6 – 60 литров в минуту

Чтобы определить, сколько воздуха потребляет человек, используют понятие легочная вентиляция. Она определяет, какое количество воздуха проходит через легкие за одну минуту. На такую величину влияет ряд факторов:

• Физические нагрузки
• Состояние организма
• Наличие болезней

Поскольку человек за сутки пребывает в состоянии спокойствия и в движении, то количество нужного ему воздуха будет каждый день разным. Есть средние показатели, согласно которым легочная вентиляция:

• При спокойствии, отсутствии каких-либо стрессов и физических нагрузок она будет 6 литров в минуту.
• Если изменить состояние, то изменится и результат. При легком физическом усилии, небольшой нагрузке (ходьба, приседания) – 20.
• В случае когда вы проделаете более тяжелую работу (упражнения с весом, вскапывание земли, колка дров), то результат увеличится и будет около 60 литров на минуту.

Воздухообмен в помещениях

При проектировании вентиляционных систем используют ряд рекомендаций. Так, средний объем легких у взрослого человека 4,5 л (0,0045 м3). В секунду производится один вдох. Исходя из этих данных, исследователи вывели норму потребления свежего воздуха. Для взрослого это 30 м3 на час, а ребенку достаточно двадцати.

В нормативных документах установлено, что на квадратный метр жилой площади нужно 3 м3 воздуха. Это усредненный показатель, ведь никто не сможет заранее сказать, сколько людей одновременно будут находиться в том или ином помещении.

Также следует заметить, что кроме подачи свежего воздуха, должна быть и система вывода углекислого газа. Она не одинакова для разных комнат. Так, на кухне она должна проводиться чаще. Такой процесс измеряется кратностью. Так в кухне она равна трем, а в жилых помещениях – 0,5-1. Также, есть таблицы норм, где указано, что норма потребления воздуха в кинотеатрах, где курение запрещено должна быть 40 м3 на человека, а в кафе и ресторанах, где можно курить – 60 кубических метров.

Главный компонент, который мы извлекаем из воздуха – это кислород.

• во время сна человеку нужно 15-20;
• если просто лежать – 20 – 25;
• для ходьбы — 30-40 л;
• при беге 120-150 л.

У спортсменов, особенно у пловцов, она гораздо выше - до 6-7 литров. Однако и после самого глубокого выдоха в легких сохраняется еще 1-1,5 литра так называемого остаточного воздуха. Даже у трупа этот воздух остается в легких, чем и обусловлен малый удельный вес этого органа. Поэтому и возникло название «легкие». Если человек сделал в жизни хоть один вдох, остаточный воздух занимает свое место, и кусочек легкого, брошенный в воду, всплывает. Это имеет значение в судебной медицине, ибо позволяет установить, родился ли ребенок мертвым или умер после рождения.

При обычном спокойном дыхании человек вдыхает по 500 мл воздуха. Однако до альвеол доходит лишь около 350 мл. Остальные 150 мл воздуха заполняют воздухоносные пути. Значит, к тем 3 литрам воздуха, которые содержатся в легких, обновление приходит лишь на 1/7. Иными словами, альвеолярный воздух лишь разводится свежим, а не обновляется полностью. Это имеет свой смысл: притекающая к альвеолам кровь все время соприкасается с воздухом примерно одинакового состава.

При 16 дыханиях в минуту человек совершает за сутки более 23 тысяч дыхательных движений, причем через легкие пройдет свыше 7 тысяч литров воздуха. Мышечная работа вызывает учащение и углубление дыхания. Если в покое легочная вентиляция за минуту составляет 5-6 литров, то у хорошо тренированных спортсменов она может при беге на средние дистанции достигать 140 литров, т. е. возрастает в 5 с лишним раз больше, чем минутный объем кровообращения.

