Здания

Экологическая безопасность жилого здания

1. Нормирование качества окружающей среды

Нормирование качества окружающей природной среды производится с целью установления предельно допустимых норм воздействия на окружающую природную среду, гарантирующих экологическую безопасность населения и сохранение генетического фонда, обеспечивающих рациональное использование и воспроизводство природных ресурсов в условиях устойчивого развития хозяйственной деятельности.

Различают две группы экологических нормативов: предельно допустимые концентрации (ПДК) загрязняющих веществ в природных компонентах и предельно допустимые уровни (ПДУ) физических свойств природной среды (вкусовые качества, прозрачность, запах, территориальная целостность и т. д.).

Под вредным воздействием понимается нанесение организму человека временного раздражающего действия (появляются головная боль, кашель и др.). К прямому воздействию на организм человека также относится влияние тех загрязняющих веществ, которые накапливаются в организме и при превышении определенной дозы могут вызвать патологические изменения. Под косвенным воздействием подразумеваются такие изменения в окружающей природной среде, которые, не оказывая прямого воздействия на организм человека, ухудшают обычные условия обитания.

Состав воздушной среды в здании зависит от вида и интенсивности процессов, протекающих в нем, географического положения местности, погодных условий, плотности населения, вида материалов конструкций и других факторов.

Принято считать стандартным следующий состав воздуха: азот – 78,9 %; кислород – 20,95 %; двуокись углерода – 0,3 %. В атмосфере присутствуют и другие газы в количестве менее 1 % – гелий, аргон, неон, ксенон, криптон, водород, радон, озон, а также закись азота и водяные пары. В воздухе вдали от населенных мест присутствуют в небольшом количестве примеси природного происхождения (тысячные мг/м3), в частности некоторые газообразные продукты, образующиеся в результате естественных биологических и химических процессов, – аммиак, метан, окислы азота, сероводорода и др.

Современный человек проводит в зданиях, в зависимости от образа жизни и условий трудовой деятельности, до 85 % суточного времени, поэтому внутренняя среда помещений, даже при относительно невысоких концентрациях токсических веществ, оказывает значительное влияние на самочувствие, работоспособность, общую заболеваемость, аллергопатологию, иммунный статус и пр.

Основным правовым документом, которым установлены нормативы предельно допустимых концентраций (ПДК) вредных веществ, а также вредных микроорганизмов и других биологических веществ, загрязняющих атмосферный воздух, воды, почвы, является Закон РФ «Об охране окружающей природной среды» .

2. Экологичность конструкций

Химическое загрязнение

В последнее время, особенно в связи с производством и широким внедрением в строительство синтетических полимерных материалов и изделий, особую значимость приобрели санитарно-гигиенические требования к промышленной продукции, ограничивающие у них какихлибо вредных выделений и запаха. Причем эти требования особенно жестки в отношении материалов, применяемых в интерьерах зданий, где от них во многом зависит микроклимат помещений.

Для некоторых видов строительных материалов, практически безвредных в нормальных эксплуатационных условиях (например, теплоизоляционный жесткий пенополиуретан), эти требования распространяются на случаи пожара, когда под действием высокой температуры материал становится источником опасных для человека вредных выделений.

Требование полной безвредности материала распространяется не только на весь срок его службы, но и в равной мере на безопасность людей, его изготавливающих и применяющих. Так, некоторые клеящие мастики и лакокрасочные материалы (до полного высыхания) обладают стойким запахом и аллергическим действием, поэтому строители во время работы с такими материалами должны надевать защитные маски и применять другие меры предосторожности.

Экология нашего дома – это в первую очередь воздух, которым мы дышим; вода, которую мы пьем, и уровень излучения, который мы получаем от современного оборудования. По данным Института экологии человека Академии медицинских наук РФ, в обычной квартире присутствует до 150 видов химических испарений, воздействие которых на организм человека сопоставимо с состоянием хронической интоксикации у токсикоманов .

