Критерии световой среды жилища

Свет нужен человеку не только для видения окружающих его предметов. Свет — важный биологический фактор, оказывающий влияние на здоровье человека и на всю внутрижилищную среду.

Свет регулирует обмен веществ в организме, влияет на его иммунологическое состояние — устойчивость к воздействию неблагоприятных факторов (болезнетворных микроорганизмов, химических загрязнений воздуха и др.). Условия освещения во многом определяют психоэмоциональное состояние человека, его настроение и самочувствие. Особенно ценен для человека биологически полноценный естественный свет. Прямые солнечные лучи и рассеянный свет несут в жилище не только поток видимого света, но и необходимые для здоровья ультрафиолетовые лучи и тепловое инфракрасное излучение. Ультрафиолетовые лучи способствуют оздоровлению человека, предупреждают развитие рахита у детей и авитаминоз у взрослых. Ультрафиолетовые лучи солнца оказывают и обеззараживающее влияние на воздух помещения, на поверхности предметов, убивая болезнетворную микрофлору.

Длительное пребывание в условиях недостаточного или некачественного освещения чревато возможностью развития нарушения зрения и проявления симптомов светового голодания. Недостаточное освещение городских магистралей увеличивает частоту дорожно-транспортных происшествий. Недостаточное освещение города сказывается также на общественном порядке и на санитарном состоянии городских объектов. Гигиенические принципы формирования городской и внутрижилищ-ной среды включают оптимальное и правильное использование естественного света и инсоляции и рациональное искусственное - освещение как закрытых помещений, так и территорий городской застройки.

В условиях современных городов человек теряет значительную часть биологически активного естественного освещения и длительно находится в условиях закрытых помещений, т. е. в условиях денатурированной световой среды. Многоэтажная уплотненная городская застройка и загрязнение атмосферного воздуха городов уменьшают наружную освещенность и напряженность ультрафиолетовой радиации на уровне земли более чем на 40%. Даже в пригородной зоне эти потери иногда превышают 20%.

Большую часть времени житель современного города проводит в закрытых помещениях разного назначения (жилище, рабочие помещения, городской транспорт, включая метрополитен, предприятия торговли и службы быта, учреждения культуры и др.), в которых ощущаются значительный дефицит естественного света и ультрафиолетовой радиации, что и позволяет говорить об определенной степени денатурированности световой среды.

Задержка естественного света остеклением светопроемов составляет, в среднем, 45%. Загрязненные стекла задерживают 50—70% света. Затенение противостоящими зданиями, солнцезащитными устройствами, шторами, озеленением и пр. приводит к дополнительной потере естественного света. Ориентация окон на северные румбы горизонта также уменьшает освещенность и облученность помещений. Особо ощутима при этом потеря естественной ультрафиолетовой радиации — она ниже, чем при южной ориентации, в 40 раз. Новые планировочные решения в строительстве общественных зданий для административных учреждений, проектных организаций и т. п., характеризующиеся устройством боль-шезальных рабочих помещений, настолько ухудшают естественную световую среду для работающих, что в течение всего рабочего дня используется система совмещенного освещения, при которой недостаточный естественный свет постоянно дополняется искусственным. Денатурация световой среды в таких помещениях настолько велика, что сказывается на работоспособности и самочувствии людей (3. А. Скобарева, 1979).

Еще более неблагоприятны условия световой среды в помещениях, полностью лишенных естественного света, номенклатура и число которых в современном городе весьма велики и продолжают увеличиваться, в частности, за счет освоения подземного горизонта города.

Современные условия искусственного освещения не компенсируют потери естественного света. Имеющиеся на практике уровни искусственной освещенности значительно ниже оптимальных. Спектральный состав излучения искусственных источников света беден. Широко распространенным люминесцентным газоразрядным лампам присущи неблагоприятные свойства, отсутствующие у естественного света (монотонность излучения, пульсирующий световой поток, линейчатый спектр излучения, дефицит ультрафиолетовой составляющей и др.). Количество проникающего в помещение дневного света определяется размерами светопроемов и наличием затенения окон противостоящими зданиями, озеленения, солнцезащитных устройств. Эти показатели регламентируются нормами естественного освещения. Однако не только нормами определяется качество естественного освещения жилых помещений. К сожалению, на практике полноценное естественное освещение комнат населением зачастую недооценивается.

Окна чрезмерно занавешиваются шторами, заставляются высокими растениями, затеняются близко посаженными деревьями. Стекла окон порой протираются неоправданно редко, что снижает освещенность помещений, особенно много теряется ультрафиолетовых лучей, до 50% которых задерживается загрязненным стеклом. Плохое качество теплоизоляции оконных переплетов подчас заставляет располагать детские кровати и места игр и занятий детей в удаленных от окна частях комнаты, что резко снижает оздоровительное значение естественного света.

Инсоляция — непосредственное солнечное облучение является необходимым благоприятным природным фактором, оказывающим оздоровляющее действие на организм человека и существенное бактерицидное воздействие на микрофлору окружающей среды, причем благоприятный эффект солнечного облучения проявляется не только на открытых территориях, но и внутри помещений. Однако это позитивное воздействие проявляется лишь при достаточной дозе прямых солнечных лучей, косвенно характеризуемой продолжительностью инсоляции. Санитарными нормами инсоляции жилых и общественных зданий и территорий жилой застройки городов регламентируется длительность инсоляции на дни равноденствия. Для обеспечения максимального бактерицидного эффекта нормами регламентируется также необходимость обеспечения непрерывного режима инсоляции. Санитарные нормы инсоляции, существенным образом способствуя улучшению гигиенических условий в жилище, играют важную положительную роль и в упорядочении городской застройки, поскольку ими косвенно регламентируются плотность жилой застройки, размер и организация придомовых участков.

Основными принципами, которыми руководствуются гигиенисты при нормировании инсоляции жилых и общественных зданий, является нижеследующее:

I. Целью регламентации инсоляции помещений является охрана здоровья населения, причем ориентироваться, в первую очередь, необходимо на самые чувствительные и легкоранимые ему

группы (дети, старики, больные).

II. Гигиенические нормативы инсоляции должны отражать тот научно обоснованный оптимум, к которому необходимо стремиться, чтобы гарантировать население от неблагоприятного влияния как недостатка, так и избытка инсоляции.

