Starea aerului încăperilor instituţiilor de copii influenţează considerabil asupra morbidităţii, productivităţii de muncă şi dispoziţiei copiilor.
În încăperi, în urma aflării copiilor şi a efectuării diverselor activităţi, se schimbă proprietăţile fizice ale aerului şi componenţa lui chimică - creşte temperatura, cantitatea de bioxid de carbon, vapori de apă, ioni grei, sporeşte poluarea cu praf, microbi, substanţe organice, metabolice (aceton, amoniac, hidroxid de sulf, metilacetat, fenol, acizi organici) şi alte antropotoxine.
În afară de aceste substanţe aerul încăperilor se poluează cu compuşi care se formează în urma destrucţiei materialelor polimere folosite la construcţia încăperilor ori în alte scopuri. Ca rezultat ai funcţionării organismului în mediul ambiant se elimină o cantitate enormă de căldura şi vapori de apă. Conform cercetărilor unor autori temperatura aerului în încăperile de clasă după o oră de activitate şcolară se ridică cu 2,5-3,0° C, iar în condiţiile unei aerisiri insuficiente - cu 4-6°C.
Componenţa ionică a aerului se schimbă datorită faptului că ionii uşori sunt absorbiţi de căile respiratorii, de praf şi de vaporii de apă şi cantitatea lor în încăperile de studii este invers proporţională cu conţinutul bioxidului de carbon, al prafului şi al umidităţii. În urma aeraţiei optime componenţa ionică a aerului se schimbă favorabil.
Principala sursă de impurificare a aerului cu microbi se consideră căile respiratorii ale copiilor bolnavi sau purtători de infecţii. Picăturile microscopice de aerosol se formează numai atunci, când viteza curentului de aer în căile respiratorii depăşeşte 4 m/s - vorbirea cu glas tare (până la 16 m/s), strănutul (până la 46 m/s), tusea (până la 100 m/s).
De exemplu, în . timpul unui strănut se formează mii de picături care conţin de la 4000 până la 150000 de agenţi patogeni, în timpul tusei - sute de picături, la vorbirea cu glas tare (la 100 de cuvinte) - de la 50 până la 800 picături în funcţie de gradul de salivaţie. Calea ulterioară a aerosolilor bacterieni e determinata de diametrul lor. Picăturile mari se pulverizează la distanţa de 2-3 metri şi mai mult, rapid se sedimentează, cele medii şi mici se răspândesc la o distanţă mai mică (80-100 cm) şi se sedimentează ceva mai greu, fiind influenţate de curenţii de aer.
Picăturile microscopice, “praful bacterian” se pot afla în aer în mişcare brouniană câteva zile. Bacteriile rezistente la uscare, aflate în particulele de praf (barilul de tuberculoză şi cel de difterie, stafilococul ş.a.) în timpul deriticării uscate a încăperilor, umblatului pătrund din nou în aer şi astfel pot circula timp îndelungat de la podea în aer şi invers.
Cercetările igienice efectuate au constatat că numărul coloniilor microbiene dintr-un m3 de aer către sfârşitul shimbului doi creşte de 6-7 ori în comparaţie cu începutul zilei de muncă. Calea cea mai eficientă de combatere a impurificării bacteriene a aerului constituie sanaţia nazofaringelui şi asanarea mediului care se realizează prin întreţinerea încăperilor şi teritoriului într-o stare igienică bună, efectuarea sistematică a curăţeniei umede în încăperi, asigurarea unui regim igienic de aer prin ventilaţie efectivă, schimbul încălţămintei de către elevi etc.
Calitatea aerului poate fi apreciată conform conţinutului de bioxid de carbon în el, deoarece cantitatea acestuia se schimbă paralel cu schimbarea proprietăţilor fizice şi a componenţei chimice în urina eliminării aerului expirat de către copii în încăperi. Desigur, conţinutul ori cantitatea bioxidului de carbon poate fi considerat ca un indice indirect al calităţii aerului, deoarece nu întotdeauna el indică nivelul de puritate al aerului din încăperi.
În încăperile instituţiilor pentru copii şi adolescenţi în unele cazuri cantitatea bioxidului de carbon este minimă, iar nivelul poluării aerului cu substanţe toxice, cu praf şi microbi este considerabil în urma emanării lor de către diverse materiale polimere şi sintetice folosite în construcţie şi la finisarea încăperilor.
