Предельно допустимое содержание углекислого газа в воздухе помещений жилых и общественных зданий

О проблеме превышения содержания углекислого газа в воздухе помещений говорят все чаще в последние 20 лет. Выходят новые исследования и публикуются новые данные. Поспевают ли за ними строительные нормы для зданий, в которых мы живем и работаем?

Самочувствие и работоспособность человека тесно связаны с качеством воздуха там, где он трудится и отдыхает. А качество воздуха можно определить по концентрации углекислого газа СО2.

Почему именно СО2?

• Этот газ есть везде, где есть люди.
• Концентрация углекислого газа в помещении напрямую зависит от процессов жизнедеятельности человека – ведь мы его выдыхаем.
• Превышение уровня углекислого газа вредно для состояния организма человека, поэтому за ним необходимо следить.
• Рост концентрации СО2 однозначно свидетельствует о проблемах с вентиляцией.
• Чем хуже вентиляция, тем больше загрязнителей концентрируется в воздухе. Поэтому рост содержания углекислого газа в помещении – признак того, что качество воздуха снижается.

В последние годы в профессиональных сообществах врачей и проектировщиков зданий появляются предложения пересмотреть методику определения качества воздуха и расширить перечень измеряемых веществ. Но пока ничего нагляднее изменения уровня CO2 не нашли.

Как узнать, является ли приемлемым уровень углекислого газа в помещении? Специалисты предлагают перечни нормативов, причем для зданий разных назначений они будут различными.

Нормы углекислого газа в жилых помещениях

Проектировщики многоквартирных и частных домов берут за основу ГОСТ 30494-2011 под названием «Здания жилые и общественные. Параметры микроклимата в помещениях». Этот документ оптимальным для здоровья человека уровнем CO2 считает 800 – 1 000 ppm. Отметка на уровне 1 400 ppm – предел допустимого содержания углекислого газа в помещении. Если его больше, то качество воздуха считается низким.

Однако уже 1 000 ppm не признается вариантом нормы целым рядом исследований, посвященных зависимости состояния организма от уровня CO2. Их данные свидетельствует о том, что на отметке 1 000 ppm больше половины испытуемых ощущают последствия ухудшения микроклимата: учащение пульса, головную боль, усталость и, конечно, пресловутое «нечем дышать».

Физиологи нормальным уровнем CO2 считают 600 – 800 ppm.

Хотя некоторые единичные жалобы на духоту возможны и при указанной концентрации.

Выходит, что строительные нормативы уровня СО2 вступают в противоречие с выводами исследователей-физиологов. В последние годы именно со стороны последних все громче раздаются призывы обновить допустимые пределы, но пока дальше призывов дело не идет. Чем ниже норма СО2, на которую ориентируются строители, тем дешевле обходится устройство вентиляции. А расплачиваться за это приходится тем, кто вынужден решать проблему вентилирования квартиры самостоятельно.

Нормы углекислого газа в школах

Чем больше углекислого газа в воздухе, тем сложнее сосредоточиться и справиться с учебной нагрузкой. Зная об этом, власти США рекомендуют школам поддерживать уровень СО2 не выше 600 ppm. В России отметка чуть выше: уже упомянутый ГОСТ считает оптимальным для детских учреждений 800 ppm и менее. Однако на практике не только американский, но и российский рекомендуемый уровень – голубая мечта для большинства школ.

Один из наших экспериментов в школе показал: больше половины учебного времени количество углекислого газа в воздухе превышает 1 500 ppm, а иногда приближается к 2 500 ppm! В таких условиях невозможно сосредоточиться, способность к восприятию информации критически снижается. Другие вероятные симптомы переизбытка СО2: гипервентиляция, потливость, воспаление глаз, заложенность носа, затрудненное дыхание.

Почему так происходит? Кабинеты редко проветриваются, потому что открытое окно – это простывшие дети и шум с улицы. Даже если школьное здание оснащено мощной центральной вентиляцией, она, как правило, либо шумная, либо устаревшая. Зато окна в большинстве школ современные – пластиковые, герметичные, не пропускающие воздух. При численности класса 25 человек в кабинете площадью 50–60 м2 c закрытым окном углекислый газ в воздухе подскакивает на 800 ppm за каких-то полчаса.

Нормы углекислого газа в офисах

В офисах наблюдаются те же проблемы, что и в школах: повышенная концентрация СО2 мешает сосредоточиться. Ошибки множатся, и производительность труда падает.

