Гигиеническое нормирование факторов микроклимата жилища

Тепловое состояние человека является критерием установления нормативов оптимальных и допустимых параметров микроклимата в помещениях жилых и общественных зданий. Наиболее информативными физиологическими показателями, по которым оно оценивается, являются средняя температура тела; средневзвешенная температура кожи; разность температуры кожи груди и стопы; величина влагопотерь через испарение; теплоощущение.

В качестве дополнительных критериев можно использовать динамику изменения теплоотдачи излучением и конвекцией; показатели, характеризующие состояние центральной и вегетативной нервной системы; исследование лабильности терморегуляторной системы; уровень энергозатрат.

Оптимальное тепловое состояние наблюдается в условиях теплового комфорта, не ограничиваемого по времени пребывания и не требующего включения дополнительных приспособительных механизмов организма.

Комплекс уровней метеорологических факторов жилой среды, при котором достигается оптимальное тепловое состояние, получил название зоны теплового комфорта. Зона теплового комфорта не является неким раз и навсегда заданным стандартом факторов микроклимата; ее параметры зависят от многих факторов внешней среды, среди которых климат местности и время года.

В южных широтах зона теплового комфорта характеризуется более низкими температурами жилой среды, тогда как на севере эта зона смещается в область высоких температур в связи с различной настройкой терморегуляторных центров. Предпочтение на севере более высокой температуры в жилище является закономерной приспособительной реакцией организма применительно к условиям сурового климата.

С другой стороны, зона теплового комфорта зависит и от физиологического состояния индивидуума; под последним понимаются возрастные особенности терморегуляции, темперамент, колебания физиологических функций от времени суток.

Допустимый уровень теплового состояния характеризуется постоянством теплопродукции и нормальным соотношением процессов возбуждения и торможения в коре головного мозга. Однако имеет место напряжение терморегуляции, т.е. включение приспособительных (адаптационных) реакций организма. В зависимости от состояния (перегревание или охлаждение) эти реакции проявляются в умеренном расширении/сужении сосудов кожи, увеличении/уменьшении потоотделения, учащении/урежении пульса. В этих условиях возможно продолжительное пребывание человека без нарушения работоспособности, опасности для здоровья и явлений кумуляции.

В условиях, близких к комфорту, нормативы микроклимата жилищ могут быть едиными для взрослых и детей; при установлении допустимых колебаний показателей микроклимата должны учитываться возрастные различия. Нормируемые параметры микроклимата должны гарантировать сохранение здоровья и работоспособности даже человеку с пониженной индивидуальной переносимостью колебаний факторов окружающей среды.

Оптимальные параметры температуры воздуха жилища при конвективном отоплении варьируют от 20 до 23 °С в условиях холодного климата, от 20 до 22 °С в условиях умеренного климата и от 23 до 25 °С в условиях жаркого климата. Указанные нормативы температуры воздуха помещений дадут ощущение теплового комфорта только в том случае, если температура внутренних поверхностей стен ниже температуры комнатного воздуха не более чем на 2-3 °С. Дело в том, что теплообмен человека с внешней средой - процесс очень сложный: одновременно человек отдает эндогенное тепло окружающим предметам (имеющим температуру ниже температуры кожи человека) и получает тепло от предметов, температура которых выше его температуры, причем этот обмен осуществляется в основном двумя путями - конвекционным и радиационным (лучеиспускание). Взрослый человек в зависимости от состояния организма, при температуре воздуха 20 °С выделяет в окружающее пространство от 100 до 220 ккал/ч тепла, в том числе 55% путем излучения, 20% - конвекции и 25% - испарения (большая часть тепла выделившегося пота уносится в воздух также путем конвекции)¹. Соотношение конвективной и лучистой составляющих теплообмена для создания теплового комфорта имеет большое значение. Механизмы воздействия лучистого и конвекционного тепла на человека принципиально различны. Конвекционное тепло действует в основном на поверхностные слои кожи, рефлекторно вызывая через ее терморецепторы те или иные изменения величины теплоотдачи. Лучистое тепло (инфракрасное излучение) воздействует не только на поверхность кожи, оно способно проникать в глубжележащие ткани, подкожную клетчатку и мышцы, вызывая выраженный биохимический эффект - активацию ферментативных процессов внутри клеток, деятельности внутренних органов и газообмена.