III. Минимально необходимая и максимально допустимая продолжительность инсоляции определяется с учетом: общеоздоровительного, психофизического, теплового и бактерицидного действия.

IV. Необходимая продолжительность инсоляции помещений рассчитана на те периоды года, когда она в наибольшей степени необходима организму человека, с одной стороны,

и эффективная по астрономическим возможностям, с другой, причем важно, чтобы нормативы инсоляции дифференцировались в различных светоклиматических районах в зависимости от астрономических возможностей инсоляции и фактического солнечного

сияния.

V. Целесообразно не учитывать утренний и вечерний период инсоляции, конец и начало которых совпадают с переходом солнца к высотам, при которых не отмечается эффективной инсоляции по общеоздоровительному действию (10°).

VI. При нормировании инсоляции помещений необходимо учитывать потери ультрафиолетовой радиации солнца из-за антропогенных загрязнений в крупных и крупнейших городах.

Отправными моментами для установления норматива инсоляции являются следующие:

в зависимости от светоклиматиче-ского района устанавливается значимость различной продолжительности инсоляции по азимутам горизонта в различных условиях застройки по общеоздоровительному, психофизическому, тепловому и бактерицидному действию в экспериментальных и натурных условиях;

показателями, которые характеризуют воздействие инсоляции различной продолжительности на уровне целостного организма, являются: а) общая и специфическая заболеваемость населения; б) уровень здоровья детей; в) изменение сопротивляемости организма инфекции и развития патологических процессов, моделируемых в эксперименте на животных.

В последние годы отмечается тенденция к снижению уровня инсоляции, которое особенно велико в крупных городах в связи с тем, что загрязненная атмосфера здесь уменьшает воздействие ультрафиолетовой радиации в среднем на 50—60%. В связи с этим необходимо учитывать то обстоятельство, что солнечные лучи и, прежде всего, их ультрафиолетовая составляющая, повышают потенциал адаптации организма к химическим загрязнителям среды, обладающим общетоксическим, канцерогенным и аллергенным действием, о чем свидетельствуют исследования, показавшие особую значимость дефицита ультрафиолетового излучения в развитии неблагоприятных эффектов от воздействия этих загрязнителей. Поэтому в современных условиях урбанизации и интенсификации промышленного производства продолжительность инсоляции приобретает особое значение. Учитывая вышеизложенные факты и потребности современного жилищного строительства в условиях дефицита свободных территорий в крупных городах, следует считать как минимально допустимую продолжительность инсоляции зданий и территорий на уровне 2, 5—3 ч, признавая целесообразность увеличения продолжительности инсоляции, при возможности до 4 ч. При этом в крупных и крупнейших городах может быть допущен прерывистый режим инсоляции при условии однократного перерыва длительностью не более 1 ч, сохранения нормируемой суммарной продолжительности и обеспечения длительности одного из периодов инсоляции не менее 2 ч. Для жилых и общественных зданий (кроме школ, детских и лечебно-профилактических учреждений) может быть допущено уменьшение суммарной продолжительности инсоляции до 2, 5 часов при условии сохранения полноценного естественного освещения помещений этих зданий.

Исходя из вышесказанного, основные гигиенические требования к освещению заключаются в том, что света должно быть достаточно, освещение должно соответствовать назначению помещения, быть регулируемым и безопасным, не оказывать слепящего действия, а также вредного воздействия на человека и на внутреннюю среду помещения. Поэтому все жилые комнаты и кухни должны иметь непосредственное естественное освещение. Оно должно быть обеспечено также в номерах гостиниц, коридорах, служебных и санитарно-бытовых помещениях гостиниц и общежитий. Освещение вторым светом или только искусственное освещение допускается в ванных и, уборных жилых квартир, в санитарных узлах гостиничных номеров, в комнатах для чистки одежды и глажения в гостиницах.

Естественное освещение помещений жилых зданий осуществляется через боковые светопроемы. Размер свето-проемов должен обеспечивать нормируемый коэффициент естественной освещенности (КЕО), который характеризует выраженное в процентах отношение освещенности внутри помещения к одновременной наружной освещенности под открытым небом (без учета прямых солнечных лучей). Нормами регламентируется минимальное значение коэффициента естественной освещенности, которое относится к точке, расположенной на расстоянии 1 м от стены, противоположной светопрое-мам, на высоте 0, 8 м от пола. Нормируемая величина коэффициента естественной освещенности зависит от назначения помещения, от светоклиматических условий места расположения здания и от ориентации светопроемов. Границы поясов светового климата принимаются в соответствии с картой светового климата страны. В среднем КЕО составляет 0, 4—0, 5%, оптимум — 0, 5—1, 0%.

Приближенно достаточность естественного освещения в жилых домах определяется по световому коэффициенту (СК), характеризующему отношения площади светопроемов к площади пола. Следует отметить, что метод оценки естественного освещения по световому коэффициенту прост, но недостаточно точен, ибо не учитывает потери света в конструкциях заполнений светопроемов и за счет затенения противостоящими зданиями, так же как конфигурацию помещения, форму окон, отраженный свет и ряд других моментов, влияющих на количественную характеристику естественного освещения. Поэтому метод применяется для ориентировочной приближенной оценки естественного освещения. В жилых комнатах и кухне отношение площади светопроемов к площади пола должно находиться в пределах от 1: 4, 5 до 1: 8. При наличии лоджий, примыкающих к световым проемам, их площадь включается в расчетную площадь помещения. В жилых домах жаркого климатического района расчетную площадь светопроемов целесообразно уменьшить на 20%.

Ширина простенков между световым проемом и поперечной стеной в жилых комнатах не должна превышать 1, 4 м, за исключением случаев размещения окон в двух наружных стенах угловой комнаты. Глубина жилых комнат при одностороннем освещении должна быть не более 6 м и не превышать двойной ширины, при этом глубина эркера не учитывается. Отношение площади светопроемов лестничной клетки к ее площади на каждом этаже должно составлять 1: 8. В общих коридорах жилых зданий коридорного типа площадь окон должна составлять не менее 1: 16 площади пола коридоров.