Нормативы содержания углекислого газа в воздухе для офисов в целом те же, что для квартир и домов: приемлемым считается 800 – 1 400 ppm. Однако, как мы уже выяснили, уже 1 000 ppm доставляет дискомфорт каждому второму.

К сожалению, во многих офисах проблема никак не решается. Где-то просто ничего о ней не знают, где-то ее сознательно игнорирует руководство, а где-то – пытается решить при помощи кондиционера. Струя прохладного воздуха действительно создает кратковременную иллюзию комфорта, однако углекислый газ никуда не исчезает и продолжает делать свое «черное дело».

Может быть и так, что офисное помещение построено с соблюдением всех нормативов, но эксплуатируется с нарушениями. Например, плотность размещения сотрудников слишком велика. Согласно строительным правилам, на одного человека должно приходиться от 4 до 6,5 м2 площади. Если сотрудников больше, то и углекислый газ в воздухе накапливается быстрее.

Выводы и выходы

Проблема с вентиляцией наиболее остро стоит в квартирах, офисных зданиях и детских учреждениях. Тому есть две причины:

1. Расхождение между строительными нормативами и санитарно-гигиеническими рекомендациями.

Первые гласят: не выше 1 400 ppm CO2, вторые предупреждают: это слишком много.

2. Несоблюдение нормативов при возведении, реконструкции или эксплуатации здания.

Самый простой пример – установка пластиковых окон, которые не пропускают уличный воздух и усугубляют тем самым ситуацию с накоплением углекислого газа в помещении.

Какой бы ни была причина, выход один: нужно обеспечить постоянный приток свежего воздуха, который будет вытеснять CO2.

Нет необходимости перестраивать всю вентиляционную систему, достаточно будет компактной приточной вентиляции. Она, кстати, еще и очищает входящий воздух и подогревает его до комнатной температуры. Другими словами, повышает качество воздуха сразу по трем направлениям: уменьшение уровня углекислого газа, очистка и поддержание температурного режима.

• Robertson, D. S. Health effects of increase in concentration of carbon dioxide in the atmosphere // Current Science, 2006. – Vol. 90. – Issue 12.
• СП 44.13330.2011 Административные и бытовые здания.

ПДК вредных веществ в атмосферном воздухе

Что же такое ПДК вредных веществ? ПДК – это предельно допустимая концентрация химических элементов и их соединений в воздухе, которая не вызывает негативных последствий у живых организмов. Нормативы предельно допустимых концентраций вредных веществ утверждаются в законодательном порядке и контролируются санитарно-эпидемиологическими службами (в России – Роспотребнадзором) при помощи токсикологических исследований. ПДК каждого опасного для здоровья вещества входит в ГОСТы, соблюдение которых является обязательным. В случае нарушения норм ПДК каким-либо предприятием на него налагают штраф или вовсе закрывают. Предельно допустимая концентрация устанавливается для людей, которые наиболее подвержены влиянию химикатов (детей, пожилых людей, людей с заболеваниями дыхательной системы и т.д.). Величина ПДК для воздуха измеряется в мг/м3, также предельно допустимая концентрация существует для воды, почвы и продуктов питания.

ПДК вредных веществ в атмосферном воздухе бывает разная:

• ПДКМР – максимальная разовая концентрация вещества. Она не должна влиять на живые организмы в течение 20–30 минут.
• ПДКСС – среднесуточная концентрация. Эта ПДК не должна оказывать отрицательного воздействия на живые организмы в течение неопределенно долгого времени.

Классы опасности веществ

По степени воздействия на организм вредные вещества подразделяются на четыре класса опасности. Для каждого класса опасности установлена своя ПДК. Выделяют следующие классы опасности веществ в атмосферном воздухе:

• вещества чрезвычайно опасные (ПДК менее 0,1 мг/м3);
• вещества высокоопасные (ПДК 0,1–1 мг/м3);
• вещества умеренно опасные (ПДК 1,1–10 мг/м3);
• вещества малоопасные (ПДК более 10 мг/м3).

Также существует классификация вредных веществ по эффекту воздействия на живой организм. При этом некоторые вещества относятся сразу к нескольким классам:

• Общетоксические – вещества, вызывающие отравление организма в целом. При их воздействии наблюдаются судороги, расстройства нервной системы, паралич.
• Раздражающие – вещества, поражающие кожу, слизистую оболочку дыхательных путей, легких, глаз, носоглотки. Длительное воздействие приводит к нарушениям дыхания, интоксикации и летальному исходу.
• Сенсибилизаторы – химикаты, вызывающие аллергическую реакцию.
• Канцерогены – одна из самых опасных групп веществ, провоцирующая возникновение онкологических заболеваний.
• Мутагены – вещества, изменяющие генотип человека. Они снижают сопротивляемость организма к заболеваниям, вызывают раннее старение и могут сказаться на здоровье потомства.
• Влияющие на репродуктивное здоровье – вещества, вызывающие отклонения в развитии у потомства (необязательно в первом поколении).

