Качество строительства и уровень эксплуатации для обеспечения безопасности строительного объекта

Качество строительства, среда обитания и безопасность

Качество зданий и сооружений с точки зрения безопасности и надежности определяется многими факторами, среди которых можно выделить следующие основные:

• — достаточная прочность и устойчивость отдельных конструкций и всего объекта строительства;
• — требуемая по медицинским критериям чистота воздушной среды в жилых помещениях и на рабочих местах;
• — необходимая по нормативным требованиям естественная и искусственная освещенность жилых, подсобных и рабочих помещений;
• — нормативный температурный и влажностный режим в жилых и производственных помещениях, в том числе в складских помещениях, например, для хранения продуктов питания, электронной техники, химических материалов и т. д.

Прочность и устойчивость зданий и сооружений обеспечивается проверенными конструктивными решениями, квалифицированными методами расчета и качеством строительной продукции, которая должна отвечать проектным требованиям и принятой технологии строительства, а также обеспечиваться квалифицированным производственным контролем качества изготовляемой строительной продукции.

Большое значение для здоровья человека имеет качество воздуха жилых и общественных помещений, так как даже малые источники загрязнения во внутренней среде создают высокие его концентрации (из-за небольших объемов воздуха для разбавления), а длительность их воздействия сопоставима с другими опасными средами.

Современный человек проводит в жилых и общественных зданиях в зависимости от образа жизни и условий трудовой деятельности от 50 до 100% суточного времени. Поэтому внутренняя среда помещений даже при относительно невысоких концентрациях токсических веществ может влиять на самочувствие человека, его работоспособность и здоровье. Кроме того, в зданиях токсические вещества действуют на организм человека не изолированно, а в сочетании с другими факторами: температурой, влажностью воздуха, ионно-озонным режимом помещений, радиоактивным фоном и др. При несоответствии комплекса этих факторов гигиеническим требованиям внутренняя среда помещений может стать источником риска для здоровья.

В зданиях формируется особая воздушная среда, которая зависит от состояния атмосферного воздуха и мощности внутренних источников загрязнения. К таким источникам в первую очередь относятся продукты деструкции отделочных полимерных материалов, жизнедеятельности человека, неполного сгорания бытового газа.

В воздухе жилой среды обнаружено около 100 химических веществ, относящихся к различным классам химических соединений, в том числе к предельным, непредельным и ароматическим углеводородам, галогенопроизводным углеводородам, спиртам, фенолам, простым и сложным эфирам, альдегидам, кетонам, гетероциклическим соединениям, аминосоединениям и др.

Качество воздушной среды закрытых помещений по химическому составу в значительной степени зависит от качества окружающего атмосферного воздуха. Миграция пыли, токсических веществ, содержащихся в атмосферном воздухе, во внутреннюю среду помещений обусловлена их естественной и искусственной вентиляцией, и поэтому вещества, присутствующие в наружном воздухе, обнаруживают в помещениях, причем даже в тех, в которые подают воздух, прошедший обработку в системе кондиционирования.

Сравнительная количественная оценка химического загрязнения наружного воздуха и воздуха внутри помещений жилых и общественных зданий показала, что загрязнение воздушной среды зданий обычно превосходит уровень загрязнения наружного воздуха в 2−5 раз в зависимости от степени загрязнения последнего и мощности внутренних источников загрязнения.

Одним из самых мощных внутренних источников загрязнения воздушной среды закрытых помещений являются строительные и отделочные материалы, изготовленные из полимеров. В настоящее время только в строительстве номенклатура полимерных материалов насчитывает около сотни наименований. Строительные полимерные материалы используют для покрытия полов, отделки стен, теплоизоляции наружной кровли и стен, гидроизоляции, герметизации и облицовки навесных панелей, изготовления оконных блоков и дверей, объемных элементов сборных домов и т. п.

Масштабы и целесообразность применения полимерных материалов в строительстве жилых и общественных зданий определяются рядом положительных свойств, облегчающих их использование, улучшающих качество строительства, удешевляющих его. Однако результаты исследований показывают, что практически все полимерные материалы выделяют в воздушную среду токсические химические вещества, оказывающие вредное влияние на здоровье населения. В частности, поливинилхлоридные материалы являются источниками выделения в воздушную среду бензола, толуола, этил-бензола, циклогексана, ксилола, бутилового спирта и других углеводородов. Древесностружечные плиты на фенолоформальдегидной и мочевино-формальдегидной основе загрязняют воздушную среду жилых и общественных зданий фенолом, формальдегидом, аммиаком. Ковровые изделия из химических волокон выделяют значительные концентрации стирола, изофенола, сернистого ангидрида.

