Глава 7 гигиенические основы отопления, вентиляции и освещения помещений

Значительную часть своей жизни человек проводит в закры­тых помещениях, где он надежно защищен от непогоды и обес­печен необходимыми удобствами и комфортом. Физические свойства воздуха помещений — температура, влажность, чисто­та — влияют на самочувствие человека и его работоспособ­ность. Неправильная эксплуатация помещений, их неблагоус­троенность, наличие в них сырости и низкой температуры спо­собствуют распространению инфекций дыхательных путей, желудочно-кишечных заболеваний и др.

Условия воздушной среды, при которых отсутствуют неприят­ные ощущения и напряженность системы терморегуляции, назы­ваются комфортными (оптимальными). Зона метеорологических условий, в которых сохраняется тепловое равновесие в организ­ме человека и отсутствует напряжение системы терморегуляции, называется зоной комфорта. Условия, при которых нарушается тепловое состояние организма, называются дискомфортными.

Температура в помещении зависит от температуры воздуха в нем (tg) и от температуры его внутренних поверхностей, или ра­диационной температуры (t^).

Температурная обстановка в помещениях определяется двумя условиями комфортности. Первое условие заключается в том, что человек, находясь в середине помещения при данных tg и t^, отдает всю явную теплоту, не испытывая перегрева или пере­охлаждения. Явным, или сухим, теплом является тепло, пере­даваемое конвекцией и лучеиспусканием. Второе условие ком­фортности определяет допустимые температуры поверхностей при нахождении человека вблизи них.

Физико-химический состав воздушной среды помещений за­висит как от внешних атмосферных условий, так и от процессов, протекающих внутри помещений, особенно связанных с выделе­нием в них тепла, влаги, пыли, а также различных паров и газов. При этом состояние и состав воздушной среды при определенных внешних и внутренних условиях могут оказаться неблагоприят­ными как для человека, так и для технологических процессов.

Для обеспечения необходимых свойств воздуха, отвечающих гигиеническим требованиям, общественные и производствен­ные помещения оборудуют системами отопления, вентиляции, кондиционирования и очистки воздуха. Это позволяет решить две основные задачи: санитарно-гигиеническую, обеспечиваю­щую нормальное самочувствие человека, и технологическую, определяющую сохранность машин и аппаратов, сырья, лекар­ственных средств и др.

7.1. Отопление и гигиенические требования к нему

Отопительные системы и установки направлены на создание искусственного климата в помещениях и служат для поддержа­ния в холодный период года оптимальной температуры воздуха. При этом отопление должно быть регулируемым, не загрязняю­щим помещения газами, пылью и продуктами ее разложения на нагретых поверхностях. При определении оптимальных метео­рологических условий в помещении учитываются способность человеческого организма к акклиматизации в разное время го­да, интенсивность производимой работы и характер тепловы­делений в рабочем помещении.

Системы отопления представляют собой комплекс оборудо­вания, необходимого для обогрева помещений, основными эле­ментами которого являются источники тепла, теплопроводы, нагревательные приборы. Передача тепла осуществляется с по­мощью теплоносителей — нагретой воды, пара или воздуха.

Различают местные и центральные системы отопления. К ме­стным относятся системы, в которых все элементы отопления объединены в одном устройстве и оно предназначено для обог­рева одного помещения. К местным системам относятся печ­ное, газовое (при сжигании топлива в местном теплообменни­ке) и электрическое отопление. Особенностью местного ото­пления является то, что топливник, выделяющий тепло при сжигании топлива, и внутренние дымообороты, по которым проходят горячий воздух и дым, находятся в отапливаемом по­мещении. Нагретые стенки печи отдают тепло воздуху помеще­ния, а охлажденные дымовые газы отводятся через дымовую трубу в атмосферу. В современных усовершенствованных сис­темах местного отопления достигнут высокий коэффициент полезного действия (КПД) — отношение количества тепла, вы­деляемого массивом печи, к теплотворной способности сжигае­мого топлива, которое не ниже, чем в системах центрального отопления. Однако применение местных систем отопления связано с рядом недостатков в гигиеническом отношении: за­грязнение помещений топливом, золой, наличие высокой тем­пературы на отдельных участках наружной поверхности отопи­тельного устройства и др.

К местным системам отопления предъявляются следующие са­нитарные требования:

местные источники отопления должны быть равномерно прогретыми по всей теплоизлучающей поверхности и обес­печивать незначительные колебания температуры, как по высоте, так и по всей площади отапливаемого помещения;

средняя температура поверхностей печи не должна быть выше допустимой, т. е. 90 °С, и по возможности равномер­ной по всей поверхности печи;

— отделка наружных поверхностей отопительного устройст­ва не должна способствовать скоплению на ней пыли.

Центральные системы отопления обогревают ряд помещений из одного источника (котельная, ТЭЦ), в котором вырабатыва­ется тепло, передаваемое теплоносителем к нагревательным приборам.

В зависимости от вида теплоносителя различают следующие системы отопления: водяное, паровое и воздушное. В системах водяного и парового отопления теплоносителем являются пар и вода, которые в нагретом состоянии подаются по трубопро­водам к нагревательным приборам.

В воздушных системах воздух, нагретый в первичных тепло­носителях, поступает непосредственно в помещение из распре­делительных каналов или от отопительных агрегатов, располо­женных в самом отапливаемом помещении.

Водяное отопление получило в настоящее время широкое распространение благодаря своим преимуществам перед други­ми системами. Опыт эксплуатации таких систем показал их вы­сокие гигиенические и эксплуатационные свойства. Система водяного отопления обладает наибольшей надежностью, бес­шумна, проста и удобна в эксплуатации.

Панельно-лучистое отопление представляет собой отопление плоскими нагретыми поверхностями — панелями, устанавли­ваемыми в помещении. Отопительная панель выполняется в ви­де бетонной плиты, в которую заложены трубы для прохода те­плоносителя, в качестве которого чаще всего используют горя­чую воду. Отопительными панелями могут быть также элементы ограждения помещений, стены, потолки и полы. Панельно-лу- чистое отопление имеет ряд преимуществ по сравнению с дру­гими системами, поскольку комфортные условия достигаются при более низкой температуре воздуха в помещении.

Достоинствами воздушного отопления являются высокая рав­номерность распределения температур в помещении, возмож­ность создания благоприятной подвижности воздуха, а также подачи очищенного и увлажненного воздуха. Кроме того, воз­душное отопление можно совместить с системами вентиляции и кондиционирования воздуха. К недостаткам данной системы от­носятся значительные размеры воздуховодов, относительно большие потери тепла при передаче на большие расстояния.

По санитарно-гигиеническим требованиям температура по­верхности нагревательных приборов не должна быть более 90 °С. Превышение этой температуры приводит к интенсивной возгонке органической пыли, оседающей на приборах. Кроме этого, нагревательные приборы должны иметь гладкую поверх­ность и удобную форму для их очистки.

По характеру поверхности нагревательные приборы могут быть с гладкой и ребристой поверхностью. По конструктивному

признаку, определяющему способ передачи тепла, различают радиаторы, конвекторы, панели, приборы из гладких и ребри­стых труб (регистры и змеевики), калориферы.