Світлова та бактерицидна опроміненість приміщень

Природне освітлення й інсоляція як одні з найважливіших факторів мікроклімату приміщень не завжди забезпечують санітарно-біологічну достатність, тому що інтенсивність сонячної радіації і її спектральний склад визначально залежить від географічної широти та захмареності неба й у приполярних зонах земної кулі спостерігається світлове та ультрафіолетове голодування. Так, у північній півкулі воно спостерігається в зонах північніше від 58^о пн. ш. В екваторіальній смузі Африки і в деяких інших районах через високу вологість повітря місцями теж спостерігається ультрафіолетове голодування. У зоні субтропічних смуг планети, а особливо, в Середній Азії, в близькосхідних країнах, у Північній Африці, більшій частині Австралії спостерігається надмірна інтенсивність сонячної радіації в усьому діапазоні спектра. У середніх смугах території обох півкуль спостерігаються комфортні умови природного освітлення й інсоляції. На цих територіях протирахітичну еритемну дозу інсоляції діти можуть одержувати за 5 хв. [90]. У той же час для забезпечення бактерицидного опромінювання приміщень тривалість інсоляції повинна дорівнювати 2,5 при стрічковому подвійному заскленні будинку і 3,5 г, як стверджує А.Я. Штейнберг, [90], при заскленні окремими вікнами. При цьому така інсоляція повинна відбуватись при висоті Сонця h_о ≥ 30^о, а при меншій висоті або тривалість повинна бути відповідно більшою, або санітарно-біологічна ефективність дії буде недостатньою.

Існують рекомендації до регулювання світлового мікроклімату в таких умовах.

У таблиці 3.3 наведені розрахункові норми штучного еритемного опромінювання приміщень.

Таблиця 3.3

Норми штучного опромінювання та опроміненості на рівні 1 м від підлоги (відповідно до “Указаний по профилактике светового голодания у людей», № 547-65, Минздрав УССР), у чисельнику наведено кількість опромінювання в мер. г/м², у знаменнику опромінюваність у мер./м² )

Загальна бактерицидна опроміненість приміщень залежить не лише від географічної широти місцевості, але й від пори року, погодних умов, розмірів та орієнтації вікон, відстані до затінюючих об’єктів і їх розмірів. Як відомо [90], вона складається з окремих бактерицидних потоків із різною довжиною хвиль:

Е_вб = ∑ К_λδ × Е_λδ × τ_λδ, (3.9)

де К_λδ – відносна бактерицидна ефективність променистої енергії;

τ_λδ – коефіцієнт пропускання бактерицидно-активної УФР на хвилі λ;

Е_λ – однорідне бактерицидне опромінювання дискретним потоком.

При гігієнічній нормі бактерицидного опромінення Н_δ необхідна тривалість [84,90] сонячного опромінювання буде дорівнювати:

(3.10)

де Э – процент отвірності в стінах будинку.

Звідси видно, що бактерицидна доза залежить не стільки від площі опромінюваної поверхні, скільки від тривалості, інтенсивності інсоляції та площі сонячного потоку, що надходить до приміщення. Чим більше приміщення, тим більше має бути площа сонячного й світлового потоків і тим більшим має бути розмір вікна. Тобто подібно до теплового еквівалента сонячної радіації [72] між бактерицидною і світловою опроміненістю приміщення можна віднайти бактерицидний еквівалент

На цій основі можна стверджувати, що у випадку, коли загальна бактерицидна доза інсоляції буде задовільною, це одночасно буде свідчити і про його достатню світлову опроміненість, але не навпаки.

Водночас можна навести й такий незвичайний приклад, коли якраз достатність освітлення в приміщеннях будинків історичної частини таких міст Європи, як Стокгольм, Петербург, Москва, Амстердам, Париж, Мілан і інших, може еквівалентно засвідчувати достатність у них інсоляції за сучасними нормами проектування, бо розриви між цими будинками (рис. 3.3), а точніше – ширина вулиць в історичній частині цих міст збігається з інсоляційними розривами при її 3-годинній тривалості.

