Гигиенические требования к несущим и ограждающим конструкциям зданий

Здания состоят из конструктивных элементов, несущих основную нагрузку, и ограждающих, которые обеспечивают в помещениях необходимый микроклимат. Некоторые конструктивные элементы совмещают и несущие, и ограждающие функции — стены, покрытия и др.

К несущим элементам здания относятся фундамент, стены (в зданиях рамной конструкции), опоры, пол, каркас. Они образуют остов здания или сооружения. В зависимости от вида несущего остова различают 2 основные конструктивные схемы здания — каркасную (стоечно-балочную) и бескаркасную или рамную.

Фундамент служит опорой для несущих конструкций. Он предохраняет здание от почвенной влаги, от промерзания. Он должен быть прочным, возводят его из камня, кирпича, бетона. Чаще применяют свайные фундаменты, так как они имеют ряд преимуществ — обеспечивают осадку здания, ускоряют процесс строительства, позволяя его механизировать, снижают трудоемкость. Глубина залегания фундамента зависит от свойств грунта и должна быть не менее 50—70 см.

Цоколь — место перехода фундамента в стену, является основой стен. Он защищает их от атмосферных осадков и почвенной влаги, для чего между цоколем и стеной закладывают слой водоизоляционного материала (толь, битум, цементная или асфальтовая прослойка в 1,5—2 см). Наименьшая высота цоколя — 20—30 см.

Стены — ограждающие и несущие элементы здания. Они должны быть достаточно прочными и устойчивыми. Возводят их из кирпича, шлакобетона, легкого бетона, цементно-известковых блоков, панелей, керамзитобетона и др.

В настоящее время стены преимущественно выполняют из сборных панелей с утеплителями, так как монолитные бетонные конструкции зимой промерзают, на них конденсируется влага. В этом случае даже обогрев приточного воздуха не меняет положения, так как в зимний период перепад температур ограждение — воздух сохраняется и обогрев только воздуха усиливает конденсацию. Увеличение влажности стен способствует более быстрому их промерзанию.

При использовании для строительства стен легких и ячеистых бетонов их надо надежно защищать от проникновения влаги. Для этого используют водонепроницаемые пленочные покрытия (латексные смеси, полиэтиленовые пленки, резинобитумные мастики и др.). Материал для возведения стен должен иметь достаточное термическое сопротивление, быть огнестойким и иметь минимальную массу (не ниже коэффициента теплопередачи 1,4).

Потолки, кровля — отделяют помещение от чердака. Способствуют поддержанию оптимального температурно-влажностного режима, утепляют помещение. Они должны быть малотеплопроводными, сухими, водонепроницаемыми, прочными, легкими. Коэффициент теплопередачи — не ниже 2,1—2,4 вт/м² °С.

Можно делать потолки из досок или горбылей. В этом случае для тепло- и влагоизоляции их покрывают толем, рубероидом и утепляющей минеральной ватой. Если чердак предназначен для хранения подстилки или грубых кормов, то на деревянные лаги настилают пол из досок. Устройство потолков предусмотрено в зонах с холодным климатом в родильных отделениях и помещениях для молодняка.

Крыша, кровля — для предупреждения помещения от атмосферных осадков, для утепления зданий. Она должна быть прочной, легкой, водонепроницаемой, невозгораемой.

Крыши делают совмещенными и несовмещенными, по форме — плоскими, односкатными и двускатными.

Для утепления используют минеральную вату, керамзит, камыш. Потолки из бетона и железобетонных плит не отвечают требованиям гигиены, так как при нарушении температурно-влажностного режима покрываются конденсатом. Поэтому такие потолки надо утеплять со стороны чердака различными изолирующими материалами (минеральная вата, пенопласт, пенобетон, керамзит и др.).

Устройство потолков предусматривают в зонах с расчетной зимней температурой ниже 20 °С. Потолки следует проектировать и устраивать в зданиях для выращивания молодняка, в родильных отделениях, профилакториях, телятниках и свинарниках-маточниках.

Совмещенные покрытия (когда крыша выполняет и роль потолка) все чаще применяют при индустриальном строительстве в зонах с умеренным холодным климатом, умеренным и теплым. Для их строительства применяют сборные железобетонные настилы, которые утепляют различными материалами (минеральная вата, керамзит, фибролит, пенопласт и др.), для паро-гидроизоляции покрывают рубероидом, толем, битумом. Используют также асбестоцементные волнистые листы, железо, черепицу.

При совмещенном покрытии необходимо тщательно соединять кровлю со стенами, а для предохранения стен от атмосферных осадков кровлю выносят за пределы наружной поверхности стен не менее чем на 20 см, а если стены выполнены из влагоемких материалов — на 45 см.

