CC BY
8
ЗА РУБЕЖОМ
УДК 613.6:1371.6:628.
применение^ потолочного линейного лучистого отопления в классных помещениях школ
Кандидаты мед. наук Б. Рона и Д. Хегедюш, канд. техн. наук Л. Банхиди, К. Меретеи
Государственный^ институт здравоохранения, Научно-исследовательский институт строительства, Будапешт
Гигиенические преимущества и невыгоды лучистого отопления достаточно известны. Однако конкретные требования к его устройству далеко не идентичны. Причины этого нужно искать, по всей вероятности, в том, что методы исследований, посвященных этому вопросу, были различны.
По нашему мнению, следует прежде всего выяснить, какими техническими способами можно обеспечить комфортные климатические условия, необходимые для занятий в школе и не нарушающие в то же время теплового равновесия. Необходимо также определить допустимое тепловое облучение головы, которое не влечет за собой понижения умственной работоспособности учащихся.
С этой целью в 1966/67 учебном году были проведены предварительные исследования в экспериментальном классном помещении отдела гигиены детей и подростков Государственного института здравоохранения; в помещении была устроена система потолочного лучистого отопления. Поданным этих исследований, если излучение не превышало 0,05 кал/см2/мин, то заметных изменений в тепловом обмене не происходило. Однако при изучении умственной работоспособности не были получены однозначные ответы (ВапЫШ и соавт., 1968).
Повторные исследования с более широкой программой проводились нами в 1968/69 учебном году в школе-новостройке в одном из новейших микрорайонов Будапешта. Оборудование потолочного лучистого отопления было сооружено в угловом классном помещении I этажа теплофицированного двухэтажного школьного здания. Высота помещения 3,2 м\ пол покрыт паркетом. Из 3 отопительных панелей длиной 8 м и шириной 24 см каждая одна находилась на линии между первым и вторым рядом парт, другая — между вторым и третьим рядом. Третья панель была смонтирована на участке потолка, близком к окнам.
Панели лучистого отопления питались горячей водой (70—130°); их можно было включать по одной, поочередно или все одновременно. Регулирующие и измерительные приборы располагались на стене, общей с соседним (туалетным) помещением, и можно было регулировать отопление, не мешая классной работе. Батареи центрального водяного отопления на время эксперимента были отключены, а их восходящие проводы — изолированы.
В течение первой недели исследовний в классе обнаруживался тепловой дискомфорт, так как в новом здании регуляция тепла из теплофикационного центра не была еще совершенна. Дальнейшие исследования (второй период) проводились в течение 2 недель при урегулированном центральном водяном отоплении. При этом контролировались данные, полученные при лучистом отоплении. В первые 2 недели третьего периода произ-
водилось непрерывное (днем и ночью) лучистое отопление, а затем — прерывистое лучистое отопление (на ночь оно отключалось). С помощью тех или иных вариантов включения панелей создавались различные условия отопления. Температуру поверхности отопительных панелей тоже можно было менять по желанию, вводя первичную горячую воду, смесь ее отвода или вторичную воду. Кроме того, тепло, направляемое на голову учащихся, удавалось регулировать их пересаживанием. Для каждого рабочего места при всех вариантах отопления высчитан коэффициент излучения («р). В соответствии с температурой воды и коэффициентом излучения составлена номограмма, по которой можно было отсчитывать количество тепла, облучавшего голову учащегося, сидевшего на любом месте. Полученные таким образом данные позволили установить различные условия отопления. Они показаны в таблице.
Условия отопления в ходе экспериментов
Система отопления Характер микроклимата Тепло, облучавшее голову (в кал/см*/мин) Обозначение условия отопления
Центральное водяное отопление > > » Непрерывное лучистое отопление Прерывистое лучистое отопление Прерывистое лучистое отопление Прерывистое лучистое отопление Прерывистое лучистое отопление Тепловой дискомфорт Комфорт » Первая комфортная зона Вторая комфортная зона Переходная зона Тепловой дискомфорт <0,025 0,015—0,025 0,026—0,050 0,051—0,080 0,081—0,100 Цднск. Дк- Лнепр. Лк. Лк, 11« Лперех. Лднск.