Объем вдыхаемого (выдыхаемого) воздуха человеком

Количество воздуха потребляемое взрослым человеком и ребенком при вдохе (выдохе)

Только при очень сильной физической нагрузке мы способны увеличить вдыхаемый (выдыхаемый) объем воздуха в четыре раза (т. е. до 2/3 от трех литров), таким образом, получается две третьих обычного объема легких (2 л - жизненная емкость легких - ЖЕЛ). Точно так же при сильном выдохе человек может к половине литра выдохнуть еще дополнительных 1,5 л - резервный объем. Максимальный объем или общая емкость легких может превышать 3 л. У кого-то она достигает 5 и более литров (например, тренированные спортсмены, атлеты и т. д.).

Минутный и суточный объем с учетом разных физических состояний организма

Так сколько же воздуха вдыхает и выдыхает человек в день? В среднем мы пропускаем через свои легкие 15 - 20 кубических метров воздуха за сутки, а в год - приблизительно 6,000 куб. метров. За самую долгую жизнь человек не в состоянии использовать вдыхаемый воздух объемом и в половину кубического километра.

Расчет потребности человека в свежем воздухе

Запись дневника создана пользователем Андрей-АА, 12.09.10

Однако. Эти данные взяты для случая уноса углекислого газа от человека, т.е. как бы - на свежем воздухе, и поэтому к расчетам по проветриванию помещений эти цифры не имеют ни малейшего отношения.

Придумался подход, который поможет определить потребности жилищ в проветривании, ибо СНиПам и продавцам счастья я не верю.

Коротко: кислород - полезный газ, СО2 - вредный. Надо по каждому из них определить, рассчитать потребность в проветривании (кубометров воздуха в час на человека), а потом выбрать максимальную цифру из двух. Она и будет обоснованной цифрой по воздухообмену в жилищах.

Такую методику я нашел в этой статье:

"Если провести небольшой расчет, то выясняется следующее.

Например в комнате 33 м3, находится 10 человек. 10 человек выдыхают в час приблизительно (10Х25) 250 литров углекислого газа. В результате уровень углекислого газа за 21 минуту вырастет в два раза, а уровень кислорода упадет за тот же промежуток времени на доли процента."

"В нашей стране исследования о влиянии углекислого газа на человека. проводились еще в 60-е годы. О.В. Елисеева, использовавшая методы пневмографии, реовазографии и электроэнцефалографии, в статье « К обоснованию ПДК двуокиси углерода в воздухе» в журнале Гигиена и санитария. – 1964. – № 8., пришла к следующим выводам:

1. Кратковременное вдыхание здоровыми людьми двуокиси углерода в концентрациях 0,5 и 0,1% вызывает отчетливые сдвиги в функции внешнего дыхания, кровообращения и электрической активности головного мозга.
2. Изменения в указанных функциях выражены в большей степени при действии СО2 в концентрации 0,5%.
3. Полученные данные позволяют заключить, что концентрация СО2 в воздухе жилых и общественных зданий не должна превышать 0,1% независимо от источника, среднее же содержание СО2 не должно превышать 0,05%."

Если верить этой статье, то человек в среднем выдыхает 25 литров СО2 в час, а его концентрация не должна превышать 0,1% (в природе - 0,04%). В покое - 15 литров СО2 в час.

Предположим, что во сне - 10 литров СО2 в час, а в активном состоянии - 30л/час (небольшая, домашняя активность).

Попробуем отсюда вытащить потребности в проветривании во время сна в помещении.

Предположим у нас есть герметичная комната - 20 кв. метров (= 50 кубометров). Если, например, в ней перед сном хорошо проветрить, то концентрация СО2 будет 0,04%. После 8-ми часов сна человека, он выдохнет 0,08 кубометра СО2, что составит 0,16%, а в комнате к утру станет 0,2% СО2 (0,16%+0,04%), что превышает допустимое значение в 2 раза, но предположительно - не смертельно.

Т.е., во время сна воздухообмен должен быть никак не меньше, чем 50/8=6,25 кубометров в час. А для здорового сна - примерно 15 кубометров в час.

Определим потребность в проветривании по СО2 в процессе бодрствования (выдох - 30 литров СО2 в час).

