Содержание углекислого газа в помещении: основные нормативы

В этой статье мы рассмотрим основные нормативы, которые регулируют концентрацию углекислого газа в помещениях, приведём оптимальные и допустимые значения в зависимости от класса помещений.

На примерах покажем, какое на самом деле может быть содержание углекислого газа в разных ситуациях и ответим на вопрос, как обеспечить оптимальный уровень CO₂ в помещении.

Содержание

СО₂ — основной показатель свежести воздуха

Свежесть воздуха — это эмпирическая величина, которая показывает, насколько хорошо воздух насыщает организм кислородом, насколько им легко и приятно дышать. Но содержание кислорода трудно измерять: датчики сложные и дорогостоящие. Поэтому изначально в индустрии климата так сложилось, что свежесть воздуха стали оценивать по уровню CO₂.

Углекислый газ выбрали для оценки качества воздуха из-за того, что его можно измерить с высокой точностью и из-за его сильного влияния на состояние организма человека. По его концентрации судят также о содержании в воздухе других вредных веществ.

CO₂ — углекислый газ или диоксид углерода — бесцветный газ, который не имеет запаха при малых концентрациях. Углекислый газ выделяется людьми, животными и растениями, например, организм человека способен выделить около 1 кг углекислого газа в сутки. Существует прямая связь между концентрацией CO₂ и ощущением духоты. Это ощущение возникает у здорового человека уже на уровне 0,08% (т. е. 800 ррm).

В высоких концентрациях углекислый газ токсичен, его относят к удушающим газам и IV классу опасности. При повышении концентрации CO₂ в воздухе (0,15%—0,2% или 1500—2000 ppm), возникает общая вялость, снижается работоспособность и концентрация внимания, появляется сонливость и слабость. Содержание CO₂ свыше 0,7% или 7000 ppm считается опасным для здоровья человека.

Концентрацию углекислого газа оценивают в PPM (частей на миллион) — количество кубических сантиметров CO₂ на 1 кубометр воздуха. То есть, когда говорят уровень CO₂ в помещении составляет 800 ppm — это означает, что в 1 м³ воздуха содержится 800 см³ CO₂.

Нормы концентрации углекислого газа в помещении по ГОСТ

Оптимальные и допустимые значения содержания углекислого газа в помещении установлены в ГОСТ 30494-2011 «Здания жилые и общественные. Параметры микроклимата в помещениях».

Оптимальным содержанием углекислого газа в помещении называются показатели, которые обеспечивают нормальное состояние организма и ощущение комфорта. Допустимые показатели — это значения, которые при длительном воздействии на человека могут привести к ощущению дискомфорта, ухудшению самочувствия и понижению работоспособности, но при этом не вызывают ухудшение здоровья.

Нормы содержания углекислого газа в помещениях. ГОСТ 30494-2011.

Согласно ГОСТ, оптимальное содержание углекислого газа для жилых помещений — до 400 ppm. Но в поступающем с улицы воздухе уже содержится СО₂, поэтому для расчётов допустимых норм показатели качества воздуха в помещении суммируются с показателями содержания загрязнений в наружном воздухе.

Содержание углекислого газа в наружном воздухе. ГОСТ 30494-2011.

Таким образом, для жителей больших городов оптимальным содержанием CO₂ в помещении является 800 ppm. Это считается высоким качеством воздуха. Допустимая концентрация углекислого газа находится в пределах 1000–1400 ppm. Концентрация свыше этих показателей говорит о низком качестве воздуха, что негативно влияет на организм человека.

Согласно ГОСТ, допускается превышение нормы СО₂ до 1400 ppm, но физиологи рекомендуют считать верхние допустимые значения в 800–1000 ppm.

Ещё в 60-х годах 20-го века изучением влияния углекислого газа на человека занималась Елисеева О.В. — отечественная учёная, которая провела исследования по допустимой концентрации СО₂ в помещении. В своей диссертации «Биологическое действие двуокиси углерода на организм человека и гигиеническая оценка её содержания в воздухе общественных зданий» она исследовала влияние углекислого газа на человека в концентрации 1000–5000 ppm.

Она отметила, что при таких показателях нарушается работа дыхательной системы и системы кровообращения, а также значительно ухудшается активность головного мозга. Согласно её выводам, уровень CO₂ в помещении не должен превышать 0,1% (1000 ррm), а среднее содержание CO₂ должно быть около 0,05% (500 ррm).

Нормы концентрации CO₂ для разных помещений

Оценивая качество воздуха в помещении, стоит учитывать его категорию. Так как для квартир и жилых помещений требования более жёсткие, чем для офисных или производственных. Это связано с тем, что жилые помещения предназначены, в том числе и для отдыха, а для полноценного восстановления организма необходимо обеспечить высокое качество воздуха.

Согласно ГОСТ, помещения подразделяются на следующие категории.