Длина общих коридоров, освещаемых только с торцов, не должна превышать согласно СНиП при освещении с одного торца — 24 м, при освещении с двух торцов — 48 м. При большей длине коридоров должно быть предусмотрено дополнительное естественное освещение через расширенные части коридоров (холлы). Расстояние между двумя холлами должно быть не более 24 м, а между холлами и оконным проемом в торце коридора — не более 30 м. Ширина холла должна быть не менее половины его глубины (без учета ширины прилегающего коридора). Без естественного освещения допускается устройство поэтажных коридоров и холлов длиной не более 12 м в секционных и коридорных домах. Для предупреждения перегрева помещения прямыми солнечными лучами светопроемы оборудуются солнцезащитными устройствами. В жилых домах должны применяться регулируемые солнцезащитные устройства, которые в нерабочем состоянии не снижают естественного освещения помещений. В рабочем положении регулируемое солнцезащитное устройство должно полностью экранировать све-топроем от прямых солнечных лучей, но сохранять возможность обзора внешнего пространства, оно не должно препятствовать открыванию створок, фрамуг, форточек, балконных дверей для проветривания помещений. В районах с пыльными бурями и со средней скоростью ветра в июле 3 м/с и более управление солнцезащитным устройством должно осуществляться без открывания окон.

Деревья с широкой кроной, затеняющие жилые помещения, во избежание значительного уменьшения естественной освещенности должны сажаться на расстоянии не менее 10 м от здания.

Расстановка мебели в помещениях должна способствовать рациональному использованию естественного света — окна не должны загораживаться высокой мебелью, плотными шторами и крупными растениями; вблизи окон должны размещаться места для игр, занятий и сна детей; письменный стол должен быть установлен у окна так, чтобы дневной свет падал на него слева или спереди. В кухне естественный свет должен достаточно освещать стол для разделки продуктов.Оконные стекла должны очищаться не реже 3—4 раз в год снаружи и 1—2 раза в месяц изнутри.

Заслуживает внимания вопрос о применении упомянутых выше методов расчета размеров оконных проемов в практике проектирования массовых серий типовых проектов. В годы, когда было впервые осознано значение мирового энергетического кризиса, НИИ строительной физики Госстроя СССР поставил вопрос о том, что размеры всех окон жилых домов должны приниматься в строгом соответствии с научно обоснованным и точным КЕО: окна будут давать достаточно света в помещения и при этом не будут больше необходимой величины, следовательно, теплопотери будут минимальны. Позиция согласовывалась с Управлением технического нормирования Госстроя СССР, поскольку не полагалось в СНиПе иметь два разных упомянутых выше метода расчета одного и того же элемента здания (размер окна), а именно два метода сосуществовали: метод КЕО в СНиП «Естественное освещение» и метод СК — в СНиП «Жилые здания». На основании изложенного, в СНиП 2.08.01—85 «Жилые здания» было опущено указание на расчет размеров окон по световому коэффициенту, а сохранившаяся отсылка к методу КЕО практически не позволяла проектантам устанавливать размеры окон в типовом проекте. Исследование этого вопроса в ЦНИИЭП жилища показало, что метод КЕО вполне применим в индивидуальном проектировании жилых зданий и в выборочной проверке освещения отдельных помещений в типовом проектировании. Как основной метод в типовом проектировании — метод не может применяться, необходимо сохранить в СНиП оба метода, а в дальнейшем разработать вспомогательные таблицы, которые позволяли бы принимать рациональные типоразмеры оконных проемов.

Доказательством высказанных положений служит следующее. В каждом типовом проекте величины площади комнат и кухонь, а также их глубина отличаются друг от друга, поэтому для каждого помещения следует рассчитывать свой КЕО. Расчет сложный, трудоемкий и требует, чтобы были приняты во внимание (заданы) такие величины, которые прямого отношения к типовому проекту дома не имеют, например, степень загрязненности стекол, белизна стен помещения, затенение окон соседними домами и др. Допустим, что для каждого помещения рассчитан минимальный размер оконного проема. Далее, задача состоит в том, чтобы для каждого рассчитанного проема подобрать по ГОСТу подходящий тип окна, причем, чтобы это окно было не меньше рассчитанного по КЕО проема. Однако всего в ГОСТе имеется шесть типов окон одной высоты. Поскольку на фасаде трудно себе представить окна переменной высоты, то выбор из шести типов всегда влечет за собой грубое превышение полученной расчетом величины. В этих условиях точный расчет проема по КЕО теряет всякий смысл. Даже если бы можно было пренебречь высотой окон и выбрать не из шести, а из десяти типов по ГОСТу, то и тогда фактические окна были бы по размеру больше, чем полученные по КЕО. Кстати, окно для небольшого помещения — кухни площадью 5—6 м2 или спальни 8— 9 м2 — рассчитанное по КЕО, настолько мало, что психологически воспринимается как амбразура, приподнятая над полом, как окно в тюремной камере. Делать такие окна на практике недопустимо, хотя они и соответствуют КЕО.

Таким образом, расчет окон по КЕО в типовом проектировании не нужен. Рациональнее использовать световой коэффициент СК, который в 1989 г. вновь введен в СНиП, хотя является более грубым и менее научным инструментом. Для практической помощи архитектуру при выборе окна нужного размера ЦНИИЭП жилища рекомендовали НИИ строительной физики рассчитать заранее и передать проектантам таблицы, в которых были бы увязаны три величины: площадь помещения, его глубина и размер светопроема согласно расчета по КЕО. Такие таблицы условны: при расчетах приходится брать усредненные величины загрязненности стекол, белизны отделки стен, затенения соседними домами окна и др. И все же такие таблицы для разных свето-климатических поясов страны позволили бы более точно, чем сейчас, и более оперативно, непосредственно по таблице, определять минимум размера окна с тем, чтобы затем с помощью ГОСТа подобрать наиболее подходящее окно. Фрагмент подобной таблицы для широты 55° представлен ниже. Данные таблицы позволяют проследить закономерность увеличения площади светопроемов с ростом площади комнат и их глубины. Следует отметить, что не только величина окна играет роль, важно качество конструкций оконного заполнения.