При объеме комнаты 50м3 час дыхания добавит к концентрации СО2 0,06%. В сумме с начальной концентрацией (0,04%+0,06%) - 0,1%. Т.е. свежего воздуха хватит только на час.

Таким образом (по СО2) воздухообмен в режиме активной домашней деятельности должен составлять 50 кубов в час на одного человека (при максимальном содержании СО2 - 0,1%, т.к. среднее значение "по больнице" здесь не годится).

Наверное, надо искать и покупать измеритель СО2 и потихоньку разбираться что творится в квартире и на даче.

Например, Смарт-2C02 (спасибо за наводку - Хозяину Мастеру). Дороговат, правда.

Найдено и добавлено позже:

Комментарии

Ещё записи от Андрей-АА

Об авторе

Статистика дневника

При полном или частичном использовании материалов дачного форума обязательна активная прямая ссылка

• Сколько литров кислорода в сутки потребляет человек
• Как избавиться от прыщей на глазу
• Как пить витамины: простые правила приема

Количество кислорода, потребляемое человеком

Если человек встанет под струи холодного или достаточно прохладного душа, то количество потребляемого им кислорода возрастет почти на 100%, а отдача углекислого газа увеличится на 150% (по сравнению с условиями при комнатной температуры воздуха). Следовательно, на увеличение частоты дыхательных процессов влияет увеличение теплопотерь человека.

Емкость легких человека

На емкость легких человека оказывает значительное влияние и активность его дыхательных процессов. Емкость легких у спортсменов превышает норму на 1-1,5 литра, а емкость легких у профессиональных пловцов может достигать и 6 литров. Соответственно, увеличение емкости легких уменьшает частоту дыхания и увеличивает глубину вдоха.

На какое время хватит человеку одного кубометра воздуха?

На какое время хватит взрослому человеку 1 м³ воздуха, чтобы не умереть, не задохнуться?

Время, на которое человеку хватит одного кубического метра воздуха зависит от многих факторов, в частности:

• температуры и влажности воздуха. Если воздух более холодный, в нем содержится больше кислорода;
• от физических параметров человека. Все люди разные, соответственно, и разный объем легких;
• частоты вдохов. Чем реже вдыхать, тем на более длительное время хватит воздуха;
• физического состояния человека. Самый идеальный вариант - это спокойно лежать и не двигаться;
• эмоционального и психологического состояния человека. В состоянии спокойствия расход воздуха будет меньше.

В среднем, человек в минуту вдыхаетлитров воздуха. Если рассчитывать по максимуму, то есть 10 литров воздуха в минуту, то 1000 литров хватит на 100 минут. Следует учитывать и тот факт, что выдыхаемый воздух содержит углекислый газ, поэтому количество вдыхаемого воздуха и считаем по максимуму.

По теме вопроса есть интересный фильм, который называется "Погребенный заживо".

Кстати, когда прочитал вопрос сразу вспомнилась известная песня "Дыхание":

Одного кубометра воздуха может хватить на бесконечное время, если поставить установку регенерации воздуха.

Или возможен другой вариант: в емкость, объёмом один кубометр закачать сжатый воздух с большой степенью сжатия и пользоваться им автономно - тоже надолго хватит. А если еще ограничить физическую активность, то потребность в кислороде уменьшится значительно.

Во всяком случае "время дожития" при таких условиях значительно увеличится.

Так что конкретно сказать, что такого-то количества воздуха хватит на такое-то количество времени, просто невозможно, если не выделить определенные условия использования.

если ориентироваться на нормальную жизнь и ориентироваться на действующие нормативные документы РФ, то одному человеку требуется 60 м3/ч (без возможности естественного проветривания)- ТОГДА 1 м3 хватит на одну минуту.

Если человек занимается спортом (80м3/ч), то меньше минуты секунд 40.

Но люди разные по массе и поэтому это усредненная норма.

