книги из ГПНТБ / Кореневская, Е. И. Гигиенические вопросы строительства школьных зданий

данным О. И. Гуторовой (1964), для приморских, даль­ невосточных районов с их сильными ветрами (до 14 м/с) и частой сменой заморозков и оттепелей толщина стен должна быть не 24 см, а 30—35 ом. Н. К. Девятова (1962) указывает, что в Свердловске при повышенной влажности неудовлетворительными оказываются тепло­ изоляционные качества панелей толщиной не только 28 см, «о и 35 см, поэтому ряд авторов считают необ­ ходимым дифференцированный в климатическом аспек­ те подход к определению толщины наружных ограж­ дений. В. Ф. Васильев (1957, 1-964) рекомендует для строительства в I и II климатических зонах трехслой­

одно- и двухслойные. Аналогичные предложения выдви­ гает и Ф. В. Ушаков (1964): 25 см для южных, 30 см для центральных и до 35 см для холодных районрв.

Третья причина, наиболее часто определяющая не­ благоприятные микроклиматические условия помеще­ ний в зданиях из ячеистых бетонов в холодное время года, заключается в плохой герметизации стыков меж­ ду панелями (Д. Хмелюк, И. Н. Дужкин, 1964) и пане­

Недостаточное уплотнение стыков вызывает пониже­ ние температуры внутренней поверхности стен, их про­ мерзание, инфильтрацию холодного воздуха и резкое ухудшение микроклиматических условий жилых поме­ щений (В. А. Рудейко, М. И. Григорьева, 1961; X. А. Заривайская, 1964, и др.) Таким образом, теплоизоляцион­ ные качества наружных ограждений зависят не только (а иногда и не столько) от свойств строительных мате­ риалов, сколько от качества строительства, влажности и воздухопроницаемости ограждений в целом.

■Все сказанное имеет непосредственное отношение и к школьным зданиям и требует от санитарных врачей уси­ ления контроля за их строительством.

Применение ячеистых бетонов в школьном строитель­ стве осуществляется в последние 10—15 лет в связи с унификацией элементов ограждающих конструкций жи­ лых и общественных зданий. Индустриализация изготов­ ления ограждений и возведения зданий не только ускори­ ла процесс строительства школ, но и уменьшила его стои­

160

мость, что особенно важно, учитывая огромную потреб­ ность в ученических местах. В связи с этим школьные здания из ячеистых бетонов стали строить повсеместно, зачастую без учета местных климатических условий и, главное, условий труда детей и специфики ограждающих конструкций в этих учреждениях.

Как уже отмечалось, унификация конструктивных, строительных деталей жилых и общественных зданий привела к снижению высоты потолка в помещениях школ с 3,3 до 3 м в чистоте, а следовательно, и к умень­ шению на 0,3 м высоты окон. Для компенсации площа­ ди остекления и обеспечения оптимальных уровней есте­ ственного освещения в школах из ячеистых панельных и каркасно-панельных конструкций применяется специфи­ ческое для школ ленточное остекление наружных ограж­ дений.

Как снижение высоты потолка, так и увеличение пло­ щади остекления в школах новой конструкции оказало отрицательное влияние на микроклимат учебных поме­ щений и тепловое состояние учащихся.

Светопроемы играют огромную роль в формировании микроклимата помещений и в холодное и в теплое вре­ мя года. Термическое сопротивление стекла и его тепло­ устойчивость очень низки: сопротивление теплопере­

стеновых ограждений из ячеистых бетонов. Теплопотери через окна зимой достигают 50—80% общих потерь зда­ ния против 15—60% через стены и стыки панелей и блоков (В. И. Титов, 1964; Е. Ю. Брайнина, 1964). Кро­ ме того, теплоизоляционные свойства большинства при­ меняемых конструкций окон понижаются за счет боль­ шой их воздухопроницаемости вследствие недостаточной герметизации оконщ стыков панелей с окнами. При этом теплопотери помещений могут увеличиваться на 30— 35% (Е. И. Семенова, 1962; Roedler, Schiiter, 1963;

Н. Н. Разумов, 1964). Увеличению теплопотерь способ­ ствуют также применяющиеся повсеместно спаренные оконные переплеты.

