CC BY
12
возможны некоторые разочарования. Однако данные, полученные при применении этих методов в прошлом, показали их эффективность' и дают нам уверенность, что они окажутся не менее эффективными и б гигиенических исследованиях. Мы полагаем, что применение именно этих принципов даст нам возможность выявить те реакции организма, которые наиболее точно и наиболее полно отражают влияние на организм гигиенических факторов.
Проф. С. Ф. КАЗАНСКИЙ
Микроклимат Московского метрополитена
за 10 лет
Из Центральной научно-исследовательской лаборатории гигиены и эпидемиологии
Министерства путей сообщения
Силами Центральной научно-исследовательской лаборатории гигиены, и эпидемиологии (ЦНИЛГЭ) Транспортного врачебно-санитарного управления Министерства путей сообщения с первого года эксплоатации московского метрополитена было организовано систематическое изучение микроклимата подземных сооружений. Изучался температурный режим, абсолютная и относительная влажность воздуха, скорость его движения, содержание в нем углекислоты, запыленность и бактериальная за? грязненность.
Огромное количество наблюдений дало нам возможность установить ряд закономерностей, которые легли в основу практических предложений, передававшихся нами работникам метро для использования. Последние благодаря этому получили возможность поддерживать санитарный режим в метро, опираясь на фактические данные наших исследований, в частности, работу вентиляционной системы стало возможным регулировать на основе объективных лабораторных данных, а проектировщикам вентиляции на новых линиях метро стало возможным использовать опыт прежних линий, имея данные о санитарной эффективности работы вентиляционных установок этих линий.
Подземные помещения метро отличаются устойчивым микроклимат том, в особенности на станциях глубокого залегания, более надежно* за-! щищенных толщей слоя лежащей над ними земли и более длинным путем, по которому воздух с поверхности достигает станции. Менее устойчив микроклимат станций мелкого залегания, не обладающих такой защитой. У мест выхода линии метро на поверхность (как на станций Смоленская у метромоста) разница температур наружного и внутрен^ него воздуха почти не заметна. ^
Факторы, влияющие на теплообразование и теплоотдачу, и их удельный вес в общем тепловом балансе подземных помещений метро видны из следующего ориентировочного баланса (инж. Лобов) (табл. 1).
Влияние наружного воздуха на температуру подземных помещений метро до некоторой степени иллюстрируется следующими цифрами специального исследования, проведенного в 1940 г. При понижении температуры атмосферного воздуха 1—3 июня «а 3,6° температура в метро понизилась лишь на 1,2°, т. е. в 3 раза меньше, чем в атмосфере, а при повышении температуры снаружи (с 1 до 6 июля) на 9,2° она поднялась в метро лишь на 1,4°, т. е. нагревание воздуха в метро было в 6 раз меньше, чем в атмосфере. С другой стороны, в холодные дни января при изменении температуры наружного воздуха от 0,4° до 13,6° температура в метро изменилась от 0 до 2,1°. Обычно это влияние наружной
Факторы выделения и поглощения Зимой Летом •
тепла поступает уходит поступает уходит
От пассажиров............ Ассимилируется вентиляционным воздухом .............. Потери тепла с воздухом через двери веоибюля.............. Отдача тепла стенами и отоплением вестибюлей ............ Поглощение тепла стенами....... Уносится с воздухом через двери вестибюлей и через естественные шахты . . 1 1 "1 Г 87 13 63,5 28.0 8,5 31,0 64 5 4,5
Всего ... 100 100 1С0 100
температуры сказывается на воздухе метро спустя некоторое время (2—3 дня) после изменения наружной температуры.
На всех трассах метро на станциях глубокого залегания температура воздуха в теплые месяцы (май—сентябрь) держится ниже, чем на станциях мелкого залегания, очевидно вследствие более сильного прогревания с поверхности летом станций мелкого залегания, а в холодные и переходные месяцы {октябрь—апрель) температура на станциях глубокого залегания выше, чем на станциях мелкого залегания, вследствие менее интенсивного охлаждения зимой станций глубокого залегания. Так^ например, в 1940 г. летом температура воздуха на станциях мелкого залегания поднималась выше, чем на станциях глубокого залегания, на 2,8°. Зимой же охлаждение станций мелкого залегания при сравнении со станциями глубокого залегания было больше на 5,2°. Температурный перепад с наружным воздухом для станций глубокого и мелкого залегания в зимний период больше, чем в летний. В абсолютных цифрах этот перепад зимой, например, в январе 1940 г., доходил до 35,4°, а летом того же года до 6,9°.