Сравнительная количественная оценка химического загрязнения наружного воздуха и воздуха помещений жилых и общественных зданий показала, что загрязнение воздушной среды всех общественных зданий превосходило уровень загрязнения наружного воздуха в 2– 4 раза, в зависимости от степени загрязнения последнего и мощности внутренних источников загрязнения. Все это необходимо анализировать, чтобы свести к минимуму риски неблагоприятного влияния атмосферы жилых помещений на наше здоровье.

Опасные последствия для здоровья человека от действия огромных количеств химических веществ, выделяемых строительными материалами, трудно прогнозируемы; кроме того, недостаточно изучено их влияние на различные возрастные группы, не определен их синергетический эффект и другие гигиенические характеристики. Сегодня ученые и производители строительных материалов разрабатывают новые виды продукции, направленные на уменьшение концентрации загрязнителей в помещении.

Наибольшее негативное влияние на человека оказывают химические загрязнители, которые в силу замкнутости объема помещений плохо рассеиваются и присутствуют в больших концентрациях не только из-за поступления из атмосферы, но и в первую очередь из внутренних источников. Основную массу постоянных источников загрязнения воздуха помещений легколетучими соединениями составляют строительные отделочные материалы: полимеры, содержащие лаки, краски, клеи, шпатлевки, мастики, самоклеящиеся пленки, обои, линолеум ПВХ, теплоизоляционные пенополистирольные плиты и акустические и теплоизоляционные плиты из различных волокнистых материалов на синтетическом связующем, древесно-волокнистые и древесно-стружечные панели на фенолформальдегидном связующем. Бактериостатическая загрязненность и зараженность материалов стен и полимерных материалов патогенными бактериями, домовым грибом и другими микроорганизмами также относят к опасным загрязнителям.

В настоящее время для атмосферного воздуха утверждены нормативы ПДК более чем для 1500 загрязняющих веществ, для водных объектов – более чем для 2000 веществ, для почв – более чем для 50. И их количество постоянно растет. В основе разработки ПДК для воздуха лежит определение «порогового» содержания в нем того или иного загрязняющего вещества, при котором не будет оказываться ни прямого, ни косвенного воздействия на человека и окружающую среду. Предельно допустимые максимальные разовые и среднесуточные концентраты некоторых вредных веществ для человека (ПДК) представлены в табл. 1.

Таблица 1. ПДК вредных веществ для человека

Вредные вещества Предельно допустимые концентрации, мг/м3
Максимальные разовые Средне-суточные
Азота оксиды 0,085 0,04
Ангидрид сернистый 0,5 0,05
Аммиак 0,2 0,04
Бензол 0,5 0,1
Взвешенные вещества

(промышленная пыль, цемент)

0,5 0,05
Оксид углерода 5,0 3,0
Пары серной кислоты 0,3 0,1
Сероводород 0,008 0,008
Соединения фтора газообразные (в пересчете на фтор) 0,02 0,005
Формальдегид 0,035 0,003
Хлор 0,1 0,03

Качество окружающей среды оценивается в рамках санитарно-гигиенических норм по санитарно-химическим, физико-, физиолого-гигиеническим и микробиологическим показателям. Например, в целях охраны атмосферного воздуха устанавливаются нормативы предельно допустимых выбросов (ПДВ) загрязняющих веществ стационарными и передвижными источниками загрязнения. Имеющиеся сегодня сведения о предельно допустимых концентрациях (ПДК, мг/м3) позволяют осуществлять постоянный лабораторный контроль за степенью загрязнения воздуха на промышленных предприятиях. По степени воздействия на организм вредные вещества делятся на четыре класса опасности: 1-й – чрезвычайно опасные; 2-й – высокоопасные; 3-й – умеренно опасные; 4-й – малоопасные.

Радиационное загрязнение

Строительные материалы и изделия, из которых возводят конструктивные части зданий, изготавливают из природных компонентов, которые в большей или меньшей степени обладают радиационными свойствами. Например, все строительные материалы минерального состава содержат в различном количестве изотопы химических элементов, которые радиоактивны. Наиболее опасными в этом отношении могут быть строительные материалы из природного камня и материалы на основе минеральных вяжущих.