Урбанизация, технизация, рост этажности зданий — все это влияет на типы окон. Окна стали изготовляться на крупных поточных линиях заводов, при минимальном количестве типоразмеров и максимальной экономии материалов. Появились шумоза-щитные и водозащитные окна, а также теплозащитные с различного вида стеклом (вплоть до стеклопакетов) и герметизацией притворов; в ряде случаев применяются отличные скобяные изделия (к сожалению, пока не в массовом строительстве), совершенствуются приоконные устройства для притока воздуха и т. п. Однако в массовом строительстве окно пока еще плохо приспособлено к климату разных районов страны; по-прежнему через его притворы и щели осуществляется весь приток свежего воздуха в квартиры; приток не регулируется, зависит от погоды, этажности дома и других условий. Окно не приспособлено для озеленения его комнатными растениями, часто оно не имеет хороших светосолнцере-гулирующих устройств, утепляющих штор, эффективность которых в зимнее время может быть велика; скобяные изделия оставляют желать лучшего.

В целом, окно жилых помещений — важнейший элемент связи интерьера с внешней средой — развивается и усложняется именно ради этой связи. В будущем окно должно стать настоящим инженерным агрегатом, сочетающим в себе ряд новых устройств, способствующим дальнейшему развитию контактов человека с окружающим пространством и обеспечивающим требуемую организацию внутренней среды. Желательны пластмассовые оконные блоки из конструкционного стеклопластика с эффективным утеплителем. Функции воздухообмена следует снять на Севере с окон при любой этажности зданий, а в умеренном климате — при повышенной этажности зданий. Применение стеклопакетов или тройного (четвертного) остекления на Севере, а также утепляющих штор на время полярной ночи должно стать правилом. В районах с умеренным и холодным климатом следует обогревать внутреннюю поверхность стекла с тем, чтобы обеспечить допустимую температуру 6—8° С (оптимум 10—14° С). В средней полосе желательно применять межстекольные светосолнцерассе-ивающие шторы. На юге — обязательны наружные регулируемые солнцезащитные устройства, желательны приспособления для озеленения и для регулирования проветривания помещений.

Большие возможности естественного освещения и использования солнечной энергии в жилище открываются в связи с изобретениями в области светотехники и смежных с нею направлений науки. В административном комплексе в городе Торонто с помощью специальных зеркал (гелиостатов), расположенных на крышах, концентрируются и направляются внутрь помещений мощные потоки света. Там они распределяются и рассеиваются с помощью другой системы зеркал. Глубина проникновения света — более 30 м. Использование вместо зеркал волоконных световодов откроет еще большие возможности в овладении «темным» пространством, так как эти световоды намного компактнее и манев-реннее зеркальных и, кроме того, с их помощью можно преобразовывать световую энергию в тепловую. Согласно патентным заявкам, сделанным в Японии в 1984 г., солнечные лучи могут фокусироваться и направляться на открытые торцы полых волокон, вокруг которых находится теплоноситель, поглощающий энергию. В другом случае светопоглощающие волокна делаются прозрачными для падающих лучей и непрозрачными для инфракрасных, излучаемых поверхностью под волокнами, что также позволяет накапливать энергию. В США запатентованы гелиоустановки с волоконными световодами, каждый из которых присоединен к отдельному концентратору, что позволяет использовать систему ориентации и повысить производительность установки. Наконец, во Франции изобретены комбинированные солнечноветро-вые концентраторы энергии, образованные в виде усеченного конуса. Они обеспечивают фокусирование солнечного излучения на отражающей внутренней поверхности или концентрацию ветрового потока на малом основании (конус как труба Вентури). Сферический соляной элемент с приспособлением для мгновенной переориентации обеспечивает поглощение солнечной или ветровой энергии в жидком теплоносителе. В принципе установка может отапливать помещение.

Приведенные патентные заявки дают основание предполагать, что в будущем тенденции развития техники и экологических принципов проектирования найдут выражение в новых архитектурных формах, подсказанных техникой и природой, а потому органичных и самобытных.

Немаловажное значение имеет и рациональное, с гигиенической точки зрения, искусственное освещение внутренних помещений жилого дома. Основные требования к искусственному освещению заключаются в том, что света должно быть достаточно, он не должен слепить, характер освещения интерьеров должен соответствовать их функциональному назначению, светильники — быть безопасными, источники света — не оказывать неблагоприятного воздействия ни на человека, ни на жилую среду (не загрязнять воздух вредными выделениями, не создавать шума).

Важно отметить, что для освещения жилой комнаты недостаточно и нерационально использовать только центральный потолочный светильник, даже если это многоламповая люстра. Освещение в жилом интерьере должно создавать определенный эмоциональный настрой, атмосферу отдыха, способствовать разгрузке нервной системы человека. Только в определенных «рабочих» местах освещение должно быть интенсивным (на письменном столе, на месте для шитья и рукоделия, в зоне приготовления пищи на кухне). Работа одного члена семьи не должна мешать отдыху другого. Поэтому в жилище целесообразно создавать освещение разных функциональных зон. Нормы искусственного освещения жилых домов обеспечивают такую возможность путем регламентации установки в каждом жилом помещении нескольких розеток для включения светильников местного освещения (настольных ламп, бра, торшеров).

Особого внимания требует правильное освещение места занятий школьника, так как нерациональное и недостаточное освещение способствуют развитию у детей и подростков близорукости и искривления позвоночника. Для освещения письменного стола нужна отдельная настольная лампа или бра, желательно с гибкой ножкой или с поворотным устройством, позволяющими придать лампе такое положение, при котором максимум света падает непосредственно на место работы, а глаза защищены непрозрачным абажуром. Положение лампы можно менять в зависимости от роста ребенка и характера выполняемой им работы. Направление света не должно вызывать мешающих теней от руки, карандаша, ручки — свет должен падать слева и спереди. Так же должен падать на рабочее место школьника и свет от окна. Это нужно учитывать при расположении письменного стола в комнате. В последнее время остро стоит вопрос об экономии электроэнергии. Несмотря на то, что на освещение жилых домов тратится относительно небольшой процент расходуемой в городе электроэнергии, режим ее экономии распространяется и на жилище. Экономии электроэнергии в быту необходимо добиваться не ухудшением условий освещения, а борьбой с нерациональным расходованием электричества и путем максимального использования естественного света.

