Содержание кислорода в атмосфере. Информация для газоспасателей
Качество воздуха, необходимого для поддержания жизненных процессов всех живых организмов на Земле, определяется содержанием в нем кислорода.
Зависимость качества воздуха от процентного содержания в нем кислорода рассмотрим на примере рисунка 1.
Рис. 1 Процентное содержание кислорода в воздухе
Благоприятный уровень содержания кислорода в воздухе
Зона 1-2: такой уровень содержания кислорода характерен для экологически чистых районов, лесных массивов. Содержание кислорода в воздухе на берегу океана может достигать 21,9%
Уровень комфортного содержания кислорода в воздухе
Зона 3-4: ограничена законодательно утвержденным стандартом минимального содержания кислорода в воздухе для помещений (20,5%) и «эталоном» свежего воздуха (21%). Для городского воздуха нормальным считается содержание кислорода 20,8%.
Недостаточный уровень содержания кислорода в воздухе
Зона 5-6: ограничена минимально допустимым уровнем содержания кислорода, когда человек может находиться без дыхательного аппарата (18%).
Пребывание человека в помещениях с таким воздухом сопровождается быстрой утомляемостью, сонливостью, снижением умственной активности, головными болями.
Длительное пребывание в помещениях с такой атмосферой опасно для здоровья
Опасно низкий уровень содержания кислорода в воздухе
1.Содержание кислорода менее 20%.
Газоопасные работы проводятся при содержании кислорода в воздухе рабочей зоны менее 20%.
— Типовая инструкция по организации безопасного проведения газоопасных работ (утв. Госгортехнадзором СССР 20 февраля 1985 г.):
1.5. К газоопасным относятся работы … при недостаточном содержании кислорода (объемная доля ниже 20%).
— Типовая инструкция по организации безопасного проведения газоопасных работ на предприятиях нефтепродуктообеспечения ТОИ Р-112-17-95 (утв. приказом Министерства топлива и энергетики РФ от 4 июля 1995 г. N 144):
1.3. К газоопасным относятся работы … при содержании кислорода в воздухе менее 20% по объему.
— Национальный стандарт РФ ГОСТ Р 55892-2013 «Объекты малотоннажного производства и потребления сжиженного природного газа. Общие технические требования» (утв. приказом Федерального агентства по техническому регулированию и метрологии от 17 декабря 2013 г. N 2278-ст):
К.1 К газоопасным относят работы… при содержании кислорода в воздухе рабочей зоны менее 20%.
3. Содержание кислорода менее 17%.
Запрещается применение фильтрующих СИЗОД при содержании кислорода менее 17%.
— ГОСТ Р 12.4.233-2012 (ЕН 132:1998) Система стандартов безопасности труда. Средства индивидуальной защиты органов дыхания. Термины, определения и обозначения (утв. и введен в действие приказом Федерального агентства по техническому регулированию и метрологии от 29 ноября 2012 г. N 1824-ст)
2.87… атмосфера с дефицитом кислорода: Окружающий воздух, содержащий менее 17% кислорода по объему, в котором нельзя использовать фильтрующие СИЗОД.
— Межгосударственный стандарт ГОСТ 12.4.299-2015 Система стандартов безопасности труда. Средства индивидуальной защиты органов дыхания. Рекомендации по выбору, применению и техническому обслуживанию (введен в действие приказом Федерального агентства по техническому регулированию и метрологии от 24 июня 2015 г. N 792-ст)
B.2.1 Дефицит кислорода. Если анализ условий окружающей среды указывает на наличие или возможность дефицита кислорода (объемная доля менее 17%), то СИЗОД фильтрующего типа не применяют…
— Решение Комиссии Таможенного союза от 9 декабря 2011 г. N 878 О принятии технического регламента Таможенного союза «О безопасности средств индивидуальной защиты»
7) …не допускается использование фильтрующих средств индивидуальной защиты органов дыхания при содержании во вдыхаемом воздухе кислорода менее 17 процентов
— Межгосударственный стандарт ГОСТ 12.4.041-2001 Система стандартов безопасности труда. Средства индивидуальной защиты органов дыхания фильтрующие. Общие технические требования (введен в действие постановлением Госстандарта РФ от 19 сентября 2001 г. N 386-ст)
1 …фильтрующие средства индивидуальной защиты органов дыхания предназначенные для защиты от вредных для здоровья аэрозолей, газов и паров и их сочетаний в окружающем воздухе при условии содержания в нем кислорода не менее 17 об. %.
