиріччя з вимогами вентиляції приміщень.

Житло є одним із найважливіших факторів зовнішнього середовища. З ним тісно пов’язане все життя людини, воно захищає від несприятливих метеорологічних факторів, є місцем роботи, відпочинку, сну. Відсутність у квартирі необхідного санітарно-гігієнічного мікроклімату негативно впливає на дихання, теплообмін, вищу нервову діяльність, інші фізіологічні функції організму. Розміри і пропорції приміщень, архітектурно-просторове вирішення квартири, колір та спосіб оздоблення стін мають вплив на емоційний статус людини.

Тісний зв’язок між житловими умовами і станом здоров’я є давно відомим фактом. Доведено, що смертність серед мешканців щільнонаселених квартир в 1,5-2 раза вища, ніж у людей, які проживають у просторих приміщеннях. Найбільш типовою хворобою тісних квартир є легеневий туберкульоз. Надзвичайно легко можуть розповсюджуватись і такі інфекції, як грип, кір, скарлатина, дифтерія, кашлюк, вітряна віспа.

При проведенні профілактичних заходів вирішальне значення має забезпечення житлових приміщень достатнім повітрообміном. Разом із тим, тісні приміщення при санітарному не благополуччі можуть сприяти виникненню і поширенню кишкових інфекцій та гельмінтозів. А з перебуванням у вогких і холодних приміщеннях не без підстави пов’язують виникнення ангін і ревматизму. Вогкість, крім того, сприяє розвитку грибків, які руйнують дерев’яні частини будівлі й спричиняють появу неприємного специфічного запаху в приміщенні.

Тривале перебування у перенаселених, забруднених і гамірних приміщеннях зумовлює зниження загальної опірності організму, погіршує сон і перешкоджає цілющій дії природних факторів.

Повноцінне в гігієнічному відношенні житло повинно бути достатньо просторим, сухим, мати сприятливий мікроклімат, чисте повітря, важливо, щоб у нього потрапляло сонячне світло. Так, при вивченні впливу на здоров’я дітей планування квартир і, насамперед, орієнтації кімнат, встановлено, що найбільша захворюваність спостерігалась при північній орієнтації, найменша — при південній.

Виявлено залежність між кількістю поверхів будинку і захворюваністю його мешканців. У висотних житлових будинках більше 9 поверхів з кожним поверхом погіршуються фізичні властивості й хімічний склад повітря. Зростають температура, вологість, концентрація оксиду вуглецю і пилу, збільшується захворюваність на так звані аерогенні інфекції (гострі катари верхніх дихальних шляхів, ангіни, вірусний грип, дитячі повітряно-крапельні інфекції, тонзиліти, ларингіти тощо).

Найчутливіші до несприятливих житлових умов діти і люди похилого віку. Так, із збільшенням житлової площі захворюваність дітей різко зменшується. Дослідження багатьох учених-гігієністів свідчать про те, що чим більше в одній кімнаті проживає людей, тим більша їхня захворюваність, особливо дітей і літніх людей. А одночасне проживання в одній квартирі двох сімей призводить до збільшення захворюваності мешканців у 2 рази, переважно за рахунок ураження органів кровообігу і нервової системи.

Таким чином, житло, яке відповідає санітарно-гігієнічним нормативам, має велике оздоровче значення. Дослідження вітчизняних учених показали, що 43-59 % тижневого часу і 80-86 % вихідного (позаробочого) часу людина проводить вдома. Тому для ефективного відпочинку і ліквідації нервової перевтоми, крім певних гігієнічних вимог, слід забезпечувати повний психічний відпочинок.

Житло виконує багато функцій:

• задоволення фізіологічних потреб (сон, особиста гігієна, харчування, заняття фізкультурою і спортом);
• спілкування і культурна діяльність (відпочинок, розваги, сімейне спілкування);
• виховання і навчання дітей;» ведення домашнього гос­подарства (готування їжі, догляд за дітьми, прибирання, прання тощо);
• професійна діяльність, самоосвіта, любительські заняття.

