CC BY
5
Методы исследования
УДК 013.5 + 614.71-07
Ю. Д. Губернский, 3. А. Скобарева, Л. М. Текшева
ПРИМЕНЕНИЕ ПРИНЦИПОВ СИСТЕМНОГО АНАЛИЗА В ГИГИЕНИЧЕСКОЙ ОЦЕНКЕ ЖИЛОЙ СРЕДЫ
НИИ общей и коммунальной гигиены им. А. Н. Сысина АМН СССР, Москва
Системный анализ, в основе которого лежит изучение любого явления как системы, состоящей из взаимосвязанных и взаимозависимых частей (элементов), каждая из которых влияет на качество системы в целом, определяемое также внешними связями системы с параллельными ей и более общими системами, расширяет и углубляет научный анализ и должен найти применение в развитии гигиены жилой среды. Жилая среда может быть рассмотрена как самостоятельная система и как часть общей системы «среда— человек», составляющей основу гигиены и, в частности, гигиены окружающей среды, системный подход к изучению которой признан ВОЗ [5].
Система «жилая среда» (применительно к гигиене города — «городская жилая среда») — это прежде всего сумма условий среды конкретных городских объектов, на которых человек пребывает в соответствии с алгоритмом своей жизни в течение дня, недели, месяцев и лет, и которая оказывает на него комплексное воздействие, складывающееся из суммарного воздействия среды конкретных объектов и определяющееся как качеством среды, так и реактивностью организма, сформированной под влиянием предшествующих влияний среды на нынешнее и предыдущие поколения.
В свою очередь среда, окружающая человека на любом городском объекте — на открытых территориях городской застройки, в зданиях различного назначения, в салонах городского транспорта и т. д., — повсеместно и в каждый момент времени оказывает комплексное воздействие, определяемое сочетанием позитивных и негативных факторов физической, химической, биологической и социальной природы, а также степенью адаптации организма к ним, и может быть рассмотрена как система.
Комплексность воздействия среды на человека требует учета всех элементов системы и их взаимосвязей и диктует необходимость применения методических подходов, обеспечивающих возможность получения комплексной гигиенической оценки качества среды в целом. Комплексная оценка среды должна дополнить принятую в настоящее время методику оценки качества среды по набору отдельных показателей, таких, как па-
раметры мезо- и микроклимата или световой среды, качество воздуха, напряженность электромагнитных полей и т. п., или по сочетанию ограниченного числа одновременно воздействующих факторов, например, шума и химическсого загрязнения воздуха. Системный подход к оценке жилой среды позволяет оценивать влияние интегрального качества среды на состояние здоровья населения и определять очередность мероприятий по оптимизации среды или образа жизни горожан.
Систему «жилая среда» применительно к городской жилой среде следует рассматривать как часть, подсистему общей системы «город», неразрывно связанную с другими подсистемами («промышленность», «транспорт» и др.) и состоящую в свою очередь из комплекса подсистем — средообразующих элементов (факторов среды) и параметров, характеризующих их качество. Как всякая система, система «жилая среда» является «открытой», т. е. связанной с иными, параллельными и более общими системами множеством связей, влияющих на ее качество. Однако применение законов прикладного системного анализа позволяет для конкретных целей гигиенического исследования рассматривать ее как «закрытую», в которой анализу подлежат лишь внутрисистемные связи, а влияние внешних воздействий предполагается, но на данном уровне исследований не учитывается. Такой подход, существенно облегчающий получение комплексной оценки интегрального качества среды конкретного объекта или конкретной группы объектов, был использован в нашей работе. Система рассматривалась как «закрытая» и строилась путем отбора наиболее существенных средообразующих элементов, к которым нами на данном этапе исследований были отнесены пространственные, физические и химические факторы, определяющие в совокупности гигиеническое качество жилой среды и опосредованно влияющие на другие гигиенические характеристики среды (в частности, бактериальную обсемененность).
С использованием такого подхода проведен анализ системы «жилая среда» на примере среды помещения в жилом или общественном здании.