Totodată trebuie de constatat, că în prezent conţinutul bioxidului de carbon în încăperi concomitent cu evidenţa parametrilor fizici ai aerului se foloseşte ca un criteriu igienic al calităţii, al nivelului de puritate a aerului. Conform cercetărilor igienice efectuate nivelul admisibil al bioxidului de carbon în încăperile instituţiilor pentru copii şi adolescenţi a fost stabilit de 0,1% şi această unitate a fost pusă la baza calculării volumului necesar de aer pentru un copil în ora şi a multiplului schimb de aer în diverse încăperi.
Pentru prevenirea schimbărilor nefavorabile ale proprietăţilor fizico-chimice ale aerului e necesar schimbul aerului poluat cu o porţie curată, adică ventilarea lui. Calculul volumului de aer necesar copilului într-o oră de activitate rezultă din cantitatea de bioxid de carbon eliminată de el în această perioadă de timp şi concentraţia admisibilă a lui în încăperi Bioxidul de carbon eliminat difuză în aerul încăperii şi nu trebuie să depăşească concentraţia maximală admisibilă.
Cantitatea bioxidului de carbon eliminată de copil depinde de caracterul activităţii desfăşurate de el şi de vârsta lui. Preşcolarii elimină în decursul unei ore circa 4 l (0,004 m3) de CO2, elevii mici - 8-10 i (0,008 - 0,01 m3), iar cei mari - 10-12 l (0,01-0,012 m3). Cunoscând cantitatea maximală admisibilă de CO2 în încăperile instituţiilor pentru copii (0,1%) şi conţinutul lui în aerul atmosferic (0,04%), se calculează volumul aerului necesar pentru un copil de vârstă preşcolară.
În timpul diverselor activităţi fizice şi în jocurile mobile cantitatea bioxidului de carbon eliminată este de 2-3 ori mai mare, de aceea şi volumul de aer necesar creşte considerabil.
Cercetările experimentale efectuate au constatat că normativele stabilite ale volumului de aer necesar elevului în limita a 16 m3 nu asigură un microclimat şi o stare optimă a aerului (B. Voronov). Studierea activităţii organismului în condiţii concrete, când în încăperi erau insuflate diverse volume de aer ventilat cu o temperatură constantă, a stabilit că majorarea volumului de aer are o acţiune pozitivă - se îmbunătăţeşte starea de funcţionare a organismului şi capacitatea lui de muncă, scade nivelul morbidităţii acute (circa de 2 ori). In condiţii experimentale concrete a fost stabilit că volumul necesar de aer ventilat pentru un elev de vârstă şcolară mare în ora este de 80 m3 (minim de 40 m3) şi de 60 m3 - pentru elevii din clasele mici, însă practic realizarea acestor recomandări este dificilă.
Schimbul aerului din încăperi decurge pe cale naturală şi artificială, adică prin ventilare. Ventilarea naturală a încăperilor se datoreşte diferenţei de temperatură a aerului atmosferic şi a celui din încăperi, a vitezei curentului de aer şi a presiunii lui, realizându-se prin porii materialelor de construcţie, fisurile de la ferestre, uşi. Aerul cald se ridică în partea de sus a geamurilor şi uşilor, în schimbul lui din partea de jos vine aerul curat.
Ventilaţia, de obicei, e amplificată de vânt, care suflând dintr-o parte a clădirii formează o presiune şi insuflă aer în încăperi, iar din partea opusă vântului aerul din încăperi se aspiră. Astfel se explică formarea curenţilor mari de aer, mai ales atunci când se deschid geamuri şi uşi aranjate în părţi opuse, ceea ce înlesneşte ventilaţia prin curent. Pentru a înlesni ventilaţia naturală a încăperilor se deschid ferestruicile, ferestrele sau oberlihturile, totodată în pereţii interiori ai clădirii se construiesc canale de aspiraţie, care se deschid pe acoperiş şi sunt amenajate cu deflectoare.