Ниже приведена таблица ПДК некоторых вредных веществ в атмосферном воздухе, установленной в Российской Федерации:

Оксид углерода (СО)

Еще одно название оксида углерода, угарный газ, знакомо нам с малых лет. Он часто встречается в быту – например, СО выделяется из-за неисправностей газовых колонок и кухонных плит. Для отравления этим газом нужна совсем небольшая его концентрация. У оксида углерода нет цвета и запаха, что делает его еще опаснее. Интоксикация происходит стремительно, человек может потерять сознание в считанные секунды. Несмотря на то, что класс опасности оксида углерода – четвертый, его воздействие приводит к летальному исходу буквально за несколько минут. Почувствовав трудности с дыханием, головную боль, отсутствие концентрации, снижение слуха и зрения, необходимо по возможности открыть все окна и двери и как можно быстрее покинуть помещение.

Аммиак (NH3)

Аммиак – бесцветный газ с резким, едким запахом. Большинству он известен в качестве десятипроцентного водного раствора – нашатырного спирта. Несмотря на то, что вдыхание паров аммиака имеет возбуждающее действие и помогает при обмороках, с этим газом следует быть осторожнее. Аммиак раздражает слизистую оболочку глаз, вызывает удушье, а при высокой концентрации приводит к ожогам роговицы и слепоте, поражает нервную систему вплоть до необратимых изменений, снижает когнитивные функции мозга, провоцирует возникновение галлюцинаций.

Ксилол (C8H10)

Ксилол относится к третьему классу опасности, он способен вызвать острые и хронические поражения кроветворных органов. Ксилол – это жидкость без цвета, но с характерным запахом, которая применяется как органический растворитель для изготовления пластмассы, лаков, красок, строительного клея. В малых концентрациях ксилол никак не вредит человеку, однако при длительном вдыхании паров ксилола появляется наркотическая зависимость. Также ксилол поражает нервную систему, вызывает раздражение кожного покрова и слизистой глаз.

Оксид азота (NO)

Оксид азота – токсичный бесцветный газ. Он не раздражает дыхательные пути, поэтому человеку сложно его почувствовать. NO взаимодействует с гемоглобином и образует метгемоглобин, который блокирует дыхательные пути и вызывает кислородное голодание. Взаимодействуя с кислородом, газ превращается в диоксид азота (NO2).

Диоксид серы (SO2)

Диоксид серы, или сернистый газ, отличается характерным запахом, похожим на запах горящей спички. Вдыхание SO2 даже в небольшой концентрации может привести к воспалению дыхательных путей, вызвать кашель, насморк и хрипоту. Длительное воздействие провоцирует возникновение дефектов речи, чувства нехватки воздуха, отека легких. Также возможно поражение легочной ткани, но оно проявляется только спустя несколько дней после воздействия. Люди с заболеваниями дыхательной системы, например астматики, наиболее тяжело переносят влияние SO2.

Толуол (C7H8)

Толуол проникает в организм человека не только через органы дыхания, но и через кожу. Симптомы отравления толуолом – раздражение слизистой оболочки глаз, заторможенность, нарушения работы вестибулярного аппарата, галлюцинации. Также толуол крайне пожароопасен и обладает наркотическим воздействием. До 1998 года он входил в состав клея «Момент» и до сих пор содержится в некоторых растворителях для лаков и красок.

Сероводород (H2S)

Сероводород – бесцветный газ с запахом, напоминающим тухлые яйца. Будучи очень токсичным, H2S воздействует в первую очередь на нервную систему, вызывает сильные головные боли, судороги и может привести к коме. Смертельная концентрация сероводорода составляет примерно 1 000 мг/м3. При концентрации от 6 мг/м3 начинаются головные боли, головокружения и тошнота.

Хлор (Cl2)

Хлор в виде газа имеет желто-зеленый цвет и острый раздражающий запах. Одни из первых симптомов отравления хлором – покраснение глаз, приступы кашля, боль в груди, повышение температуры тела. Возможно развитие бронхопневмонии, бронхита. Будучи сильным канцерогеном, хлор провоцирует возникновение раковых опухолей и туберкулеза. При высокой концентрации летальный исход может наступить после нескольких вдохов.