На схеме 1 представлено в общей форме по-
2 Гигиена н санитария № 2
— 33 —
Схема 1. Жилая среда как система средообразующих факторов, оказывающих влияние на здоровье и самочувствие человека
Жилая среда
Конструктивные и Воздуш-
объемно-простран- Микро- —> Световая
ственные парамет- климат ч среда ная среда
ры
Вибрацион-но-акустический режим
Электростатические, электромагнитные, геомагнитные поля
Воздействие
> Человек
(субъективные факторы)
Результат воздействия (самочувствие, работоспособность, адаптивность, здоровье)
строение системы «жилая среда» на первом уровне ее детализации. О том, что системный анализ не сводится к простому суммированию характеристик составляющих среду элементов, свидетельствуют установленные в ходе анализа существенные прямые и обратные связи между ними, показывающие возможное влияние отдельных элементов среды друг на друга и на качество среды в целом. Число таких связей увеличивается в ходе детализации системы. Графические приемы, характерные для системного анализа, облегчают учет и систематизацию подчас скрытых, остающихся без внимания взаимодействия элементов среды.
Примером может быть взаимовлияние 3 элементов: световой среды, температурно-влажност-ного режима и состояния воздушной среды в помещении. Под влиянием инфракрасного потока радиации как составной части освещения и особенно инсоляции повышается температура воздуха и поверхностей, ускоряются турбулентные потоки воздуха, снижается содержание в воздухе влаги (при отсутствии ее постоянных источников), за счет высушивания бактериальных клеток уменьшается вирулентность микрофлоры, как взвешенной в воздухе, так и находящейся на различных поверхностях. Под влиянием ультрафиолетового излучения, содержащегося в световом потоке естественного света и в прямых солнечных лучах, достигается высокая степень обеззараживания воздуха и возможно изменение его химического состава вследствие ускоренного распада ряда органических соединений. В то же время прослеживается и обратная связь—повышенное содержание в воздухе пыли, водяных паров и других загрязнителей снижает интенсивность светового потока и меняет его спектральный состав, что влияет на биологическую эффективность света.
Возможен учет связей и другого рода, указывающих на то, что люди, живущие в условиях дефицита естественного света, более чувствительны1 к воздействию вредных веществ, загрязняющих воздух, или что в неблагоприятных условиях микроклимата повышается опасность воздействия бактериальных загрязнителей среды и т. д. Подобные связи и взаимовлияния можно проследить при построении системы и оценить их коли-; чественно для многих элементов среды и их параметров.
Помимо установления внутренних связей, существенное значение имеет построение разных уровней детализации системы с соблюдением присущего ей порядка иерархической соподчи-ненности факторов и параметров. Детализация каждой системы проводится по схеме: интегральное качество («система») — компоненты качества («функциональные подсистемы»)—составляющие компонентов качества («функциональные узлы») — группы первичных свойств качества («функциональные элементы») — первичные свойства качества. Такое построение повышает точность и полноту учета всех элементов, входящих в систему, позволяет проводить оценку значимости влияния каждой составляющей системы на ее интегральное качество и облегчает отбор наиболее значимых элементов. Информативность системы значительно повышается при введении количественных показателей, характеризующих относительную значимость всех системообразующих элементов. Пример иерархического построения системы представлен на схеме 2, где в качестве си-, стемы рассмотрена одна из подсистем системы «жилая среда — акустический режим в жилом помещении». Построение этой системы позволило учесть влияние на акустический режим помещения более чем 50 факторов и провести оценку
