что такое ppm co2
Как измерить уровень углекислого газа в квартире с помощью смартфона
Каждый день в процессе дыхания человек выделяет до 1 кг чистого углекислого газа и в каждом выдохе его содержание примерно в 100 раз больше, чем в обычном уличном воздухе. И несмотря на то, что сам по себе CO2 не считается токсичным, по воздействию на организм человека, он является удушающим газом и относится к веществам четвертого класса опасности.
Нормы концентрации углекислого газа
Углекислый газ принято измерять в миллионных долях (ppm) от общего объема воздуха. Для города концентрация углекислого газа варьируется на уровне 400−700 ppm, в зависимости от транспортной загруженности. Для жилых помещений нормой считается концентрация на уровне 600−800 ppm.
Предельно допустимой концентрацией для рабочей зоны считается уровень в 9000 ppm, однако уже при уровне CO2 в 1500—2500 ppm у человека уже может наблюдаться плохое самочувствие и общая утомляемость.
Критически опасным для человека принято считать уровень концентрации выше 50 000 ppm, то есть когда содержание углекислого газа в воздухе выше 5%. Такая концентрация СО2 может приводить к тахикардии, одышке и даже к потере сознания. Концентрация выше 80 000 ppm приводит к быстрому отравлению и смерти.
Какие факторы приводят к скоплению CO2 в квартире
Основных причин повышенной концентрации CO2 в помещении может быть несколько:
Плохая вентиляция
Ухудшению качества воздуха в квартире, в первую очередь, способствует плохая вентиляция. Часто люди не уделяют должного внимания вытяжке на кухне и в санузле. А между тем, кухня с работающей газовой или электрической плитой — самый большой источник скопления углекислого газа в квартире. Эксперименты показывают, что даже одна газовая горелка, несмотря на работающую вытяжку, способна поднять уровень CO2 до значений в 1500—2000 ppm за довольно короткий промежуток времени.
Чрезмерная герметичность помещения
В погоне за экономией тепла, многие привыкли как следует герметизировать свои жилища. Еще больше эта ситуация усугубилась после наступления эры пластиковых окон и натяжных потолков. Несмотря на всю эстетику и функциональность, современные пластиковые окна несут в себе опасность в виде излишней герметизации помещения, что, в свою очередь, способствует росту концентрации углекислого газа в квартире. И если летом эта проблема не так актуальна, так как часто мы держим окна открытыми, то зимой концентрация CO2 часто может доходить до критических отметок.
Для создания комфортных условий в квартире советуем вам установить современные системы очистки воздуха, такие как:
Более подробно о том, как можно очистить воздух в квартире, мы писали здесь.
Чем измерить уровень CO2 в квартире
Для того, чтобы лучше понять, когда стоит использовать приточную вентиляцию, не лишним будет знать текущий уровень концентрации CO2 в квартире. Контролировать уровень углекислого газа вам помогут компактные детекторы CO2. До недавнего времени детекторы из-за дороговизны были практически недоступны для бытового применения, но сегодня ситуация изменилась, а хороший детектор можно приобрести практически на любых популярных маркетплейсах по цене до 100$.
Для измерения современные устройства используют несколько методов. Для измерения самых низких концентраций CO2 в технологических газах или в атмосферном воздухе используют газохроматографический метод, основанный на распределении компонентов анализируемой смеси между двумя несмешивающимися и движущимися относительно друг друга фазами.
В большинстве портативных детекторов получил распространение метод недисперсионной инфракрасной спектрометрии (NDIR). Прибор с помощью инфракрасного светодиода измеряет поглощение света длины волны в зависимости от концентрации углекислого газа в анализируемом пространстве, и переводит значение в миллионные доли.
Такие настольные детекторы представляют собой небольшой прибор, который подключается к источнику питания и непрерывно выводит результаты измерений на дисплей. Детектор оснащен звуковым оповещением и тремя светодиодами, которые загораются при достижении определенного уровня концентрации CO2 в помещении. Звуковое оповещение напомнит о необходимости проветрить помещение в зависимости от концентрации углекислого газа в квартире.