Формальдегид (HCOH)

Содержание формальдегида в воздухе особенно повышено в больших городах, поскольку он является продуктом горения топлива автотранспорта. Также выбросы формальдегида происходят на химических, кожевенных и деревообрабатывающих предприятиях. Он отрицательно воздействует на генетический материал, репродуктивную и дыхательную системы, печень, почки. Отравление начинается с возрастающего поражения нервной системы – с головокружения, чувства страха, дрожи, неровной походки и т.д. Формальдегид официально признан канцерогеном, однако также обладает аллергенным, мутагенным и сенсибилизирующим действием.

Диоксид азота (NO2)

Диоксид азота – ядовитый газ красно-бурого цвета с характерным острым запахом. Образуется он в результате сгорания автомобильного топлива, деятельности ТЭЦ и промышленных предприятий. На начальном этапе воздействия диоксид азота нарушает работу верхних дыхательных путей, а впоследствии способен вызвать бронхит, воспаление или отек легких. Наиболее опасен этот газ для людей, страдающих бронхиальной астмой и другими легочными заболеваниями. Из-за цвета диоксида азота его выбросы называют «лисьим хвостом». С лисой этот газ связывает не только цвет, но еще и хитрость: чтобы «спрятаться» от людей, он ухудшает обоняние и зрение, поэтому его не так-то просто обнаружить.

Фенол (C6H5OH)

Фенол – один из промышленных загрязнителей, который губителен для животных и человека. При вдыхании паров фенола возникает упадок сил, тошнота, головокружение. Фенол негативно влияет на нервную и дыхательные системы, а также на почки, печень и т.д. Использование фенола часто приводит к плачевным последствиям. В семидесятых годах в СССР его использовали при строительстве жилых домов. Люди, жившие в «фенольных домах», жаловались на плохое самочувствие, аллергию, возникновение онкологических заболеваний и на другие недуги. Хотя фенол-формальдегидные смолы используются при изготовлении мебели, строительных материалов и многого другого, недобросовестные производители могут превышать допустимую норму или применять некачественные химикаты.

Бензол (C6H6)

Бензол – опасный канцероген. При отравлениях парами бензола у человека наблюдается головная боль, тошнота, перепады настроения, нарушения сердечного ритма, иногда – обмороки. Постоянное воздействие бензола на организм проявляется усталостью, расстройством сна, нарушениями функций костного мозга, лейкозом, анемией. Зачастую первый признак отравления бензолом – эйфория, так как вдыхание его паров имеет наркотический эффект. Данное химическое соединение входит в состав бензина, используется для производства пластмасс, красителей, синтетической резины.

Озон (O3)

Этот газ с характерным запахом, при высоких концентрациях имеющий голубой цвет, защищает нас от ультрафиолетового солнечного излучения. Озон является природным антисептиком, обеззараживает воду и воздух. Еще в пользу озона говорит то, что воздух после грозы, насыщенный озоном, кажется нам свежим и бодрящим. К сожалению, озон вызывает крайне неприятные последствия. Он усугубляет аллергию, обостряет сердечные заболевания, снижает иммунитет и вызывает нарушения дыхания. Озон действует медленно, но крайне губительно в долгосрочной перспективе – особенно опасен данный газ для детей, пожилых людей и астматиков.

Свинец (Pb)

Загрязнение окружающей среды свинцом происходит из-за промышленной деятельности: цветной металлургии, производства аккумуляторов, консервной промышленности. Класс опасности свинца – первый, а значит, он крайне опасен для организма человека. Отравление свинцом проявляется не моментально. Это коварное вещество остается в организме надолго, накапливаясь в костях и тканях. Свинец нарушает функции сердечно-сосудистой и кровеносной систем, слухового аппарата, а также приводит к снижению интеллектуальных способностей. Первые симптомы схожи с признаками сильного переутомления – вялость, головокружение, плохое настроение и т.д. Если своевременно не обратиться к врачу за помощью, симптомы будут только усугубляться. При длительном воздействии свинца на организм у человека появляются судороги, боль в мышцах, дефекты речи. Тяжелое отравление может привести к параличу, коме и смерти.