Инфильтрация холодного воздуха через окна, особен­ но ленточного типа со спаренными переплетами, вызы­ вает резкое понижение температуры внутренней поверх­ ности наружных стен и стекол. Длительные исследова­ ния, проведенные В. В. Недевой (1966) в 6 школах,

Показали, что первый год эксплуатации зданий из ячеи­ стых бетонов с ленточным остеклением при температуре наружного воздуха ниже —15° температура наружных стеновых ограждений в отдельные дни опускалась до 6,2° (в среднем 12,9—14,4), а остекления — до 0° (в среднем 4,6—6°). Температура воздуха вблизи наруж­ ных ограждений понижалась даже по средним значе­ ниям до 13,5—7°. Это вызывало резкое увеличение го­ ризонтального температурного градиента. Разница тем­

в этой зоне составляет от 0,2 до 0,6 м/с. Во второй и третий год эксплуатации зданий в связи с гер­ метизацией стыков окон и стеновых ограждений и уменьшением влажности последних температура внут­ ренней поверхности стен была более высокой, однако температура остекления и воздуха вблизи наружных ограждений продолжала оставаться низкой. В отдель­ ные холодные, ветреные дни она по-прежнему опуска­ лась до 5,4—6,1°, в то время как в школах из кирпича и ячеистых бетонов с обычным остеклением при тех же наружных метеорологических условиях температура воз­ духа у наружных ограждений колебалась от 9,6 до 15,2°.

Низкие теплоизоляционные качества наружных ог­ раждений школ с ленточным остеклением неблагопри­ ятно сказываются на тепловом состоянии учащихся. По данным В. В. Недевой, при нормативной темпера­ туре воздуха (18—20°) у школьников, сидящих за пер­ вым рядом.парт, вблизи наружных ограждений с лен­ точным остеклением, несмотря на утепленную одежду, наблюдались явные признаки охлаждения, тогда как дети, сидящие в глубине класса, испытывали тепловой комфорт. Аналогичные данные были получены В. А. Рудейко и М. Й. Григорьевой (1961) у школьников, зани­ мавшихся приготовлением уроков вблизи наружных ог­ раждений жилых помещений зданий каркасно-панель­

162

34. Теплоощущение школьников в зависимости от температуры воз­ духа и остекления учебных помещений и расстояния рабочих мест до наружных ограждении.

I — температура воздуха 18—19°; 11 — температура воздуха 20—21°; а — рас­ стояние от рабочего места до наружного ограждения 0,8—0,9 м; б — рассто­ яние от рабочего места до наружного ограждения 1,4—1,5 м; белый фон — теплоощущение, «комфорт», «тепло»; темный фон — теплоощущение «про­ хладно», «холодно».

При температуре воздуха 18—19° и температурных значениях остекления от 3 до 10—12° жалобы на ох­ лаждение отмечаются у детей, сидящих не только в не­ посредственной близости от остекления (0,8—0,9 м), но и у детей, находящихся на расстоянии 1,4—1,5 м от него.

По мере повышения температуры остекления количе­ ство школьников, оценивающих самочувствие как «про­ хладно» и «холодно», уменьшается. При температуре остекления 13° и выше жалобы на охлаждение прекра­ щаются (см. рис. 34, а, б). Данные анализа объективных

показателей теплового состояния полностью соответст­ вуют характеру теплоощущения детей.

При температуре же воздуха 20—21° охлаждение име­ ло место лишь среди детей, сидевших в непосредствен­ ной близости от остекления с температурой поверхно­

Изменения теплового самочувствия школьников в за­ висимости от температуры воздуха и остекления объясг няются различиями в уровнях лучистых теплопотерь. Проведенные нами исследования показали, что средние

терморегуляции.

Поскольку уровень лучистых теплопотерь зависит от сочетания температуры воздуха и остекления, а также определяется расстоянием от остекленной поверхности (табл. 24), эти сочетания могут варьировать.

Т а б л и ц а 24

Радиационные теплопотери у детей (в ккал/м2) в 1 ч в зависимости от температуры остекления и расстояния от него до рабочих мест (средние данные)

П р и м е ч а н и е . Цифры в рамке характеризуют зону умерен­ ного напряжения терморегуляции; цифры, набранные полужирным,—

зону оптимума; цифры, набранные светлым, характеризуют зону дискомфорта.

Приведенные данные показывают, что сохранить оп­ тимальное тепловое состояние школьников, находящих­ ся вблизи наружных ограждений в помещениях с ок­ нами ленточного типа, можно двумя путями: повыше­ нием температуры остекления, что уменьшит

164

градиенты температур воздух — ограждение, и повыше­ нием температуры воздуха помещений.

Необходимость повышения температуры остекления окон ленточного типа отмечена в работах Е. И. Семе­ новой (1962) и Э. X. Одельского (1964). Последний да­ же рекомендует применять электроподогрев подоконного пространства.

Результаты исследования радиационного теплообме­ на взрослых людей, а также данные Heughten, McDermot (1933), Jaglow (1938), Vernona (1962) и других авторов позволили М. С. Горомосову рекомендовать в качестве оптимального для жилищ градиент темпера­ туры воздуха и стеновых ограждений 3°. С. И. Ветош­ кин (1935) допускает возможность его увеличения до 5—6°. По-видимому, в школах с ленточным остеклени­ ем следует также нормировать температурный гради­ ент воздух — остекление, причем максимально допусти­ мая разница температуры остекления и воздуха в ра­ бочей зоне не должна превышать 6°. Температура ос­ текления в школах II климатической зоны должна быть не ниже 12—14°, а I зоны — 15—16°.

