CC BY
18
К ВОПРОСУ О ГИГИЕНИЧЕСКОЙ ОЦЕНКЕ МИКРОКЛИМАТА ЖИЛЫХ КВАРТАЛОВ НАСЕЛЕННЫХ МЕСТ СЕВЕРА
В ХОЛОДНОЕ ВРЕМЯ ГОДА
Младший научный сотрудник Г. И. Муравьева Из Института общей и коммунальной гигиены имени А. Н. Сысина АМН СССР
Природно-климатические особенности районов Севера — резко выраженный отрицательный баланс радиационной энергии, длительный период низких температур воздуха, сильные морозы в сочетании с ветрами большой скорости, вечно мерзлые грунты, полярная ночь и полярный день, низкое стояние солнца над горизонтом — определяют настоятельную необходимость учитывать в гигиеническом отношении при планировке жилых кварталов населенных мест условия формирования микроклимата на их территории. Актуальность гигиенических вопросов планировки жилых кварталов в этих районах страны связана с тем, что рациональные приемы планировки и благоустройства могут в значительной степени способствовать смягчению суровых природно-климатических факторов. Особенности микроклимата жилых кварталов в холодный период года определяются прежде всего температурно-ветро-вым режимом, который характерен для северных районов страны. Поскольку проблема повышения температуры воздуха в настоящее время не может решаться при планировке населенных мест (такая задача может, конечно, встать в будущем в связи с общим планом преобразования климата советского Севера), наиболее существенным с гигиенической точки зрения является снижение скорости ветра на территории застройки.
За последнее время в литературе и архитектурной практике появились предложения по планировке жилых кварталов и микрорайонов, которые учитывают необходимость снижения скорости ветра на застроенных территориях. Речь идет о периметральной застройке кварталов многоэтажными зданиями и значительном увеличении плотности застройки, о застройке кварталов замкнутыми блоками, строительстве специальных ветрозащитных вставок в разрывах между домами и т. д. (Т. В. Римская-Корсакова, Б. Орловский, Г. Кочар, Ю. Адамашвили и др.)- Однако вопрос о целесообразности с гигиенической точки зрения того или иного приема застройки в настоящее время не может считаться решенным ввиду крайней недостаточности исследований в этой области. Изучение микроклимата жилых кварталов на Севере и влияния ветрового режима на тепловое состояние человека во время пребывания на открытом воздухе в холодный период года проведено лишь в Норильске (Л. Ф. Тулякова, П. И. Гуменер, М. В. Стяжкина и др., 1961).
Задачей настоящей работы и являлись прежде всего изучение особенностей ветрового режима внутриквартальных территорий на Севере при разной системе застройки и гигиеническая оценка микроклимата этих кварталов на основании исследования влияния темпера-турно-ветровых условий на тепловое состояние человека. Исследования выполнялись в городах и поселках, расположенных в разных климатических зонах Севера (Воркута, Мурманск, поселок Диксон). В качестве объектов для изучения температурно-ветровых условий были выбраны кварталы строчной (свободной) и периметральной систем застройки (разной степени замкнутости—рис. 1, а, б, г). Пункты наблюдения размещались в центре кварталов, в углах, образованных зданиями, в разрывах между домами и у торцов, на площадках для отдыха населения и игр детей.
Результаты изучения ветрового режима на территории кварталов различной системы застройки (табл. 1 и 2) свидетельствуют о том, что
такие основные гигиенические показатели ветрового режима, как степень снижения скорости ветра на территории квартала, равномерность ветрового режима на всей внутриквартальной территории, повторяемость высоких скоростей ветра зависят от планировки квартала.
Таким образом, результаты изучения ветрового режима позволяют сделать вывод о том, что на территории кварталов периметральной застройки (при разной степени замкнутости) наблюдаются более благоприятные условия микроклимата. Однако для гигиенической оценки
I Г < 2 □¿0,10 0 0
о5
с=?
1
К в 51
Рис. 1. Схемы кварталов.
а — строчной застройки; цифрами обозначены пункты наблюдения; б — со сплошной застройкой наветренного угла; в — сплошной периметральной застройки с арками;
г — периметральной застройки с разрывами.
