На сколько времени человеку хватит воздуха
Онлайн калькулятор вычисляет на сколько времени человеку хватит воздуха в герметично закрытом помещении, при условии, что человек находится в состоянии покоя. Рассчитывает на сколько времени хватит кислорода в комнате, а если точнее через сколько времени наступит отравление углекислым газом CO2.
Для чего служит этот калькулятор: например, поможет понять хватает-ли воздуха в спальне во время сна, стоит помнить, что ни какая спальня не может иметь абсолютную герметичность, всегда есть приток воздуха. Разделите результат на кол-во человек которые будут находиться в помещении.
Для тех, кто боится задохнутся в комнате — в среднестатистической спальне с плотно закрытой дверью, среднестатистическому человеку хватит воздуха для среднестатистического сна.
Результаты вычислений выполненные на данном калькуляторе носят исключительно справочный характер и не предназначены для дальнейшего использование где либо. Помните, что превышение нормы углекислого газа или нехватка кислорода может негативно сказаться на вашем здоровье и даже стать причиной смерти.
Домашняя климатическая установка: сколько человеку нужно воздуха
Привет моим тремста подписчикам. Вы, как оказалось, очень дотошные и общительные люди, о чем говорят несколько сотен комментариев к предыдущей статье. Моя же проблема в написании текстов — я кидаю слишком много информации в кучу. Поэтому в сложившейся ситуации придется брать себя в руки и подробно излагать отдельные моменты, вызывающие у вас наибольшее число вопросов.
Сегодня поговорим о том, о чем многие авторы приточек, даже с уважаемого Хабра и Форумхауза, не думали — о необходимых и требуемых объемах воздуха.
Когда концентрация углекислоты превышает 1000 ppm (0,1%), появляется дискомфорт, слабость, головная боль, проблемы с концентрацией внимания. Растет число ошибок в работе. Знакомые симптомы?
Перед тем, как улучшить климат в квартире, я, само собой, изучил множество решений, коммерческих и частных. Мне был нужен чистый, свежий и влажный воздух во всех комнатах, но среди просмотренных проектов не попалось ни одного, который был бы дешев, прост и решал все задачи.
Оказалось, все они содержат обогреватель входящего воздуха. Из-за требований пожарной безопасности это получался не просто кусок спирали, а целая большая коробка и еще куча прибамбасов вроде металлического канала на выходе, да асбестовых прокладок. Примерно такая.
Но стоп, сказал я, разве обычная вытяжная (пассивная) вентиляция требует электроподогрева? Нет, не требует — хватает обычных же радиаторов. С другой стороны, приточка нужна, чтобы было больше свежего воздуха, значит, воздушный поток должен возрастать и его надо дополнительно подогревать, чтобы в квартире не стало холодно.
Но сколько нужно этого воздуха? Человек пропускает через лёгкие 300-600 литров в час. А какие у нас нормы вентиляции? Пишут, 30-50 кубометров в час. ЧЕГО. В одном кубометре 1000 литров. Получаем, что в типовую квартиру и так обычно подается в СТО, мать его, раз больше воздуха, чем нужно человеку. Почему тогда вообще стоит проблема избытка СО2 и недостаточной свежести в помещениях?
В поисках разгадки я набрел на эти вычисления (привожу просто потому, что обязательно найдутся комментаторы чтобы ткнуть меня носом, мол уважаемая статья противоречит моим выкладкам). Да, расчеты там правильные. Но вот исходная посылка. Автор пишет: «Буду считать, что испорченный воздух успевает равномерно перемешаться по комнате.» Конечно, это неправда! А значит, и точные, красивые расчеты — неприменимы.
В самом деле, воздух в помещении распределяется неравномерно. Мы выдыхаем газы с температурой, на 10-5 градусов выше средней по комнате — значит они отправятся вверх, к потолку. Диффузии тут недостаточно: формула Эйнштейна — Смолуховского дает значения порядка миллиметров в секунду. Конвекция, как правило, очень слабая — чтобы равномерно перемешать воздух, нужен мощный вентилятор, а у кого он есть и кто его включает круглый год? Я таких не видел.
