Objem vzduchu v plicích

Vzduch hraje v našem životě hlavní roli. Je nezbytný pro dýchání, zásobování těla kyslíkem a také pro plnohodnotné fungování našeho mozku. Nedostatek vzduchu může vést ke špatnému zdravotnímu stavu, únavě, snížené výkonnosti, až k rozvoji různých onemocnění.

V tomto článku budeme hovořit o tom, kolik vzduchu člověk potřebuje, jak vypočítat a změřit požadovaný objem vzduchu a co udělat pro zajištění souladu s normami.

1. Kolik vzduchu potřebuje člověk k dýchání?
2. Normy pro vnitřní výměnu vzduchu
3. Možnosti výpočtu výměny vzduchu
4. Co udělat pro zajištění požadovaného objemu vzduchu
5. Závěrečná doporučení

Kolik vzduchu potřebuje člověk k dýchání?

Prostřednictvím dýchání člověk dodává tělu kyslík a odstraňuje přebytečný oxid uhličitý. Množství vzduchu potřebné k dýchání se liší v závislosti na věku člověka, zdravotním stavu, fyzické aktivitě a dalších faktorech. Například při fyzické aktivitě se zvyšuje spotřeba kyslíku, což vede ke zvýšení objemu nádechu a výdechu.

Podle výzkumů spotřebuje průměrný dospělý člověk v klidu asi 7-8 litrů vzduchu za minutu. To znamená, že při absenci fyzické aktivity člověk potřebuje méně než 500 litrů vzduchu za hodinu a přibližně 11 000 litrů vzduchu za den.

Výpočty neberou v úvahu faktory věku, přítomnost chronických či akutních onemocnění a také důležitý parametr – kvalitu ovzduší. Míra znečištění ovzduší a jeho saturace kyslíkem jsou však nesmírně důležité pro stanovení potřebného množství vzduchu pro pohodlné dýchání. Pokud je vzduch, který člověk dýchá, nekvalitní (znečištěný, zatuchlý, nasycený nepříjemnými pachy), pak k doplnění zásob kyslíku v těle bude potřebovat mnohem větší objem.

Aby byl v místnosti vždy dostatečný objem kvalitního vzduchu pro dýchání všech přítomných osob, musí mít budova správnou výměnu vzduchu, kterou zajišťuje ventilační systém

Normy pro vnitřní výměnu vzduchu

Správná výměna vzduchu je navržena tak, aby zajistila správnou kvalitu vnitřního vzduchu, včetně přijatelné úrovně obsahu oxidu uhličitého. Množství výměny vzduchu ukazuje rychlost pohybu vzduchu, respektive rychlost jeho obnovy, kdy odpadní vzduch nasycený oxidem uhličitým je z místnosti odváděn a čerstvý přiváděný vzduch nasycený kyslíkem zabírá celý vytlačený objem.

V Rusku existují normy pro vnitřní výměnu vzduchu. Vycházejí z hygienických norem a pravidel stanovených Ministerstvem zdravotnictví Ruské federace. Hlavním regulačním dokumentem regulujícím objem vzduchu pro každou osobu v místnosti v závislosti na jejím funkčním účelu je soubor pravidel (SP) 60.13330.2020 „SNiP 41-01-2003 Vytápění, větrání a klimatizace“.

Soubor pravidel a SNiP úzce souvisí s GOST 30494-2011 „Obytné a veřejné budovy. Parametry vnitřního mikroklimatu.“ V GOST jsou definovány a popsány parametry kvality vzduchu – čerstvost, čistota, vlhkost a teplota – a soubor pravidel specifikuje normy pro dodávku přiváděného vzduchu v obytných a veřejných budovách. Právě tyto normy musí podle souboru pravidel zajistit shodu parametrů kvality ovzduší s GOST.

Minimální spotřeba, m³/h, venkovního vzduchu na osobu. Normy SNiP pro proudění vzduchu v interiéru

Tabulka ukazuje, že norma výměny vzduchu v obytném prostoru závisí na jeho ploše, počtu lidí, přítomnosti přirozeného větrání a počítá se následovně:

pokud je celková plocha bytu na osobu menší než 20 m² – od 3 m³/hod na metr čtvereční,
pokud je celková plocha bytu na osobu větší než 20 m² – od 30 m³/hod,
při absenci přirozeného větrání – od 45 m³/hod.

Územní regulační dokument schválený moskevskou vládou v roce 2001 – Normy pro budovy města Moskvy (MGSN) 3.01-01 „Obytné budovy“ stanoví jako standard rychlost výměny vzduchu minimálně 30 m³/hod pro každou osobu v místnosti.

MGSN 3.01-01 „Obytné budovy“. Výpočtové parametry vzduchu a výměny vzduchu v obytných budovách

Podle norem platných v Rusku musí být v obytném domě o ploše 20 m² nebo více zajištěna výměna vzduchu minimálně 30 m³/h na osobu. Tento standard poskytuje pohodlné podmínky pro dýchání.