Ці функції, що виконуються людиною, визначають необхідний набір приміщень у квартирі для сімей різного демографічного складу.

При гігієнічній характеристиці житлових будівель слід враховувати властивості будівельних матеріалів, насамперед їх теплоємкість. У цьому відношенні цегла; дерево цілком відповідають гігієнічним вимогам, дещо їм поступаються великопанельні блоки і конструкції.

За нормативами, які діяли ще донедавна, рекомендована житлова площа на 1 людину повинна бути не менше 9м². Однак зараз гігієністи вважають, що мінімальна житлова площа на 1 людину повинна бути не меншою 13-15м².

Житло призначене насамперед для захисту людей від впливу несприятливих метеорологічних: холоду спеки, вітру, атмосферних опадів. У житлі мають бути створені оптимальні умови перебування, які відповідають культурним потребам людини і її творчих сил зміцненню здоров’я і запобігання захворюванням.

Значна частина життя людини проходить у житлі. Тісний контакт між людьми, скупченість їх у житлі сприяють недостачі і поширенню багатьох інфекційних захворювань. Так, у перенаселених житлах створюються особливо сприятливі умови для виникнення такого інфекційного захворювання як туберкульоз.

Повітря перенаселених помешкань змінює свій склад і фізичний стан: підвищується температура і вологість, у такому повітрі з’являються шкідливі речовини (амонійні сполуки, леткі органічні кислоти, які випаровуються з поверхні шкіри та одягу людей, накопичуються з повітря, яке видихається. Крім того у разі проникнення продуктів не повного згорання палива у печах або газу у газових установках, повітря може містити сітки, сірки, чадний газ. Забруднене повітря насамперед негативно діє на центральну нервову систему, яка в свою чергу впливає на фізіологічну функцію усього організму, це проявляється у вигляді головного болю, поганого апетиту, швидкої втомлюваності. Несприятлива дія забрудненого повітря виражається також у зміні глибини і ритму дихання.

Недостатня освітленість житла і пов’язаний з цим низький рівень ультрафіолетового випромінювання порушують обмін речовин, викликають функціональні зміни з боку центральної нервової системи.

При оцінці мікрокліматичних умов житла основне значення має його температурний режим. Так, взимку оптимальна температура в приміщенні повинна становити 18-19 °С (для помірного поясу) і 17-18 °С (для жаркого). Відносна вологість повітря (при температурі повітря 18-20 °С) має бути в межах 40-60 %. Третій компонент мікроклімату — швидкість руху повітря, яка в зимову пору року не повинна перевищувати 0,2-0,3 м/с.

У кінцевому підсумку вимоги до мікроклімату в житлових при­міщеннях зводяться до того, щоб людина, вдягнена в легкий одяг і взуття, яка знаходиться тривалий час в малорухливому стані, не мала неприємних відчуттів: охолодження чи перегрівання.

2. Основні принципи нормування екологічно-безпечного житлового приміщення (мікроклімат, світловий режим і повітря житлового приміщення)

Одним з основних показників комфортності приміщень є склад і чистота (якість) повітря [1]. Якість повітря в приміщенні залежить від багатьох факторів: якості зовнішнього повітря; наявності в приміщенні джерел забруднень, потужності й розташування цих джерел; способу й конструкції системи вентиляції й кондиціювання повітря, способів керування й надійності експлуатації цих систем і т.і. [5,6]. Повітря в приміщеннях житлових і громадських будинків не повинно містити забруднюючих речовин у концентраціях, небезпечних для здоров’я людини, або визивати дискомфорт. До подібних забруднень відносяться продукти метаболізму організму людини, різні гази, пари, мікроорганізми, тютюновий дим і деякі аерозолі, наприклад, пил. Забруднюючі речовини можуть попадати в приміщення разом із зовнішнім припливним повітрям, від джерел забруднюючих речовин у приміщенні, у тому числі продуктів життєдіяльності людей, технологічних процесів, меблів, килимів, будівельних і декоративних матеріалів. Якість повітря залежить від іонного режиму приміщень, а також від концентрації радону [5,6]. В роботі, де автор аналізує пріоритетність енергозбереження чи забезпечення параметрів мікроклімату в житлових приміщеннях, наведені зміни вимог до повітропроникності вікон по роках: 1971 р. -18 кг/м2 год., 1979 р. — 10 кг/м2 год., 1971 р. -18 кг/м2 год., 1998 р. — 5 кг/м2 год.

