ГИГИЕНИЧЕСКАЯ ОЦЕНКА ВЕНТИЛЯЦИИ СПОРТИВНЫХ СООРУЖЕНИЙ

В процессе эксплуатации воздух крытых спортивных сооружений постепенно денатурируется, т. е. природные свойства его ухудшаются: снижается содержание кислорода, увеличивается содержание углекислого газа и других газообразных продуктов обмена веществ, повышается концентрация пыли и микробов. Заметно повышаются температура и влажность воздуха, так как взрослый человек выделяет в течение часа в зависимости от тяжести выполняемой работы 100-200 ккал тепла и 40-45 грамм влаги (с выдыхаемым воздухом и испарением пота с поверхности кожи). Существенным фактором загрязнения воздуха спортивных сооружений являются продукты деструкции полимерных материалов, которые широко используются в современном строительстве.

Загрязнение воздуха неблагоприятно сказывается на самочувствии и работоспособности людей. Одной из мер поддержания нормального состава воздуха помещений является обмен его с наружным воздухом. Организованный воздухообмен между воздухом помещения и атмосферным воздухом называется вентиляцией.

К вентиляции помещений предъявляются следующие гигиенические требования:

1. Обеспечение необходимой чистоты воздуха.

2. Поддержание оптимального температурно-влажностного режима (вместе с отоплением).

3. Предупреждение распространения воздушно-капельных инфекций.

4. Обеспечение допустимой подвижности воздуха.

5. Система вентиляции должна быть бесшумной, безопасной и простой в эксплуатации.

Критериями эффективности вентиляции являются две группы показателей. К одной из них относятся объем вентиляции и кратность воздухообмена.

Объем вентиляции - объем воздуха, который поступает или удаляется из помещения в час. Обычно расчет идет на одного человека.

Кратность воздухообмена - число, показывающее, сколько раз в течение часа воздух помещения сменяется наружным.

Для спортивных залов объем вентиляции принимается

3 3

80 м /час на одного занимающегося и 20 м /час на зрителя, кратность воздухообмена составляет 3-4 раза. При этих условиях на одного занимающегося должно приходиться примерно 30 м объема помещения получившего название воздушного куба. Хотя все эти три понятия тесно связаны, показательное значение их различно.

Приведенная величина объема вентиляции определена путем антракометрического расчета (по углекислому газу). В жилых, общественных зданиях и спортивных сооружениях изменения химического состава и физических свойств воздуха обусловлены в основном присутствием в них людей, поэтому необходимый объем чистого воздуха определяется исходя из накопления в помещении углекислого газа, как косвенного показателя чистоты воздуха. Задачей вентиляции в таком случае является обеспечение содержания углекислого газа в воздухе помещений в количестве,

о

не превышающем его норму 0,1 % (1 литр СО₂ в 1 м воздуха).

Человек в покое в обычных условиях выдыхает в час 12 литров углекислого газа, при выполнении легкой физической работы - 22,6 литра, при более тяжелой работе - 40-50 литров.

С учетом этих данных расчет объема вентиляции на одного человека производится путем деления объема углекислого газа в литрах, выделяемого человеком за час, на разность между допустимой концентрацией углекислого газа в воздухе помещений в промилле (1 %о) и средним содержанием углекислого газа в атмосферном воздухе (0,4 %о). Например, объем вентиляции при выполнении легкой физической работы составит 37,7 м³/час = 22,6 : (1-0,4).

Вторая группа показателей эффективности вентиляции называется санитарными показателями, так как они характеризуют микроклимат и чистоту воздуха. Разумеется, вентиляция может быть признана эффективной лишь в случае соответствия их нормативным величинам (табл. 2).

Вентиляция, обеспечивающая только поступление чистого воздуха в помещение, называется приточной и обозначается знаком (+), а удаление загрязненного воздуха - вытяжной и обозначается знаком (-). При одновременной подаче чистого воздуха и удалении загрязненного вентиляция будет приточно-вытяжной.