Стеклопластики на основе различных смесей, применяемых в строительстве, звукои теплоизоляции выделяют в воздушную среду значительные количества ацетона, метакриловой кислоты, толуола, бутанола, формальдегида, фенола, стирола. Лакокрасочные покрытия и клей содержащие вещества также являются источниками загрязнения воздушной среды закрытых помещений такими веществами, как толуол, бутил метакрилат, бутилацетат, этилацетат, ксилол, стирол, ацетон, бутанол, этиленгликоль и др.

Интенсивность выделения летучих веществ зависит от условий эксплуатации полимерных материалов — температуры, влажности, кратности воздухообмена, времени эксплуатации.

Установлена прямая зависимость уровня химического загрязнения воздушной среды от обшей насыщенности помещений полимерными материалами. Химические вещества, выделяющиеся из полимерных материалов даже в небольших количествах, могут вызвать существенные нарушения в состоянии живого организма, например аллергическая реакция на воздействие полимерных материалов. Весьма чувствителен к воздействию летучих компонентов из полимерных материалов растущий организм (дети и подростки).

Для обеспечения безопасности применения полимерных материалов принято, что концентрации выделяющихся из полимеров летучих веществ в жилых и общественных зданиях не должны превышать их предельно допустимой концентрации (ПДК), установленные для атмосферного воздуха, а суммарный показатель отношений обнаруженных концентраций нескольких веществ ПДК не должен быть выше единицы. С целью предупредительного санитарного надзора за полимерными материалами и изделиями из них предложено лимитировать выделение ими вредных веществ в окружающую среду или на стадии изготовления, или вскоре после их выпуска заводами-изготовителями.

В современном строительстве все отчетливее проявляется тенденция к химизации технологических процессов и их использованию (в том числе при производстве строительных материалов) в качестве смесей различных веществ, в первую очередь бетона и железобетона, применяемых при строительстве как жилых, так и общественных зданий. С гигиенической точки зрения важно учитывать неблагоприятное влияние химических добавок в строительные материалы из-за выделения токсических веществ, что может привести в дальнейшем к еще большему загрязнению как воздушной среды жилых помещений, так и окружающей среды.

Не менее мощным внутренним источником загрязнения среды помещений служат и продукты жизнедеятельности человека — антропотоксины. Установлено, что в процессе жизнедеятельности человек выделяет примерно 400 химических соединений.

Исследования показали, что воздушная среда невентилируемых помещений ухудшается пропорционально числу лиц и времени их пребывания в помещении. Химический анализ воздуха помещений позволил идентифицировать в них ряд токсических веществ, распределение которых по классам опасности представляется следующим образом: диметиламин, сероводород, диоксид азота, окись этилена, бензол (второй класс опасности — высокоопасные вещества); уксусная кислота, фенол, метилстирол, толуол, метанол, винилацетат (третий класс опасности — малоопасные вещества). Пятая часть выявленных антропотоксинов относится к высокоопасным веществам.

Газификация жилищного фонда городов и сельской местности, несомненно, повышает уровень благоустройства квартир. Однако результаты исследований свидетельствуют о том, что воздушная среда газифицированных жилищ при открытом сжигании газа загрязняет воздушную среду помещений разнообразными химическими веществами и ухудшает их микроклимат.

Изучение воздушной среды газифицированных помещений показало, что при часовом горении газа в воздухе помещений концентрация веществ составляла следующие значения (мг/м3): оксида углерода — в среднем 15, формальдегида — 0,037, оксида азота — 3,62, диоксида азота — 0,44, бензола — 0,07. Температура воздуха в помещении во время горения газа повышалась на 3−6°С, влажность увеличивалась на 10−15%, причем высокие концентрации химических соединений наблюдались не только в кухне, но и в жилых помещениях квартиры. После выключения газовых приборов содержание в воздухе оксида углерода и других химических веществ снижалось, но к исходным величинам иногда не возвращалось и через 1,5−2,5 ч.

Изучение действия продуктов горения бытового газа на внешнее дыхание человека выявило увеличение нагрузки на систему дыхания и изменение функционального состояния центральной нервной системы.

Одним из самых распространенных источников загрязнения воздушной среды закрытых помещений является курение. Воздух при курении загрязняется оксидом углерода, оксидом и диоксидом азота, сернистым ангидридом, взвешенными частицами. При хроматомасс-спектрометрическом анализе воздуха, загрязненного табачным дымом, обнаружено 186 химических соединений. Наиболее высокими оказались концентрации стирола, ксилола, лимонена, бензола, этилбензола, никотина, формальдегида, сероводорода, фенола, акролеина и ацетилена. В недостаточно проветриваемых помещениях загрязнение воздушной среды продуктами курения может достигать 60−90%. В воздухе помещений для курения обнаружено повышенное содержание бензопирена по сравнению с другими помещениями.