Размышляя, родил гипотезу: в квартире наибольшая концентрация СО2 соответствует месту частого пребывания людей (кухня, кровать), а самый чистый воздух находится на пути между входом и выходом. В квартире с пластиковыми окнами, которые не пропускают воздух, создается приток из двери подъезда, а сток идет через туалетную/кухонную вентиляцию. Примерно так:
Тут многие скажут: но мы же открываем окна для проветривания! Да, но на короткое время. Холодный свежий воздух опускается на пол, затем ползёт в сторону туалета. Вы же продолжаете надышивать углекислым газом маленький объем вокруг себя.
Я достал измеритель углекислоты и проверил свою гипотезу. Получилось таки да: больше всего СО2 — там, где человек пребывает большее время. Мама мия, это же очевидно.
Для справки:
350 ppm (0,035%) — на природе,
до 700 ppm — никто не чувствует дискомфорта,
при концентрации углекислоты 1000 ppm и более все испытывают дискомфорт и у большинства падает работоспособность.
Те, кто рассчитывал нормы вентиляции, видимо, тоже исходил из модели, при которой углекислота распределяется по помещению равномерно, как моча в бассейне. Если же применить мою модель, то получается, в типовой квартире при таких нормах нам будет душно, многие станут жаловаться.
Стоп, а если эти принципы повернуть себе на службу? Нет, не спать и работать в коридоре, как могли бы пошутить острословы, а доставлять воздух прямо к людям — туда, где углекислоты больше всего? Тогда можно было бы дышать очень свежим воздухом (с концентрацией СО2 как на улице), притом соблюдая типовые нормы расхода, а значит, без необходимости ставить подогреватель!
Так у меня и родилась идея климатической приточно-увлажнительной установки, не требующей калорифера или рекуператора, а значит, дешевой и легкой в реализации. В следующих статьях опубликую подробности и руководство по сборке и установке. Давайте проводить зиму с хорошим настроением:)
сколько времени живой человек может пролежать в гробу под землей?
Размеры его примерно 2х0,6х0,5 — это 600 литров. 600 литров воздуха. Человек в спокойном состоянии дышит в среднем 10 раз в минуту (я лично 6-7, другой подопытный 16).
В среднем человек в спокойном состоянии вдыхает 2 литра воздуха в легкие (спортсмены могут вдыхать в легкие 6-7 литров воздуха). В воздухе кислорода 21%, при выдохе 16%. Если в воздухе кислорода меньше 9% наступает кислородное голодание и смерть. Таким образом продышать 600 литрами воздуха можно 2,5 раза (или вдохнуть всего 1500 литров). Сколько литров в минуту — 10 вдохов умножим на 2 литра = 20 литров в минуту. 1500 литров делим 20 литров в минут и получаем 75 минут.
14 Oct 2015 в 17:21 #9
14 Oct 2015 в 17:21 #10
Размеры его примерно 2х0,6х0,5 — это 600 литров. 600 литров воздуха. Человек в спокойном состоянии дышит в среднем 10 раз в минуту (я лично 6-7, другой подопытный 16).
В среднем человек в спокойном состоянии вдыхает 2 литра воздуха в легкие (спортсмены могут вдыхать в легкие 6-7 литров воздуха). В воздухе кислорода 21%, при выдохе 16%. Если в воздухе кислорода меньше 9% наступает кислородное голодание и смерть. Таким образом продышать 600 литрами воздуха можно 2,5 раза (или вдохнуть всего 1500 литров). Сколько литров в минуту — 10 вдохов умножим на 2 литра = 200 литров в минуту. 1500 литров делим 200 литров в минут и получаем 75 минут.
14 Oct 2015 в 17:21 #11
14 Oct 2015 в 17:22 #12
14 Oct 2015 в 17:22 #13
14 Oct 2015 в 17:26 #14
14 Oct 2015 в 17:26 #15
Размеры его примерно 2х0,6х0,5 — это 600 литров. 600 литров воздуха. Человек в спокойном состоянии дышит в среднем 10 раз в минуту (я лично 6-7, другой подопытный 16).