Схема 2. Пример разработки структуры интегрального качества средообразующего элемента по компонентам и параметрам, формирующим акустический режим
в жилом помещении
Интегральное качество (система). Акустический режим (К5 = 10 %; К5 = К51 + К52 + К53 = 100 %)
Компоненты качества (функциональной системы) Составляющие компонентов качества (функциональные узлы) Группы первичных свойств качества (функциональные элементы) Первичные свойства качества (НС) Компоненты качества (функциональные подсистемы) Составляющие компонентов качества (функциональные узлы) Группы . первичных свойств качества (функциональные элементы) Первичные свойства качества (пс)
Внешний шум К*, = 40 %; К51 = 100 % С транспортных магистралей, К511 = = 33 % Авиационных, железнодорожных, К51 11 = 10 % Автомобильных, К5112 = 23 % 1 1 ПС, -ПС,) 1 1 ПС5-ПС6 Внутриквяр-тирный шум К„ = 40 %; К53 =100 % От бытовой технн кн, К531 = 25 % От пылесоса, К5311 = 5% От полотера, К5312 = 5% пс? 3 ПС2
С внутрикварталь-ных проездов, К512 = = 15 % От общественного транспорта, К61 21 = 10 % 1 1 ПСу • IlCg 1 1 ПСд -ПСИ, 1 ПС,, 1 пс,2 От стиральной машины, К5313 = = 5 % От кухонных приборов, К5314 = = 5 % От других бытовых машин, К531 5 = 5 % От передвнгания мебели, К5321 = = 3 % От гимнастики, К5322 = 5 % 3 пс3 3 пс4
С придомовой территории, К513 = 50 % От личного транспорта, К5122 = = 5% От спортплощадок, К5131 = 15 % От детских площадок, К5132 = = 15% - От бытовых процессов, К532 = 10 % 3 ПС5 3 пс6 3 пс 7
Внутридомо-вой ш.ум Кб« = 20 %; К52 = 100 % Из соседних домов, Ко 14 = 2 % От лифта, К521 = = 35% От внутриквартальных и встроенных учреждений, К5133=10% От трансформаторных подстанций, К5134= 10 % От движения кабины, К5211 = = 15 % От дверей лифта, К5212 = 20 % 1 1 пс,3-псн 1 ПС15 2 пс, 2 2 пс2 пс3 От санитарно-тех-ннческих устройств, К533 = 15 % От радиоаппаратуры, К534 = 20 % От хождения и проч., К5323=2 % От шума воды, К5331 = 10 % От мусоропровода и др., К5332 = = 5 % От радиоприемников, К5341 =3 % От телевизоров, К5342 = 7 % От магнитофонов, К5353 = 5 % 3 пс8 3 ПС9 3 3 псю-пс,, 3 пс,2 3 пс13 3 пс,4
От мусоропровода, К522 = 35 % От падения мусора, К5221 = 20 % От клапана шахты, К5222 = 15 % 2 пс4 2 пс5 От музыкальных инструментов, К535= = 15 % От духовых и электроинструментов. К5351 = 7 % От фортепиано, К5352 = 5 % 3 пс15 3 пс16
От хлопанья дверей, К523 = 20 % Парадных, К5231 = 10 % 2 пс6 2 2 От гитары, К5353 = 2 % От других инструментов, К5354= = 1 % От телефонных звонков, К5361 = = 3 % От пения и громких разговоров, К5362 = 2 % пс,7 3 пс,8
Из соседних квартир, К523 = 10 % Квартирных, К5232 = 10 % От радиоаппаратуры, К5241 =4 % ПСу • neg 2 пс9 2 От телефона и голосов, К536 = 5 % 3 пс19 3 3 пс2о пс2.
От музыкальных инструментов, К5242 = 3.5 % пс10 О От игр детей, К537 = 5 % От игр с мячом, прыжков, К5371 =3 % 3 3 пс22 пс23
От сапитарно-техннческнх устройств, К5243 = 2 % -V пс11 От механических игрушек, К5372 = 2 % j пс24 з
От других источников, К5244 = = 0,5 % 2 цс,2 От других источников шума, К538 = 5 % пс25...
Графоаналитическая оценка качества среды зала заседаний.
