Научная статья на тему 'Гигиенические вопросы проектирования жилищного строительства в жарком климатическом районе'

Гигиенические вопросы проектирования жилищного строительства в жарком климатическом районе Текст научной статьи по специальности «Строительство и архитектура»

CC BY
30
11
i Надоели баннеры? Вы всегда можете отключить рекламу.
Журнал
Гигиена и санитария
Scopus
ВАК
CAS
RSCI
PubMed
i Надоели баннеры? Вы всегда можете отключить рекламу.
iНе можете найти то, что вам нужно? Попробуйте сервис подбора литературы.
i Надоели баннеры? Вы всегда можете отключить рекламу.

Текст научной работы на тему «Гигиенические вопросы проектирования жилищного строительства в жарком климатическом районе»

Описанная картина изменений костной системы не дает оснований отрицать весьма возможное влияние на костную систему очень высоких концентраций фтора (7—10 мг/л), содержащегося в питьевой воде, периодически употреблявшейся этими школьниками.

У двух других школьников слабо выраженные изменения костной системы несколько отличны от описанных ранее.

А. Рая, 11 лет. При осмотре зубгч обнаружена резко выраженная умеренная форма поражения: меловидное перерождение всех зубов (фарфоровые зубы).

На рентгенограмме отмечается некоторая волнистость зон препараторного обызвествления метафизов основных фаланг пальцев, волнистость диаэпифизарной линии дистальных концов костей предплечья.

Т. Галя, 13 лет. При осмотре зубов обнаружена гипоплазия резцов, края верхних резцов эрозированы и окрашены в желтобуроватьш цвет. На рентгенограмме отмечается волнистое и нечеткое очертание зон препараторного обызвествления метафл-зов оснований первых фаланг III и IV пальцев с обеих сторон, а также вогнутость метафизов средних фаланг пятых пальцев, причем имеется преждевременное срастание эпифиза средней фаланги пятой предплюсневой кости с метафизом.

У обоих школьников картину изменения костной системы можно рассматривать как слабо выраженные проявления дистрофических процессов.

Данные рентгенологического обследования школьников поселка № 8 подтверждают наш вывод о влиянии особенностей водопользования населения эндемичных по флюорозу местностей (непрерывного или прерывистого пользования водой, содержащей повышенные концентрации фтора) на степень токсического действия фтора. При прерывистом пользовании водой, содержащей фтор, токсическое действие его на организм человека выражено слабее, чем при непрерывном.

Фс -Ат *

С. И. Ветошки»

Гигиенические вопросы проектирования жилищного строительства в жарком климатическом районе

Из Института общей и коммунальной гигиены АМН СССР

В жилищах, находящихся в жарких климатических районах СССР., в частности, в Средней Азии, температура летом доходит подчас до 40° и выше. Такие высокие температуры предъявляют к организму человека повышенные требования по борьбе с перегревом.

В этих условиях испарение является почти единственным видом отдачи тепла организмом, а это приводит к чрезвычайному напряжению теплорегуляционного аппарата. *

При разработке защитных мероприятий от перегрева в жилых зданиях и общественных детских учреждениях особенно н обходимо учитывать крайнюю нестойкость и несовершенство механизмов терморегуляции у детей в раннем возрасте.

Некоторые предварительные исследовательские работы в области гигиены жилища в южных районах СССР, проведенные в 1950—1951 гг. Институтом общей и коммунальной гигиены АМН СССР совместно с Грузинским санитарным институтом и кафедрами гигиены Тбилисского, Кишиневского, Самаркандского и Алма-Атинского медицинских институтов, позволили выявить ряд факторов, вызывающих перегрев жилищ.

в условиях юга, и наметить направление дальнейших исследований в этой области.

Учитывая огромное значение рационального устройства жилищ. Институт общей и коммунальной гигиены АМН СССР провел летом 1952 г. в северной части Туркменской ССР специальные исследования п"> вопросам гигиены жилищного строительства

Для этой цели были сооружены при помощи Главстандартдома Министерства промышленности строительных материалов три экспериментальных дома одинаковой конструкции и ориентации, но с различной внутренней высотой (2,7; 3,2; 3,5 м).

Изучение основных физиологических реакций организма человека (кожные температуры, потоотделение, излучение на ограждения и т. д.) осуществлялось в различных условиях среды, изменявшейся в зависимости от той или иной конструкции стен жилого здания, защитных мероприятий, солнечной радиации, характера проветривания, высоты помещения и т. д.

