Содержание углекислого газа в помещении: основные нормативы
06/07/2020
Время прочтения ≈ 10 минут
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
Нормы концентрации углекислого газа в помещении по ГОСТ
Нормы концентрации CO2 для разных помещений
Субъективные показатели свежести
Основные причины повышения CO2 в помещении
Как обеспечить оптимальный уровень СО2
Выводы
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.
Свежесть воздуха оценивают по содержанию в нём углекислого газа — 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».
Подписаться в Telegram
Подписаться по email
Хотите узнавать о новых статьях, акциях и закрытых распродажах первыми? Подписывайтесь на нашу рассылку или канал в Telegram⚡
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.
Оптимальное содержание CO2 в помещении — 800 ppm.
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:
Помещения 1-й категории — это помещения, в которых люди находятся в состоянии покоя и отдыха, то есть жилые помещения, отели;
Помещения 2-й категории — это помещения, в которых люди заняты умственным трудом, учёбой, сюда можно отнести как учебные заведения, так и офисы;
Помещения 3-й категории — это помещения с массовым пребыванием людей, сюда относятся офисы, производственные предприятия и все общественные заведения;
Помещения 4-й категории — помещения для занятий подвижными видами спорта, то есть все спортивные залы, фитнес-центры и клубы, спортивные секции и т.д.
Нормы содержания углекислого газа для жилых помещенийЖилые 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.
Рассмотрим на примере:
Измерения показывают, что в среднем за 1 час человек вырабатывает около 20 л. углекислого газа или 0,02 м³. Предположим, что в комнате 18 м² находится семья из 3-х человек, за 1 час при закрытых окнах они выдохнут 0,06 м³ CO2 в воздух (0,02 м³/ч на 1 человека). Объём комнаты — 54 м³. В процентном соотношении объём CO2 в комнате — 0,1111%. Переводим проценты в ppm (частей на миллион) и получаем 1111 ppm. То есть семья из 3-х человек за час вырабатывает количество углекислого газа, которое превышает оптимальные значения по ГОСТ.
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.
Рассмотрим на примере:
Рассмотрим офисное помещение 30 м², в котором находится 6 сотрудников, за 1 час они выработают 0,12 м³ CO2 (0,02 м³/ч на 1 человека). Объём офиса — 81 м³, в процентном соотношении объём CO2 — 0,1481 или 1481 ppm. То есть уже через час при закрытых окнах уровень CO2 превысит допустимые нормы.
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.
Рассмотрим на примере:
Возьмём стандартный класс площадью 64 м², в нём находится 25 учеников и учитель, урок длится 45 минут, за это время 26 человек выдохнут 0,58 м³ углекислого газа.
Объём класса — 192 м³, объём CO2 в классе — 0,3020% или 3020 ppm, что в 3 раза превышает оптимальные показатели.
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.
Рассмотрим на примере:
Площадь тренажёрного клуба мини-формата 200 кв.м. По санитарным нормам на 1 посетителя должно приходиться не менее 5 м². Предположим, что требование соблюдаются и в зале одновременно находится не более 40 человек. За 1 час интенсивных физических упражнений они выработают 4,4 м³ СО2 (0,11 м³ на человека). Объём помещения — 700 м³, доля содержания CO2 — 0,6285% или 6285 ppm. То есть за 1 час при отсутствии приточного воздуха уровень углекислого газа может превысить норму почти в 5 раз, такая концентрация близка к критичной для здоровья человека.
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.
Первая причина — это люди, одновременно находящиеся в помещении, и их деятельность.
Чем больше людей, тем активнее вырабатывается углекислый газ. Особо остро эта проблема стоит в офисах. Офисному сотруднику должна обеспечиваться площадь рабочего места не менее 4,5 м². Но работодатели часто не соблюдают нормативы и получается, что в маленьком офисе одновременно находится большое количество активно дышащих людей. Поддерживать уровень углекислого газа в пределах нормы в подобной ситуации достаточно проблематично.
Вторая — это герметичные пластиковые окна. Изначально здания проектировались так, чтобы воздух поступал через щели в окнах или через неплотности в строительных конструкциях. Но в погоне за утеплением и шумоизоляцией, массовой заменой обычных окон на герметичные пластиковые, люди совершенно забыли о том, как воздух будет поступать в помещение. В новых домах с пластиковыми окнами проектировщики это предусмотрели и на этапе проектирования закладывают наличие приточных клапанов.
