Какое влияние оказывает углекислый газ на человека. Допустимый уровень содержания СО₂ в помещениях.

Часто можно услышать о том, что существует проблематика увеличенного содержания СО₂ (углекислого газа) в воздухе, что оказывает пагубное влияние на здоровье и самочувствие человека. Как можно определить качество воздуха и какая норма содержания СО₂ в помещении? Какие можно принять меры по снижению концентрации углекислого газа в помещении?

Атмосфера Земли — это газовая оболочка, окружающая планету. По своему составу она состоит из множества газов, в том числе и СО₂. В процентном содержании состав атмосферного воздуха:

• 78,08% азот,
• кислород (20,95%),
• аргон (0,93%),
• водяной пар (0,5-4%)
• углекислый газ (0,034%),
• и совсем в небольших количествах в воздухе содержится водород, гелий и другие благородные газы.

Процентная составляющая большинства газов в атмосфере остается практически неизменной, исключением является вода и углекислый газ, так как процентная доля их более существенно подвержена изменениям в зависимости от окружающих условий.

Почему происходит накопление СО₂ в закрытых помещениях??
Рассмотрим физиологический процесс-дыхание. Что есть результатом дыхания? Какое воздействие может иметь на человека высокое содержанием СО₂ в закрытом помещении? Итак, дыхание — это физиологический процесс, создающий условие для нормального течения метаболизма у всех живых организмах. Здоровый воздух для дыхания человек должен состоять из 21,5% кислорода и 0,03 – 0,04% углекислого газа. Люди выдыхают углекислый газ, а вдыхают кислород. Всего за один час один человек без физических нагрузок в спокойном состоянии вдыхает около 25 литров кислорода и выдыхает примерно 22 литра углекислого газа. При смене состояния человека со спокойного на активную деятельность (см. таб.) будь то работа за компьютером, ходьба, спорт или работа по дому, частота вдохов и выдохов увеличивается, соответственно растет уровень концентрации углекислого газа, содержащегося в помещении без вентиляции.

Но многие люди не задумываются о том, что в помещении с недостаточной или отсутствующей вентиляцией происходит накопление углекислого газа, т.е значительно ухудшается качество воздуха, который они вдыхают. Так же углекислый газа поступает с улицы, СО₂ выделяется как результат горения газовой плиты и колонки, камина, котла....  Фактически, углекислый газ, это результат жизнедеятельности человека, пребывая в помещениях без вентиляции, люди повторно вдыхают воздух с более высоким содержанием СО₂.

Какое же влияние оказывает высокое содержание углекислого газа на самочувствие и здоровье человека, т.к. практически всегда, происходит нарушение его уровня в закрытых помещениях?

При высоком содержании углекислого газа в помещение, а именно выше 1000 ppm, люди, находящиеся в нем, испытывают синдром больного помещения (СБП). Воздух с высоким содержанием СО₂ ухудшает самочувствие людей, одними из самых распространённых симптомов повышенного СО₂, является сонливость, потеря концентрации, рассеянность, головная боль, апатия, существенное снижение работоспособности, так же воздух в помещении может содержать микробы, инфекции, передающиеся воздушно-капельным путем.

Нормы содержания СО₂ в школьных учреждениях, офисах

Многочисленные исследования подтверждают негативное влияние СО₂  на самочувствие и здоровье людей, находящихся в помещении. Исследования проводились в разных странных мира и на разных континентах.

Например, в рамках программы «Health Effects of School Environment" проводимой в Италии учеными Европейской комиссией DG SANCO в 2006 году  были проведены исследования по влиянию СО₂ на детей и обнаружили, что при превышении уровня СО₂ в 1000 ppm повышает у детей в 2 раза риск появления ринита, а сухой кашель возникает в 3,5 раза чаще. Дети, которые в течение длительного времени находятся в загазованных помещениях, имеют более уязвимую носоглотку.

В США, согласно рекомендациям в учебных помещениях концентрация СО₂ не должна превышать 0,06%. Повышение концентрации СО₂, где находиться 25-30 учащихся и площадь класса около 50м², происходит превышение нормы СО₂ вдвое всего за 30 минут.