Приведені розрахунки повітрообміну за рахунок притоку повітря крізь вікна, свідчать, що нормативний повітрообмін може бути забезпечений лише при повітропроникності 18 кг/м2 год. В інших випадках повітрообмін буде менший за необхідний на 40% і 70% відповідно, що приводить до погіршення мікроклімату приміщень. Таким чином, жорсткість вимог до повітропроникності віконних заповнень привело до порушення принципу природної вентиляції багатоповерхових будинків, де повітря у квартири надходить через нещільності віконних заповнень, і незабезпеченості вимог по нормативному повітрообміну й, у результаті, до погіршення мікроклімату приміщень.

Можливий шлях зниження витрат енергії на вентиляційний повітрообмін — це використання регульованої вентиляції й утилізації теплоти повітря, що видаляється. В наведені наступні інноваційні рішення, які в цей час привертають увагу фахівців:

а)       гігрорегульована вентиляція — регулювання повітрообміну залежно від режиму експлуатації приміщень, обумовленого за рівнем вологості;

б)       гібридна вентиляція — приплив природний, витяжка механічна;

в)       механічна вентиляція з утилізацією теплоти повітря, що видаляється;

г)       «персональна» вентиляція — подача чистого повітря в невеликих кількостях поблизу зони подиху кожної людини (пропозиція проф. П Оле Фангера).

Проблему забезпечення прийнятного мікроклімату приміщення варто вивчати як завдання оптимального проектування: забезпечення заданих енергетичних значень показників мікроклімату приміщення при мінімальній витраті енергії. У цьому випадку з’являється можливість знайти принципово нові рішення    систем    кліматизації    будинків.

Сьогодні в Україні в офісних будинках улаштовуються системи припливно-витяжної механічної вентиляції (кондиціювання повітря). Схема організації повітрообміну — у переважній більшості випадків — вентиляція, що перемішує, з використанням вентиляторних конвекторів або внутрішніх блоків сплит-систем. У цьому випадку завдання системи вентиляції — забезпечення чистоти повітря. Дуже рідко (в висотному будівництві) застосовуються системи зі змінною витратою повітря, витісняюча вентиляція з використанням панелей, що випромінюють тепло, або холод. В житлових будинках використовується здебільше природна система вентиляції. В висотних будинках застосовується природний приток повітря крізь спеціальні пристрої (провітрювачі) і природне, або примусове їх видалення крізь вентиляційні канали, які розташовані в кухнях, ванних і туалетних кімнатах [9]. На рис. 1, 2 показані залежності зони комфорту від температури повітря і його вологості, а також температури від швидкості та турбулентності повітря. Це дозволяє системам кліматизації варіювати цими параметрами і досягати комфортних умов в приміщені при оптимальних енергетичних витратах. Ці залежності необхідно враховувати при нормуванні і розробці гігієнічних критеріїв оцінки параметрів мікроклімату і руху повітря в приміщеннях житлових та громадських будинків.

З медико-гігієнічної позиції важливо враховувати, що порушення природного складу атмосферного повітря або забруднення його сторонніми шкідливими токсичними речовинами викликають цілий ряд патофізіологічних змін в організмі людини. Для запобігання цих процесів необхідний контроль за якістю повітряного середовища по всіх інгредієнтах, а не тільки С02, і ефективністю дії вентиляційних пристроїв. Найбільш повне уявлення про якісні параметри повітряного середовища закритих приміщень варто отримувати за допомогою комплексної оцінки повітряного середовища.