Третья причина — неработающая вытяжка. По мере эксплуатации вентиляционные вытяжки сильно засоряются, это приводит к слабой тяге и как следствие низкому уровню притока свежего воздуха с улицы.
Нередки ситуации, когда во время ремонта вентиляционные отверстия и вовсе заделывают, что полностью останавливает работу вентиляционной системы. Нет тяги в системе вентиляции — нет притока свежего воздуха с улицы.
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 30м³/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.
ЧИТАТЬ СТАТЬЮ
Бризер — что это?
Что такое бризер, принцип работы и функции
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
В помещении важно поддерживать оптимальную концентрацию уровня СО2, так как углекислый газ оказывает негативное влияние на организм человека.
Существует ГОСТ, который регулирует оптимальные и допустимые показатели для разных категорий помещений.
Оптимальный уровень CO2 в помещении — 800 ppm — такой воздух считается качественным. Допустимая концентрация углекислого газа находится в пределах 1000–1400 ppm.
Чтобы поддерживать оптимальные параметры CO2 в помещении, необходима установка системы приточной вентиляции, так как проветривание через окно не всегда эффективно и имеет ряд существенных недостатков.
Из всех систем приточной вентиляции именно бризеры наиболее эффективно справляются с повышенным содержанием углекислого газа. Бризер позволяет проветривать помещение с закрытыми окнами 24 часа в сутки 365 дней в году и поддерживать оптимальный уровень CO2.
Александра Конова
Павел Гончаров
Авторы статьи:
Понравилась статья? Напишите комментарий
или поделитесь в социальных сетях:
Ознакомьтесь с характеристиками популярных моделей и подберите бризер под свои задачи!
| Открыть каталог |
Нормы уровня углекислого газа (CO2) в помещениях
Опубликовано: 29.
11.2018Обновлено: 29.11.2018
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.
Источники:
- 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.
Вы спрашивали: если CO2 составляет всего 0,04% атмосферы, то как он влияет на глобальное потепление?
Климат, Науки о Земле
У вас есть животрепещущий вопрос об изменении климата? Заинтересованы в сохранении? «Вы спрашивали» — это серия, в которой эксперты Института Земли отвечают на вопросы читателей о науке и устойчивом развитии. Чтобы задать вопрос, оставьте комментарий ниже, напишите нам в Instagram или напишите нам здесь .
Читатель по имени Пол задал этот вопрос в одном из наших предыдущих постов:
Почему CO2 вызывает глобальное потепление, если в атмосфере его всего 0,04%? И почему водяной пар не является основным движущим фактором?
Йоханан Кушнир — профессор-исследователь Земной обсерватории Ламонта-Доэрти в Отделе физики океанов и климата
Ответ предоставлен Йохананом Кушниром
Земля поглощает энергию солнечного света, но по мере нагревания поверхности она также излучает энергию в виде инфракрасного излучения (известного нам как тепло) в космос.
Около 99 процентов атмосферы состоит из кислорода и азота, которые не могут поглощать инфракрасное излучение Земли. Из оставшегося 1 процента основными молекулами, способными поглощать инфракрасное излучение, являются CO2 и водяной пар, потому что их атомы способны вибрировать именно так, как нужно, чтобы поглощать энергию, которую испускает Земля. После того, как эти газы поглощают энергию, они излучают половину ее обратно на Землю, а половину — в космос, улавливая часть тепла в атмосфере. Это улавливание тепла и есть то, что мы называем парниковым эффектом. Из-за парникового эффекта, создаваемого этими следовыми газами, средняя температура Земли составляет около 15°C, или 59°С.˚F, что позволяет существовать жизни.
CO2 составляет всего около 0,04% атмосферы, а содержание водяного пара может варьироваться от 0 до 4%.
Но хотя водяной пар является доминирующим парниковым газом в нашей атмосфере, у него есть «окна», которые позволяют части инфракрасной энергии выходить без поглощения. Кроме того, водяной пар концентрируется ниже в атмосфере, тогда как CO2 хорошо смешивается вплоть до высоты около 50 километров. Чем выше содержание парниковых газов, тем эффективнее они улавливают тепло с поверхности Земли.