В зависимости от способов перемещения воздуха различают вентиляцию естественную и искусственную.

Естественный воздухообмен возникает за счет инфильтрации воздуха через не плотности и щели в оконных и дверных проемах. Воздухообмен через поры строительных материалов практического значения не имеет. Причинами естественной вентиляции являются так называемый тепловой напор, обусловленный разностью температур (а, следовательно, и объемных весов) наружного и внутреннего воздуха, и ветровой напор, обусловленный давлением, движущегося воздуха на стены зданий. Чем ниже температура атмосферного воздуха, тем больше его удельный вес и тем большее давление он будет оказывать на внешнее ограждение, проникая внутрь помещений, в их нижней части.

Чем выше температура внутреннего воздуха, тем меньше его удельный вес и тем больше давление он будет оказывать на внутреннюю поверхность ограждений, особенно в их верхней части, обеспечивая выход (эксфильтрацию) воздуха из помещений (рис. 24).

Чем больше перепад температур между наружным и внутренним воздухом, тем интенсивнее происходит воздухообмен за счет теплового напора. Еще большее значение для естественной вентиляции имеет ветровой напор (рис. 25).

Кроме давления на стену здания с наветренной стороны, ветер производит разряжающее и присасывающее действие на подветренной и боковых стенах здания.

Воздухообмен зданий за счет инфильтрации и эксфильтрации обычно недостаточен и при скорости движения атмосферного воздуха около 3 м/с, он достигает лишь 0,5-0,75 однократного обмена. В летнее время, когда температура воздуха внутри и снаружи помещения может быть равной, и в штилевую погоду естественный воздухообмен невозможен.

Для усиления естественной вентиляции используют проветривание помещений через форточки, фрамуги, окна, сквозное проветривание (рис. 26). Последнее возможно при наличии оконных проемов в противоположных стенах здания.

Для сквозного проветривания через окна требуется 2-4 минуты. В течение этого времени температура воздуха может снизиться на несколько градусов, но так как поверхности стен и нагревательных приборов охладятся весьма незначительно, воздух помещений быстро приобретает исходную температуру. Форточки следует располагать в верхней части окна, размер их должен быть не менее 0,3 м², притом суммарная площадь форточек должна относиться к площади пола не менее как 1 : 50.

Через форточки одновременно происходит приток и вытяжка воздуха. Недостатком проветривания помещений через форточки является образование нисходящих потоков холодного воздуха, что может вызвать охлаждение людей, находящихся в помещении и явиться причиной простудных заболеваний.

Более совершенной в этом плане является фрамуга. Фрамуга откидывается внутрь помещения под углом до 45°, при этом холодный наружный воздух поступает в верхнюю зону помещения, где смешивается с теплым воздухом.

Для усиления естественной вентиляции в стенах зданий устраивают вытяжные вентиляционные каналы, действующие на естественной тяге, зависящей от температуры наружного воздуха и скорости ветра. Каналы не должны размещаться в холодных стенах, так как это может вызвать охлаждение извлекаемого воздуха, вследствие чего из него будет выпадать конденсат и ухудшится тяга. Отверстия вентиляционных каналов снабжают решетками, что снижает эффективность их работы, так как решетки уменьшают живое сечение отверстия.

Эффективность вытяжки вентиляционных каналов можно повысить путем установки на их концах (на крыше) специальных насадок дефлекторов (рис. 27). Они представляют жестяные кожухи различной формы, конструкция которых позволяет использовать для усиления тяги ветер любого направления.

Действие дефлекторов основано на том, что движущийся атмосферный воздух, обдувая насадку, увлекает за собой воздух, находящийся в дефлекторе, вследствие чего в нем создается меньшее по сравнению с атмосферным давление и в насадку начинает поступать воздух из вентиляционного канала, а в него воздух из вентилируемого помещения.