Možnosti výpočtu výměny vzduchu

Úroveň výměny vzduchu v každodenním životě je často subjektivním ukazatelem. Můžeme to hodnotit takto: „vzduch je zatuchlý“, „dusný“, „nelze dýchat“. Ve skutečnosti existují různé objektivní způsoby hodnocení výměny vzduchu v interiéru.

Kdy je nutné provést výpočty výměny vzduchu v interiéru?

Výpočet výměny vzduchu může být vyžadován v následujících případech:

při projektování a výstavbě nových budov nebo rekonstrukcí starých, určit požadovanou kapacitu ventilačního a klimatizačního systému,

při provádění hygienického a hygienického posouzení kvality vnitřního ovzduší zajistit, aby koncentrace škodlivých látek nepřekračovala přípustné normy,

při vyšetřování příčin nemocí u lidí, kteří byli v určité místnosti,

při řešení stížností pracovníků nebo obyvatel na špatnou kvalitu vnitřního ovzduší,

při provádění studií ke stanovení energetické účinnosti budovy a jejího ventilačního a klimatizačního systému.

Pro výpočet výměny vzduchu se používají různé metody: na základě plochy místnosti, požadované výměny vzduchu a také počtu osob přítomných v místnosti. Kteroukoli z metod lze použít nezávisle: výpočty nevyžadují speciální znalosti nebo dovednosti. Podívejme se na každou možnost podrobněji a uveďme příklady.

Chcete zlepšit výměnu vzduchu ve vašem bytě? Získejte konzultaci právě teď!
Získejte konzultaci
Získejte konzultaci právě teď!

Zavoláme vám zpět a řekneme vám, jak si zorganizovat přívodní větrání ve vašem bytě a jak s tím pomůže čistička přívodního vzduchu ATMEEX AIRNANNY, a vybereme model pro vyřešení vašich problémů.

Kliknutím na tlačítko souhlasíte se zpracováním osobních údajů a souhlasíte se zásadami ochrany osobních údajů

Výpočet výměny vzduchu podle plochy místnosti

Nejjednodušší způsob výpočtu výměny vzduchu pro malé prostory do 20 m² nebo byty, ve kterých má každá osoba méně než 20 m² celkové plochy. V tomto případě je nutné se spolehnout na SNiP 41-01-2003, který poskytuje standard 3 m³/h čerstvého vzduchu na metr čtvereční.

Pokud vezmeme požadované množství výměny vzduchu jako L, plochu místnosti v m² jako S a normu pro objem průtoku vzduchu vyjádřenou v m³/h jako Vn, pak vzorec pro výpočet je následující :

příklad
Plocha dvoupokojového bytu je 51 m², z toho 16 m² je obývací pokoj, 12 m² je ložnice. V apartmánu se ubytují 3 osoby, takže každý z nich má 17 m² celkové plochy. V tomto případě počítáme normu pro objem průtoku vzduchu na základě hodnoty 3 m³/h na metr čtvereční plochy.
Pro každou místnost spočítáme potřebnou výměnu vzduchu.

obývací pokoj
L = 16 x 3 = 48 m³/h

ložnice
L = 12 x 3 = 36 m³/h

U obývacího pokoje je nutné zajistit, aby větrání fungovalo tak, aby každou hodinu vstoupilo do místnosti alespoň 48 metrů krychlových čerstvého přiváděného vzduchu, pro ložnici – nejméně 36 metrů krychlových.

Výpočet výměny vzduchu na základě počtu osob přítomných v místnosti

Tato možnost výpočtu je vhodná pro prostory, ve kterých má každá osoba alespoň 20 m² celkové plochy. K výpočtu budete potřebovat konstantní hodnotu V – standardní výměnu vzduchu na 1 osobu, vyjádřenou v m/h³, a také proměnnou n – počet uživatelů:

Hodnota V je také nalezena v SNiP 41-01-2003: nejméně 30 m/h³ pro každou osobu, která zůstane v místnosti déle než 2 hodiny, s přihlédnutím k tomu, že byt má přirozené větrání (větrání okny, větracími otvory, balkony, dveře) a nejméně 45 m/h³ pro každou osobu, pokud není přirozené větrání.

Minimální spotřeba, m³/h, venkovního vzduchu na osobu. Normy SNiP pro proudění vzduchu v interiéru

příklad
Byt má rozlohu 84 m² a je vhodný pro 4 osoby. Každý člen rodiny má 21 m² celkové plochy. V tomto případě se požadovaný objem přiváděného vzduchu pro každou místnost s otevíracími okny, větracími otvory, ve kterých mohou všichni členové rodiny zdržovat současně déle než 2 hodiny, vypočítá takto:
L = 30 x 4 = 120 m³/h.

V „mrtvé“ místnosti bez větrání by výměna vzduchu měla být vyšší:
L = 45 x 4 = 180 m³/h.

Ještě jednou zdůrazněme, že tyto normy platí pouze v případě, že jsou všichni členové rodiny v místnosti současně a nepřetržitě déle než 2 hodiny.