Сжигание ископаемого топлива влияет на концентрацию CO2 в атмосфере. До промышленной революции количество CO2 в атмосфере составляло около 288 частей на миллион. Сейчас мы достигли примерно 414 частей на миллион, так что мы находимся на пути к удвоению количества CO2 в атмосфере к концу этого века. Ученые говорят, что если CO2 удвоится, это может повысить среднюю глобальную температуру Земли на два-пять градусов по Цельсию. Мы уже увеличиваем количество энергии, которая возвращается на Землю. Из-за парникового эффекта это вызывает глобальное потепление с его многочисленными разрушительными последствиями.
И водяной пар, и CO2 ответственны за глобальное потепление, и как только мы увеличиваем содержание CO2 в атмосфере, океаны нагреваются, что неизбежно вызывает увеличение водяного пара. Но хотя у нас нет возможности контролировать водяной пар, мы можем контролировать CO2. А поскольку мы увеличиваем количество СО2 в атмосфере, продолжая сжигать ископаемое топливо, даже в относительно небольших количествах по сравнению со всей массой атмосферы, мы нарушаем весь тепловой баланс планеты.
Для получения дополнительной информации о том, как углекислый газ улавливает тепло, почему водяной пар не является виновником, а также ответы на несколько других интересных вопросов, ознакомьтесь с этим постом: Как именно углекислый газ вызывает глобальное потепление?
Теги:
изменение климатаCO2парниковый эффектОбсерватория Земли Ламонт-Доэртивы спрашивалиCO2 составляет всего 0,04% атмосферы Земли. Вот почему его влияние настолько велико: ScienceAlert
Вопрос читателя: Я слышал, что углекислый газ составляет 0,04 процента мировой атмосферы.
Не 0,4 процента или 4 процента, а 0,04 процента! Как это может быть так важно в глобальном потеплении, если это такой маленький процент?
Меня часто спрашивают, как двуокись углерода может оказывать важное влияние на глобальный климат, если его концентрация так мала — всего 0,041 процента атмосферы Земли. И человеческая деятельность ответственна только за 32 процента этого количества.
Я изучаю влияние атмосферных газов на загрязнение воздуха и изменение климата. Ключом к сильному влиянию углекислого газа на климат является его способность поглощать тепло, излучаемое с поверхности нашей планеты, не давая ему уйти в космос.
«Кривая Килинга» отслеживает накопление CO2 в атмосфере Земли. (Scripps Institution of Oceanography/CC BY 4.0)
Ранняя тепличная наука
Ученые, которые впервые определили значение углекислого газа для климата в 1850-х годах, также были удивлены его влиянием. Работая по отдельности, Джон Тиндалл в Англии и Юнис Фут в Соединенных Штатах обнаружили, что углекислый газ, водяной пар и метан поглощают тепло, а более распространенные газы — нет.
Ученые уже подсчитали, что Земля была примерно на 59 градусов по Фаренгейту (33 градуса по Цельсию) теплее, чем должна быть, учитывая количество солнечного света, достигающего ее поверхности. Лучшим объяснением этого несоответствия было то, что атмосфера сохраняла тепло, чтобы согреть планету.
Тиндалл и Фут показали, что азот и кислород, которые вместе составляют 99 процентов атмосферы, практически не влияют на температуру Земли, поскольку не поглощают тепло.
Скорее, они обнаружили, что газы, присутствующие в гораздо меньших концентрациях, полностью ответственны за поддержание температур, которые сделали Землю пригодной для жизни, путем улавливания тепла для создания естественного парникового эффекта.
Одеяло в атмосфере
Земля постоянно получает энергию от Солнца и излучает ее обратно в космос. Чтобы температура планеты оставалась постоянной, чистое тепло, которое она получает от Солнца, должно уравновешиваться исходящим теплом, которое оно излучает.
Поскольку Солнце горячее, оно излучает энергию в виде коротковолнового излучения в основном в ультрафиолетовом и видимом диапазоне длин волн. Земля намного холоднее, поэтому она излучает тепло в виде инфракрасного излучения, которое имеет более длинные волны.
Углекислый газ и другие улавливающие тепло газы имеют молекулярную структуру, которая позволяет им поглощать инфракрасное излучение. Связи между атомами в молекуле могут вибрировать определенным образом, подобно высоте фортепианной струны. Когда энергия фотона соответствует частоте молекулы, он поглощается и его энергия передается молекуле.
