Всякий раз, для реализации проекта, по основным разделам деятельности нашей компании, с начального этапа — сбора исходных данных, выработки технического задания для проектирования, рабочая группа сотрудников из технического отдела генерирует инженерные решения по обеспечению комфорта и экологической безопасности в жилье и на производстве. В нашей стране требования и нормы к параметрам вентиля́ции (от лат. ventilatio — проветривание) одни из самых строгих. Их научную основу начал формировать М. В. Ломоносов.

Михаил Васильевич Ломоносов (08.11.1711–04.04.1765 гг.).

Его главной специальностью было естествознание, и Ломоносов здесь проявлялся со всей силой и блеском. Великий российский ученый создал теорию, в которой изложил основы принципов естественного движения воздушных потоков в каналах и трубе. Ломоносовым разработаны два основных вопроса физики: о сущности тепла и о газообразном состоянии тел. Согласно его механической теории теплоты последняя есть внутреннее невидимое движение тел, именно движение составляющих их частичек; при помощи ее Ломоносов удовлетворительно объяснил все явления, связанные с теплотой, и совершенно отвергал существование тепловой материи или теплотвора, который признавался всеми учеными до 60-х годов XIX века. Лишь через 110–120 лет после Ломоносова начинает распространяться ныне общепринятое воззрение на теплоту как на движение частиц тела.

В 1795 году известный ученый В. X. Фрибе в своем труде впервые обосновал основные положения, которые определяли интенсивность воздухообмена в отапливаемых помещениях через дверные и оконные проемы, а также неплотности наружных ограждений, положив тем самым начало изучения нейтральных зон. В начале 19-го века начала развиваться вентиляция, при которой людьми сознательно применялось тепло, что приводило к поступлению свежего уличного воздуха и выводу отработанного воздуха из помещения наружу.

Однако передовые ученые указывали на несовершенство такого рода теплового побуждения к вентиляции и чрезмерное расходование тепла на подобное вентилирование помещений. Академик Э. Х. Ленд в своих работах указывал, что достаточная вентиляция может быть обеспечена только благодаря механическим методам воздействия на воздух. Первые вентиляторы работали по центробежному принципу. Однако первый, наиболее удачный по своей конструкции центробежный вентилятор был создан в России только в 1832 году известным российским ученым А. А. Саблуковым.

Александр Александрович Саблуков (02.11.1783–15.03.1857 гг.) — генерал-лейтенант  корпуса горных инженеров.

Отвечая на запросы времени, в 1832 г. российский инженер А. А. Саблуков создал центробежный вентилятор, который был успешно  испробован не только  на сахарном, но и на кожевенном заводе. Владельцев предприятий изобретение заинтересовало в первую  очередь в связи с тем, что оно позволяло улучшить технологию производства. Вентилятор А. А. Саблукова отличался несложной конструкцией: внутрь цилиндрического кожуха изобретатель поместил колесо с четырьмя прямыми лопатками. Путем вращения этого колеса осуществлялось двухстороннее всасывание воздуха в кожух. При этом вентилятор приводился в движение вручную — его обслуживали за счет собственной мускульной силы два работника. Объем перемещаемого воздуха достигал 2000 м3/ч. Начиная с 1834 г. вентиляторы А. А. Саблукова стали использоваться на морских судах (для проветривания трюмов), а с 1835 г. — в горной промышленности. В частности, с их помощью обеспечивалась вентиляция шахт и штреков Чагирского рудника на Алтае, в трюмах кораблей, для ускорения сушки продуктов и изделий, удаления испарений (промышленного применения), а позже  и для внутренней среды обитания человека — жилища.  В скором времени вентиляторы Саблукова были закуплены для применения за границей.

Долгое время они считались лучшими приборами среди аналогичных устройств. В 1892 г. французский инженер П. Мортье сконструировал диаметральный вентилятор, в котором главной частью было рабочее колесо барабанного типа с загнутыми вперед лопатками. Однако в то время изобретение Мортье не выдержало конкуренции с вентиляторами А. А. Саблукова. Свой современный вид вентиляторы приобрели значительно позднее. Во многом это произошло благодаря появлению вихревой теории крыла, которая была предложена Н. Е. Жуковским в 1906 г.

