Важливу роль у зміцненні здоров`я, підвищенні працездатності, ефективності навчання і виховання, особливо гігієнічно, відіграють оптимальні мікроклімат та якість повітряного середовища в шкільних приміщеннях.
Під мікрокліматом розуміють тепловий стан внутрішнього середовища приміщення, що визначається температурою, вологістю, рухом повітря, а також температурою поверхонь захисних конструкцій та предметів обладнання (радіаційні температури). Основним критерієм гігієнічної оцінки мікроклімату є зумовлений ним тепловий стан людей, ступінь напруження у них фізіологічних механізмів терморегуляції.
Під якістю повітряного середовища розуміють його забруднення порівняно з атмосферним повітрям. Основними критеріями якості є хімічний склад, іонізація повітря, наявність сторонніх запахів, вміст мікроорганізмів та пилу.
Відомо, що чисте повітря з відповідною температурою і вологістю,яке наближається за своїми якостями до атмосферного, пожвавлює діяльність кори великих півкуль головного мозку, збільшує продуктивність розумової і м`язової роботи, уповільнює розвиток втоми. Таке повітря, особливо при дещо зниженій, порівняно з комфортною, температурою та підвищеною рухливістю сприяє розвитку терморегуляторних механізмів, загартовує організм, зменшує так звані застудні захворювання.
В присутності людей внаслідок їх життєдіяльності (виділення в навколишнє середовище тепла, вологи, вуглекислоти, бактерій та деяких інших продуктів життєдіяльності) мікроклімат і якість повітряного середовища в замкнених приміщеннях погіршуються, внаслідок чого відбуваються зміни:
1) Фізичних якостей повітря – температура повітря підвищується на 5 - 7°С, відносна вологість збільшується до 80% і більше, зростає вміст пилу, з`являються неприємні запахи, зменшується кількість легких іонів, а важких, навпаки збільшується, що негативно позначається на фізіологічному стані організму;
2) Хімічних якостей повітря – зростає вміст вуглекислоти, а також недоокислених хімічних продуктів життєдіяльності ( аміак, сірководень, метан ). Багатьом з них властивий дратівливий та алергізуючий вплив на людину;
3) Біологічних якостей повітря – збільшується загальна кількість мікроорганізмів («мікробне число»), в тому числі патогенних, здатних викликати захворювання.
Санітарними показниками ( індикаторами ) забруднення повітря мікроорганізмами є наявність в ньому зеленіючого і гемолітичного стрептококів і стафілококів. Під час розмови, сміху, крику, співів, чхання, кашлю велика кількість патогенних мікроорганізмів (разом з слиною і сльозами) Виділяється з порожнини носоглотки і рота в навколишнє середовище. Частина з них через деякий час гине, частина може зберігати свою життєдіяльність. У вигляді аерозолю ( найдрібніших розпорошених частинок) мікроорганізми і слиз прилипають до поверхні предметів, підлоги, а при підсиханні разом з пилом знову піднімаються в повітря. Вдихаючи повітря, людина вдихає і патогенні організми – виникає захворювання (повітряно-краплинний і пиловий механізм передачі).
В більшості шкільних приміщень єдиними «винуватцями» денатуралізації повітряного середовища є учні. Ступінь їх впливу на мікроклімат і якість повітря залежить від віку, виду діяльності(інтенсивність обміну речовин і тепла, рухова активність та ін.), особистої гігієни (чистота тіла, одягу, взуття, культура поведінки тощо). «Перенаселення» класних кімнат, недостатнє провітрювання, неохайне утримання значно погіршують повітряне середовище.
Температура повітря в осінній і зимовий періоди в класних кімнатах, навчальних кабінетах, лабораторіях повинна становити 21, 18, 17 °С (відповідно до I, II – III, IV кліматичних районів), у майстернях з обробки металу і дерева, рекреаційних, спальних приміщеннях – 16 – 18; в спортивних залах – 15 -17; в роздягальнях при спортивному залі, вмивальнях, кабінеті лікаря – 23, 22, 21 в душових, - не нижче як 25°С . Зниження температури повітря в приміщеннях, де діяльність дітей пов`язана з фізичним напруженням, забезпечує кращу віддачу організмом тепла (профілактика перегрівання, швидкого розвитку втоми).
У шкільних будинках з панелей і блоків, з пористих бетонів з стрічковим заскленням, при яких витрати тепла приміщеннями зростають на 30 – 35 %, норму температури повітря взимку рекомендують збільшувати на 1 – 3 °С.
Встановлено параметри не тільки оптимальних температур повітря, а й їх коливань з метою загартування організму (табл. 6).
Відносна вологість повітря у приміщеннях школи не повинна виходити за межі 60 %, оптимальна вологість – 40%. Її підвищення без зміни інших показників мікроклімату і якості повітря може бути наслідком інтенсивного провітрювання приміщення у вологу погоду (дощ, сніг).
Швидкість руху повітря за гігієнічними нормами має становити 0,2 – 0,4 м/с.