Абсолютный максимум температуры воздуха на платформах метро был летом в 1938 т. +29,8°. Особо высокая температура летом наблюдалась на отдельных станциях мелкого залегания, наоборот, на станциях глубокого, залегания, как, например, на станции Красные ворота, и в этот жаркий период температура не поднималась выше 22—25°. Наиболее низкая средняя температура зимой наблюдалась опять-таки на станциях мелкого залегания.
Температура воздуха на станциях из года в год становится более высокой. Некоторое снижение ее в 1943 г. объясняется особо большой влажностью и пониженной температурой наружного атмосферного воздуха летом этого года.
Старая трасса (Кировский радиус), за исключением отдельных станций, отличается наиболее высокой температурой, которая не выходит пока за пределы гигиенических норм, но в ближайшие годы необходимо будет все же принять меры против наблюдающегося систематического нарастания ее.
При оценке температурного режима всего метро в целом нужно иметь в виду, что помещения станций метро только отчасти являются производственными помещениями, в основном же это общественные помещения, предназначенные для кратковременного пребывания в них
пассажиров (аналогично вестибюлям на вокзалах). В соответствии с этим и требования к ним в отношении температуры близки к таковым же на вокзалах.
Согласно санитарно-гигиеническим заданиям к проектированию метро, температура воздуха в нем должна быть не ниже +10—12° и не выше +18—20°. Этим требованиям подавляющее большинство станций метро на протяжении всего года удовлетворяет и лишь на отдельных станциях наблюдается летом в короткие промежутки времени избыток тепла, а вимой излишнее охлаждение, которые могут вызывать неприятные ощущения у пассажиров и работников метро. Проведенные во время воздушных тревог наблюдения показали, что при массовом скоплении населения на станциях и в тоннеле температура повышалась на 1—2°.
Меры для регулирования тепла в подземных сооружениях метро могут быть сведены в основном к следующему.
А. Зимой против излишнего охлаждения: а) своевременный перевод вентиляции на зимний режим (подача атмосферного воздуха на станцию через вентиляционные шахты на перегоне, причем этот воздух смешивается с теплым воздухом тоннеля); б) закрытие естественных вентиляционных шахт; в) устройство тепловых завес у дверей вестибюлей и у открытых рамп при выходе тоннеля на поверхность.
Б. Летом против излишнего тепла: а) перевод вентиляции на летний режим (подача свежего воздуха непосредственно на станцию); б) ограничение дневной вентиляции и применение как дополнительной ночной; в) забор вентиляционного воздуха не с поверхности площади и улиц, а с высоты не менее 1—П/г м; г) устройство у вентиляционного устья земных микрозон, водяных завес и увлажнение площади (улицы) ■вокруг устья шахты, орошение тоннелей и станционных платформ.
Влажадгть воздуха метро значительно отличается от влажности атмосферного воздуха, в зависимости от большего или меньшего влияния факторов влагообразования. Такими факторами являются: выделение влаги с дыханием пассажиров и их одеждой, грунтовая вода, просачивающаяся через ограждения тоннеля, промывные воды после мойки платформы, сточные воды в резервуарах станций перекачек и др.
Удельный вес отдельных факторов влагообразования виден из следующего ориентировочного баланса влаги (инж. Лобов, табл. 2).
Таблица 2. Баланс по влаге (в °/о кг/1 час) •
Факторы выделения и поглощения Зимой Летом
влаги поступает уходит поступает уходит
Ассимиляция вентиляционным воздухом Поступление от пассажиров....... Отдача влагн стенами, грунтовыми водами 20 80 1С0 28 2 71,8 100
Всего ... 100 100 100 100
В соответствии с многообразием и изменчивостью факторов, влияющих на влажность воздуха, последняя на разных станциях метро в различное время колеблется в больших пределах.
Средняя месячная относительная влажность атмосферного воздуха за годы последнего десятилетия в средней полосе РСФСР колебалась
в пределах примерно 45—96%; в метро за это время она колебалась от 54 до 73%, а в отдельные дни и на отдельных станциях колебания эти были и больше.