Еще один интересный гаджет не так давно представила группа калифорнийских ученых. Карманный Детектор Atmotube способен к измерениям не только концентрации углекислого газа в квартире, но и распознает уровни других летучих соединений, таких, например, как формальдегид и фенол.
Кроме того, прибор может отслеживать физические условия: относительную влажность, температуру, атмосферное давление, окружающий шум и уровень освещенности. И все это в одной компактной алюминиевой трубке с титановым покрытием, которая подключается к смартфону по Bluetooth и имеет встроенный аккумулятор на 350 m/Ah.
В начинке прибора установлен комплексный металлооксидный датчик газов (MOX). Принцип работы такого датчика основан на чувствительности резистивного слоя, нанесенного на тонкую мембрану из диоксида кремния. Встроенный вольфрамовый нагреватель очень быстро нагревает мембрану до 400 гр. Цельсия, а изменения сопротивления сенсора говорят о наличии того или иного вредного вещества в воздухе и передаются в приложение на ваш смартфон в виде понятных величин.
Заключение
Основная масса людей большую часть своего времени так или иначе вынуждена находиться в закрытых плохо проветриваемых помещениях. Такие мелочи, как закрытая форточка, кажутся нам незначительными в нескончаемом рабочем ритме. Практически такая же ситуация складывается и во многих городских квартирах, где простой вентиляции обычно недостаточно, чтобы обеспечить нормальный уровень кислорода. Мы уверены, что измерители уровня углекислого газа — это не очередная игрушка, а устройство, которое способно позаботиться о вашем самочувствии и предупредить вас о необходимости внести глоток свежего воздуха в вашу квартиру.
Допустимое содержание СО2 в помещениях
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
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:
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):
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.
Нормы углекислого газа в жилых помещениях
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»:
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.
Выводы
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.
Углекислый газ в вашем доме, содержание CO2
— углекислый газ CO2 0,03%,
Человек является основным источником углекислого газа в помещении. Мы выдыхаем от 18 до 25 л/час СО2. Повышенное содержание уровня углекислого газа наблюдается во всех помещениях, где находятся люди.
То, что нам не хватает кислорода в душном помещении – это миф!
Нам душно из-за высокой концентрации углекислого газа
400 ppm = 0,04 % за городом
600 ppm= 0,06 % в спальне
1000 ppm = 0,1 % в офисе
Расчеты показывают, что головная боль, слабость, и другие симптомы возникают у человека в помещении не от недостатка кислорода, а от избытка углекислого газа!
Ещё недавно в Европейских странах и США уровень углекислого газа в помещении измеряли только для того, чтоб проверить качество работы вентиляции, и считалось, что СО2 опасен для человека только в больших концентрациях.
Исследования же о влиянии углекислого газа на организм человека в концентрации приблизительно 1000 ppm появились совсем недавно.
Мало кто знает, что чистый воздух за городом содержит около 400 ppm углекислого газа, и, чем ближе содержание СО2 в помещении к этой цифре, тем лучше чувствует себя человек.
Жители крупного мегаполиса подвергаются негативному влиянию повышенного уровня углекислого газа круглосуточно. Сначала в переполненном общественном транспорте и в собственных автомобилях, которые подолгу стоят в пробках. Затем на работе, где часто бывает душно и нечем дышать.
Так же очень важно поддерживать хорошее качество воздуха и в собственном доме, особенно в спальне, там мы проводим треть своей жизни. Для того, чтобы хорошо выспаться, гораздо важнее чистый воздух, чем продолжительность сна, а уровень СО2 в спальнях и детских комнатах должен быть ниже 600 ppm. Высокий уровень СО2 в этих помещениях может стать причиной таких симптомов, как заложенность носа, раздражение горла и глаз, головной боли и бессонницы.