Увеличение лучистой составляющей в теплоотдаче человека во внешнюю среду при конвекционном отоплении при низкой температуре ограждающих поверхностей и окружающих предметов вызывает неприятное ощущение зябкости, что не соответствует понятию теплового комфорта.

В условиях лучистого отопления доля теплоотдачи человека лучеиспусканием уменьшается на 15-20%, соответственно возрастает доля теплоотдачи путем конвекции. Такое соотношение путей теплообмена по данным физиологических исследований оказывается для организма энергетически самым экономным. Это позволяет снизить температуру возду-

¹ Известным третьим путем теплопередачи - кондукцией - можно пренебречь в силу малой его доли в условиях жилища.

ха в помещении. При лучистом отоплении температура воздуха 17-18 °С воспринимается столь же комфортной, что и температура 19-20 °С в условиях конвекционного отопления. Более низкая температура воздуха является одним из компонентов субъективно ощущаемой человеком свежести воздуха. Физиологическое объяснение этого субъективного ощущения в том, что интенсивность отдачи тепла конвекционным способом зависит от разности температуры кожи и окружающего воздуха и оказывается оптимальной при температуре воздуха не выше 17-18 °С.

Для оценки микроклимата важна также величина перепадов температуры воздуха по высоте помещения. Градиент по высоте помещения не должен превышать 2 °С. Повышение вертикального перепада более чем на 3 °С может привести к охлаждению нижних конечностей и рефлекторным изменениям температуры верхних дыхательных путей. Особенно важно обеспечение этих условий в северных районах. К сожалению, в действующем нормативном документе (СанПиН 2.1.2.1002-00 Санитарно-эпидемиологические требования к жилым зданиям и помещениям) нормируется только температура воздуха, а перечисленные условия не нашли места. Возможность соблюдения этих условий зависит от теплоизолирующих свойств ограждающих конструкций, и отсутствие официальных нормативов лишает проектантов основы для гигиенически обоснованных расчетов.

Важным показателем микроклимата жилища является подвижность воздуха, которая оказывает на организм человека двоякое действие: чисто физическое и физиологическое (рефлекторное). Легкое движение воздуха не только сдувает обволакивающий человека насыщенный водяными парами и перегретый слой воздуха, но и является стимулятором сложнорефлекторных процессов терморегуляции. Подвижный воздух, кроме того, возбуждает барорецепторы кожи; импульсы с последних подзаряжают ретикулярную формацию, которая в свою очередь оказывает диффузное активирующее влияние на всю кору головного мозга. Человеком это влияние воспринимается как ощущение бодрости. В то же время чрезмерная подвижность воздуха увеличивает теплопотери через конвекцию и испарение и способствует более быстрому охлаждению организма. Допустимый диапазон скорости воздуха в условиях жилища от 0,1 до 0,3 м/с.

Что касается относительной влажности воздуха, в жилище она редко выходит за пределы 30-70%. При комфортной температуре в этом диапазоне влажность не влияет значимо на теплоотдачу и соответственно на теплоощущение. В то же время чрезмерная сухость воздуха усиливает испарение влаги со слизистых оболочек верхних дыхательных путей, вызывая неприятные субъективные ощущения; при этом ухудшается фильтрационная способность слизистых оболочек по отношению к микрофлоре и пыли. Высокая влажность воздуха ухудшает усло-

вия жизни человека, поскольку способствует развитию различных грибов, плесени и как следствие этого приводит к изменению органолептических свойств воздуха жилища.

Таким образом, микроклимат жилой среды, являющийся основой, фундаментом комфортных условий в жилище определяется сложной системой факторов физической природы, и при его гигиеническом нормировании и различных инженерных способах коррекции жилой среды должно быть учтено все многообразие внутрисистемных связей и их проявлений по отношению к здоровью и условиям жизни человека.

Функциональная подсистема «воздушная среда» включает 5 элементов (табл. 10.2).

Таблица 10.2