З цієї закономірності випали лише столиці “Великої Німеччини” й Австро-Угорщини, які в історичному минулому посягали на винятковість і могутність в Європі. А незвичайність полягає в тому, що в тодішній житловій забудові застосували високі вікна, що отримали назву венеціанських, із відповідною висотою поверхів 3,3; 3,6 та більше метрів. Це дозволяло ефективно забезпечувати освітлення приміщень при малих розривах між будинками і, як виявляється, інсоляцію, хоч у той час про неї ще ніхто в сучасному розумінні не говорив.

Такі вікна, завдяки великій світлоактивності за площею отвірності, були меншими і як наслідок в теплотехнічному відношенні ефективнішими та в архітектурно-художньому відношенні виразнішими.

Хрущовський період славний багатьма змінами в нашому житті, та одночасно він прославився запровадженням у житловому будівництві малої висоти приміщень до 2,5 м за аналогією з англійським котеджним будівництвом. Знайшлись спеціалісти, які підтвердили фізико-технічну й економічну ефективність переходу на будівництво житла з висотою поверхів 2,7 м, 2,8 м. Необхідно сказати, що були наукові праці, які активно підтримували ідею зниження висоти поверху, але дехто насмілювався аргументувати, що при такій висоті приміщення й глибині до 5,6 м повітрообмін буде недостатній. Тоді для районів із можливим сонячним перегрівом включили до норм проектування виняток про збільшення висоти поверху в Ш і ІУ кліматичних районах до 3,0 м.

У сучасних будинках при висоті вікон 1,5, а інколи і при висоті 1,8 м природне освітлення житлових приміщень задовольняє вимоги норм не на всю глибину, а лише в межах 3 – 4 м від вікна. Про це свідчать результати розрахунку КПО [72] в окремих точках житлової кімнати, які наведені в таблиці 3.4. Із таблиці випливає, що навіть при рекомендованому за старими нормами інсоляційному розриві 2Н і звичайному подвійному заскленні вікон висотою 1,5 м освітлення в глибині кімнати, тобто на 1,0 м від внутрішньої стіни, не задовольняє вимоги норм природного освітлення навіть для ІV світлокліматичної зони, не кажучи вже про ІІІ зону. Навіть для V світлокліматичної зони стає проблематичним забезпечити нормований КПО при вікнах 1,5 м.

Таблиця 3.4

Результати розрахунку КПО в окремих точках житлової кімнати з вікнами висотою 1,5 та 1,8 і шириною 2,1 м

(У чисельнику наведені дані вікон висотою 1,5 м, у знаменнику – 1,8 м)

Положення, як бачимо (табл. 3.4), істотно міняється при вікнах висотою 1,8 м.

У будинках із такими вікнами (1,8 м) у південних районах навіть при відстанях 20 м (1,25 Н) можливо, як це показано, досягти нормованого значення КПО у найбільш віддаленій розрахунковій точці. З інсоляційного та теплотехнічного погляду, як уже зазначалось, такі вікна теж ефективніші, вони дозволяють підвищити світлову і бактерицидну опроміненість приміщень. Таким чином, зроблений аналіз свідчить про необхідність реабілітації висоти поверху 3 м для житлових будинків не лише в ІІІ і ІV кліматичній зоні, а й у ІІ кліматичній зоні України.

Природне освітлення в житлових приміщеннях можливо звичайно забезпечувати й при вікнах 1,5 м та поверсі 2,8 м, але для цього необхідно буде істотно знизити щільність житлового фонду житлових кварталів шляхом значного збільшення розривів між житловими будинками, що, як буде показано далі, невигідно не тільки економічно, а насамперед не бажано з позицій забезпечення нормального мікроклімату в забудові і як наслідок у самих житлових приміщеннях.