В целях выявления характера и изменений теплового состояния организма в летних условиях предварительно была изучена динамика указанных физиологических функций на трех группах: местного населения, приезжего населения, длительно проживающего и проживающего временно. Для всех исследованных групп характерно более или менее интенсивное повышение уровня кожных температур и потоотделения от утра к вечеру. Сопоставляя различные группы, можно установить, что местное акклиматизированное население имеет более низкую кожную температуру и потоотделение по сравнению с приезжим. Приезжие, длительно проживающие в южном районе, имели весьма стабильную кожную температуру при постоянно нарастающем потоотделении. Приезжие, временно проживающие, имели менее устойчивую, но вместе с тем наиболее высокую кожную температуру при нарастающем в течение дня потоотделении.

Эти данные характеризуют общий фон физиологических реакций организма человека в различные периоды акклиматизации и достаточно наглядно показывают, что для перестройки сосудистой системы (при акклиматизации) требуется, очевидно, длительный срок, исчисляемый не месяцами, а годами.

Условия среды и реакции организма изучались в домах с капитальными (глинобитными толщиной 63 см) и облегченными (каркасно-щито-выми) стенами. Исследованные помещения имели одинаковую ориентацию, высоту и площадь окон, но разную теплоустойчивость стен.

Группы исследуемых людей (по 4 человека) находились в помещениях 12 часов (с 9 до 21 часа) и были заняты умственной работой.

На следующий день каждую группу исследовали уже в другом помещении. Таким образом, каждый исследуемый проходил через сопоставляемые условия среды. Этот принцип перекрестное™ осуществляли и во всех последующих наблюдениях.

В доме с капитальными и теплоустойчивыми стенами внутренние температуры помещения в период дневного максимума держались на значительно более низком уровне (на 6—8°) по сравнению с наружной температурой. В доме с облегченными, недостаточно теплоустойчивыми стенами разница между внутренней и наружной температурой составляла всего 1,5—2°. Здесь человек лишался возможности отдавать тепло проведением, так как уровень кожных температур был близок к температуре воздуха. В часы максимального подъема температуры в помещении (16—20 часов) у лиц, находившихся в нем, почти прекращалась отдача

1 Состав экспедиционной группы: проф. С. И. Ветошкин, М. С. Горомосов. Н. А. Ципер и др.

тепла и излучение. В итоге резко повышалось потоотделение, и в то же время кожные температуры в большинстве случаев продолжали повышаться. Это свидетельствовало о перегреве организма, а следовательно, о его ослаблении при общем неудовлетворительном самочувствии, особенно когда температура среды была близка или превышала температуру кожи человека. Столь значительное влияние стен различной теплоустойчивости на условия среды и тепловое состояние человека побудило нас исследовать различные конструкции стен для определения их основных тепловых характеристик и разработки рекомендаций для нового жилищного строительства. Были исследованы в жилых зданиях капитальные стены: сырцовая (2 кирпича), глинобитная (63 см), кирпичная (2 кир пича), из крупнопористого бетона и облегченные брусчатые и каркасно-щитовые стены в различных сочетаниях.

Эти исследования показали, что температура в глубине капитальных, массивных стен глубже 36 см от внешней поверхности не реагирует на наружный нагрев. В связи с этим и температура воздуха в помещениях остается на низком уровне, близком к температуре глубоких слоев стены.

В мало теплоустойчивых стенах, например, каркасно-щитовых, температура в глубине стен следует за наружной. Таким образом, прогревается вся толща стены, что отражается на температуре воздуха внутри помещения и создает тяжелые условия в жилище, вызывающие резкие реакции организма человека.

По совокупности отдельных показателей лучшие результаты дали массивные стены: сырцовая (2 кирпича), близкая к ней кирпичная (2 кирпича) и глинобитная (63 см). Незначительно уступала им стена из крупнопористого бетона (56 см).

Проведенные эксперименты с каркасно-щитовой стеной (дополнительное утепление плюс наружная и двусторонняя штукатурка) показали, что единственным радикальным мероприятием, повышающим ее теплоустойчивость до максимально возможного, хотя и недостаточного предела, является двусторонняя штукатурка. Ее следует рекомендовать для всех существующих каркасно-щитовых зданий. Это подтверждает и многочисленный опыт местных жителей, которые на практике убедились в эффективности двусторонней штукатурки.