1 — интегральное качество системы; 11 — компоненты качества; К! — воздушная среда. К2 — микроклимат, КЗ — светоцвстовая среда, К4 — архитектурно-планировочное решение, К5 — акустический режим, Кб — прочие факторы; 111 — составляющие компонентов качества: К11 — химический состав воздуха, К12 — ионный режим, KI3 — запыленность, К14 — бактериальная обсемененность, К21 — температура воздуха, К22 — интенсивность инфракрасного облучения, К23 — относительная влажность воздуха, К24 — подвижность воздуха, К31 — яркость в поле зрения, К32 — освещенность, КЗЗ — насыщенность светом пространства. К34 — цветопередача, К41 — удобство обозрения сцены, К42 — функциональное зонирование пространства, К43 — м3 на 1 человека, К44 — вместимость зала, К.45— высота, К51 — качество акустики, К52 — шум от инженерного оборудования, К53 — помехи трансляции, К61 — напряженность электростатического поля, К62 — напряженность электромагнитного поля, К63 — вибрация. IV — группы первичных свойств качества (раздельно для сцены и зала); V — первичные свойства качества (конкретные физические величины измеряемых параметров); VI — ква-лиметрическое изображение качества среды объекта: I — до реконструкции осветительной установки. 2 — после реконструкции осветительной установки, 3 — совпадение оценок до и госле реконструкции осветительной установки.
относительной их значимости для обеспечения комфорта проживания человека.
Построение интегральной системы «жилая среда» дает возможность систематизировать сотни факторов, влияющих на ее качество.
Анализ подобных систем облегчает определение приоритетности мер по оптимизации жилой среды конкретных объектов, а также позволяет наглядно представить участки системы и межфакторные связи, нуждающиеся в дополнительной научной разработке, т. е. определить перспективные направления развития гигиены жилой среды.
Другим аспектом, определяющим целесообразность и эффективность применения системного подхода в гигиенических исследованиях по оценке жилой среды, является возможность создания на его основе метода интегральной количественной оценки качества среды в целом, адекватного реальному комплексному воздействию факторов среды на человека. Основу такой оценки составляет количественный учет качества общей суммы элементов, формирующих среду, и уровня гигиенической значимости каждого из них. Этот методический подход носит общий характер, он позволяет определить интегральное качество среды любого объекта — от интерьера и отдельного помещения до города и региона в целом. При этом обеспечивается возможность проведения количественной сравнительной оценки качества среды сопоставляемых объектов или динамики среды изучаемого объекта, а также осуществление гигиенического и экономического анализа разных путей оптимизации системы.
Метод количественной оценки качества среды заключается в определении суммы подлежащих учету факторов, построении блоковой системы интегрального качества среды, определении относительной гигиенической значимости (весомости) каждого фактора и элемента системы, в формализации, переводе в единые, сопоставимые относительные величины (баллы или иные) натуральных единиц измерения оцениваемых показателей (первичных свойств) и в итоге в вычислении комплексного гигиенического показателя качества среды как интегральной системы.
Удобным инструментом для такой оценки является квалиграмма — графоаналитический прием, адекватный характеру построения системы [2, 3].
В квалиграмме наглядно и точно производится разбивка шкалы весомости (значимости в системе) компонентов качества, составляющих компонентов качества, групп первичных свойств качества и первичных свойств качества -— указывается доля каждого элемента в интегральном качестве системы. На шкалу весомости элементов наносится оценка качества каждого элемента в баллах и путем вычисления суммарной площади фигуры, состоящей из отложенных на квалиграмме графических произведений балльности на весомость всех элементов, определяется интегральный показатель качества среды, который выражается в относительных единицах.
Построение групп квалиграмм, отражающих качество среды сравниваемых объектов или из-
менение среды объекта при изменении ряда факторов (что удобно анализировать при совмещении двух состояний системы на едином графике), наглядно показывает различия в качестве среды.
Кроме того, квалиграмма позволяет опреде-^ лить пути возможной оптимизации среды, ибо • выявляет незаполненные участки в части графика от уровней оценки реальных величин до верхней границы сетки, соответствующей наиболее комфортным условиям, оцениваемым +5 баллов.