Для висотного будинку вимоги до систем опалення вентиляції, кондиціювання повітря принципово відрізняються від вимог до цих же систем для багатоповерхових будинків, тому що для висотних будинків вплив зовнішніх кліматичних впливів і величини градієнтів переміщення потоків маси й енергії усередині будинку являються по своїй значимості екстремальними.

Іншим фактором, що впливає на мікроклімат житлових будинків є природно-кліматичні умови, які визначають економічну доцільність тих або інших способів його регулювання. Вибір і розрахунок конструкцій, що обгороджують, залежить від зовнішніх кліматичних впливів. Одним із зовнішніх факторів є вітер, що сприяє провітрюванню приміщень, збільшує тепловтрати будинків, змінює тепловий режим огороджень.

Питання аеродинаміки будівлі досить важливі, а в ряді випадків — визначальні для проектування вентиляції будинку, розрахунку повітряних потоків усередині будинку, урахування фільтрації повітря при виборі конструкцій, що обгороджують, а також оцінки впливу будинку на аеродинамічний режим прилягаючої території. Крім того, аеродинаміка будинку й пов’язані з нею внутрішні повітряні потоки враховуються при розрахунку й проектуванні повітряних завіс, герметизації сміттєпроводів і т.і. З іншого боку, аеродинаміка будинків пов’язана з вивченням вітрового режиму будинку, розсіювання забруднень, розташування пішохідних доріжок, утворення наметів снігу. У зв’язку зі значними масштабами проектування висотних будинків, пошуками можливостей використання в них природного провітрювання, оптимізації повітряних потоків усередині будинку, а також використанням для енергопостачання вітроенергетичних установок, убудованих у конструкції, що обгороджують, будинок, роль аеродинаміки будинку значно зросла. Експериментальні методи вивчення аеродинаміки будинків полягають у випробуванні моделей в аеродинамічній трубі.

В результаті досліджень можна зробити наступні висновки:

а) аеродинамічні коефіцієнти для житлових будинків залежать від їхніх геометричних розмірів і напрямку вітру;

б) для будинків, розташованих у системі забудови, необхідно враховувати вплив сусідніх будинків і їхнє розташування;

в) на аеродинамічну характеристику будинків впливають елементи благоустрою, особливо зелені насадження, які також необхідно враховувати при визначенні розрахункових значень аеродинамічних коефіцієнтів;

г) користуючись розрахунковими швидкостями вітру в даній місцевості й отриманих значеннях аеродинамічних коефіцієнтів необхідно враховувати вплив вітру при оцінці тепловтрат фільтрації повітря через конструкції, що обгороджують, аерації й т.п.;

д) варіюючи розміщення будинків, а також розташовуючи відповідним образом елементи благоустрою, можна домогтися найбільш вигідних з погляду будівельної аеродинаміки рішень у конкретних природно-кліматичних умовах.

Серед факторів зовнішнього середовища, які впливають на організм, світло займає одне з перших місць. Воно діє не тільки на орган зору, а й на організм в цілому, впливаючи на різноманітні фізіологічні процеси обміну речовин.

Важливою гігієнічною вимогою до житла є забезпечення його природним і штучним освітленням. Сонячне проміння має велике біологічне та психологічне значення, під його впливом прискорюється ріст тканин, покращується обмін речовин, змінюється хімічний склад крові, поліпшується самопочуття і робота залоз внутрішньої секреції. Сонячне світло має бактерицидну дію, ультрафіолетове проміння сприяє утворенню в організмі вітаміну В, попереджуючи розвиток рахіту.