Для физиологических исследований мы выбрали 15 учеников 7-го класса. Исследования проводили в 7 часов 30 мин., 8 часов и в 12 часов 45 мин. Теплотехнические измерения проводили в 7 часов 30 мин., 9 часов 45 мин., 12 часов 45 мин. В качестве дополнения к экспериментам в отопительном сезоне 1969/70 учебного года в помещении того же класса был наложен холодный пол «Ыоуерох», после чего изучено изменение температуры пола и кожи ног учащихся в условиях лучистого отопления.
Теплотехнические исследования заключались в измерении температуры наружного воздуха, воздуха в помещении в 6 пунктах на высоте 1 см над полом и 6 пунктах на уровне головы. Определяли температуру ограждающих поверхностей и отопительных поверхностей, а также результирующую температуру по ЛИБзепагс!. Изучали относительную влажность воздуха, охлаждающее влияние окружения и скорость движения воздуха.
При физиологических исследованиях измеряли температуру кожи лба, носа, груди, тыльной поверхности кисти и третьего пальца, а во втором периоде исследований, кроме того, кожи подошвы, голени и большого пальца ноги. Измеряли пульс и кровяное давление. Изучали кожно-гальвани-ческую реакцию на ладони детей, эстезиометрию, латентный период реакций, критическую частоту зрительных мельканий, тремор. Во время экспериментов опрашивали учащихся о их тепловом самочувствии.
Результаты теплотехнических исследований показали, что центральное водяное отопление приводило к дискомфорту: при Цдиск. средняя температура воздуха классных помещений составляла 22,6° вместо комфортных 19—20°. Это подтверждалось и высокой температурой ограждающих поверхностей. При Днепр.» Дк.1. и Дк.п удалось обеспечить комфортный микроклимат помещений. При Лперех. и Ддиск. теплотехнические параметры, за исключением
скорости движения воздуха, оказались лишь незначительно менее благоприятны, чем в зоне Ц^.
Лучистое линейное отопление обеспечивает, по материалам наших исследований, равномерную в пространстве и во времени температуру; оно придает благоприятную температуру ограждающим поверхностям, в первую очередь полу. В классах с большой поверхностью остекления потеря тепла через стекла меньше, чем при центральном водяном отоплении. В отличие от широкой панели, занимающей большую часть потолка, линейные панели лучистого отопления при благоприятном расположении не излучали большого количества тепла на голову детей. Мгксимальный коэффициент излучения (ф) линейных панелей, применявшихся нами, составлял 0,78.
По нашим данным, для обеспечения комфортного климата достаточно иметь 3 линейные панели шириной 12 см длиной 8 м каждая. При такой отопительной поверхности коэффициент излучения составляет около 0,06 даже для ученика, сидящего на наиболее неблагоприятном месте, а количество лучистого тепла на уровне головы при комфортных условиях меньше 0,05 кал/см2/мин. Более высокие значения требуются только в том случае, если температура наружного воздуха ниже —15°, что у нас бывает крайне редко.
В эксперименте с холодным полом температура его составляла по утрам при прерывистом отоплении 17—19° и за 1—2 часа повышалась на 2—Зг по сравнению с исходной (Banhidi и соавт., 1970). Температура холодного пола при лучистом отоплении была всего на 0,5—1° ниже, чем температура паркетного пола. Следовательно, потолочным лучистым линейным отоплением может быть обеспечена достаточная температура холодного пола.
При планировании и расчетах лучистого линейного отопления потерю тепла классным помещением нужно рассчитывать на температуру внутреннего воздуха, равную 18°, принимая во внимание теплоотдачу учениками 50 ккал/час на 1 человека.
