Что на самом деле происходит с воздухом в закрытом помещении
Атмосферный воздух состоит примерно на 21 процент из кислорода и содержит очень мало углекислого газа, около 0,04 процента. Человек в состоянии покоя вдыхает воздух с этим составом, а выдыхает воздух, в котором кислорода заметно меньше, а углекислого газа в сотни раз больше — до 4-5 процентов в выдохе. В закрытом помещении без притока свежего воздуха этот обмен постепенно меняет состав атмосферы вокруг людей.
Ключевой физиологический момент в том, что запас кислорода в закрытом помещении огромен по сравнению со скоростью, с которой человек его расходует, а вот углекислый газ накапливается заметно быстрее относительно порога, на который реагирует организм. Именно поэтому первым сигналом проблемы становится избыток углекислоты, а нехватка кислорода в обычных условиях запаздывает намного сильнее.
Сколько воздуха расходует человек в покое
Взрослый человек в спокойном состоянии делает примерно 12-16 вдохов в минуту, за один вдох в лёгкие проходит порядка 0,5 литра воздуха. За час это складывается в несколько сотен литров воздуха, прошедшего через дыхательную систему, хотя далеко не весь кислород из этого объёма усваивается организмом. При физической нагрузке, тревоге или разговоре частота и глубина дыхания увеличиваются, а вместе с ними растёт и расход кислорода, и выделение углекислого газа.
Почему углекислый газ опаснее раньше, чем нехватка кислорода
Организм человека устроен так, что дыхательный центр в мозге реагирует в первую очередь на концентрацию углекислого газа в крови, а не на уровень кислорода напрямую. Рост концентрации CO2 в воздухе вокруг человека первым делом вызывает лёгкий дискомфорт, затем головную боль и учащённое дыхание, задолго до того, как содержание кислорода снизится настолько, чтобы вызвать собственные симптомы.
- около 800-1000 частей на миллион CO2 — комфортный верхний предел для помещения с людьми
- свыше 1000 частей на миллион — снижение концентрации внимания, лёгкий дискомфорт, сонливость
- свыше 2000 частей на миллион — заметная головная боль, учащённое дыхание, слабость
- свыше 5000 частей на миллион — предельно допустимая концентрация для рабочих помещений по санитарным нормам
- значительно более высокие концентрации способны вызвать одышку, спутанность сознания и требуют немедленного проветривания
Для сравнения, кислородное голодание с заметными симптомами у здорового человека начинается при снижении концентрации кислорода примерно до 19-16 процентов, и в обычном закрытом помещении с ограниченным числом людей такое снижение происходит гораздо медленнее, чем накопление углекислого газа до дискомфортного уровня.
Зачем в убежищах ставят системы фильтровентиляции
Именно из-за скорости накопления углекислого газа инженерные нормы проектирования защитных сооружений жёстко нормируют объём воздуха на одного человека и требуют обязательной системы вентиляции. Система фильтровентиляции решает две задачи одновременно — выводит наружу воздух с избытком углекислого газа и подаёт очищенный свежий воздух взамен, поддерживая концентрацию CO2 в безопасных пределах на протяжении всего времени пребывания людей в укрытии.
Как самому прикинуть запас воздуха для помещения
Простую оценку можно сделать самостоятельно, зная объём помещения и число людей в нём, без сложных приборов. Методика расчёта строится на нескольких последовательных шагах, которые дают приблизительный, но осмысленный результат.
- посчитайте объём помещения в кубических метрах — длина, умноженная на ширину и на высоту потолка
- определите число людей, которые будут находиться в этом объёме
- разделите общий объём воздуха на число людей, чтобы получить объём воздуха на одного человека
- оцените среднюю скорость выделения углекислого газа одним человеком в состоянии покоя, около 15-20 литров в час
- сравните расчётное время достижения дискомфортной концентрации CO2 с нормативными значениями для защитных сооружений и учтите, что без вентиляции даже щели вокруг двери дают минимальный обмен воздуха
Что меняет присутствие вентиляции даже без электричества
Даже щели вокруг двери, вентиляционные каналы старого образца или ручной вентилятор заметно продлевают время, за которое воздух в помещении остаётся пригодным для комфортного пребывания. Любой приток свежего воздуха снаружи разбавляет концентрацию углекислого газа и отодвигает момент, когда начинают появляться первые симптомы дискомфорта.
Как понять, что воздух в помещении пора обновить
Без специального датчика CO2 ориентируются на самочувствие людей внутри — тяжесть в голове, зевота, сонливость и снижение внимания у нескольких человек одновременно обычно указывают на рост концентрации углекислого газа задолго до того, как это станет по-настоящему опасно. При появлении таких признаков открывают доступный источник свежего воздуха или, если это безопасно, ненадолго открывают дверь для проветривания.
Частые вопросы
За сколько часов закончится кислород в закрытом бомбоубежище
Такой сценарий на практике почти не реализуется. Раньше становится заметным накопление углекислого газа от дыхания — именно оно определяет момент дискомфорта, тогда как исчерпание кислорода в обычном закрытом помещении наступает значительно позже. Конкретное время зависит от объёма помещения, числа людей и работы вентиляции, единой цифры для всех случаев не существует.
Почему именно углекислый газ, а не кислород, вызывает симптомы первым
Дыхательный центр мозга регулирует частоту дыхания по концентрации углекислого газа в крови, поэтому организм реагирует на его накопление раньше, чем успевает почувствовать снижение уровня кислорода в помещении.
Сколько квадратных метров нужно на одного человека в убежище
Точные нормы объёма и площади на человека устанавливают строительные нормативы для защитных сооружений, они зависят от типа укрытия, ожидаемого времени пребывания и режима работы систем вентиляции.
Помогает ли открытая дверь в подъезд заменить вентиляцию
Частично да, любой канал притока воздуха снаружи снижает скорость накопления углекислого газа внутри, но полноценную защитную функцию и контроль состава воздуха обеспечивает только спроектированная система фильтровентиляции.