Как обезопасить себя от вредных веществ

Экология современного мира такова, что полностью избавиться от вредных веществ мы не можем. Тем не менее в наших силах снизить риск отравления ими к минимуму. Выполняя следующие рекомендации, Вы сможете защитить себя от вредных примесей в воздухе:

• Если окна в Вашем доме выходят на улицу с активным движением автотранспорта либо на промышленное предприятие, помещение необходимо правильно проветривать. Открытые окна, впуская опасные газы, лишь ухудшают «погоду в доме». В такой ситуации поможет бризер: система фильтрации устройства будет очищать воздух от вредных веществ, поступающих с улицы.
• Во время отпуска или на выходных лучше всего выбираться на природу, в места, где есть горы, леса и чистые водоемы. Чистый, свежий воздух благотворно влияет на иммунитет и здоровье.
• Многие считают, что справляться с вредными веществами в воздухе помогают комнатные растения. Но это не совсем так. Хотя они поглощают углекислый газ и некоторые другие вещества, их очистительные способности сильно преувеличены. Если Вы хотите организовать здоровый микроклимат у себя дома, поможет очиститель воздуха.

Дышать чистым воздухом в современном мегаполисе – возможно! Главное – соблюдать меры предосторожности и при появлении подозрительных симптомов обратиться к врачу. Будьте здоровы!

Углекислый газ — результат дыхательных процессов каждого живого существа на земле. Человек выдыхает его, растения используют для фотосинтеза. В замкнутых (не проветриваемых) помещениях наличие большого количества людей ускоряет процесс насыщения углекислотой. Высокий процент содержания углекислоты влияет на работоспособность и состояние организма.

Причины повышения в помещении

Причиной появления углекислоты в городах могут стать ТЭЦ и котельные. Кроме газов, поступающих через окна, большое количество диоксида углерода образуют курильщики и газовые плиты.

Такая проблема чаще встречается в домах, где находится много людей, а также в слабо проветриваемых комнатах. Школы, спортзалы, офисы — не исключение. Каждый человек в процессе дыхания образует двуокись углерода, именно поэтому воздух должен регулярно обновляться.

За 1 час взрослый человек образует около 20 л. диоксида углерода. За сутки через легкие проходит около 0,5 кубических метров CO2. При активных физических нагрузках показатель увеличивается до 35 л. в час.

Обьем выдыхаемой углекислоты:

• Сон ∼ 18 л./час
• Отдых и легкая работа ∼ 20 л./час
• Обычная работа ∼ 25 л./час
• Тяжелая работа ∼ 35 л./час

Чтобы избежать чрезмерного накопления CO2 в замкнутых пространствах, необходимы вытяжки и регулярное проветривание комнаты. Кто-то совсем не обращает внимания на вентиляцию в своей квартире, со временем решетка засоряется и не может обеспечить квартиру свежим воздухом.

Во время проведения регулярных проверок, значение на улицах России в среднем не опускалось ниже 450 ppm. Превышение углекислого газа в городах объясняется выхлопами транспорта, а также выбросами котельных и промышленности. В школах нормы превышены, и показатель составляет в среднем 1500ppm.

Неудивительно, ведь много детей в одном месте создают активный поток углекислоты. В офисах такая же ситуация, как и во многих школах, много работников в одном месте, отсутствие вытяжки и пренебрежение проветриванием.

Нормы в помещениях

Газ СО2 присутствует везде, где находятся люди. Концентрация характеризуется обозначением ppm (ppm — parts per million). Согласно документу «Здания жилые и общественные. Параметры микроклимата в помещениях», ГОСТу 30494-2011, санитарная норма углекислого газа в помещении колеблется от 600 ppm до 1000 ppm (максимально допустимая отметка — 1500 ppm).

В школах придерживаются других норм, оптимальной отметкой считается 600. Однако, не во всех учебных заведениях соблюдают эти нормы. Недавние эксперименты по всей России показали, что в среднем показатель колеблется от 1500 до 2500 единиц измерений, что является недопустимым.

Рассмотрим пример, в закрытой аудитории сидят 25 студентов и преподаватель. За полтора часа (1 час 20 минут ± 10 минут на перемены) 26 человек выдохнут 0,78 м3 углекислоты в аудиторию (0,02 м3/ч на 1 человека). Объем аудитории возьмем, к примеру, равным 280 м3. В процентном соотношении вычислим объем занимаемый газом CO2 — 0,2786 %. Переведя в количество частей на миллион получим 2786 ppm.

Результатом таких пренебрежений может стать плохая успеваемость и упадок сил. Чтобы узнать, что в школе превышено содержание, обратите внимание на здоровье ребенка. Если он чихает и болеет чаще, чем обычно, то необходимо узнать о качестве воздуха в учебном заведении.

