CC BY
4
УДК 613.5:[371.6:628.8
ГИГИЕНИЧЕСКАЯ ОЦЕНКА МИКРОКЛИМАТА И СВЕТОВОГО РЕЖИМА УЧЕБНЫХ ПОМЕЩЕНИЙ
КВАДРАТНОЙ КОНФИГУРАЦИИ
В. 3. Воронова
Институт гигиены детей и подростков Министерства здравоохранения СССР, Москва
В последние годы в Советском Союзе, как и за рубежом, в школьном строительстве стало широко применяться ленточное остекление учебных помещений. Это связано с широким использованием индустриальных методов строительства и необходимостью сохранить достаточные уровни естественного освещения помещений при сниженной их высоте.
Для уменьшения неблагоприятного влияния больших остекленных поверхностей на тепловой режим классных комнат ряд гигиенистов и архитекторов рекомендуют изменение конфигурации учебных помещений с продольной на квадратную и поперечную.
Гигиеническая целесообразность изменения конфигурации учебных помещений до сих пор не исследовалась.
Мы изучали микроклимат и световой режим классов квадратной конфигурации с ленточным остеклением, ориентированных основными светопроемами на юг, с северным подсветом справа через рекреацию.
Размеры классов составляют 7,2 х7,6 м. Основная лента окон, обращенная на юг, имеет площадь 12 ж2, дополнительная выходит в рекреацию шириной 3,8 м с окнами ленточного типа и имеет площадь от 8,3 до 9,8 ж2, в зависимости от высоты края окна над полом (от . 1 до 1,3 м).
В учебных помещениях систематически на протяжении учебного дня (с 9 до 16 часов) регистрировалась температура, влажность и подвижность воздуха в 6 точках: в 10 м от внутренних и наружных ограждений и в центре класса на уровне 10 и 80 см от пола. Помимо этого, периодически регистрировались температура воздуха на рабочих местах учащихся и средняя радиационная температура шаровым термометром Вернона на уровне 2 м от пола. Основные исследования проводились в классах, расположенных в центре здания (по 2 класса 2-го и 3-го этажа); дополнительные, разовые, замеры — в торцовых классных помещениях. Одновременно регистрировались метеорологические параметры наружной атмосферы и состояние небосвода. Для сравнения использованы данные Е. И. Кореневской 1 и В. В. Недевой 2 о микроклимате и тепловом состоянии учащихся в классах продольной конфигурации с обычным остеклением, ориентированных на юг. Условия отопления и вентиляции сравниваемых помещений были примерно одинаковыми, о чем свидетельствовали результаты периодических измерений температуры теплоносителя и поверхности отопительных приборов. Школы имели вытяжную вентиляцию на естественном побуждении, в процессе исследований учитывались все изменения в условиях проветривания помещений с помощью фрамуг, окон и дверей. Всего проведено свыше 4000 исследований различных показателей микроклимата.
Критерием оценки микроклимата служило тепловое состояние учащихся. Под наблюдением находились практически здоровые дети в возрасте 9—11 и 12—16 лет. На протяжении учебного дня у них 2—3 раза определялась температура и влажность кожи в 5 точках, регистрировалось теплоощущение. Всего проведено 230 исследований теплового состояния детей. <
По литературным данным, для II климатического района Советского Союза в качестве оптимальной для учебных помещений рекомендуется температура воздуха 18—20°. По данным В. В. Недевой и Е. И. Кореневской, в классах с ленточным остеклением тепловой комфорт детей обеспечивается при температуре воздуха 19—20°. Вне зависимости от температуры наружного воздуха, температура в классах квадратной конфигурации довольно стабильна и держится на уровне верхней границы оптимальных ее значений, в то время как в классах продольной кофигурации с ленточным остеклением она резко снижается при температуре наружного воздуха ниже —10°. В связи с этим в классах квадратной конфигурации при низких и высоких наружных температурах создаются более благоприятные микроклиматические условия. По сравнению с классами продольной конфигурации с ленточным остеклением при температуре наружного воздуха — 16—20° в классах квадратной конфигурации температура воздуха и радиационная температура выше, а влажность воздуха ниже, что должно обеспечивать более благоприятное тепловое состояние детей. При температуре наружного воздуха близкой к 0° наблюдаются обратные соотношения, что также • обеспечивает более благоприятные условия теплообмена учащихся.
Это объясняется меньшей площадью наружных ограждений, в частности остекления. Благодаря меньшей площади окон в солнечные дни при повышении температуры наружного воздуха от 11 до 30° средняя температура воздуха в классах квадратной конфигурации повышалась от 20,6 до 25°, максимальные ее значения не превышали 26,1°. В классах продольной конфигурации с ленточным остеклением, ориентированных также на юг, уже при
1 Докторская диссертация. М., 1969'
2 Кандидатская диссертация. М., 1966
температуре наружного воздуха 11,15° они составляли 25,3°, а при температуре наружного воздуха 21, 25, 29,2°, а в классах с обычным остеклением 24,3 и 27° соответственно. Таким образом, в солнечные дни благодаря меньшей поверхности остекления в классах квадратной конфигурации перегрев помещений меньше. Недопустимо высокая температура воздуха в них наблюдается лишь при температуре наружного воздуха 26—30°. В этих классах ниже и средняя радиационная температура. Показатели влажности и подвижности воздуха сравниваемых помещений близки.