С использованием вентиляционных каналов кратность воздухообмена увеличивается до 1,5 раз, однако этого недостаточно в помещениях с избыточным выделением тепла, влаги, антропотоксинов. В этих случаях оборудуют искусственную вентиляцию.

Искусственная вентиляция в отличие от естественной не зависит от колебаний температуры наружного воздуха и скорости его движения. Воздухообмен в системе осуществляется за счет механического побуждения, создаваемого вентиляторами, мощность которых обусловливает радиус действия системы. Недостатками этой системы является необходимость звукоизоляции воздуховодов.

В зависимости от назначения искусственная вентиляция может быть раздельной (приточной или вытяжной) и комбинированной (приточно-вытяжной). В спортивных сооружениях предусматривается приточно-вытяжная вентиляция с преобладанием притока. Искусственная вентиляция может быть местной и центральной (общеобменной). Местная вентиляция предназначена для одного помещения, для этого в окне или проеме стены устанавливается вентилятор, работающий на приток или вытяжку (рис. 28).

Центральная искусственная вентиляция обеспечивает чистым воздухом все здание (рис. 29).

При подаче большого объема воздуха в помещение возникает угроза заноса механических примесей, содержащихся в атмосферном воздухе, а в зимнее время возможно охлаждение помещения. Кроме этого, воздух, подаваемый в здание, должен иметь определенную влажность. В связи с этим возникает необходимость очистки воздуха от загрязнений и придания ему определенной температуры и влажности.

Приточно-вытяжная вентиляция состоит из ряда элементов. Плечо притока воздуха включает воздухозаборную шахту, воздухоподающие каналы, сооружения для воздухоподготовки, приточные вентиляторы, приточные отверстия; плечо вытяжки - вытяжные отверстия, вентиляторы и каналы.

Одним из важных гигиенических моментов в устройстве приточно-вытяжной вентиляции является правильный выбор места забора воздуха. Воздухозаборные шахты необходимо располагать с наветренной стороны по отношению к источникам загрязнения воздуха, желательно окружать их зелеными насаждениями. Воздухоприемные отверстия должны находиться на высоте не менее двух метров от поверхности почвы и быть защищены решетками или сеткой. Для удаления из приточного воздуха механических примесей применяются пылеосадочные камеры и фильтры (тканевые водяные, сквозные). Нагревание воздуха производят калориферами. Температура подаваемого воздуха должна соответствовать норме для данного помещения, если вентиляция не совмещена с отоплением.

В случае необходимости подаваемый воздух можно охлаждать. Наружный воздух при низких температурах содержит незначительное количество водяных паров, поэтому он нуждается в увлажнении, для чего используются испарительные приборы или увлажнительные камеры, в которых распыляется вода. Внутренняя поверхность воздуховодов должна быть гладкой, чтобы не препятствовать прохождению воздуха и облегчить их очистку. Скорость подачи воздуха не должна превышать 1-1,5 м/с.

Искусственная приточно-вытяжная система вентиляции воздуха в основном используется в спортивных сооружениях, театрах, концертных залах.

Кондиционирование воздуха - автоматическое поддержание в закрытых помещениях всех или отдельных параметров воздуха (температуры, относительной влажности, чистоты, скорости движения воздуха) с целью обеспечения оптимальных метеорологических условий, наиболее благоприятных для самочувствия людей, ведения технологического процесса, обеспечения сохранности ценностей.

Системы кондиционирования воздуха разделяются на местные и центральные. К местным системам относятся кондиционеры (рис. 30), рассчитанные на подержание искусственного климата в небольших по объему помещениях, чаще всего они предназначены для охлаждения воздуха в помещении.

Охлаждение воздуха достигается испарением в кондиционере воды и отнятием теплоты парообразования от воздуха или в результате контакта воздуха с холодными поверхностями герметичных змеевиков, по которым циркулирует хладагент.