Для офисов существуют свои правила. Предельно допустимая концентрация углекислого газа в помещении — 1500ppm. В офисах проблема актуальна в течение всего года, но особенно опасна во время зимы. В это время окна открываются на проветривание редко, а концентрация не уменьшается.

Приведем нормы концентрации:

• 400ppm = 0,04 % — за городом;
• 600ppm= 0,06 % — дом, жилое помещение;
• 1000ppm = 0,1 % — в офисе, производственном зале.

Установлено, что качество воздуха в спальне влияет на сон прямым образом. Воздух важен для сна больше, чем продолжительность.

Последствия повышенного содержания в помещении

Обращать внимание на проблему стоит при первых признаках. Первый симптом — ощущение жары. Ощущение духоты говорит о том, что содержание диоксида углерода в воздухе уже превышено.

Когда концентрация двуокиси углерода в комнате превышена, человек чувствует себя уставшим. СО2 в доме может послужить причиной головных болей и слабости. При особо высоком содержании становится токсическим.

Высокая концентрация углекислого газа в воздухе может оказывать негативное действие на человека и стать причиной патогенеза. Первый признак, что содержание превышено — усталость и вялость. Симптоматические признаки приведены в соответствии с показателями приборов.

• < 600 — хорошие показатели, отличное самочувствие и бодрость;
• 600 — 1000 — средний показатель, возникают жалобы на несвежий воздух;
• 1000 — 2500 — ощущается вялость, духота;
• 2500 — 5000 — воздух низкого качества, повышенная вялость, понижение внимания;
• 30000 – небольшое отравление, повышается пульс и увеличивается частота дыхания;
• 50000 – добавляются сильные головные боли, рвотные рефлексы, понижение восприятия окружающей действительности;
• 100000 – потеря сознания и смерть.

Понижение и контроль над концентрацией в помещениях

Не стоит бороться с повышенной концентрацией диоксида углерода методами установки кондиционера. Кондиционеры и вентиляторы только охлаждают воздух, но не уменьшают концентрацию CO2. Если вы все же решите использовать кондиционер, то обязательно открывайте окна на проветривание.

Чтобы работники чувствовали себя хорошо, а работа приносила удовольствие, за показателями содержания углекислоты в воздухе нужно следить. Это в дальнейшем окажет положительное влияние на результаты работы. Для мониторинга концентрации используются измерители CO2.

Анализатор углекислого газа

Существуют датчики и газоанализаторы, которые помогут зафиксировать результаты с минимальной погрешностью. Их приобретение поможет вам с контролем над концентрацией двуокиси углерода.

Заключение

Важно следить за показателями углекислого газа. Большие концентрации углекислого газа в воздухе оказывают негативное влияние на здоровье. Высокие доли содержания диоксида углерода вредны. Вместе с повышенной концентрацией двуокиси углерода повышается давление, и ухудшается самочувствие. Старайтесь в помещении не превышать 1500 ppm, чтобы исключить проблемы со здоровьем и препятствовать возникновению аллергии.

Все чаще говорят о том, что повышенное содержание углекислого газа в воздухе негативно влияет на самочувствие человека. Но как определить качество воздуха? Какие меры принять по его улучшению? Какая вообще допустимая норма СО2 в помещении? Расскажем об этом, и начнем с того, как влияет углекислый газ на человеческий организм и чем он опасен.

• Чем опасен для человека углекислый газ
• Влияние углекислого газа
• Симптомы воздействия углекислого газа
• В каких случаях необходим контроль уровня углекислого газа
• Нормы углекислого газа в жилых помещениях
• Выводы

Чем опасен для человека углекислый газ

Мы вдыхаем кислород, а выдыхаем углекислый газ, и это общеизвестно. За 1 час взрослый человек без физических нагрузок потребляет около 25 литров кислорода и выделяет примерно 22 литра углекислого газа, а во время тренировок, активных движений это количество возрастает до 36 литров. Воздух, который мы выдыхаем, содержит в 100 раз больше этого компонента, чем тот, что содержится в атмосфере. Однако многие не задумываются о том, что СО2 накапливается в помещении с недостаточной вентиляцией, изменяя состав и качество воздуха. По сути, это побочный продукт нашей жизнедеятельности, а мы, находясь в закрытом помещении, вынуждены вдыхать его повторно. Загрязненный воздух провоцирует ухудшение самочувствия у людей. Самые распространенные «симптомы» — сонливость, апатия, потеря концентрации, головная боль.