В тех случаях, когда необходимо быстро обеспечить строительных рабочих временными жилищами, следует рекомендовать не каркасно-щитовые, а щитовые дома, значительно более приспособленные для штукатурки стен.

При наличии достаточно теплоустойчивых стен условия для проникновения тепловой волны внутрь помещения почти исключаются. В этом случае перегрев помещения всецело зависит от проникания прямой и отраженной солнечной радиации через светопроемы (окна) и от поступления горячего наружного воздуха через открытые окна.

Защитные мероприятия — энергичное проветривание помещений после захода солнца — оказываются эффективными даже в домах, имеющих недостаточную теплоустойчивость стен. В этом отношении значительную роль играет прилегающий к зданию участок, воздухом которого охлаждается помещение. Поэтому для улучшения внутренней температуры жилища очень важно смягчение микроклимата участка путем его обводнения и озеленения.

Одно озеленение участка даже при отсутствии орошения, как показывают наши наблюдения; снижает его температуру на 1,5—2й. По исследованиям доктора П. М. /Тернера в Самарканде, в различных районах города, в зависимости от их озеленения и обводнения, можно наблюдать разницу температуры в 4—5°.

Роль мероприятий по защите окон от солнечной радиации и снижению тем самым внутренней температуры помещения удалось доказать рядом наблюдений.

Из многих рекомендуемых защитных приспособлений были исследованы наиболее простые: ставни, жалюзи и козырьки, имеющие наибольшее применение.

Максимальная защита, которая могла быть нами организована, состояла из закрытых жалюзи, ставней и одинарного остекления. По сравнению с открытым окном внутренняя температура помещения снизилась на 4—4,5° в период наивысшего радиационного напряжения. Этот результат был проверен в течение 3 часов (с 16 до 19) во время изучения реакции организма человека на максимальное напряжение радиации. При открытом окне и более высокой внутренней температуре один из обследованных за три часа потерял в весе 750 г, при наличии же защитных мероприятий за то же время — лишь 150 г.

Ставня совместно с одинарным остеклением снижала температуру помещения максимум на 3—4°.

Защита окон одними жалюзи также дает хороший результат, но меньший, чем со ставнями. Снижение температуры достигает 2—3°, причем с повышением наружной температуры эффект такого защитного мероприятия становится меньшим, так как нагретый наружный воздух проходит внутрь помещения через отверстия в жалюзи.

Даже одинарное остекление снижает температуру помещения. Разница температуры при открытом и закрытом окне достигает в некоторые моменты 3°, снижаясь до Г в момент температурного максимума. Защитная роль козырька в значительной степени определяется ориентацией помещения. Чем ближе ориентация помещения к югу, тем более эффективным является козырек, защищающий оконный проем от вертикально падающих лучей солнца.

При юго-юго-западной ориентации козырек дал наибольшее снижение температуры помещения в 1,5°.

В условиях же западно-северо-западной ориентации козырек дает ничтожное снижение температуры (0,2—0,3°).

Планировка квартир по принципу сквозного проветривания создает более или менее энергичное движение воздуха в помещении, которое облегчает теплопотери человека и способствует быстрейшему охлаждению комнатного воздуха в вечерние часы.

Вместе с тем принцип сквозного проветривания до сего времени еще оспаривается проектными организациями, в особенности для теплого климатического района.

Для изучения и обоснования необходимости планировки квартир по принципу сквозного проветривания в условиях теплого климатического района были проведены специальные наблюдения при относительно невысоких наружных температурах (около 34°). Две группы (каждая по 3 человека) обследовались одновременно и перекрестно при сквозном проветривании (окна и двери открыты в смежные помещения) и одностороннем проветривании (окна открыты при закрытой двери в комнату). Наблюдения продолжались 8 часов (с 12 до 20 часов) и заключались в изучении температурной среды помещения и реакций организма (кожные температуры, потоотделение и влагопотери за счет испарения).

Питьевой режим и режим питания для всех исследуемых был одинаковым. В комнате, имевшей сквозное проветривание, самочувствие людей было значительно лучше, несмотря на более высокую внутреннюю температуру (1—2°), зависящую от энергичного поступления нагретого наружного воздуха.

В условиях сквозного проветривания кожные температуры и потоотделение были в достаточной степени стабильными с некоторым, весьма незначительным подъемом от начала к концу обследования.