Каково содержание кислорода в воздухе: процентный состав и норма
Воздух – это естественная смесь различных газов. Больше всего в нем содержатся такие элементы, как азот (около 77%) и кислород, менее 2% составляют аргон, углекислый газ и прочие инертные газы.
Кислород, или О2 – второй элемент периодической таблицы и важнейший компонент, без которого вряд ли бы существовала жизнь на планете. Он участвует в разнообразных процессах, от которых зависит жизнедеятельность всего живого….
Состав воздуха
О2 выполняет функцию окислительных процессов в человеческом теле, которые позволяют выделить энергию для нормальной жизнедеятельности. В состоянии покоя человеческий организм требует около 350 миллилитров кислорода, при тяжелых физических нагрузках это значение возрастает в три-четыре раза.
Сколько процентов кислорода в воздухе, которым мы дышим? Норма равна 20,95%. Выдыхаемый воздух содержит меньшее количество О2 – 15,5-16%. Состав выдыхаемого воздуха также включает углекислый газ, азот и другие вещества. Последующее понижение процентного содержания кислорода приводит к нарушению работы, а критическое значение 7-8% вызывает летальный исход.
Содержание прочих элементов в воздухе в различных условиях представлено в таблице ниже.
| Кислород, % | Углекислый газ, % | Азот и другие элементы, % | |
| Вдыхаемый воздух | 20,95 | 0,03 | 79,02 |
| Выдыхаемый воздух | 16,3 | 4 | 79,7 |
| Альвеолярный воздух | 14,5 | 5 | 80,5 |
Из таблица можно понять, например, что в выдыхаемом воздухе содержится очень много азота и дополнительных элементов, а вот О2 всего 16,3%. Содержание кислорода во вдыхаемом воздухе примерно составляет 20,95%.
Важно понять, что представляет собой такой элемент, как кислород. О2– наиболее распространенный на земле химический элемент, который не имеет цвета, запаха и вкуса. Он выполняет важнейшую функцию окисления в атмосфере.
Без восьмого элемента периодической таблицы нельзя добыть огонь. Сухой кислород позволяет улучшить электрические и защитные свойства пленок, уменьшать их объемный заряд.
Содержится этот элемент в следующих соединениях:
Воздух содержит в себе не только газообразные вещества, но и пары и аэрозоли, а также различные загрязняющие примеси. Это может быть пыль, грязь, другой различный мелкий мусор. В нем содержатся микробы, которые могут вызывать различные заболевания. Грипп, корь, коклюш, аллергены и прочие болезни – это лишь малый список негативных последствий, которые появляются при ухудшении качества воздуха и повышении уровня болезнетворных бактерий.
Процентное соотношение воздуха – это количество всех элементов, которые входят в его состав. Показать наглядно, из чего состоит воздух, а также процент кислорода в воздухе удобнее на диаграмме.
Диаграмма отображает, какого газа содержится больше в воздухе. Значения, приведенные на ней, будут немного отличаться для вдыхаемого и выдыхаемого воздуха.
Диаграмма соотношение воздуха.
Выделяют несколько источников, из которых образуется кислород:
Функции кислорода в атмосфере и для организма
Для человека огромное значение имеет так называемое парциальное давление, которое мог бы производить газ, если бы занимал весь занимаемый объем смеси. Нормальное парциальное давление на высоте 0 метров над уровнем моря составляет 160 миллиметров ртутного столба. Увеличение высоты вызывает уменьшение парциального давления. Этот показатель важен, так как от него зависит поступление кислорода во все важные органы и в кровяную систему.
Кислород нередко используется для лечения различных заболеваний. Кислородные баллоны, ингаляторы помогают органам человека нормально функционировать при наличии кислородного голодания.
