Сколько кг воздуха вдыхает человек в сутки. Сколько литров воздуха вдыхает человек. мысли о том “ Сколько весит вдыхаемый нами за день воздух ”
Описание:
Расчет необходимого воздухообмена является достаточно сложной задачей. Несмотря на давность проблемы отечественные и зарубежные данные об оптимальном воздухообмене до сих пор противоречивы и нередко недостаточно обоснованы.
Сколько воздуха нужно человеку для комфорта?
4. СНиП 2.09.04-87 «Административные и бытовые здания».
5. ГН 2.1.6.1338-03 «Предельно-допустимые концентрации (ПДК) загрязняющих веществ в атмосферном воздухе населенных мест».
6. МГСН 4.10-97 «Здания банковских учреждений».
7. СНиП 31-05-2003 «Общественные здания административного назначения».
8. ГОСТ 30494-96 «Здания жилые и общественные. Параметры микроклимата в помещениях».
9. ASHRAE 62.1-2004, 62.1-2007 «Ventilation for Acceptable Indoor Air Quality».
10. Ventilation Systems. Edited by Hazim D. Awbi. London and New York. 2008.
11. А. Н. Селиверстов. Вентиляция фабрично-заводских помещений. Т.1. НКТП СССР. ОНТИ. – М, Госстройиздат, 1934.
12. Ю. Д. Губернский . Гигиенические аспекты обеспечения оптимальных условий внутренней среды жилых и общественных зданий. Автореферат докторской диссертации. – М., 1976.
13. О. В. Елисеева. К обоснованию ПДК двуокиси углерода в воздухе // Гигиена и санитария. – 1964. – № 8.
14. СП 2.5.1198-03 «Санитарные правила по организации пассажирских перевозок на железнодорожном транспорте».
15. Olli Seppa..nen. Tuottava toimisto 2005. Raportti b77. Loppuraportti 2005.
16. Adrie van der Luijt. Management CO2 levels cause office staff to switch off // Director of Finance online. 11.19.2007.
17. Справочник по теплоснабжению и вентиляции в гражданском строительстве. – Киев: Госстройиздат УССР, 1959.
6 – 60 литров в минуту
Чтобы определить, сколько воздуха потребляет человек, используют понятие легочная вентиляция. Она определяет, какое количество воздуха проходит через легкие за одну минуту. На такую величину влияет ряд факторов:
- Физические нагрузки
- Состояние организма
- Наличие болезней
Поскольку человек за сутки пребывает в состоянии спокойствия и в движении, то количество нужного ему воздуха будет каждый день разным. Есть средние показатели, согласно которым легочная вентиляция:
- При спокойствии, отсутствии каких-либо стрессов и физических нагрузок она будет 6 литров в минуту.
- Если изменить состояние, то изменится и результат. При легком физическом усилии, небольшой нагрузке (ходьба, приседания) – 20.
- В случае когда вы проделаете более тяжелую работу (упражнения с весом, вскапывание земли, колка дров), то результат увеличится и будет около 60 литров на минуту.
Воздухообмен в помещениях
При проектировании вентиляционных систем используют ряд рекомендаций. Так, средний объем легких у взрослого человека 4,5 л (0,0045 м3). В секунду производится один вдох. Исходя из этих данных, исследователи вывели норму потребления свежего воздуха. Для взрослого это 30 м3 на час, а ребенку достаточно двадцати.
В нормативных документах установлено, что на квадратный метр жилой площади нужно 3 м3 воздуха. Это усредненный показатель, ведь никто не сможет заранее сказать, сколько людей одновременно будут находиться в том или ином помещении.
Также следует заметить, что кроме подачи свежего воздуха, должна быть и система вывода углекислого газа. Она не одинакова для разных комнат. Так, на кухне она должна проводиться чаще. Такой процесс измеряется кратностью. Так в кухне она равна трем, а в жилых помещениях – 0,5-1. Также, есть таблицы норм, где указано, что норма потребления воздуха в кинотеатрах, где курение запрещено должна быть 40 м3 на человека, а в кафе и ресторанах, где можно курить – 60 кубических метров.
Главный компонент, который мы извлекаем из воздуха – это кислород.
- во время сна человеку нужно 15-20;
- если просто лежать – 20 – 25;
- для ходьбы — 30-40 л;
- при беге 120-150 л.
По сравнению с другими организмами, именно растущий и организм человека, работающего много физически, требуют намного большее количество кислорода. Интересная статистика: за один час человеком потребляется 15-20 литров кислорода; во время бодрствования, но когда человек просто лежит, количество поглощаемого кислорода возрастает на 30-35%; у спокойно идущего человека потребляется на 100% больше кислорода; спокойная и легкая работа приводит к увеличению поглощения человеком кислорода на 200%; тяжелая физическая работа требует значительного увеличения поглощаемого кислорода - от 600% и более (в зависимости от интенсивности работы).
