Гигиеническое значение движения воздуха

В гигиенических исследованиях имеет значение как изучение направления движения воздушных масс, так и его скорости. Направление движения воздуха определяет климато-погодные условия в отдельных регионах. В некоторых случаях оно является решающим климато-погодным фактором. Направление движения воздушных масс связано с созданием в приземном слое атмосферы участков с различным барометрическим давлением, в результате чего воздушные массы движутся из участков с повышенным давлением в зоны с пониженным давлением. Скорость данного передвижения (скорость ветра) зависят от барометрического градиента (разницы показателей барометрического давления). Типично влияние направления ветров на климато-погодные условия южных районов Приморья, где муссонный климат в зимний период обусловлен движением воздушных масс из региона мощных антициклонов (зон с повышенным атмосферным давлением), формирующихся на обширных пространствах материковой части Сибири. В результате в зимний период в Приморье преобладают ветры северного направления, достаточно высокой интенсивности. Причем чем ниже температура воздуха, тем выше скорость ветра, что является существенной особенностью зимнего муссона южного Приморья, определяющей значительную так называемую жесткость или суровость погоды (сущность понятий описана в соответствующем разделе настоящего методического пособия).

В гигиенических исследования изучение направления движения воздушных масс (ветра) имеет большое значение при гигиеническом обосновании возможности размещения в определенных климатических зонах предприятий с разным классом вредности, при установлении санитарно-защитных зон от источников загрязнения атмосферы, при функциональном зонировании жилых и промышленных районов города и населенных пунктов, в частности при решении вопросов размещения промышленных предприятий, лечебно-профилактических, детских учреждений, рекреационных зон, спортивных сооружений, отдельных зданий различного назначения, в том числе жилых, и т.д.

Что касается влияния движения воздуха непосредственно на организм человека, то оно в основном сводится к увеличению теплоотдачи с поверхности тела. В условиях низкой температуры окружающей среды это имеет неблагоприятное значение, способствуя увеличению теплоотдачи за счет конвенции, что приводит нередко к излишнему охлаждению организма и развитию различных заболеваний, имеющих этиопатогенетическую связь с данным фактором.

В жаркие же дни ветер является благоприятным фактором, соответственно увеличивая теплоотдачу путем конвекции и испарения, предохраняя организм от перегревания. Однако при температуре воздуха выше температуры тела и высокой влажности повышенная скорость движения воздуха не способствует увеличению теплоотдачи, а наоборот, обеспечивает дополнительную тепловую нагрузку на организм за счет постоянного воздействия нагретого воздуха. Тепловая нагрузка в данных условиях не может быть уменьшена путем испарения пота и конвекции.

Следует отметить, что сильный и особенно продолжительный ветер может обусловливать ухудшение самочувствия и нервно-психического состояния человека, а также вызывать обострение некоторых хронических заболеваний. Вместе с тем, большая скорость движения воздуха (>20 м/с) нарушает нормальный ритм дыхания, увеличивает нагрузку при ходьбе и выполнении физической работы на открытом воздухе. Поэтому наиболее оптимальным с гигиенической точки зрения, даже в летнее время, является умеренный ветер со скоростью 4 м/с.

Практическая реализация учета направления ветров осуществляется с помощью графического изображения повторяемости ветров в той или иной местности, носящего название «розы ветров». Роза ветров обычно строится по результатам многолетних наблюдений для различных промежутков времени – год, полугодие, сезон, месяц. В градостроительстве учитывается роза ветров, построенная на основании не менее, чем за 50-леьний период наблюдений. Исходными данными для построения розы ветров служат результаты ежедневных наблюдений направления ветров на метеорологических станциях. При этом учитывается число возникновения ветров в процентах по каждому румбу из 8 или 16, чаще из 8.

Для построения розы ветров необходимы исходные данные о повторяемости направлений ветра в процентах за конкретный промежуток времени. При этом учитываются и дни штиля. От центра по направлению румбов откладывают в условном, удобном масштабе отрезки линий, соответствующие проценту повторяемости направления ветра, концы которых соединяют ломанной линией. Штиль на розе ветров изображают в виде окружности, расположенной в центре графика.

Анализ розы ветров необходим при проведении предупредительного санитарного надзора за планировкой и застройкой городов, в частности, за разработкой генеральных планов населенных пунктов. Очень важен учет розы ветров, как указывалось выше, при решении вопросов размещения лечебно-профилактических, детских учреждений с целью предупреждения негативных влияний окружающей застройки на состояние атмосферного воздуха в районе этих учреждений.

Пример построения розы ветров. Перед гигиенистом, рассматривающим проект размещения лечебно-профилактического учреждения в черте населенного пункта, стоит задача его согласования с учетом розы ветров. Повторяемость ветров по результатам 50-летних наблюдений была следующей: С – 19%, СВ – 42%, В – 12%, ЮВ – 5%, Ю – 8%, ЮЗ – 6%, З – 4%, СЗ – 4%.

Выбирается масштаб для построения розы ветров. В данном случае удобен масштаб, предполагающий соответствие 1,5 см 10% повторяемости направления ветров. На рисунке 18 демонстрируется роза ветров, построенная с учетом представленных выше условий. При ее анализе очевидно, что при решении вопросов планировки и застройки населенных мест лечебно-профилактические, детские учреждения, рекреационные зоны должны располагаться с северной, северо-восточной и восточной сторон населенного пункта, так как это предотвратит поступление в районы их размещения воздушных масс из зон населенного пункта, воздух которых может загрязняться за счет выбросов промышленных предприятий, автотранспорта и т.д. Соответственно промышленные предприятия или объекты, могущие обусловить загрязнение атмосферного воздуха, должны располагаться со стороны других румбов.

Рис. 18. Роза ветров

Очень важен учет розы ветров при решении вопросов ориентации фасадов зданий. Если предположить, что построенная роза ветров характерна для зимнего времени, то по возможности следует избегать С, СВ и В ориентации основных фасадов зданий для предупреждения негативного воздействия на микроклимат помещений высокого ветрового напора, могущего повлечь за собой значительное снижение температуры воздуха в них.

Огромное значение учета розы ветров при планировке и застройке населенных мест имеет в условиях муссонного климата, а значит в Южном Приморье, в частности, в г. Владивостоке, где направление ветров может стать решающим для формирования микроклимата микрорайонов, отдельных зданий и помещений. Ведение строительства без учета данного показателя приводило и приводит к серьезным последствиям, как в отношении повышенных уровней загрязнения атмосферного воздуха, так и в отношении неблагоприятных микроклиматических условий в жилых и общественных зданиях, что может в значительной степени ухудшить показатели здоровья населения.