Переходя к регламентации следует отметить, что гигиеническими исследованиями установлен оптимальный уровень освещенности для работ конторского типа. Он составляет 500 лк для людей с нормальным зрением и не менее 1000 лк для лиц с ослабленным зрением и для людей старше 40—45 лет с возрастными изменениями зрительного восприятия. Выше 500 лк лежит уровень оптимальной освещенности и для школьных классов. Освещенности ниже 200 лк недостаточны для поддержания в течение длительного времени высокого уровня зрительной работоспособности. Регламентируемое нормами повышение освещенности для помещений с недостаточным естественным освещением весьма незначительно (на одну ступень по шкале освещенности, что дает всего 400 лк вместо 300) и не может компенсировать неблагоприятное влияние на человека дефицита естественного света.

Средний уровень общей освещенности в жилых помещениях должен быть не менее 100 лк при совместном действии всех светильников, установленных в помещении, кроме настольных.

В разных функциональных зонах жилых помещений при совместном действии общего и местного освещения рекомендуются следующие уровни освещенности:

на письменном столе — 300 лк;

на местах периодического чтения (кресло, у изголовья кровати, диван) — 200 лк;

на обеденном столе — 200 лк;

на местах для занятий рукоделием — 400 лк.

Выключатели общего освещения комнат должны быть установлены на стене у дверей со стороны дверной ручки на высоте 0, 8—1, 5 м от пола, допускается установка выключателей под потолком с управлением при помощи шнура.

В кухнях освещенность от общего освещения на рабочих поверхностях должна быть не менее 100 лк. Рекомендуется дополнительное местное освещение над разделочным столом и над мойкой, повышающее освещенность до 200 лк. В коридорах, ванных и уборных освещенность на уровне пола должна составлять 50 лк. Дополнительно в коридорах и ванных к общему освещению рекомендуется местное освещение у зеркала. В ванных комнатах, душевых и уборных квартир и общежитий корпуса светильников и патроны должны быть из изолирующего материала. В ванных и душевых комнатах квартир и общежитий при установке светильников с лампами накаливания на высоте 2, 5 м и менее рекомендуется применять осветительную арматуру с заглубленным патроном с высоким изолирующим кольцом и другими конструктивными решениями, повышающими безопасность обслуживания. Высота установки в этих помещениях светильников во влагозащитном исполнении с люминесцентными лампами не регламентируется. Освещенность на лестничных площадках и ступенях лестниц, в лифтовых холлах и в коридорах, примыкающих к входам в квартиры, должна быть не ниже 50 лк.

Над каждым основным входом в здание должны быть установлены светильники, обеспечивающие на площадке входа освещенность в горизонтальной плоскости не менее 2 лк.

Крайне важное значение имеет и наружное освещение.

По данным Международной комиссии по освещению (МКО), хорошее освещение улиц и дорог снижает количество дорожно-транспортных происшествий (ДТП) на 30%, в т. ч. с участием пешеходов — на 40 %. Средняя величина относительного числа ДТП на неосвещенных и плохо освещенных участках улиц в городах страны выше в 2, 6 раза, чем на хорошо освещенных. Общеизвестно, что в ДТП погибает большое количество людей. Одну треть погибших составляют пешеходы, в т. ч. школьники, велико число людей, получающих тяжелые ранения. Снижение числа ДТП за счет улучшения освещения магистралей имеет неоспоримое значение. Кроме того, имеются данные, свидетельствующие о том, что хорошее уличное освещение уменьшает число случаев преступности и нарушения общественного порядка, что благоприятно сказывается на психологическом климате города и имеет немаловажное гигиеническое значение, способствуя вечерним прогулкам горожан. В понятие наружного освещения города входит освещение магистралей и площадей, придомовых территорий и участков общественных зданий (школ и детских учреждений, лечебных учреждений и спортивных сооружений), освещение парков, бульваров, скверов, набережных, участков территории перед театрами, торговыми центрами и т. д., подземных переходов и транспортных туннелей. Наружное освещение города дополняется освещением архитектурных объектов и памятников, витрин и световой рекламой.

Гигиенические требования к наружному освещению городов складываются из обеспечения хороших условий видения для водителей транспорта и пешеходов, отсутствия дезаптирую-щих слепящих яркостей, комплексного решения осветительных установок наружного и архитектурного освещения. Гигиенические требования подразумевают также учет зрительного потенциала лиц с возрастными изменениями зрения, относительное количество которых уже составляет около 40% населения и продолжает увеличиваться.

Для освещения территории микрорайонов могут быть использованы как лампы накаливания, так и газоразрядные источники света — люминесцентные лампы.

В целом следует сказать, что охрана атмосферного воздуха, приемы градостроительства и планировки зданий должны предупреждать необоснованные потери естественного света в помещениях жилых и общественных зданий, поскольку условия искусственного освещения не компенсируют городскому жителю потери естественного света как мощного биологического фактора. Нормируемые ныне уровни освещенности далеки от оптимальных, спектральный состав искусственных источников света беден, широко распространенным газоразрядным лампам присущи неблагоприятные свойства, отсутствующие у естественного света (пульсирующий световой поток, линейчатый спектр излучения, отсутствие ультрафиолетовой составляющей и др.). Современные экспериментальные данные, подтверждающие биологическую неадекватность естественного и искусственного освещения, свидетельствуют о том, что отказ от полноценного естественного освещения помещений допустим лишь при наличии технологической необходимости или для помещений с кратковременным пребыванием людей. Обоснованные опасения поэтому вызывают применение совмещенного освещения в общественных зданиях, а тем более в школах, где начинают применяться такие проекты, при которых часть школьников в каждом учебном помещении оказывается в зоне с недостаточным естественным освещением и вынуждены заниматься в условиях совмещенного освещения.

Отказ от полноценного естественного освещения помещений сопровождается иногда рекомендациями применения искусственного ультрафиолетового облучения, т. е. дальнейшей денатурации световой среды.