Емкость легких человека
На емкость оказывает значительное влияние и активность его дыхательных процессов. Емкость легких у спортсменов превышает норму на 1-1,5 литра, а емкость легких у профессиональных пловцов может достигать и 6 литров. Соответственно, увеличение емкости легких уменьшает частоту дыхания и увеличивает глубину вдоха.У обычного человека (не спортсмена) частота дыхания составляет 14-18 вдохов, а у спортсмена - 6–10 в минуту. На протяжении одного полного цикла дыхания человеком вдыхается 400 - 600 кубических сантиметров воздуха, при этом соответственно им поглощается 16-24 сантиметров кубических кислорода и выделяется 14-21 сантиметров кубического углекислого газа.
Рабочий, который занимается тяжелым физическим трудом, при условии, что высокая интенсивность труда, за одну минуту поглощает около 500 кубических сантиметров кислорода. Однако этот же самый рабочий в спокойном состоянии, в стоячем положении за одну минуту поглощает не больше 300 кубических сантиметров кислорода.
Из всего сказанного можно сделать выводы, что на потребность человека в кислороде напрямую влияют такие факторы, как возраст, его образ жизни и интенсивность труда. И даже наличие непродолжительного недостатка кислорода пагубно влияет на жизнедеятельность человеческого организма.
Основное требование к вентиляционной системе - обеспечить необходимый уровень обмена воздуха в помещении при соблюдении определенных климатических параметров внутри помещения. Именно от объема обработанного вентиляционной системой воздуха зависит и ее стоимость и последующие эксплуатационные расходы. Для ответа на сей непраздный вопрос мы определимся, что будем пока рассматривать требования к жилым и административным помещениям, а вот многовариантные требования к промышленным помещениям оставим и рассмотрим отдельно.
Итак, во-первых, всем понятно, зачем вообще необходим свежий воздух внутри помещения - конечно, для дыхания. И вот, руководствуясь именно этой основной задачей, и можно определить необходимый объем приточного воздуха в помещении. Очевидно, что он будет зависеть от количества людей в помещении. Итак, принято считать, что на одного взрослого человека необходимо 30 м 3 /час, на ребенка можно и 20 м 3 /ч. Эта цифра была подобрана почти опытным путем и закреплена в соответствующих документах, регламентирующих проектирование вентиляционных систем. (Представьте, что у среднего взрослого человека объем легких 4,5 литра или 0,0045 м 3 , и дышит он не чаще 1 раза в секунду, да и то неполной грудью, - это всего 16,2 м 3 . Но есть еще время, которое отработанный воздух будет находиться в помещении. Трудно же представить, что каждый следующий вдох будет свежим воздухом.)
Для жилых помещений в нашей стране определена также норма в 3 м 3 на кв.метр жилой площади, и она не лишена смысла, ибо точно определить количество людей в комнате невозможно, и эта величина отталкивается от принятых норм жилой площади на одного человека. Стоит учесть также, что вентиляция кроме подачи свежего воздуха производит удаление отработанного, который содержит в себе все вредности, выделяемые внутри помещения - от радиоактивного радона до ядовитых испарений современных моющих средств (один комет со своим замечательным хлором чего стоит!). Затронув проблему загрязнения внутреннего воздуха, мы подошли к следующему параметру вентиляционных систем - КРАТНОСТИ. Нормативные требования сводятся к 0,5-1 кратному обмену в жилых помещениях, и 3-кратному на кухнях. Но заметьте, что расчет на кратность не учитывает количество людей и интенсивность загрязнения внутреннего воздуха, расчет на количество людей не учитывает объемы помещений и также выделение вредностей в них.
Очевидно, необходим более точный расчет, который учитывает и то и другое, а стало быть, и более точное описание помещений. Однако, опыт, заключенный в регламентирующих документах ни в коем случае не стоит отвергать. Замечено, что при кратности воздухообмена в помещении менее 0,5 - человек ощущает духоту в жилом помещении, а в рабочем офисе рекомендуется кратность уже от 3 до 8. Ниже приведены рекомендованные значения рассмотренных параметров стандарту ASHRAE, DIN 1946, уважаемом во всем мире для определения объема вентиляции V.
Кратность воздухообмена. Объем V=s*Vp , где s- кратность, Vp - объем помещения.
Таблица 1.
Расчет на количество людей в помещении.
Объем вентиляции V =s s* Vi , гдеs s- количество человек, Vi - норма наружного воздуха на одного человека
Таблица 2.