Нормы содержания углекислого газа для жилых помещений

Жилые помещения относятся к 1-й категории. Для того чтобы добиться высокого качества воздуха в квартире в большом городе, уровень CO₂ не должен превышать 800 ppm. Для загородных домов требования выше — воздух будет считаться качественным, если содержание CO₂ ниже 750 ppm.

Оптимальную концентрацию можно соблюсти, если в помещении находится 1 человек, открыта форточка и хорошо работает вытяжная вентиляция. Если в комнате будет находиться 2–3 человека, то уровень углекислого газа начнёт нарастать до 1000–1200 ppm и форточка уже не спасёт, нужно полноценное проветривание через открытые окна. А за одну ночь в помещении с закрытыми окнами при нахождении в нём 2-х человек, уровень CO₂ с допустимого повышается до 2000 ppm. Если оставить окно на микропроветривание (щель), то уровень CO₂ будет держаться на значениях в 1200–1300 ppm., что превышает норму на 400–500 ppm.

Таким образом, для поддержания оптимального уровня углекислого газа в помещении, где находится несколько человек, необходимо регулярное проветривание или система приточной вентиляции.

Нормы содержания углекислого газа для офисных помещений

Офисы относятся ко 2-му и 3-му классам помещений, поэтому оптимальным содержанием углекислого газа считаются значения 800–1000 ppm, а допустимым — 1000–1400 ppm.

Но на практике поддерживать допустимый уровень CO₂ в офисе — трудновыполнимая задача, так как не всегда есть возможность регулярно проветривать помещение — рабочие места некоторых сотрудников расположены рядом с окном и им будет некомфортно или холодно сидеть у постоянно открытого окна.

Кондиционер также не решит проблему, так как не отвечает за поступление свежего воздуха с улицы, а гоняет воздух внутри помещения, охлаждая его. То есть становится прохладнее и многие ошибочно думают, что воздух стал свежим. Но это не так, уровень содержания углекислого газа будет только расти.

Более подробно о том, как создать комфортный микроклимат в офисе, мы рассказываем в статье «Душно в офисе. И окна не открыть».

Нормы содержания углекислого газа для школ и учебных заведений

Школы, ВУЗы и другие учебные заведения относятся ко 2-ому классу помещений и оптимальной концентрацией углекислого газа будут считаться показатели, не превышающие 800–1000 ppm.

В среднем в учебных кабинетах, где учится 25–30 человек, концентрация CO₂ колеблется в пределах 2000–2500 ppm — перед началом занятий уровень углекислого газа находится в пределах нормы, но затем начинает неуклонно расти и уже через 20–30 минут накапливается выше нормы в 2 раза.

Проблема вентиляции в школах и других образовательных учреждениях связана с тем, что большинство из них расположены в старых зданиях с устаревшими системами вентиляции. И если раньше вентиляция и работала, то после замены старых окон на пластиковые, классы стали герметичными — углекислый газ быстро накапливается, а свежий воздух не поступает или поступает плохо.

Рекомендуется проветривать классы каждую перемену, но за это время воздух не сможет полностью обновиться, поэтому нужна система принудительной приточной вентиляции.

Нормы содержания углекислого газа для спортивных залов и клубов

Помещения для занятий спортом относятся к 4-ому классу помещений, в них допустимым содержанием CO₂ является 1400 ppm.

Количество углекислого газа в помещении зависит не только от количества человек, находящихся в нём, но и от вида их деятельности. Чем активнее деятельность, тем больше углекислого газа выделяется. Физические упражнения можно отнести к тяжёлой работе, получается, что занимаясь спортом, человек вырабатывает в 5 раз больше углекислого газа, чем человек, который просто сидит.

Выделение CO₂ при различных видах физической нагрузки. ГОСТ Р ИСО 16000-26-2015 Воздух замкнутых помещений.

В спортзалах и фитнес-клубах одновременно может находиться большое количество человек, занятых физическими нагрузками, при которых углекислый газ вырабатывается значительно интенсивнее. Например, человек в положении сидя выдыхает 0,02 м³ углекислого газа, а при физических нагрузках — уже 0,11 м³.

Поэтому для фитнес-клубов обязательным условием является обильное поступление свежего воздуха. Проветривание через окно не эффективно и может привести к возникновению сквозняков, что для спортзалов недопустимо. Необходимо организовать систему вентиляции, которая обеспечит приток свежего воздуха и удаление отработанного.

Субъективные показатели свежести

Уровень углекислого газа необходимо измерять, так как он оказывает прямое влияние на организм человека, но мы не можем оценить его объективно без специальных приборов и зачастую ориентируемся только на собственные ощущения.

Запах свежести

Человек ассоциирует свежий воздух с различными запахами: запахом «после дождя», запахом травы или листьев. Мы привыкли ощущать свежеть сразу, как открываем окно. Но этот воздух нельзя назвать свежим. Хоть запах сам по себе не является загрязнителем, но он указывает на наличие в воздухе загрязнителя.