Имеющиеся источники ультрафиолетового излучения, в т. ч. разработанные ныне полифункциональные лампы, обогащают световой поток искусственного освещения ультрафиолетовой составляющей, однако эта мера не является решающей в попытках компенсировать искусственным освещением дефицит естественного света. Специального рассмотрения заслуживает вопрос о широко распространенной в настоящее время стеклома-нии, так как нормализация площади остекления вместо неоправданно огромных площадей способствует улучшению микроклимата, сокращению капитальных затрат, а также уменьшает эксплуатационные расходы, особенно в городах, расположенных в холодных и жарких климатических районах. В помещениях таких зданий люди проводят 1/3 часть жизни, наиболее насыщенную общественно полезной творческой деятельностью.' Степень усталости людей и, как следствие, снижение интенсивности и результативности этой деятельности во многом определяется на юге перегревом помещений. В связи с этим проблема формирования оптимального микроклимата в помещениях подобных зданий приобретает исключительно важное значение.

В помещениях зданий рабочие места людей четко фиксированы, что практически исключает возможность согласования места деятельности людей с изменяющимся в течение суток характером воздействия наружного климата. Это создает дополнительные трудности при решении задачи по поддержанию в помещениях оптимальных параметров микроклимата инженерными системами здания.

В последние десятилетия повсеместно в мире появилась тенденция строительства общественных зданий с чрезмерно большой площадью остекления. Создалось впечатление, что забвению предается основное назначение помещения — оградить человека от неблагоприятного воздействия внешней среды. При этом, очевидно, имелись в виду эстетические достоинства подобных зданий. Предполагалось, что ухудшение параметров микроклимата в подобных помещениях в значительной мере может быть компенсировано с помощью инженерных систем. Однако, проведенные натурные наблюдения показали, что инженерные системы не в состоянии полностью ликвидировать дискомфорт в помещениях переостекленных зданий. При этом сами системы оказались крайне дорогими и сложными в эксплуатации. Основные нарушения параметров микроклимата в помещениях таких зданий сводятся к снижению температуры поверхности остекления в холодный и повышению в теплый периоды года, что обусловливает возникновение значительной по величине дискомфортной зоны вблизи окон.

Если также учесть огромные энергетические затраты, связанные с нагревом помещений в холодный период года и охлаждением в теплый, почти в 2—3 раза превышающие энергетические затраты помещений с нормальной площадью остекления, то становятся ясны причины повышенного внимания специалистов по отоплению, вентиляции и кондиционированию, а также врачей и гигиенистов к данной проблеме.

В связи с ростом стоимости энергии в последние годы во всем мире вопросу ее экономии уделяется особое внимание. Экономии энергии был посвящен 6-й Международный конгресс по кондиционированию воздуха, состоявшийся в марте 1975 г. в Милане (Италия). Одна из тем, обсуждавшихся на конгрессе, называлась «Экономия энергии в архитектуре здания». Этой теме был посвящен ряд докладов. Особый интерес представляли доклады Вуда и Невинса (США), И. Ф. Ливчака (СССР), Кимура и др. (Япония), Велингтона (Великобритания), Питерсона и др. (Швеция). Специалисты подчеркивали необходимость снижения «эффективного коэффициента теплопередачи» наружных ограждений, которое может быть достигнуто путем повышения герметичности оконных заполнений и сокращения площади остекления.

Теплоотдача человека зависит от тепловой обстановки в помещении, которая, как указывалось выше, определяется следующими показателями: средней температурой воздуха в помещении, средней температурой внутренних поверхностей ограждений помещений, подвижностью воздуха в помещении, относительной влажностью. Кроме того, при оценке параметров микроклимата следует учитывать отрицательное влияние асимметричных тепловых воздействий на человека, возникающих в помещении при наличии холодных или нагретых поверхностей.

Одна из фундаментальных задач, которой занимались и занимаются гигиенисты разных стран, состоит в оценке того, какие сочетания параметров микроклимата следует считать оптимальными с физиологической точки зрения. Установлена зависимость, из которой вытекает, что если температура ограждений уменьшается на 1° С — в частности, при большом остеклении, — то для соблюдения равно-комфортной обстановки в помещении следует температуру внутреннего воздуха увеличить на 2° С.

Одновременно, увеличение степени остекления с 0, 15 до 0, 6 приводит к необходимости увеличивать температуру остекления на 2° С, прибегая, например, к замене двойного остекления на тройное, либо к искусственным мерам по обогреву окон.

Соблюдение первых двух критериев обеспечивает выполнение условий комфортности в «среднем» по помещению, однако не означает еще, что во всех зонах будет также комфортная обстановка. Это связано с тем, что в помещении существует неравномерность температурных и скоростных полей, связанная с конвективными воздушными потоками в нем. В связи с этим возникает необходимость ввести критерий комфортности, устанавливающий предельно допустимые параметры воздуха (скорость и температуру) в отдельных зонах помещения. Применительно к помещениям административных зданий, где подвижность воздуха должна лежать в пределах 0, 1—0, 3 м/с, перепады температур между областью стоп и зоной дыхания человека не должны превышать 3, 5—2° С при изменении скорости с 0, 1 до 0, 3 м/с.

Таким образом, инженерные системы зданий совместно с архитектурно-конструктивными средствами призваны обеспечить соблюдение в помещении требований комфортности.

Инфильтрация наружного воздуха является одним из основных факторов, который определяет степень дискомфорта в помещении. Особенно это относится к зданиям повышенной этажности* Проникающий в помещение фильтрующийся наружный воздух образует холодные струи. Формирование температурных и скоростных полей в помещении происходит в результате взаимодействия этих струй с конвективными, возникающими над отопительными устройствами, или динамическими от вентиляционных устройств. Таким образом, градиент температур, формирующийся в помещении зависит не только от расходов инфильтрационного воздуха, но и от особенностей инженерных систем.

Несмотря на многообразие используемых инженерных систем, с точки зрения их влияния на параметры микроклимата при фильтрации воздуха можно выделить три характерных варианта: воздушное отопление с подачей воздуха у потолка с противоположной от окна стороны; конвективно-радиационная система с установкой отопительных приборов под всем окном; то же — под частью окна.