Несприятливі умови освітлення погіршують загальне самопочуття, зменшують фізичну і розумову працездатність. Ще в 1870 році Ф.Ф. Ерісман пов’язав розвиток короткозорості школярів із систематичним напруженням органа зору при недостатній освітленості. Крім цього, виявивши більшу частоту короткозорості й сколіозів (викривлення хребта) у міських школярів, ніж у сільських, він висловив геніальну здогадку, що це пояснюється тривалішим перебуванням останніх на свіжому повітрі, тобто під відкритим небом, під прямими сонячними променями.

Наш український учений О.М. Савельєв блискуче підтвердив цю гіпотезу, встановивши, що розвиток короткозорості й сколіотичної осанки може бути зумовлений не тільки прямим впливом факторів зовнішнього середовища (тривале зорове навантаження, недостатня освітленість робочого місця, невідповідність меблів і зросту), але і побічним впливом порушень обмінних процесів в організмі, зокрема порушеннями фосфорно-кальцієвого обміну. У дітей, які дуже мало часу проводять на свіжому повітрі у світлу пору доби, розвивається ультрафіолетова недостатність, яка передусім проявляється зниженням вмісту в крові неорганічного фосфору, зменшенням сили м’язів. Знижена працездатність м’язів спини, а також м’язів очного яблука, сприяє розвитку сколіозів і короткозорості.

Автором зареєстрована у 13 % таких школярів сколіотична осанка, у 20 % — короткозорість. Рекомендована О.М. Савельєвим тривалість щоденного перебування школярів на відкритому повітрі з метою попередження порушень фосфорно-кальцієвого обміну повинна становити 1,5-2,0 години в проміжку доби від 10 до 16 години. А у листопаді та грудні доречно для компенсації* явищ недостатності застосовувати штучне ультрафіолетове опромінення.

Особливе гігієнічне значення має бактерицидна дія ультрафіолетових променів, які входять до складу сонячного спектра. Під впливом УФ-променів пригнічується розвиток бактерій, а при достатньо тривалій дії вони гинуть.

Природне освітлення забезпечується завдяки сонячному спектру. Оптична ділянка променистої енергії сонячного спектра складається з ультрафіолетових променів з довжиною хвилі від 10 до 400 нм, видимих променів — 400-760 нм, інфрачервоних – 760 — 4000 нм. Інтенсивність природного освітлення у житловій кімнаті залежить від площі й форми світлових прорізів, орієнтації будинку стосовно сторін горизонту, стану небосхилу, відстані від інших будинків та зелених насаджень. Оптимальною орієнтацією для помірних широт вважають південну та південно-східну. Величина природного освітлення залежить також від глибини житла, яка повинна бути не більшою 5 м.

Засклені вікна значно знижують освітленість приміщень, оскільки багато світлових променів відбивається від скла, частина вбирається ним, зокрема біологічно найактивніші ультрафіолетові промені, і лише незначна кількість освітлює приміщення. Велика втрата світла буває через забруднене віконне скло (до 30-50 %). Віконні занавіски вбирають близько 40 % видимих променів. Тому навіть за найсприятливіших умов інтенсивність сонячної радіації всередині приміщення завжди менша за зовнішню і складає максимум 25 % від неї.

Для гігієнічної оцінки природної освітленості найчастіше вико­ристовують світловий коефіцієнт (СК) — співвідношення між площею заскленої поверхні вікон та площею підлоги. Застосовують також коефіцієнт природного освітлення (КПО) — відсоткове відношення освітленості даної точки горизонтальної поверхні всередині приміщення до одночасної освітленості під відкритим небом. Рідше використовують кути падіння й отвору та коефіцієнт глибини закладання приміщення (табл. 1).

Кут падіння світлових променів — це кут між горизонтальною поверхнею робочого місця і лінією, яка проведена від цієї поверхні до верхнього краю вікна. Чим вертикальніший напрямок сонячних променів, тим більший кут і, відповідно, більша освітленість.