Относительная влажность в метро дает более спокойную кривую, рем кривая атмосферного воздуха, причем обе кривые наиболее расходятся зимой и наиболее сближаются летом. Это объясняется тем, что более резкое снижение температуры в атмосфере зимой вызывает соответственно более резкое повышение относительной влажности, а в метро менее резкие зимние колебания температуры дают и более спокойную кривую влажности. Летом же сравнительно небольшая разница в температурах воздуха атмосферы и метро влечет за собой и отсутствие резких расхождений между обеими кривыми влажности —они близки друг к другу, а иногда и переплетаются между собой.
На большинстве станций из года в год отмечается понижение относительной влажности воздуха. Это по всему метро стоит в полном соответствии с указанным выше фактом ежегодно растущего повышения температуры воздуха метро, среди причин которого мы указывали и на постепенное высыхание тоннелей, но на отдельных станциях местные причины иногда нарушают это соотношение. В 1940 г., когда атмосферный воздух отличался повышенной влажностью, и в метро на большинстве станций наблюдалось некоторое повышение или приостановка понижения относительной влажности, что, конечно, не противоречит общей тенденции к снижению влажности в метро, как не противоречит ей и некоторое повышение относительной влажности в 1943 и 1944 гг. на ряде станций, стоящее в связи с открытием новых, еще не высохших станций, с увеличением количества перевозимых пассажиров, с вызванными военными условиями изменениями в режиме вентиляции, и, конечно, с влажностью атмосферного воздуха. Станции глубокого залегания дают относительную влажность на 12—16% больше, чем станции мелкого залегания (примерно 62% на мелком залегании и 74—78% на глубоком).
Наименьшую относительную влажность имеют трассы постройки первой очереди.
Гигиенической нормой для жилых помещений принято считать 30—60% относительной влажности. Если, рассматривая пассажирские помещения метро как помещения кратковременного массового пользования, считать для них нормой примерно 65% относительной влажности, то большинство станций по средним месячным показателям удовлетворяет этим нормативным требованиям, за исключением станций более поздней постройки, еще требующих просушки.
Основными мерами борьбы с повышением влажности являются: тщательная заделка образующихся в ограждениях течей и достаточная вентиляция при одновременных мерах по регулированию тепла.
-Скорость движения воздуха изучалась нами на платформах станций и в вестибюлях? Движение воздуха в метро неравномерно, оно имеет волнообразный, пульсирующий характер.
В промежутке между отходом одного поезда и приходом другого скорость движения воздуха минимальна, примерно 0,5 м/сек, редко 2 м/сек. При подходе поезда она увеличивается (примерно от 2—3 до 5—6 м/сек). От этих величин нередки ,и значительные отклонения.
Максимальной она оказывается при одновременном отходе двух поездов в противоположные стороны; она доходила в таких случаях до 10—12 м/сек.
Анализ многочисленных анемометрических измерений при разных условиях дал основание считать, что основным фактором, влияющим на скорость движения воздуха в метро, является так называемое поршневое действие поезда. Поезд заполняет собой почти весь просвет тоннеля и при движении проталкивает массы воздуха, находящегося
перед ним. Этот воздух поступает на станцию и далее в вестибюль и через двери последнего выходит на поверхность. В то же время вслед за движущимся поездом в тоннеле происходит некоторое разрежение воздуха и в это разреженное пространство, как в поршень насоса, засасывается воздух из тоннеля, со станции и из вестибюля. Длина переходов на станции, величина их просвета, их конфигурация и устройство, а также устройство дверей, естественно, влияют на скорость движения воздуха. Тепловой напор, основанный на разнице температур внутри и вне метро, и направление ветра если и играют некоторую роль, то она, очевидно, по сравнению с поршневым действием поездов весьма невелика.
При таком своеобразном передвижении воздуха в метро, повидимо-му, только часть этого воздуха при подходе поезда выталкивается наружу через шахты и двери вестибюлей и заменяется свежим атмосферным воздухом, засасываемым внутрь метро через те же шахты и те же двери вестибюлей вслед за уходящим поездом, но большая часть воздуха, повидимому, только маятникообразно перемещается по тоннелю в ту и другую сторону, обусловливая этим постоянное энергичное перемешивание воздуха и содействуя в большей или меньшей степени выравниванию температуры и влажности соседних отрезков тоннеля и соседних станций.