Состав воздуха изменялся с течением лет. Эволюционные процессы, природные катаклизмы привели к изменениям в биосфере, поэтому уменьшился процент кислорода, необходимый для нормальной работы биоорганизмов. Можно рассмотреть несколько исторических этапов:
Последующее развитие окружающего мира может привести к дальнейшему изменению состава воздуха. На ближайшее время маловероятно, что концентрация О2 может быть ниже 14%, так как это вызовет нарушение работы организма.
Изменение содержания кислорода в воздухе на потяжении нескольких веков.
К чему приводит недостаток кислорода
Малое поступление чаще всего наблюдается в душном транспорте, плохо проветриваемом помещении или на высоте. Понижение уровня содержания кислорода в воздухе может вызвать негативное влияние на организм. Происходит истощение механизмов, наибольшему влиянию подвергается нервная система. Причин, по которым организм страдает от гипоксии, можно выделить несколько:
По ряду симптомов можно понять, что организму требуется О2. В первую очередь повышается частота дыхания. Также увеличивается частота сердечных сокращений. Эти защитные функции призваны поставить кислород в легкие и обеспечить им кровь и ткани.
Недостаток кислорода вызывает головные боли, повышенную сонливость, ухудшение концентрации. Единичные случаи не так страшны, их довольно просто подкорректировать. Для нормализации дыхательной недостаточности врач выписывает бронхорасширяющие лекарства и другие средства. Если же гипоксия принимает тяжелые формы, такие как потеря координации человека или даже коматозное состояние, то лечение усложняется.
Если обнаружены симптомы гипоксии, важно незамедлительно обратиться к доктору и не заниматься самолечением, так как применение того или иного лекарственного средства зависит от причин нарушения. Для легких случаев помогает лечение кислородными масками и подушками, кровяная гипоксия требует переливания крови, а корректировка циркулярных причин возможна только при операции на сердце или сосуды.
Невероятное путешествие кислорода по нашему организму
Заключение
Кислород – важнейшая составляющая воздуха, без которой невозможно осуществление многих процессов на Земле. Воздушный состав менялся в течение десятков тысяч лет из-за эволюционных процессов, но в настоящее время количество кислорода в атмосфере достигло значения в 21%. Качество воздуха, которым дышит человек, влияет на его здоровье, поэтому необходимо следить за его чистотой в помещении и постараться сократить загрязнение окружающей среды.
Не задохнуться: замеры уровня CO2 в различных местах и ситуациях
На улице, в общественном транспорте, офисе, однушке, включая кухню, и в салоне автомобиля с закрытой заслонкой. В последнем случае шанс умереть отнюдь не призрачный, а вполне реальный, и его можно легко вычислить.
В чем проблема
Вдыхаем кислород, выдыхаем углекислый газ. В выдохе его примерно 4,5%, в то время как в окружающем пространстве должно быть около 0,04%. Исследованиями доказано, что даже при достаточном количестве кислорода увеличение доли углекислого газа приводит к появлению головной боли, сонливости, сложности с концентрацией внимания, а при высоком содержании (5-7% и выше) к потере сознания.
В чем измеряется и сколько должно быть
Из-за малых величин концентрацию CO2 обычно выражают в количестве частей на миллион (ppm), что эквивалентно десятитысячным долям процента.
Ниже наименее пугающая картинка из интернета, которая расскажет как повышенная концентрация углекислого газа сказывается на самочувствии. Цифры на шкале — те самые ppm.
Важный вопрос – сколько может “надышать” человек? В интернете мне удалось найти такую цифру: за один час в закрытом помещении 20 м2 один человек поднимет уровень СО2 на 50 ppm. По моим собственным наблюдениям это вполне похоже не правду.
Ну а теперь к методике и замерам.
Чем измерялось
Все измерения проводились недорогим комнатным прибором HT-501, обзор которого я постил вот тут.
В нем установлен датчик CO2 шведской компании SenseAir. Приборчик может сохранять статистику с заданным интервалом и потом выгружать ее в специальную прогу на ПК. Делая замеры я просто носил прибор в руке или открытой сумке и потом изучал полученные данные.
Сами замеры производились в феврале.
Замеры на улице
В мегаполисе (Москве), если не подходить к дорогам с интенсивным движением, прибор показывает значения в пределах 400-450 ppm. В центре города на тротуарах оживленных улиц показатели могут подняться до 620 ppm.