Человеку необходим не воздух а кислород, в воздухе может быть изначально большой процент углекислого газа, такого воздуха хватит на меньшее время чем воздуха с низким содержанием углекислого газа. в среднем человеку необходимо для жизнедеятельности 360 л/сутки, это 0,36 м.куб., но не думаю чтоб в замкнутом пространстве 1 м.куб. хватило на 2-е суток, возможно максимум на сутки, так как с каждым вдохом количество кислорода будет сокращаться, а углекислого газа увеличиваться

всё зависит от обьёма лёгких человека и от того как часто он вдыхает воздух то есть от особенностей его организма и ещё от того в каком состоянии находится человек в движении или в состояния покоя-в среднем примерно от 1 до 2 часов

..сколько литров воздуха нужно человеку в день?

Ещё - нормы на убежища (без вентиляции, т. е. , ящики) - 2 кубометра на человека в час.л в сутки.

Так что, если я правильно понял Ваш вопрос, то через легкие человека за сутки будут перекачаны 8,6-16,0 куб. м воздуха (если на нем не пахали) .

Если же человек сидит в невентилируемом помещении, то это совсем другая задачка, тоже легко решаемая. В стандартном виде формула пребывания людей в замкнутой камере без вентиляции обычно определяет время, которое они могут там просидеть, и имеет следующий вид:

T=[(V-0,08*n)*(Kд-K)]:M*n (эх, неудобно формулы в почте писать) . Здесь Т - допустимое время пребывания в камере, час. , V - объем камеры, л, n - число людей в камере, Кд - допустимая концентрация углекислого газа, л/л, К - начальная концентрация углекислого газа перед закрытием камеры, л/л, М - среднее выделение углекислого газа одним человеком в камере, л/час. Так как перед нами стоит другая задача - определить необходимый объем камеры при известном времени нахождения в ней, мы эту формулу преобразуем и получим:

Вы написали, что необходимое время - одни сутки, значит Т=24; Выделение углекислого газа, если человек сидит там сутки и не занимается подготовкой к боксерскому поединку за звание чемпиона мира, думаю, можно принять среднесуточным, то есть 30л/час (если больше - подставьте нужное; меньше вряд ли) . Кд, то есть допустимая концентрация углекислого газа. Здесь большое поле для фантазии. Кто сидит - молодые здоровые лбы или люди болезненные и хилые? Дети? Старики? В общем, если режим щадящий, то эту величину никак нельзя делать больше 0,5%, а если молодые здоровяки, которые возможную легкую головную боль перенесут шутя, то ничего страшного и при 1% за сутки не случится. Да, кстати, Вы пишите о гипоксии, так это именно нехватка кислорода, кислородное голодание. Мы же расчет ведем по углекислому газу, так что возможное неприятное состояние будет называться гиперкопния, то есть избыток СО2.

Так вот, Кд принимаем в пределах 0,005-0,01, то есть - от полупроцента до процента. Ну, а К известно, если воздух не загазован, то это 0,03%, то есть 0,0003.

Если подставим и округлим, то в итоге получим необходимый объем камеры для одного человека отдолитров, или от 72 до 144 кубометров. Разница, естественно, получается из-за того, что допустимую концентрацию мы считали в пределах 0,5-1%. В объеме 72 куба за сутки один организм надышит примерно до процента, вдо полупроцента.

Вообще же хочу сказать, что такие эксперименты лучше все же проводить, имея в камере газоанализаторы на кислород и углекислый газ. Если приборы достать сложно, можно хотя бы купить стеклянные трубочки для экспресс-анализа и делать его через каждый час. Дело в том, что иногда попадаются отдельные идивидуумы, жрущие кислород (и, соответственно, выделяющие углекислоту) в очень больших количествах. У нас, например, есть один такой (я работаю на подводных аппаратах «Мир»), у него газообмен примерно в два раза выше, чем у нормальных людей. Далее - в этом объеме категорически нельзя курить, и если будете сажать курильщика, лучше ему за сутки воздержаться от курения, иначе окись углерода надышит, а это похуже, чем СО2. Ну и лучше всего, конечно, организовать в замкнутом объеме какую-нибудь простенькую системку жизнеобеспечения. Тогда хоть в трех кубометрах неделю сиди - было бы что пить-есть.