Здания с совмещенной кровлей строят в зонах с теплым, умеренным или умеренно-холодным климатом.

Совмещенные покрытия с утепленной кровлей должны иметь каналы для вентиляции теплоизолирующего слоя. Этим достигается удаление влаги и поддержание утеплителя в сухом состоянии. Термическое сопротивление совмещенных покрытий с утеплителем должно быть не менее 2,5—3,0 м²ч°С/ккал.

Полы. Животные длительное время соприкасаются с полом. Коровы лежат 40—50 % суточного времени, свиньи — 80—90 %. Поэтому температура поверхности пола вызывает изменения кожно-сосудистой реакции и теплообмена, а также способствует появлению простудных заболеваний.

Полы животноводческих помещений подразделяются на две категории: одни служат для производственных целей, другие — для отдыха животных.

Общие требования к полам следующие: они должны быть устойчивыми к механическому и химическому воздействию, не скользкими, влагонепроницаемыми, а также легко подвергаться механической очистке и дезинфекции. Различаются они тем, что в местах отдыха животных пол должен обладать высокими теплоизоляционными свойствами и пластичностью. Полы должны иметь наклон для стока жидкости.

При устройстве полов на грунт накладывают гидроизолирующий слой — расплавленный битум или полиэтиленовую пленку. Сверху настилают теплоизолирующий слой. Особенно он важен при отсутствии подстилки. В качестве утеплителей используют шлак, керамзит, аглопорит, стекловолокнистые плиты, пенобетон, полистирол. Толщина этого слоя должна быть не менее 80—180 мм. Сверху на теплоизоляционный слой наносят цемент — для выравнивания — толщиной 12—25 мм.

Покрытие пола — это поверхностный слой, с которым животные находятся в непосредственном контакте. Поэтому к этому слою предъявляются очень высокие гигиенические требования. Для поверхностного слоя полов используют различные материалы: дерево, керамзитобетон, асфальтобетон, кирпич, кордорезинобитумные материалы, полимербетоны, резиновое покрытие и др.

Одно из важнейших свойств пола — его водонепроницаемость. От этого качества зависит влажностной режим помещения.

Около 10—25 % влаги, содержащейся в помещении, приходится на испарение с поверхности пола.

Если материалы, из которых сделан пол, обладают водопроницаемостью или гигроскопичностью, то он всегда сырой, вследствие чего возрастает его теплопроводность.

В последние годы применяют монолитные полы — известняково-керамзитовые: основной слой — утрамбованный грунт, подстилающий слой — щебень толщиной 120 мм, теплоизоляционный слой из керамзитобетона — толщиной 80 мм и покрытие — цветной керамзит толщиной 30 мм.

По своим теплотехническим характеристикам лучшими являются деревянные полы, но они недолговечны, влагоемки и трудно поддаются дезинфекции. Широко применяются асфальтовые полы. Не все виды асфальта устойчивы к воздействию аммиака и механическим нагрузкам.

Для устройства полов иногда используют красный кирпич, но этот материал недостаточно теплый, неустойчивый к механическому воздействию и поэтому требует подстилки. Получили распространение полы из легких бетонов — керамзитобетона, аглопорита и др. Полы из них имеют малую теплопроводность, достаточно прочные и хорошо дезинфицируются.

Широко используются резиновые покрытия полов, изготовленные из отходов шинного производства, в виде резиновых рулонов, резинокордных и резинокордобитумных плит. Эти полы наиболее комфортабельны и гигиеничны. При таком покрытии пола допускается бесподстилочное содержание животных.

При использовании полимерных покрытий следует помнить, что материалы, содержащие битумы с высоким содержанием фенола, дегтя, при нагревании выделяют токсические и раздражающие вещества.

В последние годы в животноводческих помещениях все чаще стали устраивать решетчатые полы. При привязном содержании крупного рогатого скота решетчатая часть пола примыкает к навозному каналу и имеет ширину до 50 см, при беспривязном содержании щелевые полы устраивают в зоне кормления и в проходах, а в местах отдыха животных — сплошные полы.

В свинарниках решетчатые полы также устраивают в зоне расположения кормушек. Решетки делают из дерева, бетона, железобетона и чугуна. В целях профилактики травм животных, возникающих при подборе ширины планок и щелей, при использовании решетчатых полов следует соблюдать требования норм технологического проектирования.

Размер щелей для телят от 10 дней до 4 месяцев — 25—30 мм, а ширина планки — 50 мм; для телят от 4 до 6 месяцев — от 30—35 мм до 80 мм, старше 6 месяцев — от 40—45 мм до 100—120 мм. В свинарниках-откормниках ширина планок не более 35 мм, просветов — не более 22 мм.