Таблиця 1. Нормативні показники природної освітленості житлових приміщень

Показник	Нормативи
Коефіцієнт природної освітленості (КПО)	не менше 0,75 %
Світловий коефіцієнт (СК)	не менше 1:6-1:8
Кут падіння світлових променів	не менше 27°
Кут отвору	не менше 5°
Коефіцієнт глибини закладання (КГЗ)	не більше 2°

Кут отвору визначає величину ділянки небосхилу, що безпосередньо освітлює досліджуване місце й утворюється шляхом перетину лінії, яка проведена з нього до верхнього краю вікна, І лінії, що проведена з цього ж пункту до найвищої точки протилежної будови чи дерева, які видно з вікна. Чим більший кут отвору, тим більша освітленість. На верхніх поверхах висотних будинків кут падіння і кут отвору рівні.

Коефіцієнт глибини закладання — це відношення віддалі від верхнього краю вікна до підлоги, до глибини кімнати (віддалі від вікна до протилежної стінки). Він характеризує освітленість в глибині кімнати.

Дуже важливо в житловому приміщенні правильно організувати робоче місце. При цьому необхідно, щоб світловий потік падав зліва.

Внаслідок неправильної експлуатації житла або через технічні порушення при його будівництві в житлових приміщеннях виникає вологість. Причини вологості можуть мати експлуатаційний характер — недостатнє опалення у зимовий період, перенаселення житла, прання і сушіння білизни, готування їжі при недостатній вентиляції. Застосування вологоємких будівельних матеріалів, в’язких розчинів, відсутня або недостатня гідроізоляція, дефекти покрівлі та ринв, розташування будинку в улоговині, яка погано освітлюється та провітрюється тощо також сприяють появі вологості. Систематичне провітрювання і хороше опалення квартири по­переджують появу вогкості в житлі. Для об’єктивної оцінки ступе­ня відволоження стін визначають вміст води в штукатурці, він не повинен перевищувати 2 %.

Список використаної літератури

1. Авраменко С. Екологія міських систем та основних виробництв промисловості. Приклади і задачі: навч. посібник для студ. вищих навч. закл., що навч. за спец. напряму 0708 «Екологія» / Дніпродзержинський держ. технічний ун-т. — Дніпродзержинськ : ДДТУ, 2007. — 420c.
2. Акіменко В.Я., Янко Н.М. Основні напрямки наукових досліджень в галузі гігієни житла та громадських будівель // Довкілля та здоров’я. — 2001. — №2. — С. 29-31.
3. Губернский Ю.Д., Лещиков В.А., Рахманин Ю.А. Экологические основы строительства жилых и общественных зданий. М., — 2004. — 253 с.
4. Державні будівельні норми. Будинки і споруди. Житлові будинки. Основні положення. ДБН В.2.2-15-2005 / Держбуд України. — Київ, — 2005. — 36 с.
5. ДСП -201-97 Державні санітарні правила охорони атмосферного повітря населених місць (від забруднення хімічними і біологічними речовинами).
6. Ливчак В.И. О нормах воздухообмена общественных зданий и последствиях их завышения // АВОК. — 2007. — №6. — С. 4-10.
7. Оценка риска воздействия на здоровье химических веществ, загрязняющих воздух жилой среды // Ю.Д. Губернский, СМ. Новиков, Н.В.Калинина, A.B. Мацюк // Гигиена и сани¬тария. — 2002. — №6. — С. 27-30.
8. Табунщиков Ю.А. Микроклимат и енергосбережение: пора понять приоритеты // АВОК. — 2008. — №5. — С. 4-11.
9. Шилова Т. Екологія міських систем. Аналіз та оцінка стану міського середовища: конспект лекцій для студ. напряму підгот. 6.070801 «Екологія та охорона навколишнього середовища» освітньо-кваліфікаційного рівня «бакалавр» / Київський національний ун-т будівництва і архітектури — К. : КНУБА, 2008. — 140с.