микроклимата необходимо выявить, какое влияние на тепловое состояние человека оказывают те или иные температурно-ветровые условия на территории квартала.
Таблица 1
Скорость ветра на территории кварталов разной системы застройки при скорости
ветра на свободном участке 10—15 м/сек
Система застройки квартала Скорость ветра на территории квартала (в м/сек) Повторяемость скорости ветра (в %)
средняя максимальная минимальная о 2 О 0,6-1,7 1,8-3,3 Ю 1 со 5,3-7,4 7,5 и выше
• Строчная ..... 4,1 8,3 1,5 0 12 28 29 28 3
Сплошная застройка на-
ветренного угла 2.0 5,6 0,0 2 25 60 13 0 0
Периметральная с раз- 2,5
рывами ...... 6,0 0,4 15 30 35 17 3 0
Сплошная периметраль- 2,9
ная с арками . . 6,0 0.4 3 27 50 17 3 0
При изучении теплового состояния человека представлялось целесообразным по возможности приблизить опыт к реальным условиям пребывания на открытом воздухе как в отношении одежды, так и по характеру активности и длительности пребывания на квартале. Поэтому -была принята следующая постановка опытов: исследования проводили
Таблица 2
Снижение скорости ветра на кварталах разной системы застройки (в процентах
к скорости ветра на открытом участке)
• Система застройки квартала Снижение скорости ветра на территории квартала
в центре между домами у торцов в углах
Строчная ......... 28 32—45 44—65
Сплошная застройка наветренного
угла.......... 59—88 45 — 71 -76
Периметральная застройка с разры-
вами ......... 73 55 61 69—70
Сплошная застройка периметральная 20—51
с арками ........ 61—64 (в арках) «нам 65—76
у людей, носивших одежду с общей теплоизоляцией, соответствующей в среднем 4 С/О1, и находившихся на открытом воздухе в течение 30—60 минут не в состоянии относительного мышечного покоя, а при среднем уровне активности — ходьбе со скоростью 2,5 км в час.
Тепловое состояние исследуемых характеризовалось величиной теплопродукции, уровнем и топографией температуры кожи, величиной отдачи тепла с открытых и защищенных одеждой участков тела, а также ответами исследуемых об их тепло-ощущениях. Температуру кожи измеряли термопарами в 13 точках (лоб, щека, шея, грудь, живот, поясница, спина, плечо, предплечье, кисть, бедро, голень, стопа К Средневзвешенную температуру рассчитывали по формуле Дю Буа: туловище — 35%, плечо и предплечье—14%, бедро— 19%, голень—13%, голова—7%, кисть — 5%, стопа — 7%. В тех же самых.точках измеряли величину отдачи тепла биотепломером конструкции опытного завода АМН СССР. Наблюдения проведены у 27 исследуемых в возрасте от 17 до 30 леу, проживших на Севере не менее 2 лет. Всего выполнено 320 опытов: 120 в Воркуте в январе — феврале 1962 г. и 200 в поселке Диксон в феврале — марте 1963 г. Наблюдения выполняли при температуре воздуха от — б до — 35° и скорости ветра от 0 до 10 м/сек2.
Результаты исследований рассматриваются в зависимости от комплексного влияния на тепловое состояние человека температуры и движения воздуха. Но, учитывая, что одежда исследуемых была достаточно теплозащитной и что во время опыта они совершали прогулку (при этом теплопродукция для большинства из них увеличивалась по сравнению с покоем в 2!/г раза), мы не могли ожидать, что изменение температуры воздуха на 1—2° заметно скажется на тепловом состоянии. Поэтому при группировке результатов был принят более широкий интервал температур, а именно — 5°.
При группировке результатов наблюдений по скорости ветра были учтены литературные данные, свидетельствующие о том, что в разных температурных интервалах значимые скорости ветра могут различаться между собой (А. Бартон и О. Эдхолм, П. И. Гуменер и др.). Однако более конкретных указаний нам отыскать не удалось, поэтому возникла необходимость обосновать интервалы по скорости ветра на материале проведенных нами исследований. При определении этих интервалов целесообразно было использовать изменение теплоотдачи и температуры открытых участков кожи.