Сколько весит вдыхаемый нами за день воздух

Правда, что вдыхаемый воздух тяжелее съеденной за день пищи?

Как бы удивительно и сверхъестественно ни звучало такое высказывание, но оно справедливо. В среднем человек съедает за день не более 3 килограмм твердой и жидкой пищи, если ее взвесить. Подсчитать вес вдыхаемого воздуха также не сложно.

И так считаем сколько литров воздуха вдыхает человек в сутки. За одну минуту мы с вами делаем около 15 вдохов.

При этом каждый наш вдох вводит в легкие почти 0,5 литра воздуха. Таким образом, за сутки человек вдыхает примернолитров воздуха! При стандартном давлении такой объем воздуха будет весить около 14 килограмм, что более чем в 4 раза больше съеденной нами за день пищи. А вы считали что воздух ни чего не весит!

2 мысли о том “ Сколько весит вдыхаемый нами за день воздух ”

Угол падения равен углу отражения, если вы такой умный удалите пыль, осевшую в легких и получите ответ.

Сколько воздуха мы вдыхаем?

Жизненная емкость легких - около 3 л. Неужели мы каждый раз вдыхаем и выдыхаем столько воздуха?

Если вы сделаете максимально глубокий вдох, а затем такой же максимально полный выдох, то из легких выйдет 3, а то и 4 л воздуха. Это и есть показатель жизненной емкости ваших легких. У спортсменов с натренированной дыхательной системой (особенно у пловцов) объем легких еще больше. Они могут вместить до 6-7 л воздуха. Но в обычной ситуации - не за один вдох-выдох.

При спокойном дыхании любой человек вдыхает около 500 мл воздуха. Приблизительно 150 мл заполняют воздухоносные пути. Значит, до легких доходит не более 350 мл. И за один выдох вы выводите из них примерно такое же количество отработанного воздуха.

Разделите свой показатель жизненной емкости легких (3 л, или 3000 мл) на 350 мл.

Получится, что весь объем содержащегося в легких воздуха вы обновляете за 8 вдохов-выдохов.

Методы исследования и показатели внешнего дыхания

Методы исследования функций и показатели внешнего дыхания

Весь сложный процесс дыхания можно подразделить на три основных этапа: внешнее дыхание; транспорт газов кровью и внутреннее (тканевое) дыхание.

Внешнее дыхание - газообмен между организмом и окружающим его атмосферным воздухом. Внешнее дыхание включает обмен газов между атмосферным и альвеолярным воздухом, а также газообмен между кровью легочных капилляров и альвеолярным воздухом.

Это дыхание осуществляется в результате периодических изменений объема грудной полости. Увеличение ее объема обеспечивает вдох (инспирацию), уменьшение - выдох (экспирацию). Фазы вдоха и следующего за ним выдоха составляют дыхательный цикл. Во время вдоха атмосферный воздух через воздухоносные пути поступает в легкие, при выдохе часть воздуха покидает их.

Условия, необходимые для внешнего дыхания:

• герметичность грудной клетки;
• свободное сообщение легких с окружающей внешней средой;
• эластичность легочной ткани.

Взрослый человек делаетдыханий в минуту. Дыхание физически тренированных людей более редкое (до 8-12 дыханий в минуту) и глубокое.

Наиболее распространенные методы исследования внешнего дыхания

Методы оценки дыхательной функции легких:

• Пневмография
• Спирометрия
• Спирография
• Пневмотахометрия
• Рентгенография
• Рентгеновская компьютерная томография
• Ультразвуковое исследование
• Магнитно-резонансная томография
• Бронхография
• Бронхоскопия
• Радионуклидные методы
• Метод разведения газов

Спирометрия - метод измерения объемов выдыхаемого воздуха с помощью прибора спирометра. Используются спирометры разного типа с турбиметрическим датчиком, а также водные, в которых выдыхаемый воздух собирается под колокол спирометра, помещенный в воду. По подъему колокола определяется объем выдыхаемого воздуха. В последнее время широко применяются датчики, чувствительные к изменению объемной скорости воздушного потока, подсоединенные к компьютерной системе. В частности, на этом принципе работает компьютерная система типа «Спирометр МАС-1» белорусского производства и др. Такие системы позволяют проводить не только спирометрию, но и спирографию, а также пневмотахографию).