В среднем человек в спокойном состоянии вдыхает 2 литра воздуха в легкие (спортсмены могут вдыхать в легкие 6-7 литров воздуха). В воздухе кислорода 21%, при выдохе 16%. Если в воздухе кислорода меньше 9% наступает кислородное голодание и смерть. Таким образом продышать 600 литрами воздуха можно 2,5 раза (или вдохнуть всего 1500 литров). Сколько литров в минуту — 10 вдохов умножим на 2 литра = 20 литров в минуту. 1500 литров делим 20 литров в минут и получаем 75 минут.
Какое количество кислорода необходимо человеку для дыхания?
Кислород необходим для жизнедеятельности всех биологических существ в том числе человека. Воздух необходим для окислительных процессов, происходящих во всех живых организмах на Земле. Человек для получения кислорода использует дыхание. Кислород из легких кровью доносится до всех клеток организма и расходуется в процессе окисления. Результатом окисления является энергия.
Состав воздуха в процентах: азот 78.08 процентов, кислород 20.94% (по массе 23,15%), аргон 0.93%, углекислый газ 0.04%. Остальные газы в ничтожных долях. В том числе: неон, гелий, метан, криптон, водород, ксенон, закись азота.
Количество кислорода в воздухе зависит от многих факторов и в том числе от высоты над уровнем моря, температуры и влажности. Далее в статье я буду употреблять понятие воздух, имея ввиду что в нем содержится нормальное количество кислорода — 21%
Сколько же воздуха нужно человеку?
Количество воздуха, перекачиваемое человеческими легкими за одну минуту, называется легочной вентиляцией. Эта величина меняется в довольно широких пределах. Она зависит как от физических и физиологических свойств конкретного индивидуума, так и от вида его деятельность.
Общий объём легких у человека 3 — 4 литра. Это средние показатели, которые легко замеряются путем измерения выдыхаемого воздуха после глубокого вдоха. Такой прибор есть в каждой поликлинике. Средний показатель у женщин 3 л, а у мужчин 4 л. Конечно у тренированных людей, деятельность которых связана с задержкой дыхания этот объём гораздо выше и превышает вдвое указанные выше средние показатели. У людей, занимающихся подводным погружением без дыхательного оборудования, объём достигает 8 литров. Но мало кто знает, что после полного выдоха в легких остается 1−1,5 литра остаточного воздуха. Поэтому и возникло название «легкие». У мертвого человека также воздух остается в легких, чем и объясняется малый удельный вес этого органа. Кусочек легкого всплывает в воде если животное или человек произвел в жизни хотя бы один вдох. Достаточно вдоха и остаточный воздух займет свое место.
Взрослый человек в спокойном состоянии осуществляет 16 — 20 дыхательных движений за минуту. При этом объём вдоха всего 500 мл, а не 3−4 литра. То есть в легкие попадает 1/6 — 1/8 их реального объёма. И при этом до альвеол (система организма преобразующая кислород воздуха в кислород в крови) доходит примерно 300−350 мл. Остальные 150−200 мл воздуха остаются в воздухоносных путях. Следовательно, происходит обновление только около 1/7 — 1/10 воздуха которые могут содержаться в легких (3−4 литра). Другими словами, воздух в легких разводится со свежим, а не обновляется. В этом есть логика. Воздух находящийся в легких всегда примерно одного состава по пропорции содержания газов. Кровь в альвеолах контактирует с воздухом легких примерно одинакового процентного газового набора.
У грудного ребенка частота дыхания составляет 55−75 раз в минуту, к пяти годам уже в среднем 26, а в 16−20 уже около 20 раз в минуту. Взрослый человек делает 16 вдохов в минуту. Таким образом зная показания по количеству и объёму можно рассчитать общий объём дыхания в минуту в спокойном состоянии. Это равно 500×16 и получится 8000мл.
Если мышцы человека работают и требуется больше кислорода, то количество дыхательных движений за одну минуту увеличивается. И вентиляция легких, равная в покое в примерно восьми литрам, уже при тяжелом физическом труде увеличивается в двадцать раз. Мышечная работа приводит к учащению и углублению дыхания. У хорошо тренированных спортсменов проходит через легкие до ста сорока литров в минуту!