При изучении воздействия компонентов табачного дыма на некурящих (пассивное курение) у испытуемых наблюдалось раздражение слизистых оболочек глаз, увеличение содержания в крови карбоксигемоглобина, учащение пульса, повышение уровня систолического и диастолического артериального давления.

В соответствии с изложенным при проектировании должны быть использованы все существующие методы улучшения чистоты воздуха, как в жилых помещениях, так и на рабочих производственных местах.

Согласно исследованиям основные источники загрязнения воздушной среды помещения условно можно разделить на четыре группы:

• 1) вещества, поступающие в помещение с загрязненным атмосферным воздухом;
• 2) продукты деструкции полимерных материалов;
• 3) антропотоксины;
• 4) продукты сгорания бытового газа и бытовой деятельности.

Обеспечение оптимальной воздушной среды жилых и общественных зданий — важная гигиеническая и инженерно-техническая проблема. Ведущим звеном в решении этой проблемы является воздухообмен помещений, который обеспечивает требуемые параметры воздушной среды. При проектировании систем кондиционирования воздуха в жилых и общественных зданиях необходимая норма подачи воздуха рассчитывается в объеме, достаточном для ассимиляции теплои влаговыделений человека, выдыхаемой углекислоты, а в помещениях, предназначенных для курения, учитывается и необходимость удаления табачного дыма.

Помимо регламентации количества приточного воздуха и его химического состава известное значение для обеспечения воздушного комфорта в закрытом помещении имеет электрическая характеристика воздушной среды, которая определяется ионным режимом помещений, т. е. уровнем положительной и отрицательной аэроионизации. Установлено, что негативное воздействие на организм оказывает как недостаточная, так и избыточная ионизация воздуха.

В процессе ионизации воздуха кроме аэроионов генерируются также озон и оксиды азота. Поэтому более обоснованным является рассмотрение действия не изолированных аэроионов, а «ионификационного» комплекса, так как биологический эффект при ионизации воздуха определяется комплексным воздействием аэроионов, озона, оксида азота и электрического поля.

Присутствие людей в помещениях вызывает снижение содержания в них легких аэроионов. При этом ионизация воздуха изменяется тем интенсивнее, чем больше людей в помещении и чем меньше его кубатура. Причиной убыли легких ионов является поглощение их в процессе дыхания, адсорбции поверхностями стен, мебели и других предметов, а также превращение части легких ионов в тяжелые вследствие оседания их на материальных частицах, взвешенных в воздухе. В частности, возрастанию количества тяжелых ионов в помещениях в значительной мере способствует респираторный выброс «ядер конденсации» с выдыхаемым человеком воздухом.

В результате уменьшения числа легких ионов происходит потеря воздухом освежающих свойств, снижение его физиологической и химической активности, что неблагоприятно действует на организм человека и вызывает жалобы на духоту и «нехватку кислорода». Поэтому особый интерес представляют процессы деионизации и искусственной ионизации воздуха в помещении, которые, естественно, должны иметь гигиеническую регламентацию.

Значительные изменения по сравнению с характеристиками свежего наружного воздуха ионный режим воздушной среды закрытых помещений претерпевает при прохождении через систему калориферов, фильтров, воздуховодов и других агрегатов в системах отопления, вентиляции и кондиционирования воздуха.

В заключение следует отметить, что качество воздушной среды за счет искусственной ионизации воздуха помещений без достаточного воздухоснабжения в условиях высокой влажности и запыленности воздуха ведет к неизбежному возрастанию числа тяжелых ионов. Кроме того, в случае ионизации запыленного воздуха процент задержки пыли в дыхательных путях резко возрастает (пыль, несущая электрические заряды, задерживается в дыхательных путях человека в гораздо большем количестве, чем нейтральная). Попав в легкие, пыль теряет свой заряд, вследствие чего пылевые конгломераты распадаются, образуя большие поверхности, состоящие из мельчайших частичек пыли. А это может привести к активизации физико-химических свойств пыли и усилению ее биологической активности.

Следовательно, искусственная ионизация воздуха не является универсальной панацеей для оздоровления воздуха закрытых помещений. Без улучшения всех гигиенических параметров воздушной среды искусственная ионизация не только не улучшает условия обитания человека, но, напротив, может оказать негативные последствия.

Оптимальными суммарными концентрациями легких ионов являются уровни порядка 1500−5000, а минимально необходимыми 400−600 в 1 см³. Эти рекомендации легли в основу действующих в Российской Федерации санитарно-гигиенических норм допустимых уровней ионизации воздуха производственных и общественных помещений (табл. 5.2).

Таблица 5.2. Нормативные величины ионизации воздушной среды в помещениях общественных зданий.

Ионный режим помещений оценивают с помощью аспирационного счетчика ионов, который определяет концентрацию легких и тяжелых, положительно и отрицательно заряженных ионов.