Спирография - метод непрерывной регистрации объемов вдыхаемого и выдыхаемого воздуха. Получаемую при этом графическую кривую называют спирофаммой. По спирограмме можно определить жизненную емкость легких и дыхательные объемы, частоту дыхания и произвольную максимальную вентиляцию легких.

Пневмотахография - метод непрерывной регистрации объемной скорости потоков вдыхаемого и выдыхаемого воздуха.

Имеется много других методов исследования респираторной системы. Среди них плетизмография грудной клетки, прослушивание звуков, возникающих при прохождении воздуха через дыхательные пути и легкие, рентгеноскопия и рентгенография, определение содержания кислорода и углекислого газа в потоке выдыхаемого воздуха и др. Некоторые из этих методов рассматриваются ниже.

Объемные показатели внешнего дыхания

Соотношение величин легочных объемов и емкостей представлено на рис. 1.

При исследовании внешнего дыхания используются следующие показатели и их аббревиатура.

Общая емкость легких (ОЕЛ) - объем воздуха, находящийся в легких после максимально глубокого вдоха (4-9 л).

Рис. 1. Средние величины объемов и емкостей легких

Жизненная емкость легких

Жизненная емкость легких (ЖЕЛ) - объем воздуха, который может выдохнуть человек при максимально глубоком медленном выдохе, сделанном после максимального вдоха.

Величина жизненной емкости легких человека составляет 3-6 л. В последнее время в связи с внедрением пневмотахографической техники все чаще определяют так называемую форсированную жизненную емкость легких (ФЖЕЛ). При определении ФЖЕЛ испытуемый должен после максимально глубокого вдоха сделать максимально глубокий форсированный выдох. При этом выдох должен производиться с усилием, направленным на достижение максимальной объемной скорости выдыхаемого воздушного потока на протяжении всего выдоха. Компьютерный анализ такого форсированного выдоха позволяет рассчитать десятки показателей внешнего дыхания.

Индивидуальную нормальную величину ЖЕЛ называют должной жизненной емкостью легких (ДЖЕЛ). Ее рассчитывают в литрах по формулам и таблицам на основе учета роста, массы тела, возраста и пола. Для женщинлетнего возраста расчет можно вести по формуле

ДЖЕЛ = 3,8*Р + 0,029*В - 3,190; для мужчин того же возраста

ДЖЕЛ = 5,8*Р + 0,085*В - 6,908, где Р - рост; В - возраст (годы).

Величина измеренной ЖЕЛ считается пониженной, если это снижение составляет более 20% от уровня ДЖЕЛ.

Если для показателя внешнего дыхания применяют название «емкость», то это значит, что в состав такой емкости входят более мелкие подразделения, называемые объемами. Например, ОЕЛ состоит из четырех объемов, ЖЕЛ - из трех объемов.

Дыхательный объем (ДО) - это объем воздуха, поступающий в легкие и удаляемый из них за один дыхательный цикл. Этот показатель называют также глубиной дыхания. В состоянии покоя у взрослого человека ДО составляетмл (15-20% от величины ЖЕЛ); месячного ребенка - 30 мл; годовалого - 70 мл; десятилетнего - 230 мл. Если глубина дыхания больше нормы, то такое дыхание называют гиперпноэ - избыточное, глубокое дыхание, если же ДО меньше нормы, то дыхание назвают олигопноэ - недостаточное, поверхностное дыхание. При нормальной глубине и частоте дыхания его называют эупноэ - нормальное, достаточное дыхание. Нормальная частота дыхания в покое у взрослых составляет 8-20 дыхательных циклов в минуту; месячного ребенка - около 50; годовалого - 35; десятилетнего - 20 циклов в минуту.