Много времени и изысканий минуло с той поры. Более доступным и доходчивым языком о внутренней среде обитания человека рассказывается в научно-познавательной статье одного из нынешних «Мэтров» — президента НП «АВОК», профессора, члена-корреспондента РААСН Ю. А. Табунщикова,  — «Экологическая безопасность жилища» (https://www.abok.ru/for_spec/articles.php?nid=3625), фрагмент которой мы приводим:

«Современное понятие «Микроклимат помещения» является явно недостаточным, чтобы оценить влияние окружающей среды помещения на организм человека. В большей степени влиянию внутренней среды жилища на человека отвечает понятие «Экология жилища». Экология — от греч. o’ikos – жилище, местопребывание и ...логия. Часто экологию определяют также как науку о взаимоотношениях организмов между собой и с окружающей средой.

В данной статье автор не ставит цель дать исчерпывающее понимание «экологии жилища», так как, во-первых, эта наука находится в начальной стадии своего развития, во-вторых, в рамках отдельной статьи нет возможности изложить современные достижения в этой области. Цель статьи — привлечь внимание специалистов в области отопления, вентиляции, кондиционировании воздуха к проблеме экологической безопасности жилища, которая является особо актуальной для помещений многоэтажных зданий современного массового строительства. Например, в одном из районных судов Москвы на один день было назначено слушанье по 14 искам, связанным с плохой вентиляцией в доме.

По результатам изучения Национального института по безопасности жилья и здоровья США, 2002 г.: «Один миллион зданий в США имеет плохое качество внутреннего воздуха, в результате чего снижается производительность труда, и величина этих потерь достигает 60 миллиардов долларов в год. Более половины проблем с качеством внутреннего воздуха связаны с непрофессионализмом в проектировании систем вентиляции и кондиционирования воздуха».

До середины XX века общепринятым мнением было, что люди являются главным источником загрязнения в жилых помещениях. К биологическим выделения человека относят выделение углекислого газа, влаги и выделение тысячи химических веществ в крайне малых концентрациях, трудно измеримых даже с использованием современной сложной химической техники. Поэтому необходимо было осуществить вентиляцию помещений, чтобы разбавить биологические выделения до уровня, когда качество воздуха воспринимается как приемлемое. В последние сорок лет специалисты установили, что в помещениях, помимо людей, существует много других источников загрязнения. Строительные материалы, мебель, ковры, электронное оборудование и даже системы отопления, вентиляции, кондиционирования воздуха сами являются загрязнителями. Вот почему один и тот же расход приточного воздуха в расчете на человека в одних случаях обеспечивает хорошее качество внутреннего воздуха, в других случаях — среднее, а в третьих случаях — катастрофически низкий уровень качества внутреннего воздуха.

Следовательно, необходимый расход вентиляционного воздуха должен рассчитываться с учетом всех известных загрязнителей воздуха. Интересная мысль с точки зрения энергосбережения: помещения с хорошей мебелью из дерева, с натуральными шерстяными коврами, с минимумом синтетических изделий и электронного оборудования имеют меньше источников загрязнений. В этом случае расход вентиляционного воздуха может быть уменьшен и сокращены затраты энергии на его подогрев.

Введем понятие «экология жилища», которое будет включать в себя «микроклимат помещения» плюс «загрязняющие факторы».

Микроклимат помещения — состояние внутренней среды помещения, характеризуемое следующими показателями: температурой воздуха, радиационной температурой, скоростью движения и относительной влажностью воздуха.

Загрязняющие факторы — комплекс выделений и воздействий вредных для состояния организма человека.

К вредным для состояния организма человека выделениям будем относить газообразные (например, табачный дым, формальдегиды) и биологические (например, бактерии легионеллы).

К вредным для состояния организма человека воздействиям будем относить радиационные, электромагнитные, звуковые воздействия и т. п.

В данной статье будем рассматривать только те загрязняющие факторы, уровень которых может регулироваться системой вентиляции или выбором строительных материалов и конструкций.

1. Газообразные загрязнители включают в себя запахи от людей, углекислый газ, продукты курения, формальдегиды, газ радон и др.

Наиболее опасным для здоровья людей среди них считаются формальдегиды и газ радон.

Формальдегид — это бесцветный газ с резким запахом.