Un dezavantaj considerabil al ventilaţiei naturale este că cantitatea aerului insuflat sau inspirat este nedeterminată şi are un caracter instabil. Astfel, în încăperile destinate aflării îndelungate a copiilor şi care se impuriflcă cu gaze, praf, vapori, microorganisme, ventilaţia naturală este insuficientă In asemenea cazuri clădirile se amenajează cu instalaţii mecanice de ventilare cu ajutorul cărora în încăperi se asigură multiplul necesar de schimb de aer, iar ventilarea poate fi dirijată. După modul de funcţionare instalaţiile de ventilare mecanică pot fi: instalaţii pentru introducerea aerului proaspăt -insuflare; instalaţii pentru aspiraţia aerului viciat şi instalaţii mixte de insuflare - aspiraţie Amenajarea instalaţiilor mixte în instituţiile pentru Copii şi adolescenţi este neraţională, o răspândire mai frecventă având îmbinarea - aspiraţia centralizată a aerului din încăperi cu insuflarea locală a aerului atmosferic (aeraţia).
În timpul verii oberlihturile, ferestruicile şi ferestrele rămân deschise în permanenţă pentru a asigura o aerisire intensivă. S-a stabilit, că suprafaţa de deschidere a ferestrelor (oberlihturilor şi ferestruicilor) trebuie să constituie cel puţin 1/50 din suprafaţa pardoselii. Un avantaj mai mare au oberlihturile cu pereţi laterali, deoarece la deschiderea lor curentul de aer rece pătrunde şi se îndreaptă înspre tavan, iar în jos se lasă de acum încălzit, neprovocând răcire, asigurând totodată aerisire mai completă şi mai rapidă.
În timpul iernii aeraţia încăperilor de grupă a instituţiilor preşcolare decurge în timpul aflării copiilor la aer liber şi se termină cu 30 miri. înainte de sosirea lor în grupă.
In dormitoare ferestruicile, oberlihturile se închid cu 30 min. înainte de culcarea copiilor şi iarăşi se deschid cu 30 min. înainte de scularea lor. In anotimpurile reci temperatura aerului în decursul, aerisirii nu trebuie să scadă mai jos de 12-14°C.
În şcoli aerisirea intensivă în timpul aflării elevilor în încăperi de asemenea este imposibilă în perioada de iarnă, deoarece pe cale experimentală s-a constatat că la temperatura aerului atmosferic de 0-5°C, de acum după o aerisire de 2-3 minute temperatura aerului în primul rând de bănci scade cu circa 6°C, provocând o răcire şi disconfort.
În zona superioară a încăperilor de studii se prevede insuflarea unui volum de aer pentru un elev în oră egal cu 16 m3, în ateliere - egal cu 20 m3, în sala sportivă - egal cu 80 m3. Concomitent, din aceste încăperi e necesar să se asigure o aspiraţie pe cale naturală a unui volum de aer în fiecare oră. Instalaţiile de evacuare a aerului viciat trebuie să fie separate pentru fiecare grupă de încăperi - clase şi cabinete, laborator, sala de activităţi, ospătăria, cabinetele medicale. Evacuarea aerului din veceuri este efectuată prin aspiraţie prin imbold mecanic. În laboratoarele de chimie se instalează dulapuri de aspiraţie;
Activitatea vitală a organismului e posibila numai în cazul aflării mediului intern în permanentă constanţă, inclusiv şi a temperaturii, atunci când balanţa termică se menţine fără nici un efort. Deşi exista variaţii considerabile ale factorilor, mediului intern, organismul se află într-o balanţă termică datorită mecanismului de termoreglare.
Condiţiile de mediu pot fi considerate normale atunci, când termogeneza şi termoliza se află în stare echilibrată, fără o încordare considerabilă a sistemului de termoreglare. În asemenea condiţii organismul se manifestă printr-o stare tainică confortabilă, printr-o funcţie optimală a sistemului nervos central, cu o capacitate de muncă înaltă, mai rezistentă la acţiunea factorilor nocivi. Condiţiile microclimatice confortabile au fost reglementate ştiinţific şi aceste limite de temperatură depind de vârsta copiilor, starea sănătăţii şi nivelul de călire a lor, de tipul activităţii Nivelul termogenezei şi termolizei este determinat, în mare măsura, de tipul activităţilor efectuate de copii. De exemplu, în timpul exerciţiilor fizice, activităţilor de muncă, jocurilor mobile termogeneza şi termoliza creşte considerabil. În conformitate cu aceasta este reglementată temperatura optimă a diferitelor încăperi în funcţie de particularităţile climaterice.