При одностороннем же проветривании потоотделение в процессе исследования неизменно возрастало, в результате чего кожные температуры оставались на уровне, близком предыдущей группе. Разный уровень потоотделения вызвал совершенно различные потери во влаге, определенные взвешиванием.

Люди, находившиеся в условиях сквозного проветривания, потеряли в весе за время обследования (исключительно потоотделением) в среднем 500 г (от 350 до 650 г), а в условиях одностороннего проветривания — 1 025 г (от 1 000 до 1 050 г).

Такая резкая разница, полученная при сравнительно невысоких наружных температурах (около 34°), подтверждает необходимость планировки квартир по принципу сквозного проветривания не только в жарком, но и в теплом климатическом районе.

В практике проектирования необходимо всемерно стремиться к тому, чтобы дверные проемы находились против окон в целях улучшения и усиления проветривания.

Длительный опыт жилищного строительства в Средней Азии показывает, что желание строить жилые здания большей высоты объясняется не одним только стремлением увеличить воздушную кубатуру.

Теоретически можно предположить, что при прочих равных условиях в домах разной высоты в наиболее жаркое время должно изменяться напряжение радиационного режима, сказывающееся не только в изменении температуры воздуха, но и внутренних поверхностей всех ограждений (стен, потолка), которые должны оказывать значительное влияние на тепловое состояние человека.

Измерения температуры в совершенно одинаковых опытных домах разной высоты показали, что с увеличением высоты помещений температура воздуха внутри помещений несколько снижается. Эти температурные разницы в крайних исследованных нами высотах (2,7 и 3,5 м) составили 1 —1,5°.

Такое снижение температуры воздуха внутри помещения при наружной температуре 37—38° имеет известное значение для организма человека. Однако гораздо большую роль играет различная отдача тепла организмом путем излучения на стены.

Наблюдение, проведенное параллельно на двух группах людей в домах высотой 2,7 и 3,2 м при наружной температуре 38°, показало, что более высокую потоотделительную реакцию и значительно худшее общее состояние имела группа, находившаяся в доме высотой в 2,7 м. Это объясняется не столько разницей внутренних температур, составлявшей менее Г, сколько отсутствием в течение длительного 5-часового периода потери тепла излучением на ограждения. Ухудшение общего состояния группы людей в сильной мере зависело от того, что они не только не могли излучать тепло, но воспринимали его от ограждений. В доме высотой 3,2 м потоотделительная реакция у людей проходила намного слабее, а ограничение потерь тепла излучением, которое сопровождалось восприятием лучистого тепла от ограждений, хотя и имело место, но в значительно меньшей степени и в течение более короткого периода (около 2 часов).

Проверочное наблюдение в доме высотой 2,7 м (наружная температура 40°) подтвердило отсутствие в течение длительного, почти 8-часового периода потерь тепла излучением; в то же время имело место восприятие лучистого тепла от ограждений.

При сопоставлении исследований в доме высотой 2,7 и 3,5 м (наружная температура 35°) получены столь же характерные данные по потоот-

делительной реакции и излучению организма человека на ограждения с той лишь разницей, что в доме высотой 3,5 м в течение всего периода наблюдений человек неизменно отдавал тепло излучением, вследствие чего потоотделение и кожные температуры оставались в достаточной степени стабильными и не вызывали перегрева организма.

Параллельные исследования в домах высотой 3,2 и 3,5 м (наружная температура 37° в одном случае и 32° — в другом) показали, что даже при таком, казалось бы, незначительном снижении высоты потери тепла путем излучения уменьшаются.

Таким образом, наши наблюдения убеждают в том, что даже при очень высоких наружных температурах повышение высоты помещения при прочих равных условиях облегчает отдачу тепла организмом человека. Это в основном зависит от потерь тепла излучением, которые с понижением высоты резко уменьшаются, доходя до отрицательных величин, характеризующих восприятие лучистого тепла организмом человека от ограждений.

Высоту помещения в 3,5 м следует считать минимальной не только для жаркого, но и для теплого климатического района, у южной границы которого проходили наши исследования.

При достаточной теплоустойчивости (капитальности) стен и отсутствии защитных приспособлений на окнах, использование которых по эксплуатационным соображениям не всегда возможно, большое значение для защиты от летних перегревов приобретает правильная в гигиеническом отношении ориентация окон.

Учитывая при выборе ориентации преобладающее значение для юга защиты от перегревов, не следует, однако, совершенно забывать гигиенического требования об инсоляции жилых комнат в другие, нежаркие сезоны года.