Теперь для удобства дальнейших расчётов переведем все в кубометры. В одном кубометре тысяча литров. Исходя из приведенных выше цифр, через легкие человека за сутки будут перекачаны около 12 кубических метров воздуха (если нет тяжелого физического труда).
Таким образом, человеку нужно ВСЕГО 0,5 кубометра в час для поддержания в нормальном состоянии окислительных процессов в организме.
Тогда сразу возникает закономерный вопрос о причинах гибели от удушья например в завалах и лавинах если не от недостатка кислорода.
Ответ на этот вопрос в статье про углекислый газ и его вред.
Теперь добавим проветривание или воздухообмен.
Следующим шагом попробуем рассчитать, что происходит в помещении офиса или дома если конечно мы не занимаемся в этих местах спортом или тяжелым физическим трудом. Получается, что в 10 метровой герметичной комнате с потолком 2.5 метра содержится 25 кубометров воздуха и человеку должно хватать кислорода в воздухе на примерно на 50 часов. Это конечно чистый расчёт и много зависит от индивидуальных особенностей человека, но для понимания сути дальнейших выводов достаточно. Только прошу не проводить практический эксперимент, не дочитав до конца про другие факторы комфорта среды.
Теперь добавим элемент — проветривание, а если правильно, то воздухообмен. Старый воздух заменяется на новый. Поскольку в помещении, в отличии от улицы происходит смешение свежего воздуха с уже находящимся в помещении, то будем считать, что в каждом кубе воздуха обновляется 20% в час за счет проветривания. Это значит в нашу опытную 10 метровую комнату поступит каждый час 5 кубометров. При таком расчёте, мы будем иметь каждый час десятикратное превышение необходимого человеку кислорода. Теперь сколько это будет в пересчете на площадь комнаты? А на один квадратный метр будет приходится всего 0,5 кубометра в час. И это с десятикратным запасом!
При проветривании разу возникает задача защиты от вредных веществ находящихся в городском воздухе. Это внушительный букет начинающийся от пыльцы и других аллергенов и заканчивая пылью, сигаретным дымом и выхлопными газами. Все это попадает к нам в организм через легкие и наносит существенный вред здоровью. Подробнее об этой опасности в статье о загрязнении городского воздуха
Если для организма человека не нужно такое количества кислорода, а проветривание может привезти к излишнему получению отравляющий веществ из городского воздуха, то
тогда сразу возникает вопрос: Откуда в строительных и санитарных нормах взялась цифра 3 и более кубометра на один метр жилой площади в час? Это значит 10 метровую комнату необходимо по санитарным нормам обеспечить 30 кубометрами свежего воздуха в час. Это полная замена воздуха в 10 метровой комнате. Зачем так много, если при нашем расчёте и 5 кубометров в час для человека это уже десятикратный запас.
В настоящее время появились системы которые могут обеспечить приток фильтрованного воздуха для квартиры или офиса. Большинство средств по уходу за воздухом эту задачу не выполняют. Кондиционер охлаждает, а увлажнитель увлажняет. Воздухоочиститель моет грязный воздух, который вы запустили в помещение при проветривании и им же дышите. Как только он очистит воздух — нужно проветривать заново. Ни одно из этих устройств не обеспечивает приток свежего и чистого воздуха.
Бризеры и рекуператоры обеспечивают приток и фильтрацию воздуха, но для их монтажа необходимо сверлить стены и проводить проводку. Эти сложные приборы дороги и требуют регулярной замены фильтров и энергозависимы.
Обеспечить себя чистым воздухом в условиях города экономично и просто стало реально с появлением инновационных оконных фильтров.
Оконные фильтры произведены с использованием нано-волокон, долговечны в эксплуатации, легко моются водой, не требуют профессионального обслуживания, энергонезависимы и гарантируют необходимый воздухообмен.
Очистить уличный воздух можно от 90% загрязнений при помощи оконного фильтра. Монтаж всего 5−30 минут. Фильтр легко моется водой с моющим средствами и служит до10 лет. Подробнее об оконных фильтрах написано здесь