Ученые нашли способ решения этой проблемы, исходя из аксиомы, что если в природе уровень углекислого газа составляет 350-400 ppm, то и в помещениях он должен быть приближен к этому уровню.
*Все указанные в таблице уровни вполне нормальны и допустимы время от времени.
Углекислый газ в офисных помещениях снижает производительность труда сотрудников, ухудшает состояние их здоровья, приводит к Синдрому больного здания (СБЗ). Замеры, проведенные в офисах показали, что концентрация углекислого газа СО2 достигала 2000 ppm и выше.
Исследования показали, что при концентрации углекислого газа выше 800-1000 ppm сотрудники офисных зданий начинают испытывать симптомы СБЗ: раздражение слизистых оболочек, сухой кашель, головная боль, снижение работоспособности, воспаление глаз, заложенность носа, воспаление носоглотки, проблемы, связанные с дыхательной системой, сухой кашель, головная боль, усталость и сложность с концентрацией внимания. Причем, углекислый газ является одной из главных причин развития СБЗ.
3.Качество воздуха в доме: еще один из критериев комфорта внутренней среды.
Качество воздуха
Углекислый газ (диоксид углерода)
Твердые частицы
Летучие органические вещества
Плесень и другие аллергены
Контроль влажности воздуха
Бактерии
Дым от курения
Радон
Угарный газ (монооксид углерода)
Озон
Что делать?
Качество воздуха наверх
Для начала, посмотрим, что говорится об этом вопросе в Википедии: Indoor Air Quality. Русскоязычной страницы нет, потому что, наверное, на 1/6 части суши такой проблемы тоже нет. Но для общего развития, а не просто чтобы попугаться, попробуем все-таки перевести и разобраться.
Качество воздуха в помещении затрагивает вопросы контроля параметров воздуха, которые влияют на здоровье и комфорт жильцов. Наряду с другими физиологическими и психологическими факторами (тепловым, пространственным, световым и акустическим комфортом) качество воздуха в помещении является составным элементом такого понятия, как качество внутренней среды здания (Indoor Environmental Quality).
Загрязнение воздуха является одной из главных угроз здоровью во всех странах мира, т.к. если, например, Англичанка гадит, то дышат все. Основными источниками внешних загрязнений воздуха является сжигание различных видов топлива и транспорт. К внутренним источникам загрязнений воздуха в доме можно отнести жизнедеятельность самого человека, бытовая пыль, строительные и отделочные материалы.
В принципе, если пропустить страшное слово «радон», которого так боятся там, а у нас и видом не видывали нюхом не нюхали, то все это понятно и логично. Наверное, что-то подойдет и нам. Тогда, дальше рассмотрим общие загрязнители воздуха.
Углекислый газ (диоксид углерода, СО2) наверх
Углекислый газ является относительно легким для измерения показателем загрязненности внутреннего воздуха. Именно человек является главным источником углекислого газа внутри помещения. Его концентрация в воздухе напрямую связана со скоростью обмена веществ человека: производство СО2 растет при увеличении физической активности и наоборот (средняя скорость поступления на человека). Поэтому, уровень концентрации углекислого газа является хорошим индикатором адекватности количества притока свежего воздуха в помещении по отношению к количеству и активности жильцов. Измерение уровня углекислого газа в воздухе можно осуществлять с помощью электронных бытовых измерителей.
Электронные измерители концентрации углекислого газа в воздухе помещений.
Концентрация углекислого газа в воздухе растет с увеличением количества людей в помещении, однако имеет задержку по времени. Для адекватной оценки уровня концентрации СО2 измерения следует проводить спустя некоторое время после установления постоянного количества людей и работы системы вентиляции в помещении (спустя ). В показательном случае в офисном помещении площадью 14м² концентрация углекислого газа увеличилась с до более всего за 45 минут после прекращения вентилирования и закрытия всех окон и дверей.
Уровень концентрации углекислого газа в замкнутом пространстве офиса может превысить значение за 45 минут. Зеленая область: оптимальная концентрация углекислого газа в воздухе помещения (уровень Green Star), красная область: область снижения работоспособности и самочувствия ввиду повышенной концентрации углекислого газа.