Dýchat vzduch. V klidu člověk vdechne a vydechne 500 ml. (od 300 do 600) vzduch; tento objem vzduchu se nazývá dýchací vzduch. Člověk může vdechnout nad 500 ml dýchaného vzduchu navíc asi 1500 ml (přídavný vzduch), stejně tak po klidném výdechu vydechne ještě asi 1500 ml (rezervní vzduch). Uvedené údaje jsou průměry pro normálního dospělého muže. Z těchto čísel vyplývá, že při klidném dýchání se hrudní dutina nerozšíří ani nezhroutí na maximum. V případě potřeby se objem dýchacích pohybů může zvýšit ve směru výdechu i nádechu, díky čemuž se objem vzduchu vstupujícího do plic zvyšuje.

Vitální kapacita plic. Pokud se maximálně nadechnete a pak vydechnete maximálně do speciálního plynoměru (spirometru) přes náústek, dostane se do něj dýchací, rezervní i přídavný vzduch, tedy v průměru 500 + 1500 + 1500 = 3500 ml. Všechen tento vzduch tvoří vitální kapacitu plic. Vitální kapacita se liší v závislosti na věku, pohlaví, zdravotním stavu a dechové trénovanosti. Vitální kapacita plic u mladých mužů je 3,5 -4,5 litrů; u žen je vitální kapacita plic nižší asi o ⅓ (3-3,5 l).

Zbytkový vzduch. Po co nejhlubším výdechu nejsou plíce zcela zbaveny veškerého vzduchu; zůstává v nich asi 1000 – 1500 ml tzv. zbytkového vzduchu.

Objem zbytkového vzduchu na rozdíl od dýchacího, rezervního a přídavného vzduchu nelze zjistit přímým měřením. K tomu se používají nepřímé metody. Během jednoho z nich je subjekt požádán, aby zhluboka vydechl, aby v jeho plicích zůstal pouze zbytkový vzduch. Poté se subjekt několikrát zhluboka nadechne vzduchu z plynoměru a poté jej vydechne zpět do plynoměru. Kapacita druhého je známá (například 3 litry). Plynoměr je naplněn směsí plynů obsahující 10 % helia. Po několika dechových pohybech, kdy se složení vzduchu v plicích a v plynoměru shodne, vydechne subjekt co nejhlouběji do plynoměru. Po následném stanovení koncentrace helia v plynoměru lze vypočítat objem zbytkového vzduchu.

Uveďme příklad odpovídajícího výpočtu. Předpokládejme, že po smíchání plynu v plynoměru a alveolárního vzduchu je koncentrace helia v plynoměru 7,5 %. Protože se helium neúčastní výměny plynů, je po několika dýchacích pohybech rovnoměrně rozděleno mezi vzduch v plynoměru a vzduch zbývající v plicích po hlubokém výdechu. Celkové množství helia v plynoměru před experimentem bylo: 3·10/100 l; celkové množství helia po několika nádechech a výdechech do plynoměru zůstalo stejné, ale rozložené ve větším objemu vzduchu: (3+x) 7,5/100, kde x je objem zbytkového vzduchu.

Z těchto dvou rovnic se vypočítá objem zbytkového vzduchu: 3·10/100=(3+x)·7,5/100, což znamená, že v našem příkladu: x =3·10/7,5-3=1 l

Poměr objemů vzduchu v plicích je na Obr. 53.

Rýže. 53. Poměr objemů vzduchu v plicích.

Při normálním klidném dýchání je v plicích vždy zbytkový a rezervní vzduch. Zbytkový a rezervní vzduch zůstává v plicích i po smrti. Většina vzduchu v plicích mrtvoly může být odstraněna oboustranným otevřeným pneumotoraxem, protože to zahrnuje téměř úplný kolaps plicní tkáně. Vzduch uvolněný z plic se nazývá kolapsový vzduch.

Vzhledem k tomu, že i po otevřeném pneumotoraxu zůstává v plicích určité minimální množství vzduchu, neklesá vyříznutý kousek plicní tkáně z dospělého nebo dýchajícího kojence do vody. Vhodíte-li do vody kousek plíce plodu nebo mrtvě narozeného (prodýchaného) dítěte, jehož plíce nejsou rozšířené a neobsahují vzduch, pak se utopí.

Škodlivý prostor. Vzduch se nachází nejen v alveolech, ale také v dýchacích cestách (hrtan, průdušnice, průdušky a průdušky). Tento vzduch se nepodílí na výměně plynů. Říká se mu proto vzduch mrtvého neboli škodlivého prostoru. I když je jeho objem malý a průměrně kolem 140 ml, je nutné vzít v úvahu množství tohoto vzduchu, abychom pochopili, proč se složení alveolárního vzduchu liší od vzduchu vydechovaného. Při klidné inhalaci se z 500 ml vdechnutého atmosférického vzduchu dostane do plicních sklípků 500 – 140 = 360 ml. Protože v alveolech při klidném dýchání po výdechu zůstává 1000 ml zbytkového a 1500 ml rezervního vzduchu, tj. 2500 ml, pak se při každém nádechu neobnoví celý, ale pouze 360/2500, tedy přibližně 1/7 vzduchu. alveolární vzduch.