Влияние углекислого газа

ОЕМ-сенсоры СО2 для производителей датчиков

Углекислый газ является неотъемлемой частью воздушной смеси, но его концентрация на улице не высока – всего около 400-450ppm (миллионные доли, parts per million), что соответствует 0,04% объемной концентрации. Чем больше промышленных предприятий расположено в жилом районе, тем выше будет концентрация загрязняющих веществ и углекислого газа. Поэтому для таких районов характерны повышенные нормы, а для зон с благоприятной экологической обстановкой – наоборот, пониженные. Норма уровня СО2 в помещении превышает уличные значения примерно в 1,5 раза, то есть до 600ppm.

Концентрация в 800ppm уже считается небезопасной, а при 1000ppm, то есть 0,1% объемной концентрации, возникают первые признаки «отравления» (беспричинная вялость, затрудненное дыхание). Однако и эти значения все еще входят в норму: превышением по санитарным нормативам считается уровень выше 1400ppm. При таких показателях уже трудно концентрироваться на выполнении заданий, если человек на работе, и трудно нормально засыпать, если речь идет об отдыхе дома.

Критические величины – более 3000ppm (0,3%). В этом случае быстро развиваются признаки кислородного голодания, тошнит, учащается пульс.

Симптомы воздействия углекислого газа

О том, что нормы СО2 в помещении (ppm) действительно влияют на самочувствие учащихся, проживающих и работающих, свидетельствуют многочисленные исследования, проводившиеся в странах Азии и Европы. Среди них:

• Индийские ученые из Калькутты определили, что СО2 – опасный токсин, в повышенной концентрации приводящий к биохимическим изменениям вплоть до клеточных мембран, а также провоцирующий ацидоз. Исследовали около 600 человек из промышленных районов и пригорода, и выяснили, что у тех, кто живет в загазованной атмосфере, в среднем на 60% выше уровень бикарбоната в сыворотке крови.
• Ученые Робертсон из Великобритании рассчитал, что неблагоприятные изменения в человеческом организме начинаются уже при содержании СО2 в пределах 426 ppm. Более существенные превышения провоцируют кратковременное перевозбуждение, непрекращающееся беспокойство и снижение желания проявлять физическую активность.
• Группа ученых из Финляндии во главе с Olli Seppanen задействовали в своем эксперименте более 30 тысяч человек и обнаружили, что в тех офисах, где концентрация углекислого газа не превышает 800ppm, люди работают с большей концентрацией внимания, реже жалуются на головную бол и меньше болеют респираторными инфекциями.
• В Италии ученые (члены Европейской комиссией DG SANCO в рамках программы «Health Effects of School Environment»), исследовали влияние СО2 на детей (эксперимент проводился в 2006 году) и выявили, что при превышении уровня в 1000ppm у детей в 2 раза выше риск появления ринита, а сухой кашель возникает в 3,5 раза чаще. Дети, которые долго находятся в загазованных помещениях, имеют более уязвимую носоглотку.
• Корейские специалисты исследовали связь между астмой и концентрацией углекислого газа в квартирах, где живут больные дети. Выяснилось, что содержание СО2 напрямую влияет на количество приступов.
• Аудиторская группа «KPMG» (Нидерланды) и ученые из Мидлсекского университетом (Великобритания) и провели эксперимент среди добровольцев – сотрудников офиса. Они доказали, что при превышении уровня в 800ppm внимательность снижалась на 30%, на уровне 1000ppm у людей начинались головные боли, Когда уровень достиг 1500ppm, то у большинства (80%) появилась усталость, а при 2000ppm 60% работников не смогли сосредоточиться на своих обычных действиях.

Все эти исследования так или иначе подтверждают: духота, головокружения, падение работоспособности и прочие симптомы общих недомоганий возникают не от недостатка О2, а от избытка СО2.

В каких случаях необходим контроль уровня углекислого газа

Существует 4 класса качества воздуха (согласно ГОСТ Р ЕН 13779):

• IDA 1 или высокое качество, менее 400ppm
• IDA 2 или среднее качество, около 400-600ppm
• IDA 3 или приемлемое, от 600ppm до 1000ppm
• IDA 4 или низкое, свыше 1000ppm

Комнатный датчик CO2 — eSENSE Disp

Невозможно уменьшить выделение углекислого газа: он образуется при дыхании, поступает с улицы (особенно если окна выходят на автомобильную трассу), выделяется при горении камина, при работе газовой плиты, котла или колонки.