Почему это происходит? Утепленные здания согласно новым нормам энергоэффективности, герметичные пластиковые окна сводят к минимуму естественную вентиляцию и даже, если здание оснащено вентиляцией, то она, как правило, устарела и дорогая в эксплуатации. А если вентиляции нет, то рекомендуется проветривать класс, аудиторию каждую перемену. Следует обратить внимание, что классные кабинеты редко проветриваются, так как открытое окно - это простужены дети и шум с улицы. 

Рассмотрим эксперимент в школе, который дал следующий результат, что более половины учебного времени количество углекислого газа в воздухе превышает 1500 ppm, а иногда приближается к 4200 ppm!

Рассмотрим рисунок, как происходит накопление СО₂ в классе. 

Сосредоточиться в таких условиях невозможно, так же критически снижается способность к восприятию информации. Чем выше концентрация углекислого газа в аудитории, классе, тем труднее воспринимать и усваивать подаваемую информацию т.е. тяжелее становиться справляться с учебной нагрузкой.

Проблема с вентиляцией наиболее остро стоит в квартирах, офисных зданиях и детских учреждениях. Качество воздуха является одной из основных норм в европейских школах, регламентируемых контролирующими органами, например, в учебных заведениях Великобритании используют приточно-вытяжную установку с рекуперацией тепла и датчиком качества воздуха СО₂.  Такое вентиляционное оборудование не только эффективно отслеживает качество воздуха, а также недорогое в эксплуатации. В Украине вентиляционные нормы еще дорабатывают, а проблема избыточного СО₂ в школах - игнорируется.

Нарушение нормы содержания СО₂ в офисах вызывает те же проблемы, что и в случае с учащимися. Возникают признаки "передозировки" СО₂, в результате чего рассевается внимание, падает результативность и производительность труда, а число ошибок растет.

Актуальность "передозировки" углекислым газом в помещении, где используется только кондиционер, еще больше. Это связано с ощущением комфорта, т.к. охлажденный воздух кажется оптимальным, однако охлаждение воздуха не снижает концентрацию СО₂.

Выводы

Исследования о влияния СО₂ на состояние здоровья людей дали следующий результат:

при высоком содержании СО₂ в воздухе наблюдается существенное снижение внимания и возникает чувство недомогания, появляется быстрая утомляемость, головные боли, снижение работоспособности и увеличение ошибок. К тому же, углекислый газ оказывается причиной повышенной заболеваемости людей, в первую очередь страдает носоглотка и дыхательные пути.  Во всех помещениях, где пребывают люди и выражена проблема с вентиляцией, необходимо контролировать уровень концентрации углекислого газа, ведь держать постоянно окна открытыми нет возможности.

Установка кондиционеров, использование в строительстве и реконструкции современных строительных материалов, которые максимально энергоэффективные, где создаются герметичные условия без обеспечения соответствующего притока свежего воздуха-обеспечивают все условия по накоплению и высокому содержанию углекислого газа в помещении.

В помещениях, где находятся люди, необходимо использовать приточно-вытяжную вентиляцию, способствующую стабильному снижению уровня углекислого газа в помещении, чтобы исключить его пагубное воздействие на здоровье. При этом важно, чтобы приточно-вытяжная вентиляционная установка была с рекуператором и обладала достаточной производительностью, учитывая назначения помещения. В помещениях, где значение концентрации углекислого газа не превышает 800ppm, люди работают с большей концентрацией внимания, реже жалуются на головную боль и меньше болеют респираторными инфекциями. Контролировать уровень СО₂ необходимо в школах, детских садах, университетах, спортивных залах, ТЦ и офисных центрах, домах, квартирах, качество нашей жизни напрямую зависит от хорошего настроения и самочувствия.

Приточно вытяжная установка Utek с рекуператором, фильтр F7 обеспечивает фильтрацию приточного воздуха, а датчик качества воздуха СО₂ будет отслеживать концентрацию углекислого газа в помещении. Такая вентиляционная установка может быть хорошим решением для учебных заведений, спортивных комплексов, сигналом для регулирования воздухообмена в этой системе вентиляции служит значения концентрации углекислого газа, которое измеряется специальным датчиком. Автоматика приточно-вытяжной установки, получив сигнал от датчика качества воздуха (СО2), увеличивает воздуха производство вентиляторов, когда концентрация СО₂ снижается до установленной нормы вентиляция перестает работать. Так же нужно отметить что во всех-приточно-вытяжных установках UTEK с рекуперацией тепла есть возможность подключить в автоматику и управлять работой вентиляционной установки по датчику качества воздуха (датчик СО2).