Скорости движения воздуха от 0,5 до 1—2 м/сек можно признать нормальными, не вызывающими неприятных ощущений у пассажира даже и в холодное время года, при температурах, наблюдающихся обычно на станциях метро. Большие скорости могут вызывать неприятные ощущения, но при кратковременности (21/г—5 минут) ожидания пассажирами поезда не могут быть причиной каких-либо простудных заболеваний пассажиров, одетых зимой ¡в теплую одежду. Для работников же метро, дежурящих в течение рабочего дня на платформе или в переходах, такие скорости являются нежелательными и требуют принятия соответствующих мер.
Проведенная нашей лабораторией работа по изучению причин и условий возникновения этих скоростей дала 'основание для борьбы с данным явлением рекомендовать устройство в наклонных ходах эскалаторов специальных ребер, которые должны уменьшить скорость движения воздуха.
Поступление углекислот, в воздух метро происходит из следующих источников: а) из атмосферного воздуха, б) от дыхания пассажиров и работников метро, в) от выделения из грунтовых и сточных вод, находящихся в резервуарах перекачек, и г) от выделения углекислоты при производственных процессах в тоннелях и в помещениях метро (например, при электросварке, при движении автодрезин, работающих на двигателе внутреннего сгорания, и пр.). Составленный нашей лабораторией (Белев-цев) в 1940 г. баланс углекислоты в метро показал, что около 33% ее продуцируется дыханием людей и около 67% падает на долю остальных источников. Средние годовые показатели углекислоты в воздухе метро колеблются между 0,5 и 1,4 см8/л, а в атмосферном воздухе от 0,37 до 0,5 см3/л. Это нарастание углекислоты находит себе объяснение в увеличении числа поездов и количества перевозимых пассажиров. Отмечается большее содержание углекислоты в воздухе станций глубокого залегания, так как проветривание их при движении поездов (силой поршневого действия) совершается труднее, чем станций мелкого залегания. Не исключена также возможность, что здесь оказывает влияние большее выделение углекислоты из грунтовых вод глубокого залегания и «затекание» углекислоты вследствие ее большего удельного веса (1,52), чем воздуха.
Из имеющихся материалов можно сделать вывод, что по годовым показателям в воздухе отдельных трасс содержание углекислоты не пре-
2 Гигиена и санитария, № 9
вышает санитарной нормы в 1 см3/л (норма метро), а по месячным показателям не превышает 2 см3/л (норма помещений для кратковременного пребывания людей) и лишь отдельные разовые анализы дают цифры, выходящие за пределы этих норм, что также может быть устранено проведением намеченных мероприятий.
Анализы воздуха во время воздушных тревог показали, что содержание углекислоты в метро, в результате необычной нагрузки при массовом использовании его населением в качестве убежища, хотя и нарастало от 0,14 до 0,6 см3/л, но не выходило за пределы указанных выше норм для метро.
Мерами против накопления углекислоты в воздухе являются: а) получение для вентиляции наиболее чистого атмосферного воздуха (выбор места забора, ограждение устья вентиляционных шахт водяной завесой, зеленой микрозоной, забор воздуха не с поверхности почвы, а с высоты не менее 1 — П/г м); б) сведение до минимума подземных работ, связанных с выделением углекислоты (переносные горны, газовая сварка, ремонтные строительные работы, применение автодрезин с двигателями внутреннего сгорания и пр.); в) усиление вентиляции и г) меры против переполнения пассажирами наиболее загруженных станций и отдельных мест на станции.
Источниками пыли в воздухе метро являются, с одной стороны, пыль, приносимая в метро извне (запыленность атмосферного воздуха, поступающего в метро, пыль с одежды, обуви и вещей пассажиров), а с другой стороны, пыль, образующаяся уже в помещениях самого метро (трение колес о рельсы и тормозные колодки, трение движущихся частей в различных механизмах, измельчение щебенки балласта, выветривание покрытий тоннеля и станций, строительные и ремонтные работы и т. д.).