Однако можно контролировать количество СО2 в помещении с помощью специальных датчиков и своевременно обеспечивать вентиляцию, не усугубляя негативные процессы и не ухудшая состояние людей. Особенно необходимы такие измерительные приборы в помещениях, где учатся дети, находятся на лечении астматики или проходят техпроцессы, требующие повышенной концентрации внимания от сотрудников. Понятно, что «на глаз» эти величины не определить, к тому же, люди обладают разными порогами чувствительности.

Обычно датчики объединяют с оборудованием вентиляционной системы. При этом важно, чтобы вентиляция обладала достаточно производительностью. Нормативы предписывают такой стандартный воздухообмен: для конференц-залов и аудиторий 25,5 м³/ч свежего воздуха, для ресторанов и офисов – 34 м³/ч, для больниц и жилых помещений – не менее 42,5 м³/ч в расчете на 1 человека.

Канальный преобразователь концентрации CO2 — eSENSE Duct

Для жилых помещений действуют строительные нормативы концентрации СО2, в соответствии с  ГОСТ 30494-2011, однако мнения физиологов на этот счет отличаются (они считают, что нормативы завышены и не могут обеспечить безопасность в действительности). Выделяют такие уровни «загазованности»:

• Атмосферный воздух, хорошее бодрое самочувствие: 400-600ppm по нормам и 300-400 по мнению физиологов;
• Среднее качество – 800-1000, однако на практике при верхнем пороговом значении каждый 2-й ощущает вялость, духоту, сонливость;
• Допустимая норма 1000-1400. Эти величины считаются предельно допустимыми значениями, но на практике у многих людей уже снижается внимательность, ухудшается восприятие и способность к обработке информации, нарушается дыхание, пересыхает слизистая в носоглотке;
• Воздух низкого качества – выше 1400 – провоцирует чувство сильной усталости, люди становятся безынициативными, не могут сосредоточиться на обычных делах, плохо засыпают. При превышении более 2000ppm 70% людей допускают ошибки в работе.

Нормы в школах

Чем больше углекислого газа в классе, тем сложнее воспринимать информацию и справляться с учебной нагрузкой. Так, в США действуют рекомендации, согласно которым концентрация СО2 в учебных помещениях не должна превышать 0,06%. В России по действующим стандартам объемная доля может составлять 0,08%. На практике такие величины соблюдаются редко – возможно 2-х или даже 3-х кратное превышение, из-за чего возникают потливость, заложенность носа, высокая утомляемость. Герметичные пластиковые окна существенно ухудшают естественную вентиляцию: в классе, где учится 25-30 человек, углекислый газ накаливается вдвое выше нормы всего за полчаса, то есть даже раньше, чем закончится урок. Поэтому рекомендуют проветривать помещение каждую перемену (если нет возможности провести комплексную модернизацию вентиляционной системы).

Нормы в офисах

Повышенное содержание углекислого газа в офисах провоцирует те же проблемы, что и в случае со школьниками в учебных учреждениях: производительность труда падает, а число ошибок растет. Согласно СанПин, допустимыми считаются уровни в диапазоне от 800 до 1400ppm, однако на практике уже при 1000 (0,1%) возникают признаки «передозировки».

В помещениях, где используется кондиционер, проблема только усугубляется. Ведь охлажденный воздух кажется комфортным, окна не открываются, вот только снижение температуры не приводит к понижению концентрации СО2. Поэтому важно установить специальный датчик, усовершенствовать систему вентиляции и следить за тем, чтобы плотность размещения сотрудников соответствовала действующим строительным стандартам – от 4 до 6,5 м2 на каждого человека.

В квартирах, офисных зданиях и детских образовательных учреждениях наиболее выражена проблема с вентиляцией. Она усугубляется и тем, что между строительными и санитарно-гигиеническими нормативами есть существенные расхождения. Если ГОСТ допускает превышение нормы СО2 до 1400ppm, то физиологи верхним предельным значением называют 800-1000.

На ситуацию сильно влияет и строительство с нарушениями: недостаточная вентиляция и установка пластиковых окон, кондиционеров без обеспечения соответствующего притока свежего воздуха. В помещениях, где постоянно находятся люди и невозможно постоянно держать открытыми окна, следует установить датчики контроля СО2 и компактную приточную вентиляцию, помогающую стабильно снижать уровень углекислого газа, исключая его пагубное воздействие на здоровье.