Экологические аспекты кондиционирования воздуха

Воздушная среда современных жилых зданий имеет многокомпонентный химический состав, зависящий от степени загрязнения атмосферного воздуха и мощности внутренних источников загрязнения. К ним, в первую очередь, относятся продукты жизнедеятельности человека — антропотоксины, продукты неполного сгония бытового газа и продукты деструкции полимерных материалов, входящих в состав отделочных и строительных матеов, предметов личного и домашнего обихода.

Share

Все здания имеют постоянный воздухообмен с внешней средой. Миграция токсических веществ, содержащихся в атмосферном воздухе, во внутреннюю среду помещений обусловлена их естественной и искусственной вентиляцией, и поэтому вещества, присутствующие в наружном воздухе, обнаруживаются и в помещениях. Установлена прямая зависимость содержания пыли в воздухе помещения и в наружном воздухе. Треть взвешенных в воздухе веществ и химических соединений проникает в помещение, концентрация сернистого газа в помещениях при закрытых окнах и дверях составляет в среднем 35 % наружной концентрации. Более низкая концентрация сернистого газа в нутри зданий наблюдается из-за сорбции этого газа ограждающими поверхностями. Вместе с тем, при исследовании воздушной среды помещений было обнаружено, что напротив, многие вещества, например, ацетальдегид, ацетон, этиловый спирт, толуол, этилбенол, диметилэтилбензол превышают концентрацию по сравнению с атмосферным воздухом более, чем в 10 раз, что свидетельствует о наличии в помещениях собственных источников загрязнения воздуха.

Одним из отрицательных свойств померных материалов является создаваемый ими в помещении неприятный запах, вызывающий у населения состояние дискомфорта, сердечно-сосудистые расстройства, приступы бронхиальной астмы. Наличие запаха является одним из критеев регламентации применения полимерных материалов. В настоящее время принято, что выделяющиеся из полимеров летучие вещества в жилых зданиях не должны превышать предельно допустимые концентрации (ПДК), установленные для атмосферного воздуха, а суммарный показатель отношений обнаруженных концентраций нескольких веществ к их ПДК не должен превышать единицу.
Максимально высокие требования в этом плане предъявляются к детским садам, яслям, больницам, санаториям, учебным заведениям, школам и прочим объектам социальной сферы. В современном строительстве вместе с тем все отчетвее проявляется тенденция к химизации технологических процессов и добавлению смесей различных веществ при производстве строительных материалов, в первую очередь бетона и железобетона, испольемых при строительстве как жилых, так и общественных зданий. Таким образом, химическая модификация строительных материалов может привести к еще больему загрязнению как внутрижилищной, так и окружающей среды.
Не менее важную роль в формировании внутрижилищной среды играют и продукты жизнедеятельности человека — антропотоксины. В процессе своей жизнедеятельности человек выделяет около 400 химических соединений. Естественно, что в обычных условиях эксплуатации жилых и общественных зданий, накопления в негерметичных помещениях антропотоксинов до уровней, способных вызвать четко выра женное токсическое действие, не происходит. Однако даже относительно невысокие концентрации большого колиества токсических веществ не безразличны для человека и способны влиять на его самочувствие, работоспособность и здоовье.
Исследования, проведенные автором, показали, что воздушная среда помещений ухудшается пропорционально числу лиц и времени их пребывания в помещении.
Токсические вещества можно распределить по классам опасности следующим образом: диметиламин, сероводород, двуокись азота, окись этилена, бензол (2-й класс опасности, высокоопасные вещества); уксусная кислота, фенол, метилстиол, толуол, метанол, винилацетат (3-й класс опасности, умеренно опасные вещества); ацетон, метилэтилкетон, бутилацетат, бутан, метилацетат (4-й класс опасности, малоопасные вещества). Пятая часть выявленных антропотоксинов относится к числу высокоопасных веществ. Все остальные вещества, хотя и составляли десятые и меньшие доли от ПДК, однако, вместе взятые, свидетельствовали о неблагополучии воздушной среды, поскольку даже двухетырехчасовое пребывание в этих условиях отрицательно сказывалось на показателях умственной работоспособности исследуемых.