Движение воздуха в тоннелях вследствие поршневого действия поездов, сталкивание встречных воздушных потоков и их завихрение создают весьма сложные и на разных станциях различные условия, влияющие на поднятие пыли в воздухе, ее передвижение и оседание. Поэтому и степень запыленности воздуха различных станций также колеблется в различных пределах. Влияет, конечно, качество уборки платформ и работа вентиляционных установок. Предельно допустимой концентрацией пыли в воздухе Москвы гигиенисты считают 0,3 мг/м3. Для метро, учитывая неизбежность добавления производственной пыли, образующейся в самом метро, приходится эту норму поднять примерно до 1 мг/м1. Фактическая величина запыленности в метро чаще всего колеблется в пределах от 0,5 мг/м3 воздуха до 1 мг/м3, но на ряде станций и в отдельных пробах она бывает и выше.
Для снижения запыленности и на остальных станциях до предела допустимой концентрации пыли разработан комплекс мероприятий, осуществление которых поможет дальнейшему улучшению качества воздуха метро.
По своему химическому составу в первые годы эксплоатации пыль имела высокое содержание железа (до 60°/о), что находило себе объяснение в истирании трущихся частей механизмов, а главным образом колес о рельсы и чугунные тормозные колодки. Постепенно эти колодки были заменены бакелитовыми. Исследованиями воздуха за последние годы, после того, как начали применяться бакелитовые колодки, установлено уменьшение содержания железа в пыли (около 12й/») — этот остаток железа должен быть отнесен за счет трущихся частей различных механизмов и колес о рельсы. Однако на станции Красносельская попрежнему наблюдается высокое содержание железа в воздухе, что, повидимому, объясняется близким соседством механических мастерских и Северного депо, загрязняющих металлической пылью атмосферный воздух, который потом попадает в метро. Пыль на станции Динамо отличается высоким процентом органических веществ (36и/о против 19°/»
на других станциях) и большей влажностью (4% вместо 2—3%), что можно поставить в связь с обилием зелени в окружности станции (Петровский парк). Кремнекислые соли (от 18 до 24%) и окись кальция (8—9%) имеют своим источником щебеночный балласт и бетонные покрытия в метро, мостовые, каменные оштукатуренные здания в окружности вентиляционных шахт. По размерам преобладают мелкие пылинки: около 58,% пылинок имеют величину 3 микрона, 38% — 4 микрона и 4°/о1 — 6 микронов.
Для борьбы с запыленностью должны быть приняты следующие меры:
A. Против заноса пыли вентиляционной системой: а) фильтрация воздуха (хотя эта мера в условиях метро и дорога); б) выбор свободного от пыли места для забора воздуха; в) ограждение устья вентиляционных шахт зеленой зоной и водяной завесой; г) поливка и влажная уборка площади (улицы) вокруг, устья шахты.
Б. Против заноса пыли пассажирами: а) тщательная очистка площади перед входом в метро; б) решетка для ног у входа с местным отсосом пыли; в) дежурная (перманентная) уборка вестибюлей, лестниц и коридора; г) механизированная очистка эскалаторных лент (ступенек) с отсосом пыли в закрытый бункер.
B. Против образования пыли в самом метро: а) периодическая очистка, обмывка и побелка вентиляционных шахт; б) обмывка тоннелей и балласта; в) механизированная уборка станций пылесосами; г) сведение до минимума подземных строительных работ и своевременное удаление строительных отбросов; д) рациональная организация всей очистки и удаления отбросов.
Проводившиеся в течение ряда лет наблюдения над воздухом в вагонах метро привели к следующим выводам.
Температура воздуха и содержание углекислоты в вагонах обычно выше, ч,ем на 'платформах станций. Разница температуры доходит до 1—разница в содержании углекислоты — до 0,5 см3 на 1 л воздуха.
Вагоны, находящиеся в конце состава, имеют обычно более высокие показатели температуры и наличия углекислоты, чем вагоны, идущие в голове поезда, что объясняется лучшей вентиляцией их, как находящихся под напором воздуха, рассекаемого поездом, тогда как хвостовые вагоны, находясь под некоторым разрежением вследствие образующегося за поездом отрицательного давления, подсасывают уже отработанный воздух предыдущих ваганов. В отдельные дни и на разных трассах бывают и значительные отклонения в ту и другую сторону. Основной причиной их является неодинаковое заполнение вагонов пассажирами. Поэтому наряду с мерами улучшения вентиляции вагона большое внимание должно быть уделено и регулированию посадки пассажиров.
Приведенные данные показывают, что московский метрополитен, являясь лучшим в мире по техническому устройству и по архитектурному оформлению, является передовым и в санитарно-культурном отношении.