Сопоставление температуры кожи лица (щек) и теплоотдачи в одном и том же температурном интервале при разных скоростях ветра (рис. 2) позволило выделить 3 группы по скорости ветра в каждом рассмотренном температурном интервале: при температуре воздуха от —20 до —25° первая группа — до 3 м/сек, вторая — от 3 до 5 м/секг
1 СЮ = 0,18
град -м2/ час
ккал
2 В исследованиях участвовали Д. М. Демина, М. Н. Евлампиева и Е. М. Ратнер;
третья группа — более 5 м/сек, при температуре воздуха от —25 до —30° первая группа — до 2 м/сек, вторая — от 2 до 5 м/сек, третья группа — более 5 м/сек.
Первые группы скорости ветра (до 2 и 3 м/сек) характеризуются тем, что температура кожи щек исследуемых при температуре воздуха от —20 до —30° не падает ниже 11°, а уровень теплоотдачи в среднем не превышает 302 ккал/м2 - час. При скоростях ветра от 2—3 до 5 м/сек температура кожи щеки составляет в среднем 9,5°, а тепло-
7емпература воздуха от ¿о до26°
20 15'
5 о $ О
£ •
Температура ¿иека • • • • •
• • . . •• N • • • • ж Щ
Ж »• в . • л • •• • • •
• • • • • • • • ###
• ' 1 1 » ■ 1 1 1 1
МОг
МО
200-
/ г з
¿ 6 7 8 9 /0
2 3 <г 3 6 7 8 9 Ю
Температура Воздуха от 25 до 30*
20' О
/5
I» £ 0
■ —т— • • • •• •• •• •
• • • :
Ь/ •• • ' • V в в • •• • •• • • • • •
• I • л * А • • • ••
• X * Ф Ф • А А § • • •...... . , «• • • •• • • :••• •• • •г*-. •
•
700 600• 500
тк
300
200 100
1 2 3
4 5 6 7 8 9 100 1 2 3 4 6 Скорость ветра (в м/сек)
0 7 8 9 /0
Рис. 2. Температура кожи лица (щеки) и величина теплоотдачи при температуре воздуха от —20 до —25° и от —25 до —30° и разной скорости ветра. Теплоотдача
в ккал/м2 • час.
отдача увеличивается до 431 ккал/м2 • час. При скорости ветра свыше 5 м/сек средняя температура кожи щеки снижается до 7,9°, а величина теплоотдачи достигает 602 ккал/м2* час.
Оценка теплового состояния исследуемых при разных температурах воздуха в зависимости от скорости ветра дана в табл. 3.
При температуре воздуха от —20 до —30° и скорости ветра 2—3 м/сек температура кожи защищенных одеждой участков кожи не снижается ниже уровней, которые, по данным ряда авторов, характеризуют условия теплового комфорта (М. С. Горомосов, А. Д. Слоним). Хотя величина теплоотдачи и возрастает по сравнению с теплоотдачей в помещении в условиях покоя, однако это увеличение теплоотдачи соответствует уровню теплопродукции во время опыта. Температура кожи открытых участков лица (щеки) снижается до 11°.
Не имея прямых данных, для оценки этой температуры щеки с точки зрения опасности ознобления или обморожения кожи мы про-
Таблица 3
Температура кожи и величина теплоотдачи при разных температурно-ветровых
условиях (средние данные 320 опытов)
Показатель теплового состояния Температура воздуха
от —20 до —25* от —25 до —30*
скорость ветра (в м/сек)
ДО 3 3—5 более 5 ДО 2 2—5 более 5
Температура кожи:
щеки.......
плеча .......
голени .......
туловища.....
средневзвешенная . . . Тепловой поток (в кал/см• час):
с открытых участков
КОЖИ ••••••••
с защищенных участков кожи.......