Замеры в офисе
В нашем просторном опенспейсе с хорошей вентиляцией воздух был примерно как на улице — 450-500 ppm. Но в какой-то из дней вентиляция дала сбой, и типичным значением CO2 стало 950 ppm. Причем к вечеру оно поднималось до 1200 ppm.
Из личных ощущений: как только показатели уходили за 1100 ppm, у окружающих возникало коллективное желание проветрить. После короткого проветривания показатели опускались до 850 ppm.
Замеры в однушке
Если регулярно не проветривать, типичный уровень углекислого газа в квартире 28 м2 и потолками 2,5 м при нахождении в ней двух взрослых колеблется от 800 до 1300 ppm в зависимости от забортной температуры. И чем холоднее на улице, тем лучше начинает работать вентиляция (это в моем доме так, в других может быть по-другому).
Кухня 5,5 м2 с газовой плитой
Кухня — самое интересное место в плане замеров. При закрытой двери одна включенная в полсилы конфорка (на фото ниже) за 15 минут нагоняет более 2300 ppm (вентиляция при этом тянет исправно).
Тот же самый эксперимент, но с открытой дверью и выставленным на зимнее проветривание окном, дает за этот же промежуток времени цифру в 1600 ppm. Ну а если с закрытой дверью и две конфорки — через 15 минут будет 2700 ppm на столе и 3300 ppm на уровне головы в центре помещения.
Комната 15 м2
С закрытой дверью и закрытыми пластиковыми окнами двое взрослых и один ребенок за восемь часов сна поднимают уровень CO2 с 1000 до 2100 ppm. Если оставить окно на зимнее проветривание (щель), то уровень будет стабилизироваться примерно на 1350 ppm. Все то же, но с открытой дверью — 900-1200 ppm.
Почему открытие на зимнее проветривание дает такой заметный эффект? Просто воздух начинает протягиваться из щели окна через комнату и в вентиляцию. Если закрыть щель, комната становится полностью изолированным помещением.
Просто для справки: как себя чувствуешь, когда проснулся, а на датчике 2800 ppm? Духота, жара, тяжелая голова как с похмелья, хочется поскорее выйти на улицу или постоять, подышать у открытого окна.
Замеры в московском метро
Вообще в метро душновато. На станциях и переходах показатели колебались в пределах 750-1250 ppm. Причем день ото дня показатели менялись. В полупустом вагоне “Оки” (все сидячие заняты и немного стоячих) датчик фиксировал примерно 1300 ppm. А в час пик там начинался ад.
Когда люди набивались как селедка в бочку, датчик на уровне пояса стабильно фиксировал 1850 ppm. Поднять его на уровень головы и сделать замеры было уже невозможно. Думаю, он бы зашкаливал, поскольку все вокруг выдыхают именно в верхнее пространство.
Ощущение от нахождения в таких условиях: легкое головокружение, учащенное дыхание и огромное желание выйти и подышать немного. Как люди так катаются каждый день — не представляю.
В подмосковной электричке
В забитом тамбуре гуляют сквозняки, однако уровень CO2 находится примерно на отметке 1400 ppm. В самом вагоне ситуация хуже. При полностью занятых сидячих местах, но в отсутствии стоячих пассажиров, уровень углекислоты составил 2200 ppm.
В автомобиле
В качестве “тестовой площадки” выступал салон старенького Тигуана. В обычных городских поездках с одним водителем в салоне уровень CO2 колебался в пределах 400-600 ppm. В пробках можно было наблюдать примерно 650 ppm. Но самое интересное, разумеется, при включенной рециркуляции воздуха. Ровно за 15 минут CO2 подскакивал с 620 до 1780 единиц! Т.е. рост идет примерно по 80 ppm в минуту и, например, за час он мог бы скакнуть до 4800 единиц. В общем, теперь вы знаете, почему в машине нельзя спать с закрытыми окнами и оставлять в салоне детей или животных. Причем, таких смертельных случаев регистрируется достаточно много. Погуглите.
Выводы: кто виноват и что делать
Эта часть специально для тех, кто начал читать отсюда.