Основными источниками формальдегида в жилых помещениях являются изделия из древесно-стружечных плит, а также пенопластовая уреаформальдегидная теплоизоляция, устанавливаемая в стеновых полостях. Ковры, занавески и обивка мебели также могут быть источниками формальдегида. Обычно изделия выделяют формальдегид в виде газа, пока они еще новые; со временем его выделение уменьшается. Малые концентрации в воздухе могут вызывать раздражение глаз, носа и горла, возможно, чиханье, кашель, повышенное слезоотделение. При более высоких концентрациях газ может вызывать ощущение тошноты и одышку.

Формальдегид внесен в список достоверно канцерогенных веществ, обладает хронической токсичностью, негативно воздействует на наследственную генетическую и хромосомную мутацию, репродуктивные органы, раздражаетслизистые оболочки глаз, горла, верхних дыхательных путей, вызывает головную боль и тошноту.

Газ радон — это радиоактивный газ, который встречается в природе. Известно, что в большинстве случаев основная часть содержащегося в помещениях радона поступает в них из грунтового основания здания. Интенсивность выделения радона из грунта зависит от большого числа разнородных факторов и в общем определяется местными геологическими, геофизическими, гидрогеологическими и другими условиями.

 

 

 

Радон попадает в здание через:

• трещины в основании пола по грунту;
• соединения конструкций;
• трещины в стенах подвалов;
• щели в междуэтажных перекрытиях;
• трещины в стенах;
• щели вокруг труб;
• воздушные прослойки в стенах.

Чем опасен радон?

Газ радон невозможно увидеть, почувствовать его запах и вкус. Известным эффектом является рак легкого. В США от рака легкого ежегодно умирает примерно 120 000 человек. Минздрав Российской Федерации установил следующие контрольные уровни радона в жилищах:

• для существующих жилищ — не более 200 Бк/м3;
• во вновь строящихся домах — не более 100 Бк/м3.

Если не удается снизить концентрацию радона ниже 400 Бк/м3, решается вопрос о переселении жильцов. При обследовании квартир и офисов в США, Англии, Швеции и иных странах были выявлены концентрации радона, превышающие предельно допустимые для работников урановых рудников. В соседних с нами странах — Швеции и Финляндии были обнаружены дома с концентрацией радона в тысячи раз превышающие его содержание в наружном воздухе. К сожалению, в обществе существует недопонимание радоновой опасности или, во всяком случае, ее игнорирование как проблемы социального значения.

2. Биологические загрязнители включают в себя плесень (разновидность грибов) и бактерии, например, легионеллы.

Плесень обычно возникает в плохо вентилируемых жилых помещениях. Плесневые грибы распространяются за счет выброса в воздух миллионов крошечных спор. Грибы присутствуют во всех жилых помещениях, но их споры достигают значительного количества там, где их росту способствуют сырость и влажность. Переносимые по воздуху споры плесени могут вызывать у чувствительных к ним людей аллергические реакции, сходные с сенной лихорадкой или астмой.

 

Бактерии легионеллы были впервые описаны в 1976 году в Филадельфии как болезнь легионеров. В гостинице, где происходил съезд Американского легиона, возникла вспышка пневмонии. Специалисты из Центра по контролю заболеваемости обнаружили в легких умерших ее возбудителя — грамотрицательную аэробную бактерию, названную Legionella pneumophila. Легионеллы широко распространены во всем мире, это часть естественной флоры многих водоемов как естественных, так и искусственных. Бактерии легионеллы найдены в обычной теплой водопроводной воде и ваннах-джакузи в спа-салонах. Опасным разносчиком бактерии легионеллы в жилых помещениях могут явиться системы кондиционирования воздуха в тех частях, где вода в установке кондиционирования контактирует с приточным воздухом. Для того чтобы человек заразился, ему достаточно вдохнуть возбудителя, находящегося в водном аэрозоле душа, потока воздуха из кондиционера, различных фонтанов и фонтанчиков.

3. Радиационные излучения в помещении.

К вредным для состояния организма человека воздействиям относятся радиационные излучения в помещении. Радиационная обстановка складывается из естественного радиационного фона и излучения объектов, созданных человеком.

Здание может быть построено с использованием радиоактивных материалов или находится в районах с интенсивным природным выделением радионуклидов.

Природный фон обусловлен космическим излучением и радиоактивными источниками, входящими в состав вещества Земли.