Для решения вопроса об оптимальной ориентации окон жилых помещений на юге и выработки соответствующих рекомендаций мы располагаем, кроме наших исследований, материалом длительных наблюдений в Самарканде, проведенных П. М. Лернером.

На основе изучения микроклимата в помещениях, ориентированных на юг, восток и запад, а также массового опроса населения П. М. Лернер пришел к выводу, что оптимальной ориентацией для Самарканда является южная, а наихудшей — западная.

Наши экспедиционные наблюдения при режиме закрытых окон были проведены в несколько иных ориентациях (востоко-юго-восточная юго-юго-западная, западно-северо-западная), позволяющих выявить возможность отклонений от рекомендованной прямой ориентации око# на юг.

Эти наблюдения показали, что наивысшая температура, а также наибольшая радиация от ограждений внутри помещения получены при ориентации окон на юго-юго-запад. Оптимальной ориентацией в этих наблюдениях как по температурному, так и по радиационному фактору оказалась востоко-юго-восточная. .

В итоге этих исследований можно рекомендовать для жилых помещений жарких климатических районов ориентацию на юг с отклонением до востоко-юго-востока.

Противоположные северные ориентации надлежит использовать для вспомогательных помещений или одной из жилых комнат трехкомнатной квартиры в диапазоне от северо-запада до северо-востока.

Других ориентаций следует избегать, так как повышение температуры даже на несколько градусов вызывает уже нежелательные реакции организма человека.

Данные литературы указывают, что температура поверхности грунта под жилыми зданиями относительно постоянна и в летнее время значительно ниже температуры наружного воздуха.

Соответствующие наблюдения показали, что температура поверхности грунта под домом в течение суток колеблется от 23° до 24°, а в подполье от 23° до 25°, тогда как в помещении температура воздуха достигала 32—35°.

Все это указывает на положительную, охлаждающую роль пола в первом этаже. Температурный режим на 2-м этаже двухэтажного здания будет значительно хуже вследствие отсутствия отдачи тепла в грунт.

Таким образом, для .улучшения и смягчения микроклимата жилища следует рекомендовать одноэтажное строительство и по возможности в зоне увлажнения.

Проведенная работа позволила гигиенически обосновать ряд норм для проектирования жилищного строительства в теплом и жарком климатическом районе и рекомендовать защитные мероприятия по предупреждению перегрева и борьбе с ним.

Наряду с общепланировочными мероприятиями во вновь создаваемых и реконструируемых населенных пунктах (экстенсивная застройка, максимальное обводнение и озеленение города), для смягчения микроклиматических условий в жилищах крайнего юга СССР должно быть рекомендовано следующее:

а) строительство достаточно теплоустойчивых сырцовых и кирпичных стен толщиной не менее 54 см;

б) высота жилых помещений — не менее 3,5 м в целях улучшения радиационного режима в помещении и предупреждения их перегрева;

в) широкое внедрение защитных устройств от перегрева: вертикальное озеленение, ставни, жалюзи и т. д.;

г) планировка квартир по принципу сквозного проветривания в целях максимальной аэрации помещений;

д) ориентация жилых помещений в основном на юг с отклонением от юга до востоко-юго-востока, а вспомогательных помещений и минимальной части жилых — на север, с отклонениями до северо-запада и

• северо-востока;

е) основной тип массового строительства — одноэтажные здания, обеспечивающие более благоприятные условия микроклимата помещений;

ж) обязательное устройство широких веранд и террас с любой ориентацией, кроме западной.

А. 3. Захидов, А. М. Куреннова, М. Б. Селитренникова

Опыт* проектирования охранной зоны для водопровода, питающегося подрусловыми водами в условиях Узбекской ССР

Из Узбекского научно-исследовательского санитарно-гигиенического института

В Узбекистане для центрального водоснабжения, кроме поверхностных и артезианских вод, используются также подрусловые воды горных рек, которые отличаются от рек средней полосы страны своеобразным режимом. Мощность их определяется чаще всего количеством атмосферных осадков, выпадающих в течение года, и величиной водосборного бассейна. Максимальные расходы наблюдаются в результате таяния снега в горах в мае—июне или в июле—августе и кратковременное повышение мощности в весенний и осенние периоды года за счет выпадения

i Надоели баннеры? Вы всегда можете отключить рекламу.