Многочисленные исследования показали, что важную роль в формиовании воздушной среды современных зданий играют полимерные матеы, область применения которых все более расширяется. В настоящее время номенклатура полимерных материалов, применяемых только в стротельстве, насчитывает более 100 наменований. Интенсивность выделения летучих веществ из полимерных материалов и концентрация их в воздухе помещений зависит как от колиества полимерных материалов, так и от условий внутреннего микроклимата — температуры, влажности воздуха. Кроме того, концентрация химических веществ находится в прямой зависимости от кратности воздухообмена в помещении. Среди условий, оказывающих влияние на интенсивность выдеения из полимерных материалов вредных веществ, наибольшее значение имеет температурный фактор. Уровень выделения летучих веществ повышается с возрастанием темпетуры на поверхности полимерного материала. Такая зависимость наблюдается и при повышении относительной влажности воздуха.

В настоящее время идентифицировано более 80 веществ, различных по уровню своей токсичности для человека, уровню регистрируемых концентраций и частоте присутствия в воздухе закрытых помещений. На основе таких критериев, как токсичность, уровень концентрации и расостраненность, определен список приоритетных веществ, выделяющихся в воздушную среду жилых и общественных зданий.
В результате исследований было установлено, что система кондициониования воздуха обеспечивает благоприятное тепловое состояние, но также выявяется нередко и определенное число ж а л о б , связанных с неудовлетворительным самочувствием, ощущением «недостаточности свежего воздуха».
Обеспечение оптимальной воздушной среды жилых и общественных зданий является важной гигиенической и инженерно-техниеской проблемой. Ведущим звеном в решении этой пробемы является организация такого воздухообмена, который должен обеспеть требуемые паметры воздушной среды. Рекомендуемые рядом авторов и норм величины воздухообмена колеблются в широких пределах: от 15 до 210 м³/ч на человека.

Качество воздушной среды, самочувствие и работоспособность исследуемых свидетельствуют о том, что для создания достаточно благоприятных усовий воздушной среды в помещениях зданий необходимо подавать на одного человека не менее 60 м3 воздуха в час. Минимально необходимое количество составляет 20 м3/ч. оптимальный уровень воздухоодачи равен 200 м3 в час на человека, что, например, требуется для операционных блоков. Вентиляция должна обеспечивать установленный нормами воздухообмен в помещениях и своевременное удаение газовых примесей, избытка теплоты, влаги, скапливающихся в воздухе помещений в результате жизнедеятельности человека и осуществлении разных бытовых процессов.

Следует отметить, что жалобы человека на духоту, «нехватку кислорода» отмечаются нередко как в помещениях с недостаточным естественным воздухообменом, так и в помещениях, оснащенных разными системами вентиляции, включая системы кондиционирования воздуха. Причина возникновения воздушного дискомфорта в помещениях многофакторна и зависит как от качества, так и от количества подаваемого в здание воздуха. При этом изменение негативных свойств первичного атмосферного воздуха в процессе обботки и транспортировки и загрязнение экзо- и эндогенными токсическим веществами являются определяющими моментами. Вся медико-биологическая практика свидетельствует, что любое насильственное выключение природных факторов, к которым человек адаптировался в процессе своей эволюции (ионы и озон), и вклюение посторонних ингредиентов (атмосферные загрязнения, продукты деструкции полимерных и отделочных материаов) отрицательно сказываются на самовствии и состоянии здоровья.
Определено, что присутствие легких ионов в воздухе является необходимым и, вместе с тем, может рассматриваться как показатель его чистоты. Причем естественная ионизация атмосферного воздуха с преобладанием легких отрицательных ионов наиболее высока в лесах, на курортах и морских побережьях. В этих же местах обнаруживаются и наиболее высокие для приземного слоя концентрации атмосферного озона. В то же время, озон играет определенную роль в новом типе загрязнения атмосферного воздуха продуктами фотохимических реакций, участвуя в сложном комплексе окисления органических веществ при загрязнении атмосферы последними.
Нашими исследованиями было установлено, что комплексное воздействие искусственно ионизированного и озониованного воздуха (на уровне природных концентраций) повышает выносливость экспериментальных животных к физической нагрузке, а также иммунный потенциал организма. Однако данный позитивный эффект проявляется только при условии, что химический состав воздуха закрытых помещений отвечает гигиеническим требованиям.

---