Экологические аспекты кондиционирования воздуха

0
195

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 сгорания бытового газа и продукты деструкции полимерных
материалов, входящих в состав отделочных и строительных материалов, предметов
личного и домашнего обихода. В условиях жилых зданий химическая нагрузка относительно
невелика, но длительность воздействия максимальна по сравнению с другими средами
жизнедеятельности человека. Кроме того, токсические вещества действуют на организм
человека не изолированно, а в сочетании с различными факторами: температурой,
влажностью воздуха, электромагнитными полями, ионно-озонным режимом помещений,
радиоактивным фоном, и в случае несоответствия комплекса этих факторов гигиеническим
требованиям, внутренняя среда помещений может стать одним из факторов риска.

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, этилбензол, диметилэтилбензол
превышают концентрацию по сравнению с атмосферным воздухом более, чем в 10
раз, что свидетельствует
о наличии в помещениях собственных источников загрязнения воздуха.

Многочисленные исследования показали, что важную роль в формировании воздушной
среды современных зданий играют полимерные материалы, область применения
которых все более расширяется. В настоящее время номенклатура полимерных материалов,
применяемых только в строительстве, насчитывает более 100 наименований. Интенсивность
выделения летучих веществ из полимерных материалов и концентрация их в воздухе
помещений зависит как от количества 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 выделения из полимерных
материалов вредных веществ, наибольшее значение имеет температурный фактор.
Уровень выделения
летучих веществ повышается с возрастанием температуры на поверхности полимерного
материала. Такая зависимость наблюдается и при повышении относительной влажности
воздуха.

Одним из отрицательных свойств полимерных материалов является создаваемый
ими в помещении неприятный запах, вызывающий у населения состояние дискомфорта,
сердечно-сосудистые расстройства, приступы бронхиальной астмы. Наличие
запаха является одним из критериев
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 отчетливее проявляется
тенденция к химизации технологических процессов и добавлению смесей различных
веществ при
производстве строительных материалов, в первую очередь бетона и железобетона,
используемых при строительстве как жилых, так и общественных зданий.
Таким образом, химическая модификация строительных материалов может привести
к еще большему
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
количества
токсических
веществ не безразличны для человека и способны влиять на его самочувствие,
работоспособность и здоровье.

Исследования, проведенные автором, показали, что воздушная среда помещений
ухудшается пропорционально числу лиц и времени их пребывания в помещении.
Исследование воздуха
помещений позволило идентифицировать в них ряд токсических веществ,
которые можно распределить по классам опасности следующим образом:
диметиламин,
сероводород, двуокись азота, окись этилена, бензол (2-й класс опасности,
высокоопасные
вещества); уксусная кислота, фенол, метилстирол, 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 двух-четырехчасовое
пребывание в этих условиях отрицательно сказывалось на показателях
умственной работоспособности
исследуемых.

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 распространенность, определен список приоритетных
веществ, выделяющихся
в воздушную среду жилых и общественных зданий.

В результате исследований было установлено, что система кондиционирования
воздуха обеспечивает благоприятное тепловое состояние, но также
выявляется нередко
и определенное число жалоб, связанных с неудовлетворительным
самочувствием, ощущением
«недостаточности свежего воздуха».

Обеспечение оптимальной воздушной среды жилых и общественных
зданий является важной гигиенической и инженерно-технической
проблемой.
Ведущим звеном
в решении этой проблемы является организация такого воздухообмена,
который должен обеспечить
требуемые параметры 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
условий 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
воздухоподачи равен 200 м3 в час на человека, что, например,
требуется для операционных
блоков. Вентиляция должна обеспечивать установленный нормами
воздухообмен в помещениях
и своевременное удаление газовых примесей, избытка теплоты,
влаги, скапливающихся в воздухе помещений в результате жизнедеятельности
человека и осуществлении
различных 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 обработки 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 включение
посторонних ингредиентов
(атмосферные загрязнения, продукты деструкции полимерных
и отделочных материалов) отрицательно сказываются на самочувствии
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 озонированного
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.

Ю. Д. Губернский,
ГУ НИИ экологии человека и гигиены окружающей среды им. А. Н. Сысина РАМН,
Россия

По материалам Форума,
Heat Vent Moscow 2003

Предыдущая статьяКомплексные системы вентиляции и кондиционирования воздуха DanX
Следующая статьяМировые новости, №21

Решение года