Начнем с общественного транспорта. В нем практически везде душновато, за исключением, пожалуй, маршруток с высокими потолками, где еще можно увидеть приемлемый уровень в 700 ppm.
Очень туго в метро в час пик и ничуть не лучше в электричках. Там зашкаливает даже когда есть сидячие места.
В офисах раз на раз не приходится. И примерно у половины населения опенспейсов возникает желание проветрить, когда уровень начинает превышать 1100 ppm.
В квартире этот уровень воспринимается по-другому, и проветрить хочется когда на датчике более 1300-1400 ppm. И главный совет всем владельцам пластиковых окон — проветривайте почаще, а лучше всегда оставляйте открытой щель зимнего проветривания (это когда ручка повернута градусов на 40 от вертикали).
Это зимой. А летом окна лучше держать открытыми.
Из прочего, самый ад — на кухне с газовыми плитами. Если включена вполсилы пара конфорок и закрыты окна и двери, то через 15 минут на уровне головы будет 3500 ppm. И это при хорошо работающей вентиляции.
Отдельный привет любителям поспать в машине с закрытыми окнами. Очень велик шанс не проснуться. То же можно сказать и про ситуацию, когда вы забыли открыть заслонку забортного воздуха после обгона чадящего грузовика. Показатели в салоне начинают шкалить очень быстро.
Пожалуй, это пока все. Единственное, где я еще хотел бы провести замеры, так это летом в лесу. Надеюсь доживу и проапдейчу данный материал.
Предупреждён — значит, вооружён. Часть 2
Чем больше народа, тем меньше кислорода
Воздух является тонкой материей, в которой диоксид углерода занимает по количеству лишь четвертое место, но имеет важнейшее значение для всего живого. По концентрации углекислого газа, которая определяется сравнительно легко, можно косвенно судить о содержании других веществ и использовать ее для анализа качества воздуха.
Концентрацию углекислого газа измеряют в пропромиллях — частей на миллион ppm (ppmv), миллиграммах на кубический метр или процентах.
Чтобы “поплавать” в значениях концентрации углекислого газа, можно почитать любую статью по обеспечению воздухообмена, пример “Сколько воздуха нужно человеку для комфорта?”
При повышенном содержании углекислого газа человек ощущает проблемы с дыханием (духота, удушье, кислородная недостаточность, нехватка воздуха), учащенный пульс, чувство усталости, разбитость, головную боль, головокружение, сонливость, невозможность сосредоточиться, потерю внимания, снижение работоспособности, раздражительность, обморок (хотя его он уже не ощущает) и т. д. — к счастью, не все симптомы сразу, и не каждым человеком.
Поговорка про количество народа/кислорода актуальна при нахождении людей в закрытом помещении — они поглощают кислород, а выделяют углекислый газ и другие вещества. Поэтому необходимо осуществлять контроль над содержанием углекислого газа в каждом помещении, где находятся люди.
Старость начинается тогда, когда больше денег тратится на поддержание здоровья, чем на его разрушение
Интересны люди, которые часто жалуются на свое здоровье, отдают огромные деньги врачам и фармацевтам, но не пытаются создать условия жизни такими, чтобы хворь отступала автоматически, без развития тяжелых последствий.
Для этого надо совсем немного — помимо генов (тут уже ничего не изменить), получать качественные и в достаточных количествах свет, воздух, воду, питание, вести ЗОЖ.
Человек значительную часть своей жизни проводит в закрытых помещениях, где актуально то, чем он дышит.
Измерение концентрации углекислого газа является наиболее простым и доступным способом контролировать качество воздуха, а значит, при необходимости, желании и небольших усилиях, сделать его лучше, что скажется на здоровье человека. Чем раньше по возрасту начать это делать, тем позже начнется разрушение организма.
Дышать хорошим воздухом в помещении энергозаторатно. Но лучше отдать деньги энергетикам, чем врачам, ведь дороже здоровья только лечение.
Чтобы пополнять помещение воздухом с большим содержанием кислорода, необходимо вытягивать отработанный воздух с повышенным содержанием углекислого газа и других веществ. Отсюда возникают простые требования:
1. Помещение должно обладать достаточным объемом, чтобы человеку всегда хватало, чем дышать. Поэтому при покупке жилища желательно считать не только квадратные метры, но и кубические.