Наиболее благоприятные условия в помещении складываются при установке приборов системы отопления под всем окном. В этом случае источники тепла (отопительные приборы) и стоки тепла (холодное наружное ограждение и фильтрующийся воздух) сосредоточены в одном месте, имея одинаковую горизонтальную распространенность в пространстве. В результате струи холодного фильтрующегося воздуха смешиваются с конвективными потоками, развивающимися над отопительными приборами, образуя единую воздушную струю, температура которой близка к средней температуре помещения. Однако в помещениях зданий с чрезмерно развитой поверхностью остекления обеспечить полную защиту остекленных поверхностей в рамках существующей крайне ограниченной номенклатуры отопительно-вентиляционных устройств не удается. Поэтому для таких помещений характерна частичная защита остекления конвективными струями. В этом случае часть фильтрационного воздуха поступает в помещение через' оконный проем, не защищенный конвективной струей. Холодный воздух, проникающий в помещение в этой части, образует ниспадающий поток, расстилающийся по полу. В результате в помещении образуются две зоны циркуляции: нижняя, связанная с распространением в помещении холодного воздуха, и верхняя, куда попадает струя, образованная в результате конвективного потока и воздуха, фильтрующегося через защищенную часть окна. Аналогичная ситуация складывается в системах воздушного отопления.

С ростом степени остекления увеличивается площадь холодных поверхностей в помещении и, следовательно, ухудшается общая радиационная обстановка, поскольку интенсифицируется лучистая теплоотдача человека.

Для обеспечения равнокомфортной обстановки, например, в помещениях II климатического района при увеличении степени остекления с 0, 2 до 0, 6 средняя температура воздуха в помещении должна быть увеличена на 1° С. Подобное увеличение температуры внутреннего воздуха является нежелательным, поскольку с гигиенической точки зрения следует стремиться к режимам работы инженерных систем со сниженной температурой воздуха.

Особенно остро ощущается влияние холодных поверхностей на самочувствие людей, которые находятся вблизи остекления.

С увеличением площади остекления возрастает объем наружного воздуха, поступающий в помещения через неплотности светопрозрачных ограждений. Выше было рассмотрено влияние данного явления на параметры микроклимата помещений. Однако этим еще не исчерпываются его отрицательные воздействия. В помещениях с большой степенью остекления расходы фильтрационного воздуха с наветренной стороны оказываются соизмеримыми с расходами приточного воздуха, поступающего в помещение от системы механической приточной вентиляции, т. е. возникает ситуация, когда в здании существует вторая «приточная система», расходы в которой существенно зависят от изменяющихся параметров наружного климата.

С ростом степени остекления возрастает расход воздуха, поступающего в помещение в результате фильтрации. Так, при скорости ветра 5 м/с и при степени остекления, равной 0, 1, расход фильтрационного воздуха в помещениях, расположенных с наветренной стороны, составляет 7, 5% от санитарной нормы, а при степени остекления, равной 0, 6, он составляет уже около 40%; аналогичные расходы инфильт-рационного воздуха при скорости ветра 7 м/с возрастают соответственно до 12% и 60%. Таким образом, избыточное остекление нарушает и воздушный режим здания. Результатом является также нарушение теплового режима помещений. Это связано с тем, что с ростом скорости ветра теплопотери помещений с наветренной стороны значительно возрастают, в то время как с заветренной они остаются практически неизменными. Этот перепад становится тем более существенным, чем больше степень остекления здания. Для обеспечения устойчивого воздушного и теплового режима помещений в зданиях с избыточным остеклением требуется использовать окна повышенной герметичности. В частности, при степени остекления 0, 5—0, 6, чтобы фильтрационный поток воздуха не превышал 15% нормативного воздухообмена, необходимы окна с коэффициентом воздухопропускания 2— 3 кг/(м2-ч) 9, 8 Па, что в 2, 5—4 раза ниже воздухопроницаемости серийно выпускаемых окон. Положение усугубляется еще и тем, что при чрезмерном остеклении снижается тепловая устойчивость помещений — способность помещения «сглаживать» возмущения со стороны наружного климата, воздействующие на тепловой режим помещения.

Последнее обстоятельство существенно затрудняет работу систем автоматического регулирования теплового режима помещений, делает их дорогими и сложными в эксплуатации. В помещениях с избыточным остеклением существенно возрастают и расходы тепловой энергии, затрачиваемой на их отопление. Это связано с увеличением трансмиссионных теп-лопотерь через наружные ограждения, поскольку коэффициент теплопередачи окон в 2, 5 раза больше, чем стеновых ограждений, а также с возрастанием расходов инфильтрацион-ного воздуха, поступающего в помещение. В условиях летнего теплового режима помещений нарушение комфорта происходит особенно выраженно вследствие роста температуры воздуха и температуры ограждений. Перегрев помещений с солнечной стороны начинается очень рано. В помещениях без солнцезащитных устройств с избыточным остеклением, расположенных на солнечной стороне, температура внутреннего воздуха постоянно будет избыточной даже при наличии дополнительно к нормативному воздухообмену проветривания помещений через окна. При отсутствии проветривания температура может достигать особенно высоких значений. Поэтому такие помещения становятся практически непригодными для работы и требуют применения систем кондиционирования. Однако использование кондиционирования в помещениях, не защищенных от солнца, является своего рода нелепостью. Ведь 1 м2 пола помещения, нагреваемого лучами солнца, дает столько же тепла, сколько 1 м2 зеркала натопленной печи. Тратить энергию на удаление тепла, которое гораздо дешевле просто не пустить в помещение, — преступно. Вывод один — необходима надежная регулируемая солнцезащита.

Наиболее эффективным способом уменьшения теплопоступлений является использование солнцезащитных устройств с наружной стороны здания (стационарные устройства и поворотные жалюзи и т. д.). Хотя наружные поворотные жалюзи имеют преимущества в части обеспечения регулирования его времени, они обладают нередко по сравнению с неподвижными устройствами эксплуатационными недостатками. В силу этого на практике часто предпочитают стационарные солнцезащитные устройства, например, в виде лоджий. Рациональным для жилища следует считать применение и лоджий, играющих роль открытых помещений и солнцезащиты, и регулируемых устройств на окнах, не защищенных лоджиями.