12,7±0.4 31,7±0,3 30,2±0,4 33,5±0,3 30,1±0,3
302 49
9,5 + 0,6 30,6 + 0,4 29,8+0,2 33,1 ±0,3 28,8±0,5
9,0 + 0,5
11,2±0,3
9,6±0,3
7,9±0,5
400 51
29,6±0,530,6+0.4 28,7±0,4 27,3±0,2 27,9±0.430,1 ±0.2 28,8±0,4 25,8±0,3 32,1 0.5 33,2±0,3 30,8±0,5 30,1 ±0,4 27,8±0,4 30,2±0,4 28,7±0,3 27,4+0,3
453 82
285 49
431 58
602 90
анализировали результаты наблюдений, которые были выполнены при столь мягких погодных условиях, когда не возникает и мысли о возможности появления признаков значительного охлаждения лица. Так, при температуре воздуха до —5° и скорости -ветра не более 1,5—2,5 м/сек температура кожи щек составляла в среднем 16—18°, однако в 26% наблюдений она снижалась до 10—11°. Эти данные позволяют считать, что температура щеки, отмеченная при температуре воздуха от —20 до —30° и скорости ветра до 2—3 м/сек, не является опасной в отношении обморожения.
Однако для гигиенической оценки влияния того или иного темпера-турно-ветрового комплекса на тепловое состояние исследуемых недостаточно установить, что степень снижения уровня температуры кожи не является опасной. Известно, что при охлаждении основные реакции тер-морегуляторного аппарата направлены на поддержание достаточно высокой температуры, которая препятствует повреждению тканей и нарушению нормального функционирования органов и систем. Сохранение высокой температуры достигается двумя путями, каждый из которых характеризует определенный этап развития компенсаторных реакций. Прежде всего организм реагирует на охлаждение сужением периферических сосудов, которое способствует уменьшению теплоотдачи и сохранению тепла во внутренних органах. Когда охлаждение угрожает местным повреждением какого-либо участка, направление термо-регуляторных сосудистых реакций изменяется: сосуды охлаждаемого участка периодически расширяются, благодаря чему увеличивается приток к ним тепла, но вместе с тем увеличивается и теплоотдача (Н. И. Бобров, И. С. Кандрор). Такое направление терморегуляторных реакций свидетельствует о значительном напряжении терморегуляции и с гигиенической точки зрения может являться показателем неблагоприятного влияния температурно-ветрового режима на тепловое состояние человека. В связи с этим мы попытались выявить, при каких скоростях ветра наблюдается значительное увеличение теплоотдачи со щеки при сохранении температуры щеки на постоянном уровне. Оказалось, что резкое увеличение уровня теплоотдачи происходит при скорости ветра более 3 м/сек. Так как температура щеки при этом была постоянной, то увеличение теплоотдачи свидетельствует о напряжении термо-регуляторного аппарата.
2 6
Учитывая комфортные показатели температуры защищенных участков кожи и принимая во внимание отсутствие выраженного напряжения терморегуляторных реакций при температуре воздуха от —20 до —30°, скорость ветра до 2—3 м/сек можно считать допустимой на территории жилых кварталов Севера (при условии пребывания на участке до 30—60 минут в движении и теплоизоляции одежды не менее 4 С/О).
Значительное снижение температуры открытых участков кожи лица и резкое возрастание уровня теплоотдачи, свидетельствующее о напряжении терморегуляторного аппарата, позволяют сделать вывод о том, что скорость ветра от 3 до 5 м/сек нельзя считать допустимой на. территории жилых кварталов при температуре воздуха ниже —20°.
Скорость ветра более 5 м/сек в связи с резким снижением температуры кожи (до 7,9°) при одновременном значительном увеличении теплоотдачи в ряде случаев до 650—700 ккал/м2' час, учитывая снижение температуры защищенных участков кожи до уровней, характеризующих охлаждение организма, в гигиеническом отношении следует считать недопустимой на территории квартала. При этом необходимо иметь в виду, что скорость ветра более 5 м/сек может неблагоприятно сказаться и на функции органов дыхания (А. И. Ицкова).
Установив критерии для оценки температурно-ветрового режима на территории кварталов в виде допустимых скоростей ветра при разных температурах воздуха, можно подойти к гигиенической оценке приемов планировки кварталов под углом зрения защиты населения от сильных ветров (табл. 4).