В зависимости от того, где в здании человек находится, он может получать разную дозу радиационного облучения. Ионизирующая радиация (радиационный фон) действует разрушительным образом на живое вещество и является одной из причин гибели живых организмов. При проживании в кирпичном доме человек получает от 50 до 100 мбэр в год, в бетонном доме – 70–100 мбэр, в деревянном доме – 30–50 мбэр, ежедневный в течение года трехчасовой просмотр ТВ – 0,5 мбэр. Таким образом, здание, защищая человека от внешних источников облучения, само за счет содержания радионуклидов в строительных материалах может влиять на человека, что необходимо учитывать при выборе материалов для строительства, реконструкции и реставрации. Обычно для этого достаточно изучить свойства материалов, приведенные в сертификатах по радиационной гигиене.

Вторая опасность радиационного загрязнения помещений связана с поступлением в помещение радона – газа без цвета и запаха. Опасны загрязнения радоном, возникающие в первую очередь в подвальных помещениях и на нижних этажах, куда он поступает из земли. При проектировании новых зданий жилищного и социально-бытового назначения должно быть предусмотрено, чтобы среднегодовая эквивалентная равновесная объемная активность радона в воздухе помещений не превышала 100 Бк/м3. В построенных зданиях она не должна превышать 200 Бк/м3. Для защиты от проникновения этого загрязнителя обычные материалы оказываются неэффективными. Поэтому следует использовать материалы специального назначения – особо плотные, паро- и водонепроницаемые. В тех случаях, когда проведенные защитные мероприятия не привели к снижению содержания радона в воздухе помещений до значения менее 400 Бк/м3, с согласия жильцов решается вопрос об их переселении.

В соответствии с требованиями ГОСТ 30108–94 «Материалы и изделия строительные. Определение удельной эффективной активности естественных радионуклидов» обязательно проводятся исследования образцов строительных материалов на удельную эффективную активность естественных радионуклидов радия-226, тория-232 и калия-40. Критерием

оценки является удельная эффективная активность Аэфф, по которой устанавливается принадлежность материала к классу безопасности (табл. 2) и определяются возможные области его использования. Эти характеристики указываются в гигиенических сертификатах на строительные материалы.

Таблица 2. Радиационно-гигиеническая оценка и требования к материалам по ГОСТ 8267–93

Удельная эффективная активность естественных радионуклидов, Аэфф Класс безопасности Установленная область применения
До 370 Бк/кг 1 Во вновь строящихся жилых и общественных зданиях
Свыше 370

до 740 Бк/кг

2 Территории населенных пунктов и зон перспективной застройки, а также при возведении производственных зданий и сооружений
Свыше 740

до 1350 Бк/кг

3 В дорожном строительстве вне населенных пунктов

Сегодня при разработке проектной документации обязательно учитывается опасность не только химического загрязнения, но и радиационного. Для этого используется система радиационного нормирования. Основным критерием, характеризующим степень радиационной безопасности человека, является среднегодовое значение эффективной дозы. Международной комиссией по радиологической медицине рекомендована в качестве предельной доза облучения населения, равная 0,1 бэр/год.

Неблагоприятное воздействие строительных полимерных материалов на организм человека, обусловленное, в основном, выделением вредных веществ во внешнюю среду при эксплуатации изделий, практически можно устранить только удалением такого материала из помещения. Чтобы избежать подобных действий, необходимо уже на стадии проектирования предопределить выбор, закладывая в проект только безопасные для человека материалы, или, другими словами, отказаться от применения строительных материалов, содержащих в своем составе даже микродозы опасных веществ. Это будет ориентировать и стимулировать производителей на выпуск только экологичных материалов и изделий. Реализация на строительном рынке в данном случае будет также предопределена выбором потребителя – отказом от покупки опасных материалов и от применения материалов, содержащих вредные для человека вещества.

Поэтому основная задача архитектора, строителя и других специалистов состоит в рациональном выборе материалов уже на стадии проектирования. При этом для всех материалов, независимо от области их применения, должно соблюдаться общее требование – они не должны выделять в окружающую среду вредных веществ. Всегда следует применять экологически чистые материалы, не содержащие выше нормы в своем составе вредных для человека веществ.