Пример построения квалиграммы приведен на рисунке, отражающем изменение качества среды в зале заседаний после реконструкции осветительной установки [1], в результате которой существенно улучшилась световая среда и был устранен излишний тепловой поток от прожекторов.
Интегральный показатель качества среды помог «измерить» гигиеническую несостоятельность имевшейся системы освещения — первоначально он составлял всего 133 ед., в то время как в случае оптимального качества всех параметров среды его величина составила бы 500 ед. ( + 5 баллов X100 %). а в случае их соответствия (Нормативам — не менее 300 ед. ( + 3 баллах ; Х100%). Квалиметрическая оценка среды в зале после реконструкции осветительной установки показала повышение уровня интегрального показателя качества среды до 395 ед., т. е. качество среды стало занимать промежуточное поло-. жение между соответствующим нормируемым и 1 оптимальным уровням параметров, формирующих данную среду.
Основная сложность метода заключается в ко-- личественном определении относительной гигиенической значимости (и соответственно весомости в системе) элементов, формирующих среду, а также их отклонений от нормируемых и оптимальных значений. Как показал наш опыт, разные специалисты зачастую по-разному оценивают эти величины. Следовательно, подобные задачи должны решаться с помощью специальных
методов экспертной оценки, для пего привлекаются группы квалифицированных экспертов, подбираемых по определенным правилам. Затем проводят математическую обработку экспертных данных и построение экспертных кривых для перевода в баллы разных уровней измеряемых параметров [4].
Метод определения количественного интегрального показателя гигиенического качества жилой среды, разработанный нами с использованием методических схем, предложенных специалистами других отраслей науки [2], позволяет получить критериальную характеристику качества среды, о чем свидетельствует совпадение величины интегрального показателя среды с субъективной оценкой ее комфортности, а также наличие корреляционной связи между величиной этого показателя и данными о заболеваемости людей, длительно пребывающих в помещениях с определенным уровнем качества среды.
Использование принципов системного анализа, все шире применяемого в разных отраслях науки [61, является одним из перспективных направлений развития гигиены жилой среды и гигиены города в целом.
Литература
1. Жубрина Е. С., Скобарева 3. А., Текшева Л. М. и др.// Современные проблемы гигиены и эпидемиологии. — М., 1983. —С. 7—11.
2. Лавров Л. П., Лаушкин А. А., Питаев В. А. //Жилищ, стр-во. — 1981, — № 11, —С. 5—7.
3. Пивкин В. М„ Пивкин Д. В.//Тт. н санит. — 1986.— № 5. —С. 27—31.
4. Раушенбах Г. В., Филиппов О. В. Экспертные оценки в медицине. (Научный обзор). — М., 1983.
5. Шеффер М. Управление программами по гигиене окружающей среды. Системный подход: Пер. с англ. — М., 1976.
6. Шедровицкий Г. П. // Системные исследования: Методологические проблемы: Ежегодник: 1981, — М., 1981.— С. 193—227.
Постучала 12.09Л6
УДК 614.7:519.86
В. М. Пивкин, Д. В. Пивкин
МЕТОД РЕШЕНИЯ МНОГОКРИТЕРИАЛЬНЫХ ГИГИЕНИЧЕСКИХ
ЗАДАЧ НА ОСНОВЕ ВЗВЕШЕННОЙ СУММЫ ПОКАЗАТЕЛЕЙ ДОСТИЖЕНИЯ ТРЕБУЕМОГО КАЧЕСТВА ЭЛЕМЕНТОВ СИСТЕМЫ
Новосибирский НИИ гигиены Минздрава РСФСР
Всеобщая экологизация науки предопределяет широкое развитие системных исследований и системного подхода, которые немыслимы без внедрения новых исследовательских методов, в частности экономико-математических (квалиметрия, моделирование и т. д.). Одной из целей применения методов системного анализа при изучении
той или иной проблемы является получение количественных характеристик качества, оценка преимуществ и недостатков возможных вариантов решения, что позволяет лицу, принимающему решение, более объективно их сравнивать и выбирать из них лучший.
При гигиенических исследованиях в области