Таблица 4
Повторяемость допустимых скоростей ветра на территории кварталов
разной системы застройки
• Система застройки квартала Скорость ветра на свободном участке (в м/сек) Повторяемость скорости ветра (в яь)
до 2 м/сек до 3 м/сек
Строчная . . ...... Периметральная ....... Более 20 » 20 14 10 23 24
Строчная ........ Периметральная ....... 15—16 15-16 19 29 33 53
Строчная ........ Периметральная ...... 10—11 10—11 % . 25 53 48 87 •
Как видно из табл. 4, на территории квартала строчной застройки допустимые скорости ветра встречаются в 19—48% случаев (в зависимости от скорости ветра на свободном участке в пределах 10—20 м/сек). Для кварталов периметральной застройки повторяемость допустимых скоростей ветра составляла 29—87%. Следовательно, на территории кварталов периметральной застройки создаются более благоприятные микроклиматические условия, позволяющие населению использовать участки квартала и в холодное время года.
Выводы
1. Микроклимат на территории кварталов периметральной системы застройки в холодный период года на Севере характеризуется значительным снижением скорости ветра на внутриквартальиой территории, малой повторяемостью высоких скоростей ветра и равномерностью ветрового режима на большей части территории.
2. Гигиеническая оценка микроклимата кварталов периметральной системы застройки, проведенная на основании сопоставления скорости ветра на территории квартала и теплового состояния человека, показала, что при скорости ветра на свободном участке до 15 м/сек микроклимат внутриквартальной территории может считаться более или менее благоприятным для пребывания людей на открытом воздухе (при температуре не ниже —30°).
3. Периметральная система застройки с разной степенью замкнутости может быть рекомендована для районов Севера, где скорость ветра не превышает 15 м/сек (при температуре воздуха не ниже —30°).
В городах и поселках, расположенных в- зонах особенно высоких скоростей ветра (более 15—20 м/сек), где приемы планировки не могут обеспечить необходимое снижение скорости ветра, должны предусматриваться специальные ветрозащитные устройства (крытые дворы и площадки, переходы и пр.).
4. Строчная система застройки кварталов не может быть рекомендована для тех районов Севера, где скорости ветра превышают 5 м/сек, так как снижение скорости ветра на внутриквартальной территории составляет не более 48%, а допустимые уровни скорости ветра наблюдаются в незначительном проценте случаев.
ЛИТЕРАТУРА
Бобров Н. И. Гиг. и сан., I960, № 7, стр. 26. — Горомосов М. С. Микроклимат жилищ и его гигиеническое нормирование. М., 1963. — Ицкова А. И. Влияние больших скоростей ветра на дыхание и терморегуляцию. Дисс. канд. М., 1954.— Кандрор И. С. В кн.: Опыт изучения регуляций физиологических функций. М., 1961, т. 5, стр. 73 —Кочар Г. Архитектура СССР, 1962. ЛГ° 6, стр. 21 — Орловский Б. Там же, стр. 27.— Р и м с к а я-К о р с а к о в а Т. В. В кн.: Планировка и застройка населенных мест Крайнего Севера, 1959, стр. 7.—Слон им А. Д. Животная теплота и ее регуляция в организме млекопитающих. М.—Л., 1952.— Б а р-т о н А., Э д х о л м О. Человек в условиях холода. М., 1957.
Поступила 19/VII 1963 г.
HYGIENIC ASSESSMENT OF THE MICROCLIMATE IN RESIDENTIAL BLOCKS OF TOWNS IN THE NORTH IN THE COLD SEASON OF THE YEAR
G. /. Muravieva, Junior scientific Worker
The article presents investigation data on peculiar features of the wind regime prevailing in the North in residential blocks of towns with various systems of construction. On the basis of a study of the effect of temperature and wind conditions on the thermal state of man, the author suggests a criterion for the hygienic assessment of the microclimate in these blocks. The results obtained point to the hygienic expediency of various
forms of designing living blocks in the North depending on the wind regime.
i
-fr Ъ Ъ
К ВОПРОСУ О ЧАСТОТЕ ОБНАРУЖЕНИЯ РАЗЛИЧНЫХ СЕРОТИПОВ КИШЕЧНОЙ ПАЛОЧКИ В ВОДОЕМАХ
И ИХ ХАРАКТЕРИСТИКА
Кандидат биологических наук Г.. А. Абрамович Из Саратовского научно-исследовательского института сельской гигиены
Вопросу о роли различных патогенных серотипов кишечной палочки . з этиологии желудочно-кишечных заболеваний уделяется большое вни* мание в специальной печати. Исследования Н. И. Зацепина, М. А. Ел-