Если воздух пропускать через эффективные фильтры, например, через HEPA и угольный, то воздух очищается от этих запахов. Такой воздух кажется менее свежим, но это просто субъективное ощущение. Если измерить уровень CO₂ с помощью датчика, то можно убедиться, что он в норме.

Ощущение, что воздух свежий, потому что пахнет, как «после дождя», обманчиво. На самом деле пахнет мокрой землёй, а значит, в воздухе есть загрязнитель.

Прохлада как свежесть

Часто свежесть ассоциируют с прохладой — это ещё одно заблуждение. В помещении может быть пониженная температура, но высокий уровень CO₂. Многие пытаются решить проблему духоты с помощью кондиционера.

К сожалению, кондиционеры не помогут, так как они не подают свежий воздух с улицы в помещение, а просто его охлаждают. Кондиционер берёт воздух из помещения, прогоняет через себя, охлаждает и подаёт обратно в помещение. Температура понижается, но уровень CO₂ повышается, так как притока нового воздуха не было.

Подробнее о том, почему кондиционеры не делают воздух свежим, мы рассказываем в статье «Кондиционер не делает воздух свежим. Почему?».

Основные причины повышения CO₂ в помещении

Существует несколько основных причин повышенного уровня СО₂ в помещении.

Как обеспечить оптимальный уровень СО₂

Решить проблему повышенного содержания углекислого газа в помещении можно только одним способом — это замена выработанного воздуха, насыщенного CO₂, свежим с улицы — то есть проветриванием. Это можно сделать, открыв окно, или с помощью системы приточной вентиляции.

Понижение уровня углекислого газа с помощью окна

Самый простой — это проветривание через окно. Как правило, проветривание длится не более 10–15 минут, за такое время воздух не сможет обновиться полностью, необходимо проветривать часто. Но в помещениях, где на протяжении длительного времени находятся люди, частые проветривания практически невозможны, так как этот способ имеет ряд значительных недостатков.

Помимо резкого потока холодного воздуха, поступающего в зимний период, к недостаткам проветривания через открытое окно относятся шум, пыль, пыльца и аллергены с улицы. Если помещение располагается не в самом экологически благоприятном районе города, то к шуму и пыли можно добавить бензол, толуол, фенол, формальдегид и другие органические соединения, которые содержатся в воздухе.

Также открытые окна представляют опасность для детей и животных, подробнее об этом мы рассказываем в статье «Ребёнок у окна. Как сделать дом безопасным».

Есть ещё один неочевидный минус — это износ фурнитуры: чем чаще мы открываем окно, тем быстрее изнашивается фурнитура и уплотнители, провисают створки. В итоге снижается тепло и звукоизоляция — то, ради чего и покупались дорогостоящие окна.

Понижение уровня углекислого газа с помощью систем приточной вентиляции

Решить проблему открытого окна можно с помощью системы приточной вентиляции. Существуют различные виды таких систем — от примитивных бюджетных приточных клапанов до дорогостоящей централизованной системы вентиляции.

Все они нацелены на решение основной задачи — приток в помещение воздуха с улицы. Каждая система обладает рядом преимуществ и недостатков, и определённым набором функций — фильтрация, подогрев воздуха, увлажнение и т.д.

Некоторые из этих систем недостаточно производительны и не могут обеспечить необходимый приток воздуха в расчёте 30 м³/ч на человека, например, приточные клапаны или рекуператоры. Другие экономические целесообразно применять только на больших объектах, например, централизованные системы вентиляции. А установку системы с наружным блоком типа Ventmachine, необходимо будет согласовать с Управляющей компанией, так как она монтируется на фасад.

Когда речь идёт о квартире, небольшом офисе или учебном классе (помещения 1-ой и 2-ой категории), наиболее правильным решением станет установка датчика CO₂ и компактного приточного комплекса — бризера. Уровень CO₂ будет поддерживаться в оптимальных значениях и решатся проблемы открытого окна.

Бризер принудительно подаёт в помещение необходимое количество воздуха с улицы, пропускает его через многоступенчатую систему фильтрации и подогревает до комфортной температуры. За счёт активного притока отработанный и насыщенный СО₂ воздух выталкивается в вытяжную вентиляцию. Таким образом нормализуется уровень углекислого газа в помещении.

Бризер подаёт воздух с улицы, пропускает его через систему фильтрации и подогревает до комфортной температуры

Работу бризера можно настроить по уровню СО₂ с помощью датчика. Бризер будет получать показатели о содержании углекислого газа в помещении с внешнего датчика и сам выберет нужную скорость, которая приведёт текущие значения к оптимальным.

Например, с помощью устройства Magic Air можно задать уровень CO₂ в 800 ppm, датчик будет непрерывно анализировать концентрацию углекислого газа и выбирать скорость подачи свежего воздуха, которая будет поддерживать CO₂ в пределах оптимального значения в 800 ppm. Подробнее о системе Magic Air мы рассказываем в нашей статье «Зачем нужна система MagicAir?».

Выводы

Комментарии