2. Необходимо обеспечить как приток воздуха, так и его отток. При отсутствии одного или другого, процесс воздухозамещения происходит долго и не поспевает за увеличением концентрации углекислого газа.
Пример. В старых домах все было сделано очень грамотно — поступление свежего воздуха равномерно осуществлялось через щели в окнах и дверях, а удаление отработанного — через вытяжную вентиляцию в туалете. После установки современных герметичных окон и дверей человек резко ограничил не только поступление свежего воздуха, но и отток отработанного. Помогают приточные клапана, но они поставляют воздух локально, по сравнению с равномерным распределением из щелей старого окна.
Естественная или активная вентиляция должна обеспечивать такой воздухообмен, чтобы в любое время в присутствии разного количества людей содержание кислорода, углекислого газа и многих других составляющих воздуха, всегда находилось в комфортных пределах.
3. В зимнее время возможно обеспечить подогрев поступающего воздуха. Простейший вариант — установка приточного клапана между подоконником и радиатором отопления (современный аналог щели). Чтобы не выбрасывать тепло с уходящим из помещения воздухом, можно использовать системы рекуперации, когда уходящий поток подогревает входящий.
4. Датчик содержания углекислого газа позволяет включать вентиляцию и регулировать ее производительность в автоматическом режиме так, чтобы энергия тратилась только в присутствии человека при увеличении концентрации углекислого газа.
5. О вреде кондиционера. Помимо холодного потока воздуха, часто падающего на головы людей, перепада температур при выходе на улицу, бактерий, комфортно живущих в прохладе, существует опасность, о которой редко упоминается. В целях экономии электроэнергии, при работе кондиционера закрывают все окна. При этом концентрация углекислого газа быстро достигает значительной величины и получается прохладный, но бедный кислородом воздух. Поэтому форточку необходимо держать открытой — здоровье дороже.
С тех пор, как мы ввели налог на воздух, вы стали меньше дышать, возмутительно!
У нас в стране налог еще не ввели? Но все возможно. Поэтому необходимо бороться за то, чтобы он был справедливым, и мы платили бы деньги не “за воздух” а “за чистый воздух”. Одним из приборов для контроля состояния воздуха является измеритель концентрации углекислого газа.
Не соответствует воздух норме, соответственно и налог должен быть меньше.
Если оснастить все детские сады, школы и рабочие места такими приборами, глядишь, и что-то изменится. Ведь при качественном воздухе и отличном здоровье, человека и дышит реже (снижение налога), и думает лучше.
Существует ложь, наглая ложь и статистика
На работе примерно также — бывает комфортный рабочий день, тяжелый и собрание.
День 1. В комфортный день окно всегда приоткрыто и производительность труда находится на высоком уровне даже для двух человек. Кабинет имеет объем 6,07х 2,9 х 2,88 = 50,7 м3. На человека приходится 50,7 м3 / 2 = 25,35 м3.
День 2. В тяжелый день, ради науки, в порядке эксперимента окно закрыли на весь день — типичная ситуация для многих сотрудников, которые еще и все щели на окнах заклеивают. На этот раз коллега по работе под разными предлогами сбегал от эксперимента в соседние кабинеты, и отдуваться (в прямом смысле) значительную часть времени приходилось одному, поэтому на одного сотрудника приходилось и 25,35 м3 и 50,7 м3. В момент прихода еще двух коллег (50,7 / 4 = 12,7 м3/чел.) удалось достичь концентрации углекислого газа 1742 ppm — на графике, пик “Дайте воздуха”. Что интересное, зашедшие с улицы на короткое время люди никаких претензий по нехватке воздуха не высказывали, а ранее находившимся в нем было тяжело. Каждое открывание двери при выходе из помещения или возвращении наполняло комнату живительным кислородом (удаляло углекислый газ) и становилось немного легче. На более подробном графике было видно, что при каждом возвращении в кабинет наблюдается волна всплеска концентрации. По всей видимости, воздух в нижней части помещения при плотно закрытой двери имеет более высокую концентрацию углекислого газа, и при движении человека от двери он поднимается наверх и накрывает прибор, находящийся на столе. Затем, постепенно опускается вниз, занимая свое привычное место — волна повышенной концентрации спадает.