Вміст вуглекислоти в повітрі навчальних приміщень має бути не більш як 0,1 %, в спальнях (тривале перебування дітей) – до 0, 07%. В атмосферному повітрі міститься 0,03% вуглекислоти. Збільшення її концентрації в 3 – 5 і більше разів нешкідливе для організму. Однак паралельно з цим підвищується звичайно температура, вологість, зростає «мікробне число» і т.д. Тому концентрація вуглекислоти розглядають як один з непрямих показників змін, що відбуваються в присутності людей. Повне уявлення про динаміку стану повітряного середовища в шкільних приміщеннях можна дістати, вивчаючи сукупності наведених вище показників протягом навчального дня з точним урахуванням факторів, які їх зумовлюють.
Про тепловий стан учнів роблять висновок за даними про їх теплове самопочуття та різницю температур шкіри відкритих і закритих одягом поверхонь тіла. Якщо більшість дітей під час опитування вказують на відчуття приємного тепла ( можуть бути інші відповіді – прохолодно, холодно, жарко, дуже жарко), а різниця температур шкіри лоба і грудей становить не більш як 1 градус, це свідчить про теплову рівновагу між організмом і навколишнім середовищем.
У боротьбі за чистоту повітря школа успішно використовує найновіші засоби санітарної техніки ( опалення, вентиляцію), відповідно до конкретних умов розробляє і реалізує заходи щодо дотримання суворого санітарного режиму.
Вентиляція – система санітарних засобів , які разом з опаленням використовують для забезпечення належного мікроклімату і якості повітряного середовища. Одним з гігієнічних критеріїв ефективності вентиляції є кратність обміну повітря між приміщеннями і атмосферою: відношення кількості повітря (в кубічних метрах). Яке надходить у приміщення за годину, до кубатури приміщення.
За даними спостережень, непомітним для учнів є 2,5 – 3-кратний обмін повітря, значне його збільшення може призвести до неприємного відчуття холоду.
Розрізняють природну та штучну вентиляцію (припливну і витяжну).
Природна вентиляціядіє внаслідок різниці температур внутрішнього і зовнішнього повітря, сила вітру і полягає в проникненні атмосферного повітря в приміщення (крізь пори стін, щілин в конструкціях будинку тощо). Для її посилання використовують кватирки, фрамуги, загальна площа яких, за гігієнічними нормами, повинна становити не менш як 1/50 площі підлоги. Забруднене повітря видаляється з приміщення системою витяжних каналів,які мають отвори поблизу стелі. Розташовані у внутрішніх (теплих) стінах, вони діють за принципом «природної тяги» - нагріте повітря піднімається по каналах вгору і виходить назовні. Витяжку посилюють, встановлюючи у вихідній частині каналів спеціальні прилади: дефлектори або вентилятори. Важливо, щоб з кожного приміщення, особливо з інтенсивним забрудненням повітря – лабораторна робота, майстерні, їдальня, санітарні вузли, витяжні канали виводились відокремлено від інших (щоб запобігти «перетіканню» забрудненого повітря через канали з одного приміщення в інше). Природна вентиляція не повністю забезпечує необхідну кратність обміну повітря.
Штучна припливна вентиляціяпередбачає організоване подання в приміщення атмосферного повітря централізованим або децентралізованим способом.
Централізовану припливну вентиляцію прийнято поєднувати з повітряним опаленням. За допомогою кондиціонерів у навчальні приміщення подають очищене атмосферне повітря з певною температурою і вологістю, які автоматично підтримуються на заданому рівні (600-800 м кубічних на годину). Нагріте повітря рухається під стелею по довжині класної кімнати, поступово опускається вниз в так звану робочу зону, де знаходяться учні, і обігріває приміщення.
Децентралізована припливна вентиляція передбачає подання в приміщення за допомогою розміщених під вікнами агрегатів не підігрітого атмосферного повітря (12 м кубічних на годину на одного учня при температурі не нижчій за + 15 °С). Повітря подають під кутом 45° до стелі широким струменем, який ніби припливає до неї і, поступово опускаючись вниз, не спричиняє охолодження робочої зони.
Чисте повітря, виходячи за межі навчальних приміщень, поліпшує повітряне середовище в шкільному будинку в цілому.
Штучно витяжна вентиляція на відміну від природної діє на механічній тязі. В класних кімнатах і навчальних кабінетах вона включається на перервах автоматично (разом з дзвоником). Використання цього типу вентиляції (двічі по 5 хв. На 15-ій і 30-ій хв. уроку) значно поліпшує якість повітря, але в холодну пору року учні і педагоги можуть скаржитись на переохолодження.
Порівняльна оцінка різних систем вентиляції показала, що при визначенні доцільності їх слід орієнтуватись на місцеві кліматичні умови. Так, в I – II кліматичних районах у холодну пору року доцільна централізована припливна вентиляція, в III – децентралізована з використанням не підігрітого атмосферного повітря, в IV – штучно витяжна вентиляція з режимом широкої аерації.
У лабораторії хімії, де в повітря можуть виділятися небезпечні для організму речовини, влаштовують спеціальні витяжні шафи, у приміщеннях майстерень, харчоблоку (кухні), вбиральнях – витяжну вентиляцію на механічній тязі.