Результаты физиологических исследований показали, что в середине дня средняя температура кожи лба соответствовала комфортным значением по Bradtke и Liese только при Лнепр., ЛК1 и Лк „ (в среднем от 31,5 до 33,5°). По сравнению с утренними данными изменения были незначительны при Лк ,, Лк ,,, Лпсрех. и лдиск.; при ЛнеПр. имелось увеличение на 1,1°. При обоих видах центрального отопления обнаружено более выраженное увеличение температуры кожи лба. Средняя температура кожи носа увеличивалась к концу учебного дня при Ц„ и ЦдИСк.- При лучистом отоплении та же температура незначительно изменилась во всех условиях, причем, за исключением Лкл, Лпере*. и ЛДИСк.. изменения оказались достоверными. При Цк и Цдиск. средняя температура кожи груди увеличилась на 1,6 и 1,7°; при всех вариантах лучистого отопления изменения были менее выражены. Средняя температуры тыльной поверхности кисти повысилась к концу учебного дня на 1,1° при Л непр. и менее чем на 1° при остальных вариантах лучистого отопления. В то же время повышение средней температуры кожи тыльной части кисти составляло при Цк 2,8°, а при ЦдИСК 1,8°.
Пульс у обследованных несколько участился к концу занятий. Систолическое кровяное давление при всех вариантах отопления оставалось практически без изменений в течение учебного дня. Поэтому можно считать, что ни при одном из вариантов лучистого отопления тепловое равновесие учащихся не пострадало. Их тепловое самочувствие было приятным. Это и понятно, так как микроклимат помещения соответствовал требованиям комфорта. В то же время при Цдиск. некоторые ученики, характеризуя температуру воздуха в классе, говорили, что им «очень жарко».
Во время эксперимента с холодным полом ученики носили в классе легкую летнюю обувь. Тем не менее средняя температура кожи подошвы как при непрерывном, так и при прерывистом отоплениии составляла 30,5°
утром и была на 1,5—2° выше после уроков. Средняя температура кожи стопы утром при непрерывном отоплении равнялась 31°, а при прерывистом отоплении —31,5°. К концу уроков обнаруживалось повышение ее на 1 и 2°. Средняя температура кожи большого пальца ноги повышалась соответственное 28,5 и 28,8° до 31,1 и 32,1°. Следовательно, температура кожи ног даже при холодном поле не стала ниже комфортных значений, которые приводят Winslov и Harrington, а также С. И. Ветошкин. Обследованные нами ученики не жаловались на охлаждение ног.
Среднеарифметический латентный период практически не изменялся за учебный день. Исследование критической частоты зрительных мельканий показало, что способность глаза различать быстрые мелькания оставалась в течение учебного дня практически постоянной при Цдиск.. Днепр.» ЛК1 и Лк.п» снизилась незначительно при Цк и Лперех. и наиболее значительно при Лдиск- Изменение было статистически достоверным лишь при Цк.,
Aienp. и Лперех,-
Гальваническая реакция кожи от начала до конца учебного дня при Лкл, Лкц и Лперех. снизилась на 10,9—7,8—14,3 килоома. Снижение этой реакции менее выражено при Цдиск. И Лпепр.. А при ЛДиСк. реакция увеличилась на 8,3 килоома, что указывает на некоторое понижение работоспособности учащихся. Средняя ошибка средней арифметической являлась весьма значительной, что объясняется большими индивидуальными различиями. Разница между средними данными, полученными до и после уроков,
при всех вариантах не была , _ крнвая А кренко; 2— кривая В Кренко; 3— кри-статистически достоверной. Сред- вая А НИИС — ГИЗ; 4 — кривая в ниис — гиз.
ние данные эстезиометрии не
показали изменений, заслуживающих обсуждения. Тремор увеличился к концу уроков при Цдиск. и Лдиск. на 1,6 и 4,5 касания. Число касаний практически не менялось при Лпсрех. При остальных вариантах лучистого отопления, а также при Цк. число касаний в большей или меньшей мере снижалось с утра до конца занятий. Изменение было достоверным только при ЛпеРех. •
Резюмируя данные физиологических исследований, можно заключить, что при Л11епр, Лк 1 и Лкл1 излучаемое на голову тепло в 0,015 — 0,05 кал/см'1 /мин не снижает работоспособности учащихся. Нельзя с полной уверенностью сказать то же о ЛПерех.> когда количество тепла, излучаемого на голову, составляет 0,05—0,08 кал/смг/мин. Результаты исследований латентного периода и критической частоты зрительных мельканий в этих условиях менее благоприятны, чем в предыдущих. При Лдиск., судя по латентному периоду, данным критической частоты зрительных мельканий, тремора и гальванической реакции, лучистое тепло в 0,08— 0,100 кал/см2/мин на уровне головы ухудшает работоспособность. Наших выводов не подтверждают наблюдения педагогов, так как они не замечали понижения психической работоспособности ни при одном варианте лучистого отопления.