Центральные системы кондиционирования обслуживают большие по объему помещения и состоят из ряда узлов, каждый из кото-

рых выполняет определенную функцию: охлаждает или подогревает воздух, увлажняет или сушит, очищает от пыли и бактерий, создает необходимую скорость движения. Связанные между собой электронной автоматикой, узлы включаются и выключаются в зависимости от состояния заданных параметров воздуха, которые они должны поддерживать. Существуют различные схемы кондиционеров с различными вариантами элементов оборудования и автоматики.

Вопросы для самоконтроля

1. Гигиеническое значение вентиляции. Виды вентиляции.

2. Гигиенические требования к естественной и искусственной вентиляции.

3. Санитарные показатели эффективности вентиляции.

4. Что такое объем вентиляции, кратность воздухообмена.

5. Назначение искусственной вентиляции.

Методические указания по выполнению лабораторной работы

Цель работы: закрепить теоретические знания о значении, устройстве и эксплуатации различных систем вентиляции спортивных сооружений, давать гигиеническую оценку вентиляции.

Оборудование: рулетка, анемометр чашечный, анемометр крыльчатый, электрический прибор комбинированный «ТКА-ПКМ» для определения скорости движения воздуха.

Выполнение работы

I. Определение необходимого объема чистого воздуха

Для оценки эффективности любой системы вентиляции необходимо знать, какой объем чистого воздуха должен поступать в помещение, а также объем фактически поступающего воздуха (объем вентиляции). Должный объем воздуха определяется произведением количества занимающихся лиц на величину объема вентиляции в расчете на одного человека в зависимости от характера выполняемой работы (20 м³/ч для занимающихся в учебной аудитории, 80 м /ч для занимающихся в спортзале).

Объем воздуха, поступающего за счет инфильтрации, определяется умножением объема помещения на кратность воздухообмена при естественной вентиляции, которая равна 0,5-0,75. Если имеются вытяжные вентиляционные каналы на естественной тяге, то объем помещения умножается на 1,5. Для более точного расчета в этом случае необходимо определить объем воздуха, выходящего через вытяжные вентиляционные каналы по формуле:

о

где у - объем воздуха, удаляемого из помещения в час (м /ч); а - площадь вентиляционного отверстия (м²); в - скорость движения воздуха в вентиляционном отверстии (м/с); п - число вентиляционных отверстий;

3600 - число секунд в одном часе.

Скорость движения воздуха в вентиляционном отверстии определяется электронным прибором.

По этой же формуле рассчитывается объем воздуха, поступающего в помещение через форточки (фрамуги) и через вентиляционные отверстия в системе искусственной вентиляции, при этом в расчет берется только половина площади форточки, так

как половина площади форточки работает на вытяжку. Расчет площади круглых отверстий производится по формуле:

II. Определение кратности воздухообмена

Кратность воздухообмена - это отношение объема воздуха, поступающего или удаляемого из помещения в течение часа к объему помещения и определяется но формуле:

III. Определение воздушного куба

Воздушный куб - это объем пространства помещения, приходящийся на одного человека. Воздушный куб находится путем деления объема помещения на количество находящихся в нем людей.

IV. Определение суммарной площади форточек, открываемых на заданный отрезок времени

В случае недостаточного поступления чистого воздуха за счет инфильтрации, ее усиливают путем открывания форточек. При этом за час через открытую форточку может поступить воздуха значительно больше, чем требуется для нормального воздухообмена, но с другой стороны форточка не может оставаться открытой столь длительное время, так как произойдет охлаждение помещения.

V. Определение коэффициента аэрации

Коэффициент аэрации - это отношение суммарной площади форточек (фрамуг) к площади пола. Величина коэффициента выражается дробью, где числитель - единица, а знаменатель -число, показывающее, сколько раз площадь форточек укладывается в площади пола.

VI. Заполнение протокола обследования