Углекислый газ и другие улавливающие тепло газы имеют три или более атомов и частоты, соответствующие инфракрасному излучению, излучаемому Землей. Кислород и азот, в молекулах которых всего два атома, не поглощают инфракрасное излучение.
Большая часть коротковолнового солнечного излучения проходит через атмосферу, не поглощаясь.
Но большая часть исходящего инфракрасного излучения поглощается удерживающими тепло газами в атмосфере.
Затем они могут высвобождать или повторно излучать это тепло. Некоторые возвращаются на поверхность Земли, сохраняя на ней более высокую температуру, чем она была бы в противном случае.
Солнечное излучение (желтый) и тепловое излучение (красный) взаимодействуют с Землей. (NASA)
Исследование передачи тепла
Во время холодной войны широко изучалось поглощение инфракрасного излучения многими различными газами. Работу возглавили ВВС США, которые разрабатывали ракеты с тепловым наведением и должны были понять, как обнаруживать тепло, проходящее через воздух.
Это исследование позволило ученым понять климат и состав атмосферы всех планет Солнечной системы, наблюдая за их инфракрасными сигнатурами. Например, на Венере около 870 F (470 C), потому что ее плотная атмосфера на 96,5% состоит из углекислого газа.
Он также информирует прогнозы погоды и климатические модели, позволяя им количественно определять, сколько инфракрасного излучения сохраняется в атмосфере и возвращается на поверхность Земли.
Люди иногда спрашивают меня, почему двуокись углерода важна для климата, учитывая, что водяной пар поглощает больше инфракрасного излучения, а два газа поглощают несколько одинаковых длин волн.
Причина в том, что верхние слои атмосферы Земли контролируют излучение, уходящее в космос. Верхние слои атмосферы гораздо менее плотные и содержат гораздо меньше водяного пара, чем около земли, а это означает, что добавление большего количества углекислого газа значительно влияет на то, сколько инфракрасного излучения уходит в космос.
Наблюдение за парниковым эффектом
Вы когда-нибудь замечали, что в пустынях ночью часто холоднее, чем в лесах, даже если их средние температуры одинаковы? Без большого количества водяного пара в атмосфере над пустынями испускаемое ими излучение легко уходит в космос.
В более влажных регионах излучение с поверхности захватывается водяным паром в воздухе.
Точно так же облачные ночи, как правило, теплее, чем ясные ночи, потому что присутствует больше водяного пара.
Влияние двуокиси углерода можно увидеть в прошлых изменениях климата. Ледяные керны за последний миллион лет показали, что в теплые периоды концентрация углекислого газа была высокой — около 0,028 процента.
Во время ледниковых периодов, когда Земля была примерно на 7–13 F (4–7 C) холоднее, чем в 20 веке, углекислый газ составлял лишь около 0,018 процента атмосферы.
Несмотря на то, что водяной пар более важен для естественного парникового эффекта, изменения в углекислом газе привели к изменениям температуры в прошлом. Напротив, уровни водяного пара в атмосфере реагируют на температуру.
По мере того, как Земля становится теплее, ее атмосфера может удерживать больше водяного пара, что усиливает начальное потепление в процессе, называемом «обратная связь водяного пара». Таким образом, колебания содержания углекислого газа оказывали контролирующее влияние на прошлые изменения климата.
Маленькая мелочь, большой эффект
Неудивительно, что небольшое количество двуокиси углерода в атмосфере может иметь большой эффект. Мы принимаем таблетки, которые составляют крошечную часть массы нашего тела, и ожидаем, что они подействуют на нас.
Сегодня уровень углекислого газа выше, чем когда-либо в истории человечества. Ученые в целом согласны с тем, что средняя температура поверхности Земли уже увеличилась примерно на 2 F (1 C) с 1880-х годов, и что, скорее всего, причиной этого является антропогенное увеличение содержания углекислого газа и других удерживающих тепло газов.
Если не принять меры по контролю за выбросами, к 2100 году углекислый газ может достичь 0,1 процента атмосферы, что более чем в три раза превышает уровень до промышленной революции. Это будет более быстрое изменение, чем переходы в прошлом Земли, имевшие огромные последствия.
Без действий этот маленький кусочек атмосферы вызовет большие проблемы.
Объяснение климата — это результат сотрудничества между The Conversation, Stuff и Новозеландским научным медиа-центром, который призван ответить на ваши вопросы об изменении климата.