Оптимальные параметры температуры воздуха в шко­ лах с окнами ленточного типа могут быть определены, исходя из следующих соображений.

Стабилизация температуры кожи лба и конечностей, ‘свидетельствующая о тепловом комфорте, у школьников, занимающихся в рядовых классах, наблюдается при температуре воздуха 19—20°. В этих условиях большин­ ство детей оценивают свое теплоощущение как «ком­ форт»; радиационные теплопотери составляют в сред­ нем 45,3—46,5 ккал/м2 в 1 ч. У детей же, занимающихся в торцовых классах, аналогичная картина наблюдается

19—20° для рядовых классов средних этажей и 20—21° для торцовых учебных помещений нижних и верхних этажей. Эти рекомендации были приняты в 1967 г. Го­ сударственным комитетом по строительству при Совете Министров СССР и будут учтены при пересмотре Стро­ ительных норм и правил проектирования общеобразо­ вательных школ.

165

Весной и осенью в средней полосе Советского Союза резко возрастает инсоляция учебных помещений, ориен­ тированных согласно СНиП П-Л.4-62 на южные румбы горизонта как в школах с ленточным, так и с обычным остеклением. При этом температура воздуха повышает­ ся до 25—29°, а температура внутренней поверхности окон — до 26—32°, что обусловливает перегрев учащих­ ся. Напряжение терморегуляции у детей возрастает до умеренного и даже сильного уже при температуре воз­ духа 21—22°. Резкое изменение радиационных условий в помещениях с ленточным остеклением, помимо непосред­ ственного (в данный момент) воздействия на теплообмен детей, может оказывать влияние и на показатели забо­ леваемости.

Исследования Э. Я. Валдре (1958) и Э. Я. Стриж (1965) показали, что изменение стереотипа темпера­ турных воздействий на организм школьников способ­ ствует росту простудных заболеваний. Заболеваемость повышалась, когда менялись соотношения температур наружных и внутренних ограждений и колебания тем­ пературы воздуха в помещениях превышали 5°. Осо­ бенно неблагоприятной оказалась смена температуры ограждений при температуре воздуха помещений 24° и

с изменением стереотипа воздействий (тепло вместо хо­ лода н наоборот).

Приведенные данные позволяют утверждать, что при­ менение ленточного остекления учебных помещений, ориентированных на южную сторону горизонта, даже в средних широтах Советского Союза недопустимо без

улучшают, а ухудшают микроклимат помещений и сни­ жают освещенность рабочих мест школьников, а о ре­ гулируемых жалюзи, конструкция которых, к сожале­

Особое беспокойство вызывает применение новых ог­ раждающих конструкций при строительстве школьных зданий в условиях юга страны.

Работы С.-И. Ветошкина (1953) и П. М Лернера

166

(1961) свидетельствуют о существенном влиянии тол­ щины . наружных ограждений на микроклимат помеще­ ний в теплое время года. Правда, П. М. Лернер утверж­ дает, что перегрев жилищ в южных районах страны определяется в первую очередь теплопоступлениями через окна. Через стекло, даже двойное, проходит поч­ ти мгновенно 70—60% лучистого тепла, что способст­

щений и тепловое состояние детей в дошкольных уч­

иСредней Азии у школьников, занимающихся даже в классах с обычным остеклением, в связи с перегревом помещений снижается работоспособность (А. И. Канчели

и3. 3. Ковзиридзе, 1955; Г. Г. Никогосян, 1959). В на­ чале октября в Тбилиси температура воздуха в учебных помещениях достигает 28° даже при открытых окнах. Дети жалуются на головные боли, головокружение;

пульс во время занятий у них учащается на 8—12 уда­ ров в 1 мин, учащиеся теряют в весе от 400 до 800 г

.и более. На основании этих данных было выдвинуто об­ основанное предложение об изменении сроков начала учебного года в школах Закавказья с 1 сентября на 15 сентября и о применении солнцезащитных устройств.