3. Шумобезопасность

Шум – одна из форм физического (волнового) загрязнения, адаптация к которому невозможна. Сильный шум более 90 дБ приводит к нервно-психическим болезням и ухудшению слуха вплоть до полной глухоты. Очень сильный шум (свыше 110 дБ) вызывает резонанс клеточных структур протоплазмы, ведущий к шумовому «опьянению», а затем и к разрушению тканей. На рис. 1 представлены источники шумового загрязнения и их последствия для здоровья в рамках шкалы силы звука .

По экспертным оценкам, из-за шумового загрязнения в мегаполисах до 80 % городского населения проживает в условиях дискомфорта. В домах, расположенных на главных транспортных магистралях, уровни шума достигают 65–85 дБ (при норме не более 50 дБ). По этой причине архитектор при проектировании наружных ограждающих конструкций здания должен учитывать фактические уровни шумового воздействия и выбирать наиболее эффективные шумозащитные материалы.

Обеспечение шумоизоляции помещений

Для защиты от воздушного шума в первую очередь необходимо оказывать влияние на источник шума – удаление, перенесение в изолированное пространство, установка амортизаторов, устройство звукопоглощающей оболочки, отделение помещения с генератором шума от остального пространства с помощью шлюзов.

В целях шумоизоляции помещений при проектировании гражданского здания учитывают следующие объемно-планировочные правила:

  • выбор участка осуществляют с учетом факторов шумовой нагрузки снаружи здания
  • (уличный шум, шум самолетов, промышленный шум);
  • помещения в здании располагают с учетом их ориентации по отношению к улице;
  • планировочное решение здания выполняют, руководствуясь принципом: шумные комнаты рядом с шумными комнатами, помещения, где требуется покой, – рядом с тихими помещениями. (Например: нельзя располагать спальни рядом с лестничной клеткой, больничные палаты или номера в отеле – рядом с шахтой лифта.)

Рис. 1. Источники звука и влияние их силы на здоровье человека

Кроме того, в помещениях с повышенным шумовым эффектом для эффективного поглощения воздушного шума подвешиваются вертикально глушители из шумопоглощающих панелей, а также устанавливаются звукопоглощающие выгородки. В аудиторных корпусах двери помещений, выходящие в коридор навстречу друг другу, целесообразно смещать относительно друг друга, чтобы ограничить свободную передачу звука; при этом одновременно улучшаются условия эвакуации.

Мероприятия по шумозащите ограждающих конструкций помещений здания производятся на основе знания о звукоизоляционных свойствах его конструкций. Сокращение влияния внешнего шума через окна достигается установкой толстых стекол в несколько рядов на резиновых уплотнителях в местах контакта с рамой. Эффекта поглощения шума можно достичь за счет повышения инерционности (массивности) преграды, снижающей вероятность резонанса от шума уличного транспорта, и устранения жесткого конструктивного контакта – звукового моста. Наиболее радикальным средством изоляции от шума является планировочное решение с выводом из зоны шума «тихих» помещений.

Ликвидация шума и звуковых помех особенно необходима при работе со звукозаписывающей аппаратурой, в специальных акустических лабораториях, когда важно исключить глушение или искажение артикуляции музыкальной тональности.

Структурный шум, вызванный хождением человека по полу, работающим инструментом, вибратором и другим механическим оборудованием, гасится устройством звукопоглощающих слоев или разрывом конструктивных контактов между источником шума и скелетом здания, утолщением ограждающей конструкции, вводом в конструкцию междуэтажного перекрытия слоя с малым модулем упругости (мягкого материала) – пористой резины, волокнистых материалов, или зернистого материала – песка, керамзита, а также используя другие приемы, способствующие поглощению звуковых колебаний в силу своей структуры. Так, например, «плавающий пол» – одно из средств борьбы с распространением ударного шума через междуэтажные перекрытия.

Нормы допустимых уровней шума для жилых зданий следует принимать согласно требованиям СП 51.13330.2011 и ГОСТ 12.1.003–2014 .

Добавить комментарий

Ваш e-mail не будет опубликован. Обязательные поля помечены *