Обратите внимание на значения в табл. 1 и табл. 2. Если принимать значения в табл.1 за основу, то, получается, они приводят к гораздо большему объему вентиляции, нежели тот, который бы получился при расчете от значений Vi по табл.2. Ну, например, офис - среднее рекомендованное значение воздухообмена 5,5 крат. Предположим, что в помещении площадью 100 м 2 и высоте потолков 3 м работают около 10 человек (10 м 2 на человека - достаточно плотно, при учете всей площади офиса). Тогда, отталкиваясь от расчета по табл.2, необходимый объем вентиляции 10*40 = 400 м 3 /час, а если отталкиваться от рекомендаций по табл.1, то получается 100*3*5,5 = 1750 м 3 /час - ничего себе разница! Но, что интересно, никакого парадокса здесь нет. Все дело в том, что рекомендации по табл. 1 основаны на основе усредненного учета всех параметров внутренней среды помещения, определяющих комфортные условия для находящихся там людей. Об этом мы говорили выше - температура, влажность, запахи, движение воздуха, температура ограждений (стен, потолка и т.п.).
Мой поиск по Инету дал из разных источников такие данные: среднее потребление человеком воздуха - 0,5-1 кубометра в час.
Однако!!!
Эти данные взяты для случая уноса углекислого газа от человека, т.е. как бы - на свежем воздухе, и поэтому к расчетам по проветриванию помещений эти цифры не имеют ни малейшего отношения.
Придумался подход, который поможет определить потребности жилищ в проветривании, ибо СНиПам и продавцам счастья я не верю.
Коротко: кислород - полезный газ, СО2 - вредный. Надо по каждому из них определить, рассчитать потребность в проветривании (кубометров воздуха в час на человека), а потом выбрать максимальную цифру из двух. Она и будет обоснованной цифрой по воздухообмену в жилищах.
Такую методику я нашел в этой статье:
Углекислый газ - главная причина для проветривания:
"Если провести небольшой расчет, то выясняется следующее.
Например в комнате 33 м3, находится 10 человек. 10 человек выдыхают в час приблизительно (10Х25) 250 литров углекислого газа. В результате уровень углекислого газа за 21 минуту вырастет в два раза, а уровень кислорода упадет за тот же промежуток времени на доли процента."
...
"В нашей стране исследования о влиянии углекислого газа на человека. проводились еще в 60-е годы. О.В. Елисеева, использовавшая методы пневмографии, реовазографии и электроэнцефалографии, в статье « К обоснованию ПДК двуокиси углерода в воздухе» в журнале Гигиена и санитария. – 1964. – № 8., пришла к следующим выводам:
- Кратковременное вдыхание здоровыми людьми двуокиси углерода в концентрациях 0,5 и 0,1% вызывает отчетливые сдвиги в функции внешнего дыхания, кровообращения и электрической активности головного мозга.
- Изменения в указанных функциях выражены в большей степени при действии СО2 в концентрации 0,5%.
- Полученные данные позволяют заключить, что концентрация СО2 в воздухе жилых и общественных зданий не должна превышать 0,1% независимо от источника, среднее же содержание СО2 не должно превышать 0,05%."
Предположим, что во сне - 10 литров СО2 в час, а в активном состоянии - 30л/час (небольшая, домашняя активность).
Попробуем отсюда вытащить потребности в проветривании во время сна в помещении.
Предположим у нас есть герметичная комната - 20 кв. метров (= 50 кубометров). Если, например, в ней перед сном хорошо проветрить, то концентрация СО2 будет 0,04%. После 8-ми часов сна человека, он выдохнет 0,08 кубометра СО2, что составит 0,16%, а в комнате к утру станет 0,2% СО2 (0,16%+0,04%), что превышает допустимое значение в 2 раза, но предположительно - не смертельно.
Т.е., во время сна воздухообмен должен быть никак не меньше, чем 50/8=6,25 кубометров в час. А для здорового сна - примерно 15 кубометров в час.
Определим потребность в проветривании по СО2 в процессе бодрствования (выдох - 30 литров СО2 в час).
При объеме герметичной комнаты 50м3 один час дыхания добавит к концентрации СО2 0,06%. В сумме с начальной концентрацией (0,04%+0,06%) - 0,1%. Т.е. свежего воздуха хватит только на час.
Таким образом (по СО2) воздухообмен в режиме активной домашней деятельности должен составлять 50 кубов в час на одного человека (при максимальном содержании СО2 - 0,1%, т.к. среднее значение "по больнице" здесь не годится).
Наверное, надо искать и покупать измеритель СО2 и потихоньку разбираться что творится в квартире и на даче...
Например, Смарт-2C02 (спасибо за наводку -