Интересными могут быть результаты опытов по влиянию температуры воздуха на субъективное восприятие людьми концентрации в нем углекислого газа. Согласно данным, при одном и том же высоком (более ) уровне концентрации СО2 в воздухе помещения, люди оценивают более прохладный воздух, как имеющий лучшее качество (более свежий).
Твердые частицы наверх
Следует отметить, что в быту можно значительно снизить концентрацию взвешенных частиц в домашнем воздухе такими простыми манипуляциями, как влажная и сухая уборка, чистка ковров и т.п. Никаких нанотехнологий.
Интересная статья в Википедии: https://en.wikipedia.org/wiki/Particulates. Правда, опять без русского. Ясен-красен: у нас ведь нет ни промышленности, ни транспорта, ни людей, которые могут дышать…
Плесень и другие аллергены наверх
Границы диапазонов относительной влажности в помещении, связанные с теми или иными рисками. Уровень оптимальной влажности лежит в диапазоне от 40 до 60%.
Особенно подвержены опасности поражения плесенью каркасные конструкции домов из-за обилия полостей, различных слоев разнородных материалов и использования древесины, т.к. целлюлоза является питательной средой для многих видов микроорганизмов. Если не удается высушить скрытые строительные конструкции из дерева/целлюлозы в течение нескольких суток, то может начать развиваться плесень и начаться выделение в воздух аллергенных спор. Существуют некоторые разновидности плесневых грибов, которые содержат токсичные для человека вещества (микотоксины). Однако, в большинстве случаев, получение опасных доз микотоксинов путем вдыхания невозможно, т.к. микотоксины производятся только самим телом плесени, а в летучих спорах их концентрация невелика. Основная опасность от плесени (касательно качества воздуха в помещении) заключается в аллергенных свойствах клеточных стенок спор. Еще более серьезной угрозой, чем просто аллергенность, является способность плесени вызывать обострения болезни у людей, страдающих астмой.
Контроль влажности воздуха наверх
В зимнее время источниками влаги в доме являются сами жильцы (выделяя около 50 грамм водяного пара в час на человека), процессы стирки, мытья, влажной уборки и готовки, а также комнатные растения (существуют расчетные таблицы по влагопоступлениям). Влага из помещений удаляется с вытяжным воздухом вентиляции и путем диффузии через конструкцию стен.
Для расчетов равновесной влажности воздуха в доме важны скорость поступления новой влаги (люди, уборка, готовка, стирка и т.п.) и скорость выхода влаги с вытяжным воздухом вентиляции (зная расход воздуха и влагосодержание уличного и внутреннего воздуха) и диффузией (зная толщины и коэффициенты паропроницаемости слоев стен здания). В установившемся режиме скорость поступления влаги равна скорости её выхода из дома, что дает значение текущей относительной влажности внутреннего воздуха дома. Если скорость выхода влаги из дома больше скорости влагопоступления — то относительная влажность в доме уменьшается. И наоборот.
Как правило, для обеспечения нормальной влажности (около 50%) в нормальном среднестатистическом доме (4 человека, нормальная жизнедеятельность. ) основным механизмом вывода влаги является именно вентиляция. Выход пара диффузией через наружные ограждающие конструкции составит около 10%, т. е. является незначительным (калькулятор в руки). Именно поэтому, понятие «дышащие стены» несостоятельно. Что, однако, не исключает желательность применения во внутренней отделке дома материалов, способных хорошо вбирать и отдавать излишки влаги, и уменьшать количество влагонепроницаемых отделочных покрытий. Это только способствует стабилизации микроклимата и повышению комфорта.
Бактерии наверх
Здравствуй, милый мой дружок.
Я — веселый пневмококк!