Отсутствие эффективных солнцезащитных устройств и резкое ухудшение микроклимата помещений в шко­ лах с новыми ограждающими конструкциями вновь сделали дискуссионным вопрос об оптимальной ориен­ тации классных комнат (А. К- Чалдымов, Г. Д. Леладзе, 1963; Р. В. Силла, М. Э. Теосте, 1965; А. А. Колмовской, 1968; И. М. Геллер, Е. А. Семенцова, 1969). Отмечая преимущества южной ориентации, авторы под­ черкивают и ее существенные недостатки. Действитель­ но, южная ориентация обеспечивает наиболее высокие уровни естественного освещения (Н. М. Данциг, 1946; П. А. Золотов, 1958; А. Г. Глущенко, 1959; В. А. Поляк, 1960; М. А. Шарова, 1965). Солнечный свет, как из­ вестно, оказывает стимулирующее общебиологическое, в том числе и психологическое действие на организм; ультрафиолетовая его составляющая обладает мощным

167

бактерицидным, и антирахйтическим свойством. «Солнеч­ ное отопление» зимой дает положительный экономиче­ ский эффект! Однако еще Ф. Ф. Эрисман, рекомендо­ вавший длительное время южную ориентацию, в конце концов отказался от нее и пришел к убеждению о це­ лесообразности изменения ее на северную (для клас­ сных комнат). Южная ориентация резко ухудшает мик­ роклимат классных комнат в южных районах страны с февраля по ноябрь, т. е. в течение 8 учебных месяцев, а в средней полосе Советского Союза—с марта по октябрь (5—6 месяцев).

Ухудшается в солнечные дни и качество освещения: падение прямых солнечных лучей непосредственно на

зрительную работоспособность учащихся (А. Г. Глущен­ ко, Н. П. Слепушкина, 1965; М. А. Шарова и др., 1965). На работоспособности детей сказывается крайняя нерав­ номерность освещения помещений; при переменной об­ лачности освещенность рабочих площадей постоянно ме­ няется. Бактерицидное же действие солнечных лучей при закрытых окнах невелико и, по данным А. Г. Глу­ щенко, ограничено зоной, располагающейся на рассто­ янии до 1 м от остекления. Автор рекомендует в каче­ стве оптимальной для школ Украины юго-западную ориентацию, исключающую проникновение прямых сол­ нечных лучей на рабочие места учащихся при одно­ сменных занятих в школе. Однако, как известно, до на­ стоящего времени подавляющее большинство школ Советского Союза эксплуатируется в две смены, а в школах продленного дня дети будут находиться до 16— 20 ч. В южных районах страны западная ориентация помещений недопустима.

Исследования Б. 3. Вороновой (1972) в классах с ленточным остеклением и разной ориентацией светопроемов в Московской области показали, что в переход­ ные периоды года помещения, ориентированные на се­ вер, действительно, обеспечивают благоприятные ус­ ловия микроклимата и теплового состояния учащихся при сохранении достаточно высоких уровней освещения и улучшении его качества. В то же время зимой при температуре наружного воздуха ниже —15° в этих клас­ сах наиболее низкие уровни температуры воздуха, кро­

168

ме того, у школьников, занимающихся постоянно в этих помещениях, обнаружены высокие средние значения щелочной фосфатазы лейкоцитов крови, что свидетель­ ствует о более низкой сопротивляемости детей. Очевид­ но, во II строительно-климатической зоне северная ориентация классов даже при ленточном их остеклении недопустима. Поиски оптимальных решений должны идти по пути одновременного изменения ориентации и конфигурации учебных помещений, позволяющей осу­ ществлять дополительный подсвет классов (непосредст­ венный или через рекреацию). Такие школы уже по­ строены и в средней полосе и на юге страны, и работа по их оценке проводится. Так, по данным Е. А. Семенцовой (1970), ориентация основных светопроемов на се­ верные румбы горизонта при сохранении дополнитель­ ного подсвета с юга в классах поперечной и особенно квадратной конфигурации в условиях Ашхабада обе­ спечивает достаточный уровень освещенности, значи­ тельно улучшает радиационный режим помещений и тепловое состояние детей во все сезоны года.

Изменение конфигурации классов с продольной на квадратную уменьшает площадь основного остекления и позволяет увеличить расстояние от первого ряда парт до наружного ограждения, обеспечивая тем самым оп­ тимальное тепловое состояние детей, находящихся вблизи от остекления. Интенсивность же ультрафиоле­ тового излучения в переходные и теплые времена года (открытые окна) в классах, ориентированных основны­ ми светопроемами на север, идентичны ее значениям в условиях открытой атмосферы на затененных террито­ риях (И. М. Геллер, Е. А. Семенцова, 1969).

В южных районах страны северная ориентация клас­ сов, имеющих дополнительный подсвет с юга, по-види- мому, вполне допустима. Об этом свидетельствуют на­ турные исследования и расчеты, произведенные А. Т. Касумовым (1967).

Существенную роль в формировании микроклимата помещений в условиях юга страны играет высота поме­ щений и этажность зданий. Исследования, проведенные в жилищах, показали, что снижение высоты потолка с 3,5 до 2,7 м не только ухудшает температурный режим помещений (повышение температуры на 1—1,5°), но и, главное, радиационный теплообмен человека. В жили­ щах с малой высотой потолка отдача тепла излучением

169