На графике также прекрасно видно время начала/окончания рабочего дня и обеденного перерыва.
В целом, работоспособность в тяжелый день была низкой, после обеда хотелось спать, с нетерпением ожидался конец рабочего дня.
Абсолютное большинство людей живут и работают в обстановке, которая была на второй день, оправдывая это отсутствием сквозняков, защитой от проникновения холодного воздуха (зимой) и боязнью простудиться. Возможно, они привыкают и работают продуктивно, но такая атмосфера не по мне. Особенно тяжело, когда повышенное содержание уровня углекислого газа продолжается длительное время.
День 3. Окно вновь приоткрыто, в помещении находится один человек и уровень концентрации ниже, чем был в первый комфортный день.
При объеме помещения 12 х 6 х 2,8 = 201,6 м3 и 28 человек, на одного сотрудника пришлось 7,2 м3 воздуха (представьте себя в кубике со стороной 1,93 м). В связи с этим интересно посмотреть требования к системам очистки и вентиляции воздуха на подводных лодках и космических кораблях.
Перед собранием помещение было хорошо проветрено. Люди прибывали заранее и концентрация с комфортных 435 ppm начала расти. Как всегда, кому-то стало прохладно, окно закрыли…
Через 6 минут после начала собрания был превышен уровень 1200 ppm, через 29 минут — 2000 ppm, а через 68 минут был “пробит” потолок рабочего диапазона прибора 3000 ppm. На индикаторе загорелись буквы Hi”, прибор ни на что не реагировал. Собрание продолжалось 1 час 43 минуты, после чего люди разошлись, окно и дверь вновь открыли, но индикатор еще 3 минуты находился в запредельном состоянии. Только через 60 минут уровень опустился до 500 ppm.
Спасло то, что собрание длилось не целый рабочий день.
Поэтому, кто желает реже дышать углекислым газом и ценит свое время так же, как Дэвид Грейди — прислушайтесь к призыву Владимира Маяковского из стихотворения «Прозаседавшиеся».
Как только находишь свою половинку, вокруг начинают бродить другие половинки и заставляют тебя сомневаться, поэтому — колебаться надо уверенно
Чтобы не было сомнений, что все половинки имеют близкие характеристики, в тестировании приняли участие два измерителя,
которым задавали вопросы о содержании углекислого газа
И о температуре. Ответы были близки к идеальным, где в качестве идеала температуры использовались показания уже потертого, самодельного прибора на базе датчика SHT75 (кто плавал, тот знает).
На видео «Запуск измерителя CO2» можно наблюдать процесс “устаканивания” значений, и вполне возможно — редчайшие кадры работы автоматической калибровки. Это не сравнение с аналогичными устройствами, а борьба с себе подобным.
Для окончательной проверки схожести показаний был проведен опыт с пакетом, когда два прибора помещены в одно замкнутое пространство. Для чистоты эксперимента, чтобы исключить влияние возможно сработавшей автоматической калибровки датчика режима “8bC”, особенно после фотосинтеза с искусственным освещением, когда концентрация снижалась до 293 ppm, проведен предварительный сброс на заводские настройки.
Через 30 минут нахождения в пакете была зафиксирована лишь незначительная разница, что является хорошим показателем для бытового прибора.
Два тестовых прибора дали возможность проведения экспериментов по измерению концентрации одновременно в разных частях помещения.
Сравнение окно и стол.
Окно — старое окно с добрыми щелями, через которые в комнату поступает свежий незауглекисленный воздух и “омывает” прибор, установленный на подоконнике. График не поднимается выше значения 500 ppm и слабо реагирует на процессы внутри помещения.
Людей тянет к окну не только поглазеть — они хотят подышать свежим воздухом из щелей. Сейчас окна у большинства пластиковые и непродуваемые, а привычка подходить к окну все равно осталась.
На столе, находящемся в паре метров от окна, график слишком нервный — реагирует на все, хотя датчик расположен так, чтобы на него не попадал выхлоп дыхания.
Сравнение верх — низ.