Следовательно, мы считаем возможным рекомендовать потолочное лучистое линейное отопление школьных классных помещений при правильном размещении отопительных панелей, когда голова учащегося облучается лучистым теплом в 0,015—0,05 кал/см2/мин. Количество лучистого тепла 0,051—0,065 кал/см2/мин допустимо на уровне головы учащегося, но только в таких школах, где нет групп продленного дня. Количество лучистого тепла на уровне головы, превышающее 0,065 кал/см2/мин
Г
Диаграмма
не может быть приемлемо в школах даже в том случае, если с помощью вентиляции могут быть обеспечены комфортные условия.
Для расчетов лучистых отопительных панелей в настоящее время пользуются диаграммой Кренко, выражающей на основе опросов о тепловом самочувствии взаимосвязь коэффициента излучения (<р) и допустимой поверхностной температуры (tm). На основании результатов собственных наблюдений мы составили диаграмму, показаную на рисунке.
Кривая 1 соответствует кривой Кренко. Цифрой 2 обозначена кривая с допустимыми по Кренко взаимосвязями. Кривая 3 составлена нами, исходя из взаимосвязи поверхностной температуры и коэффициентов излучения, обеспечивающих лучистое тепло на уровне головы учащегося в 0,015—0,050 кал/смг/мин. Естественно, что эта кривая относится к потолочному линейному лучистому отоплению при панелях указанных раньше размеров, количеству их и размещению. Кривая 4 показывает условия, которые мы считаем допустимыми. Как видно на кривой 4, при правильно рассчитанном и размещенном потолочном лучистом отоплении в школах допустима более высокая поверхностная температура панелей по сравнению с той, которая приведена в литературных источниках.
ЛИТЕРАТУРА
В е т о ш к и н С. И. Гиг и сан., 1955, № 8, с. 17. — В a n h\ d i L., Hege-d ü s Gy., M e г ё t e i К. et al. В кн.: Epületgepeszet. Budapest, 1968, v. 132. -Ban-hidi L., Meretei K., Hegedüs Gy. et al. Epületgepeszet. Budapest, 1970, c. 95. — BradtkeF., Liese W., Hilfsbuch für Raum-und aussenklimatische Messungen. Berlin, 1937. — С h r e n к о F. A. I. Instn. Heat. Vent. Engrs., 1953, p. 375. - Wins-1 о v С. E., H a r r i n g t о n L. P., Temperature and Human Life. Princeton, 1949.
Поступила 12/XI 1971 r.
ДИСКУССИИ И ОТКЛИКИ ЧИТАТЕЛЕЙ
УДК 615.277.4.07
о возможности определения предельных доз
канцерогенных веществ
Проф. И. п. Нейман Лаборатория канцерогенов Института питания АМН СССР, Москва
Вопрос о возможности определения безопасных для человека доз канцерогенных веществ имеет большое теоретическое и практическое значение. Наша внешняя среда содержит немало канцерогенных действующих химических примесей самого разнообразного происхождения, и естественно, что гигиенистов, токсикологов и онкологов интересует, можно ли установить предельную, допустимую концентрацию таких веществ в атмосфере, почве, питьевой воде, продуктах питания и т. д.
Для обоснованного подхода к этой проблеме необходимо прежде всего выяснить следующее. Имеются ли в литературе убедительные данные, показывающие безопасность очень малых доз химических канцерогенных веществ? Если канцерогенные вещества при применении их в очень малых дозах практически не вызывают развитие опухоли, то не создают ли они в подвергающемся их воздействию организме повышенной чувствительности к влиянию канцерогенных факторов? Может ли решение поставленных вопросов в отношении какой-либо группы канцерогенов быть отнесено ко всем видам химических канцерогенных веществ.