Сопоставление показателей теплообмена у учащихся, занимающихся в классах с разным остеклением и конфигурацией, показало, что при одинаковой температуре воздуха они различны. Это определяется в первую очередь различиями радиационного режима помещений. В связи с этим попытались сравнить температурные границы зоны теплового комфорта у учащихся, занимающихся в классах квадратной и продольной конфигурации. Критерием для определения теплового комфорта у детей служили: относительная стабильность температуры кожи туловища и конечностей при повышении температуры воздуха и максимальная вариабельность индивидуальных их значений при минимальной активности потовых желез и теплоощущении «комфорт» более чем у 85% учащихся.
Анализ теплового состояния детей по изложенным выше критериям показывает, что в классах квадратной конфигурации с ориентацией основных светопроемов на южные румбы горизонта, как и в классах продольной конфигурации, ориентированных на юг и имеющих ленточное остекление, тепловой комфорт учащихся наблюдается при температуре воздуха 19—20°. В этих температурных условиях имеет место относительная стабильность температуры кожи груди, лба, голени и кисти при незначительной активности потовых желез, теплоощущении «комфорт» более чем у 85% учащихся и максимальной вариабельности температуры кожи груди. Однако следует отметить, что на конечностях (кисть, голень) большая амплитуда колебаний температуры кожи имете место и при температуре воздуха 18°, эту температуру более 85% учащихся также оценивают как «комфорт». Очевидно, в классах квадратной конфигурации к зоне комфорта может быть отнесена и эта последняя температура, тем более что средние значения температуры кожи груди и голени в этих условиях достаточно высоки и близки к таковым при температуре воздуха 19—20°, а градиент температур кожи груди и голени близок к 4°. При повышении температуры воздуха от 20 до 22° у детей еще сохраняется относительная стабильность температуры кожи груди и лба, однако, очевидно, это связано с увеличением влажности кожи.
Температуру воздуха 21—22° свыше 65% учащихся оценивают как «комфорт», однако средние значения температуры кожи лба и голени у них резко возрастают, размах индивидуальных их колебаний уменьшается, а градиент температур кожи грудь — голень падает до 2,4°. Очевидно, эти условия вызывают у детей умеренное напряжение терморегуляции. При температуре воздуха 23—24° оно увеличивается до сильного, а при температуре воздуха 25° и до резкого (резкое одновременное повышение температуры и влажности кожи, уменьшение числа детей с самочуствием «комфорт»). Таким образом, за оптимальную в классах квадратной конфигурации можно принять температуру воздуха 18—20°, как и в классах с обычным остеклением, а не 19—20°, как в классах продольной конфигурации с ленточным остеклением.
Эти данные подтверждают высказанное ранее положение о том, что изменение конфигурации классов положительно сказывается на их микроклимате и тепловом состоянии детей.
Анализ естественного освещения классов квадратной конфигурации показал, что коэффициент естественного освещения (КЕО) в 1-х и 2-х рядах парт несколько выше, чем в классах продольной конфигурации, ориентированных на юг. В 4-м ряду в классах квадратной конфигурации КЕО ниже, чем в 3-м ряду в классах продольной конфигурации, однако среднее его значение составляет 1,4%, что лишь немного ниже нормативных (1,5%). Несмотря на наличие правостороннего подсвета, в классах квадратной конфигурации коэффициенты равномерности освещения невелики, они колеблются в зависимости от сезона года от 0,05 до 0,23, а в классах продольной конфигурации — от 0,05 до 0,39.
Таким образом, естественное освещение в классах квадратной конфигурации имеет те же преимущества и недостатки, что и в классах продольной конфигурации, ориентиро-. ванных на юг; избыточное освещение 1-х и 2-х рядов парт и недостаток его особеннр весной и осенью на 3—4-м ряду. Если принять за оптимальную освещенность рабочих мест 600— 1200 лк, то зимой высокие уровни освещенности рабочих мест учащихся в 1-х и 2-х рядах парт в классах квадратной конфигурации наблюдалась в 86,7% случаев, весной — в 70% случаев, а осенью — в 96,4% случаев. В 4-м ряду она во все сезоны года была ниже оптимальной, весной в 96,7% случаев не превышала 200 лк. Таким образом, микроклимат классных комнат квадратной конфигурации, ориентированных на южные румбы горизонта, значительно лучше, чем в классах продольной конфигурации, а естественное освещение обладает всеми преимуществами и недостатками помещений, ориентированных на южные румбы горизонта. Уровни его в 4-м ряду парт, как правило, малы и не обеспечивают оптимальных условий для зрительной работы детей.
Приведенные данные позволяют рекомендовать для строительства школ в средней полосе наряду с классами продольной конфигурации классы квадратной конфигурации, ориентированные основными светопроемами на юг.
Поступила 14/1 1971 г#
91
I
119