Удельная эффективная активность (Аэфф) естественных радионуклидов в строительных материалах, добываемых на их месторождениях, не должна превышать для материалов, используемых во вновь строящихся жилых и общественных зданиях, 370 Бк/кг.

Отделочные материалы	Аэфф, Бк/кг
Шпаклевка	40,2
Затирка для швов	14,5
Клей	90,2
Самовыравнивающаяся смесь	136,7
Сухая клеевая смесь	24,4
Штукатурка мелкозернистая	33,9
Гипс	168,0
Гипсокартон	51,0
Мрамор	137,2
Бордюр кафельный	324,0
Керамическая плитка	273,4

Изучение совместного воздействия на организм человека перечисленных выше загрязняющих факторов и показателей микроклимата сформировало новое научное направление, которое получило название «синдром больного здания» (Sick Building Syndrome). «Синдром больного здания» имеет место в тех случаях, когда показатели «экологии жилища» превышают допустимые гигиенистами значения. В настоящее время этому научному направлению посвящаются многочисленные международные научные конференции.

«Синдром больного здания» проявляется у проживающих в нем людей в виде проблем с дыханием, затем — болей в суставах, бессонницы. Симптомы могут напоминать грипп, но этот вялотекущий «грипп» продолжается неделями, месяцами, годами. Постепенно разрушается иммунная система.

Симптомы: раздражение слизистой носа/заложенность носа/насморк; раздражение глаз; усталость; сухость кожи рук; хрипота или сухость во рту; покраснение/сухость кожи лица; ощущение тяжести в голове; головная боль; перхоть на голове или мочках ушей; кашель; проблемы концентрации; тошнота/головокружение.

Причина — плохие показатели «экологии жилища».

«Ежедневно около 5 тысяч человек умирает от плохого качества внутреннего воздуха». П. Оле Фангер, Международная конференция по архитектуре и качеству окружающей среды, Тяньжань, Китай, 13 мая 2004 года.

К сожалению, в настоящее время нет возможности инструментального измерения большинства загрязнителей, как и нет возможности инструментального измерения экологической безопасности жилища. Замечательные и оригинальные работы проф. П. Оле Фангера по созданию методов оценки качества внутреннего воздуха на основе восприятия этого качества группой специально подготовительных людей (очевидная аналогия — дегустация пищи), получившие широкую известность и признанные во всем мире, в то же время не стали основой нормативных документов, связанных с расчетом необходимого вентиляционного воздухообмена. Особую опасность представляет экологическая обстановка в помещениях многоэтажных зданий современного массового строительства с естественной вентиляцией. Здесь и дешевые строительные материалы, и мебель на основе клеевых древесностружечных материалов с обивкой из синтетических тканей, и пластиковые покрытия полов, и газовые плиты и т. д.

Вопрос «быть или не быть» экологически безопасному жилищу в таких зданий относится не только к специалистам, он требует проявления определенной гражданской позиции от руководителей, принимающих решения: это связано со здоровьем людей.

Во введении к Стандарту ASHRAE 62–1989 «Ventilation for Acceptable Indoor Air Quality», который рассматривается как крупное мировое достижение в области нормирования вентиляционного воздухообмена, указывается: «В настоящее время невозможно создать стандарт, который обеспечит допустимое качество воздуха в помещениях для всех пользователей в любых условиях».

Очевиден дефицит знаний!

По нашему мнению, первоочередными оперативными мероприятиями по повышению экологической безопасности жилища должны быть следующие три:

1. Создание стандарта по паспортизации систем вентиляции. Проведение паспортизации систем вентиляции.
2. Создание стандарта по оценке «здоровья здания». Провести натурную оценку «здоровья зданий».
3. Оценка экологической безопасности отделочных материалов, мебели, компьютеров, ковровых покрытий и т. д. Разработка рекомендаций по выбору экологически безопасного оборудования, отделочных материалов, мебели и т. д.»

В дальнейших публикациях новостной ленты мы познакомим Вас с историей развития экологического движения.

При подготовке были  использованы  материалы с сайтов:
http://vip-dom.in/ventilyatsiya/196-interesnye-fakty-o-ventilyatsii
https://www.abok.ru/for_spec/articles.php?nid=3625
http://rus-eng.org/