Верхняя рабочая поверхность планок должна быть ровной, без скосов и закруглений. Планки должны укладываться перпендикулярно основному направлению движения животных. Решетки должны легко выниматься в случае необходимости ремонта.

Основное преимущество решетчатых полов заключается в том, что навоз и моча удаляются без применения ручного труда. Навоз продавливается копытами животных в специальные каналы под полом.

Для защиты бетона от разрушения под воздействием агрессивной среды навозных стоков их покрывают эпоксидными и другими противокоррозионными составами. Чугунные решетки долговечнее, но стоят в 2—3 раза дороже и изготавливаются из дефицитного металла — серого чугуна.

К наружным ограждениям здания, через которые происходит теплообмен с внешней средой, относятся так же двери, ворота и окна.

Величина теплопотерь через ворота зависит от их количества, конструкции и устройства тамбуров.

Ворота должны быть достаточно плотными, не промерзающими в зимнее время и конденсирующими влагу на внутренней поверхности. Для этого их устраивает с двойной обшивкой, утепляют теплоизолирующими материалами. В воротах оборудуют калитку для прохода обслуживающего персонала. Ворота располагают в торцовых стенах против продольных проходов помещения.

Минимальный размер ворот для КРС, свиней, овец и в птицеводческих зданиях: ширина — 2,1 м, высота — 1,8 м, в конюшнях высота — 2,4—2,8 м. Ширина размера двери для прохода КРС — 1 м, для лошади — 1,2 м, высота — 2,4 м, для овец — 0,8 × 1,8, для свиней — 1 × 1,8. Устраивают ворота в торцовых стенах — против поперечно-продольных проходов. В продольных стенах — против поперечных проходов — для выгона на выгульную площадку.

Ворота проектируют двухстворчатые, открывающиеся наружу. В районах с расчетными зимними температурами ниже 20 °С ворота обязательно оборудуют тамбурами. Их делают шире ворот на 1 м, глубина тамбура должна быть больше ширины открытой створки ворот на 0,5 м. Двери — одно-двупольные с открыванием наружу. Порог с внутренней стороной — на уровне пола, с наружной — на 5—8 см выше для предупреждения затекания талых вод.

Окна — ограждающий элемент здания, служат для освещения и вентиляции. Через окна происходит значительная утечка тепла — в 6 раз больше, чем через стены. В связи с этим при строительстве площадь оконных проемов необходимо сокращать до минимально допустимых нормативных данных.

В животноводческих зданиях возможны два вида окон — отдельные (разделенные простенками) и ленточные (в виде сплошных горизонтальных полос).

Остекление окон может быть двойным и одинарным. Двойное остекление применяют при перепадах температур до 20° и обязательно в родильных отделениях и в помещениях для молодняка, так как оно позволяет сократить потери тепла на 70 % и улучшить освещение за счет уменьшения образования льда на стеклах.

Часть окон делают открывающимися — или целиком, или в виде верхних откидных фрамуг.

Теплопотери через окна зависят от количества и площади остекления, коэффициента теплопередачи одинарных рам = 5 ккал/м² ч град (5,8 вп/м² °К), двойных — 2,3 ккал. При сильном ветре потери тепла через окна увеличиваются на 200—300 %, поэтому окна необходимо утеплять — тщательно промазывая пазы, щели.

Высоту подоконника от пола устанавливают следующую: в коровниках для привязного содержания и в телятниках — 1,2—1,3 м, в коровниках для беспривязного содержания — 1,8—2,4 м. В свинарниках — 1,2 м, в овчарнях и птичниках — 1 м. При таком расположении окон животные меньше охлаждаются, а средняя часть помещений лучше освещается.

Помещения с искусственно регулируемым микроклиматом (птичники, свинарники-откормочники, помещения для откорма КРС) можно строить без окон, чтобы предотвратить утечку тепла и конденсацию водяных паров. Такие здания можно располагать в любой ориентации.

Таким образом, санитарно-гигиенические требования к животноводческим помещениям представляют собой сложный комплекс различных факторов. Эти факторы должны быть правильно учтены в процессе проектирования и строительства с тем, чтобы обеспечить оптимальные условия жизнедеятельности сельскохозяйственных животных с целью получения максимальной продуктивности.

Ограждающие конструкции зданий должны обладать хорошими теплозащитными качествами, средней воздухопроницаемостью. Образование конденсата на стенах, покрытиях — недопустимо.

Большое влияние на здоровье и продуктивность животных оказывает внутренняя температура стен и воздуха пристенной зоны: в холодный период она значительно ниже температуры кожи животных, потери тепла могут достигать 50 % и более, а это может привести к переохлаждению, стать причиной заболеваний — мастит, заболевания дыхательных путей (наиболее эффективный перепад температуры воздуха — 3—5°).