В воздухе и на различных поверхностях помещений обнаруживается множество различных бактерий, имеющих потенциальное влияние на здоровье человека. Степень этого влияния для многих видов бактерий ещё до конца не выявлена, ведутся работы. Одной из широко известной в узких кругах бактерией, является легионелла.
Количество микробов на коже человека, в кишечнике и др. местах приблизительно в десять раз больше общего количества клеток организма человека. Большая часть микробов, обнаруженных в воздухе и пыли помещений — именно человеческого происхождения. Среди наиболее значимых бактерий, которые могут встречаться в воздухе помещений, — палочка Коха, золотистый стафилококк и пневмококк
Дым от курения наверх
Ну, тут понятно: не кури и не курим будешь…
Радон наверх
Радон — радиоактивный одноатомный тяжёлый газ (поэтому скапливается в подвалах) без цвета и запаха. Попадая в организм человека, радон способствует процессам, приводящим к раку лёгкого (микроожоги легкого в точках альфа-распада). Особенно повышает риск заболевания сочетание воздействия радона и курения. По данным департамента здравоохранения США, радон — второй по частоте (после курения) фактор, вызывающий рак лёгких преимущественно бронхогенного типа. Рак лёгких, вызванный радоновым облучением, является шестой по частоте причиной смерти от рака. Радон и его дочерние продукты обусловливают более половины всей эффективной дозы облучения, которую в среднем получает организм человека от природных и техногенных радионуклидов окружающей среды. В настоящее время во многих странах проведен мониторинг концентрации радона в зданиях как первый этап оптимизации защиты населения.
Ну, теперь понятно, почему в Америках так много внимания в строительстве уделяется вопросам контроля поступления радона из земли и подземных вод в здание. Однако, концентрация радона в воздухе зависит от геологической обстановки. Граниты, в которых много урана, являются активными источниками радона, а над поверхностью океанов и морей радона немного. Погода также влияет: во время дождя микротрещины, по которым радон поступает из почвы, заполняются водой; снежный покров также препятствует доступу радона в воздух. Короче, либо генерал Мороз, полковник Распутица и майор Мышь в который раз пришли нам на помощь, либо это просто происки капиталистов: Радоновые ванны, Санаторий «Радон».
Угарный газ (монооксид углерода) наверх
Одним из наиболее токсичных загрязнителей воздуха помещений является угарный газ — бесцветный, газ без запаха, который является побочным продуктом неполного сгорания любого органического топлива (уголь, дрова, газ, бензин и т.п.). Основные источники угарного газа это: табачный дым, бытовые и промышленные котлы, автомобильные выхлопы. В больших городах наблюдается повышенная концентрация угарного газа, что понятно. Максимально допустимая концентрация CO в воздухе с точки зрения токсичности для человека составляет около (частей на миллион). В выхлопе бензинового автомобиля допускается до (частей на сотню), допустимая концентрация сильно различается в зависимости от страны и применяемых стандартов.
Озон наверх
Озон образуется в атмосфере Земли под действием ультрафиолетового излучения (особенно интенсивно в озоновом слое), разрядов молний, искусственных озонаторов воздуха и как побочный продукт других типов загрязнения.
Озон — это мощный оксидант, вызывающий старение клеток организма. Обычно озон находится в значимых концентрациях на высотах, доступных для пассажирских самолетов (иногда в них ставят озоновые фильтры). Реакции между озоном и веществами на борту самолета, включая кожный жир и косметику, могут привести к образованию токсических веществ. Такие же реакции могут произойти и в быту при повышенной концентрацией озона в воздухе.
Что делать? наверх
Итак, стройте хорошие дома!
Расставляйте приоритеты.
Если вам необходимо осуществить проектирование и монтаж инженерных систем для вашего дома в Минске и Минском районе; вы хотите получить консультации и выполнить монтаж системы отопления, водоснабжения, канализации, вентиляции, встроенного пылесоса, выполнить электромонтажные работы; сделать необходимые расчеты и подобрать оборудование; либо вы столкнулись с трудностями при реализации ваших идей — мы будем рады вам помочь.