Датчики расположены в одном месте комнаты. Низ — на полу, верх — на высоте 2,2 метра (больше не позволяет длина кабеля).
Так как окно имеет щели, то поступающий в комнату свежий холодный воздух стелется понизу. В результате, график нижнего датчика более прямой,
Выступ на верхнем графике вызван тем, что в этот момент производилось фотографирование способа установки датчика при помощи короба для прокладки кабелей.
Показания приборов на разной высоте зависят не только от точности датчика, наличия людей и их активности.
Во многих комнатах, в частности у нас, окна не герметичные и имеют хорошие щели. Дверь также не идеальна. Если дверь очень плотно закрыть, сквозняк не ощущается. Но стоить оставить малейшую щель, то начинается движение воздуха от окна к двери. Дверное полотно имеет размер 2000 х 800 мм. Считаем, что со стороны петель при небольшом открытии двери воздух не проходит. При щели в 1 мм, проем для движения воздуха имеет площадь 2800 мм2 — это квадрат со стороной 53 мм. Для щели 2 мм — квадрат со стороной 75 мм, для 3-х мм — 92 мм, для 5-ти — 118 мм.
Имеет значение и направление ветра. Если он дует в окно, то скорость воздухообмена увеличивается.
Таким образом, при сквозняке в зимних условиях, когда свежий холодный воздух поступает в комнату, он стелется понизу и концентрация углекислого газа там ниже.
Если помещение герметично, то концентрация в нижней части помещения при наличии людей повышенная. Углекислый газ хорошо растворяется в воздухе, но он тяжелее воздуха.
Закройте окно, дует!
В коллективе почти всегда имеется человек, которому “дует”. Это может быть вызвано особенностями характера, здоровьем, неправильным расположением рабочего места, неудачной планировкой помещения, ошибками проектирования или монтажа систем вентиляции и кондиционирования.
У нас таких нет, поэтому можно спокойно работать с приоткрытым окном и применять экстремальное проветривание.
На высоте 2, 2 метра график проветривания выглядит так
Идеи по применению.
1. Прибор МТ8057 можно использовать в системах автоматизации даже без его вскрытия. Для подключения достаточно одного/двух/трех фотоэлементов, которые устанавливаются напротив “светофора” прибора. В этой возможности заключается большое преимущество рассматриваемой модели по сравнению с теми, которые оснащены только ЖК индикатором. Пороги включения/отключения сигнальных светодиодов настраиваются в приборе, поэтому можно реализовать различные алгоритмы управления вентиляцией или окном. В этом направлении можно использовать любую из электронных платформ, которые освоил радиолюбитель. Начинающие специалисты могут с легкостью реализовать простейшую приставку к прибору для управления системой вентиляции или сигнализирующим устройством.
Передавать сигнал на управляющее устройство можно по проводам или радиоканалу.
2. Экономия затрат на вентиляции.
Помимо автоматизации включения вентиляции и регулировки производительности при помощи датчика углекислого газа, можно еще больше уменьшить потребление энергии. Чтобы обеспечить здоровый сон и не вентилировать всю квартиру, достаточно уменьшить вентилируемый объем до одной комнаты и даже меньше, при использовании над кроватью балдахина.
3. Дышать как птицы в лесу.
Не каждый городской житель может дышать чистым лесным воздухом. Даже садовод не всегда работает среди деревьев.
Не у всех, но возможны ситуации, когда забор чистого и свежего воздуха для приточной вентиляции можно организовать непосредственно из кроны дерева, если оно расположено на доступном расстоянии от дома. Теперь мы знаем, для чего нужно построить дом, вырастить сына и посадить дерево. Если предки человека слезли с дерева, то современные люди вновь стремятся к истокам.
4. Индикатор концентрации углекислого газа можно использовать в системах охраны. Легко определяется наличие человека, количество людей и физическая активность. При наличии человека фиксируется открытие двери или окон.
Множество фотографий — инструкция по работе с прибором и его основные технические характеристики, результаты измерений, печатная плата и графики работы приведены в альбоме “Измеритель углекислого газа”.
Ссылка на приобретение, программы для подключения к компьютеру, описание и технические характеристики детектора углекислого газа МТ8057.