Внутренние солнцезащитные устройства предотвращают непосредственное воздействие коротковолновой солнечной радиации на человека и в этом их бесспорное значение. Однако они практически не уменьшают теплопоступлений в помещение, поскольку, вследствие «парникового эффекта» тепловая энергия, проникающая в помещение в виде коротковолновой солнечной радиации, непосредственно в помещении генерируется в длинноволновое излучение и конвективные тепловые потоки. Солнцезащитные устройства, располагаемые в межстекольном пространстве, более эффективны в этом отношении. Эти устройства генерируют коротковолновую солнечную радиацию в длинноволновое излучение и конвективные тепловые потоки в межстекольном пространстве, где эта энергия частично передается наружному воздуху, а частично поступает'й помещение. Применение межстекольных солнцезащитных устройств позволяет снизить тешюпоступления в помещение от солнечной радиации на 22— 25%.

Создание в стране солнцезащитной промышленности — давно наболевший вопрос. Решится не только микроклиматическая проблема: цветные подвижные устройства на фасадах — прекрасное композиционно-эстетическое дополнение архитектуры города. Необходимы, кроме подвижной солн-цезащиты, экраны над кровлями, стеновые экраны, солнцезащитные устройства над местами большого скопления людей.

Еще одним способом снижения теплопоступлений от солнечной радиации на 20—30% является использование теплопоглощающих стекол. Применение теплопоглощающих стекол снижает теплопоступления от солнечной радиации, но не позволяет в помещениях с избыточным остеклением, даже при проветривании, обойтись без искусственного охлаждения. Кроме того, теплопоглощающие стекла снижают коэффициент светопро-пускания на 20—25%. Применение теплопоглощающих стекол снижает холодопотребление системами кондиционирования и в этом их бесспорное достоинство.

В последние годы для защиты от солнечной радиации делается попытка применять стекла, покрываемые специальной металлизированной пленкой, отражающей коротковолновое солнечное излучение. В таблице приведены оптические коэффициенты обычного прозрачного стекла и покрытого металлизированной отражающей пленкой. Из данных таблицы следует, что, сокращая поступление тепла в 2— 3 раза, металлизированные отражающие пленки уменьшают светопропус-кание в 2, 5—5 раз. Широкого применения на практике эти пленки не нашли не только по этой причине, но также в связи с высокой их стоимостью, сложностью технологии изготовления и способностью нарушить внешний облик здания, так как пленки придают его фасаду неприятный блеск.

С ростом степени остекления помещения становятся малоинерционными. Таким образом, с ростом степени остекления помещений возрастает установочная мощность холодильного оборудования. Кроме того, снижение инерционности помещений затрудняет работу систем автоматического регулирования. В жилом здании иногда имеется ряд помещений временного пребывания, как-то: вестибюли, залы собраний, кулуары, фойе, столовые и т. д. Решение остекления этих помещений может не так остро как в части рабочих комнат считаться с технико-экономическими и гигиеническими факторами и требует более широкого учета архитектурно-планировочных соображений. Так, например, в ряде помещений целесообразно вовсе отказаться от естественного освещения, что позволит избежать наружных тепло-поступлений. К числу таких помещений можно отнести залы различного назначения: конференц-зал, концертные залы, помещения выставок.

В настоящее время всевозможные конференции, совещания, симпозиумы, обсуждения сопровождаются показом диапозитивов, светотаблиц, кинофильмов и т. п., что требует затемнения помещения. Естественный свет, который на практике чрезвычайно затруднительно полностью закрыть, по этой причине лучше не предусматривать. С другой стороны, имеется ряд помещений, в которых важно предоставлять людям возможность максимального зрительного контакта с окружающей здание средой. К таким помещениям относятся фойе, кулуары, холлы, вестибюли, столовые.

Весьма важным гигиеническим вопросом является выбор глубины рабочего многократно повторяемого помещения для сотрудников административного здания. Естественное желание проектировщика добиться лучших по сравнению с аналогами технико-экономических показателей толкает его на путь увеличения глубины указанных помещений. В этом случае приходится резко увеличивать площадь остекления, что приводит к созданию дискомфортных условий для работающих со всеми вытекающими из этого последствиями. Кроме того, если не увеличить высоту этажей (что сводит на нет выигрыш в технико-экономических показателях), большая площадь остекления практически не сказывается на условиях освещенности отдаленных от окон рабочих мест. Это приводит к увеличению эксплуатационных расходов на освещение. В силу этого можно констатировать, что здания с увеличенной глубиной помещений негигиеничны и нерентабельны.

Ниже в качестве примера приведены величины степени остекления, рассчитанные для типового модуля общественных зданий (ширина помещения 6 м, высота 4 м) при различной глубине

Глубина помещения, м 4 6 8 10

Требуемая степень остекления 0, 15 0, 295 0, 695 1

Из этого следует, что при глубине помещения 6 м степень остекления примерно равна 0, 3, т. е. совпадает с величиной, вытекающей из условия тепловой обстановки в помещении.

Для общественных зданий глубина помещений 6 м является преобладающей. При большей глубине помещения требуемая степень остекления резко возрастает, превышая значения, допустимые по условиям температурного комфорта. Обеспечение естественного освещения становится нереальным, поскольку требуются площади остекления, оказывающиеся в отдельных случаях больше площади наружных стен.

В связи с изложенным, требование о выборе площади остекления исходя из обеспечения нормируемого КЕО (коэффициента естественного освещения) должно соблюдаться до тех пор, пока оно не вступает в противоречие с условиями теплового комфорта.

В целом на основании вышесказанного можно сделать следующие выводы:

1. Для обеспечения нормальной комфортной обстановки в помещениях в холодный период года степень остекления не должна превышать 0, 3.

2. При степени остекления больше 0, 3 в холодный период года нарушаются воздушный и тепловой режимы помещений. Для того чтобы обеспечить в помещениях с избыточным остеклением нормальный воздушный и тепловой режимы необходимы окна повышенной герметичности равной 2—(9, 8—14, 7 Па), что в-3=L ч мм вод ст 2, 7—4 раза выше герметичности серийно выпускаемых окон. Кроме того, требуется использовать крайне дорогие и сложные в эксплуатации системы автоматики.

3. В помещениях общественных зданий с кратковременным, периодическим пребыванием людей, если они составляют небольшой удельный вес в общем объеме здания, можно допустить более широкие степени остекления (0, 5—0, 6).

4. Использование в помещения повышенной степени остекления приводит к существенному росту капитальных и эксплуатационных затрат.

Кроме того, в 2—2, 5 раза возрастает потребление энергии для отопления и охлаждения таких зданий.