Copiii bolnavi, slăbiţi au nevoie de o temperatură mai ridicată a mediului ambiant. Viteza de mişcare a curenţilor de aer este de 0,1 -0,2 m/s, iar umiditatea relativă trebuie să fie de 40-55%.
Pentru menţinerea condiţiilor microclimatice optime se folosesc diferite sisteme de încălzire, care trebuie să creeze o microclimă confortabilă constantă, uniformă, ce poate fi reglată, sa nu polueze aerul încăperilor cu oxid de carbon sau cu alţi derivaţi, să nu contribuie la reducerea umidităţii lui. Aparatele de încălzire nu trebuie să prezinte pericol de incendiu sau de traumatisme. Ţinând cont de cerinţele sus-numite, cel mai potrivit tip de încălzire a instituţiilor pentru copii se consideră sistemul central de încălzire cu apă sub presiune redusă sau radiantă.
Cel mai utilizat sistem de încălzire este sistemul centralizat, cu apă, care are o capacitate termica mare, asigură o temperatură uniformă, uşor reglabilă. Deoarece temperatura caloriferelor nu depăşeşte 70 grade C, praful care poate fi pe calorifere nu arde, iar aerul din încăperi nu devine prea uscat şi sublimat. Aparatele de încălzire - caloriferele -se fixează în nişe sub ferestre, la o înălţime de 20 cm de la pardoseală şi la o depărtare de 10 cm de la perete şi sunt mascate cu grilaj demontabii de lemn.
În ultimul timp tot mai larg se foloseşte sistemul de încălzire radiantă, când dispozitivele de încălzire - sistemul de ţevi - sunt montate în panouri de beton în pereţii exteriori, tavan sau pardoseală Prin aceste ţevi se dă drumul la apă fierbinte sau aer şi astfel se formează; o suprafaţă mare, care iradiază căldură în toată încăperea, deoarece pereţii se încălzesc până la o temperatură de 38-45°C, pardoseala - până la 24-25°, plafonul - până la 26-28°.
La încălzirea centralizată cu apă căldura se transmite organismului mai mult prin convecţie, la încălzirea radiantă — prin iradiere. Acţiunea căldurii asupra organismului, prin convecţie sau iradiere, este diversă. Căldura prin convecţie acţionează în special asupra pielii, provocând o dilatare a vaselor capilare şi o redistribuire a masei sanguine.. Căldura radiantă pătrunde profund în ţesuturi, acţionează direct asupra elementelor celulare şi influenţează favorabil asupra schimbului de nutriţie din organism. Totodată datorită faptului că temperatura suprafeţei panourilor este aproape de temperatura corpului termoliza organismului se face mai mult prin convecţie, micşorându-se cea prin iradiere. Ca urmare, confortul termic se manifestă la o temperatură mai scăzută, indicii fiziologici indică o lipsă de încordare a sistemului de termoreglare, aerisirea încăperilor poate fi făcută mai frecvent şi ca rezultat copiii se simt mai bine şi au o capacitate de muncă mai înaltă.
În instituţiile preşcolare, unde copiii se joacă mult timp pe podea, e raţional de a folosi încălzirea radiantă cu fixarea dispozitivelor de încălzise în pardoseală. Încăperile de grupă situate la etajul întâi necesită neapărat încălzirea pardoselei până la temperatură de 22°C.
Încălzirea instituţiilor pentru copii şi adolescenţi, de regulă, se face centralizat prin intermediul cazangeriilor situate aparte şi care asigură cu căldură clădiri separate, grupuri de clădiri sau microraioane întregi.
In zonele rurale la construcţia instituţiilor de mică capacitate pentru copii şi adolescenţi se admite încălzirea locală - prin sobe. Sunt contraindicate sobele din fontă sau de tablă necăptuşită cu cărămidă. Sobele de teracotă sau de cărămidă trebuie să fie bine etanşeizate, pentru a evita degajarea gazelor de ardere, iar orificiul fiecărei sobe (gura sobei) trebuie plasat în afara încăperilor în care se află copii. Sistemele de încălzire a încăperii trebuie să asigure o căldură suficientă şi uniformă în tot cursul zilei. Focul se face dimineaţa, în lipsa copiilor şi se termină cu circa 1,5 - 2 ore înainte de venirea lor.