Резервный объем вдоха (РО вд) - объем воздуха, который человек может вдохнуть при максимально глубоком вдохе, сделанном после спокойного вдоха. Величина РО вд в норме составляет 50-60% от величины ЖЕЛ (2-3 л).

Резервный объем выдоха (РО выд) - объем воздуха, который человек может выдохнуть при максимально глубоком выдохе, сделанном после спокойного выдоха. В норме величина РО выд составляет 20-35% от ЖЕЛ (1-1,5 л).

Остаточный объем легких (ООЛ) - воздух, остающийся в дыхательных путях и легких после максимального глубокого выдоха. Его величина составляет 1-1,5 л (20-30% от ОЕЛ). В пожилом возрасте величина ООЛ нарастает из-за уменьшения эластической тяги легких, проходимости бронхов, снижения силы дыхательных мышц и подвижности грудной клетки. В возрасте 60 лет он уже составляет около 45% от ОЕЛ.

Функциональная остаточная емкость (ФОЕ) - воздух, остающийся в легких после спокойного выдоха. Эта емкость состоит из остаточного объема легких (ООЛ) и резервного объема выдоха (РО выд).

Не весь атмосферный воздух, поступающий в дыхательную систему при вдохе, принимает участие в газообмене, а лишь тот, который доходит до альвеол, имеющих достаточный уровень кровотока в окружающих их капиллярах. В связи с этим выделяют гак называемое мертвое пространство.

Анатомическое мертвое пространство (АМП) - это объем воздуха, находящийся в дыхательных путях до уровня респираторных бронхиол (на этих бронхиолах уже имеются альвеолы и возможен газообмен). Величина АМП составляетмл и зависит от особенностей конституции человека (при решении задач, в которых необходимо учитывать АМП, а величина его не указана, объем АМП принимают равным 150 мл).

Физиологическое мертвое пространство (ФМП) - объем воздуха, поступающий в дыхательные пути и легкие и не принимающий участия в газообмене. ФМП больше анатомического мертвого пространства, так как включает его как составную часть. Кроме воздуха, находящегося в дыхательных путях, в состав ФМП входит воздух, поступающий в легочные альвеолы, но не обменивающийся газами с кровью из-за отсутствия или снижения кровотока в этих альвеолах (для этого воздуха иногда применяется название альвеолярное мертвое пространство). В норме величина функционального мертвого пространства составляет 20-35% от величины дыхательного объема. Возрастание этой величины свыше 35% может свидетельствовать о наличии некоторых заболеваний.

Таблица 1. Показатели легочной вентиляции

В медицинской практике важно учитывать фактор мертвого пространства при конструировании приборов для дыхания (высотные полеты, подводное плавание, противогазы), проведении ряда диагностических и реанимационных мероприятий. При дыхании через трубки, маски, шланги к дыхательной системе человека подсоединяется дополнительное мертвое пространство и, несмотря на возрастание глубины дыхания, вентиляция альвеол атмосферным воздухом может стать недостаточной.

Минутный объем дыхания

Минутный объем дыхания (МОД) - объем воздуха вентилируемый через легкие и дыхательные пути за 1 мин. Для определения МОД достаточно знать глубину, или дыхательный объем (ДО), и частоту дыхания (ЧД):

В покос МОД составляет 4-6 л/мин. Этот показатель часто называют также вентиляцией легких (отличать от альвеолярной вентиляции).

Альвеолярная вентиляция

Альвеолярная вентиляция легких (АВЛ) - объем атмосферного воздуха, проходящий через легочные альвеолы за 1 мин. Для расчета альвеолярной вентиляции надо знать величину АМП. Если она не определена экспериментально, то для расчета объем АМП берут равным 150 мл. Для расчета альвеолярной вентиляции можно пользоваться формулой

Например, если глубина дыхания у человека 650 мл, а частота дыхания 12, то АВЛ равно 6000 мл () 12.

• АВ - альвеолярная вентиляция;
• ДО альв - дыхательный объем альвеолярной вентиляции;
• ЧД - частота дыхания

Максимальная вентиляция легких (МВЛ) - максимальный объем воздуха, который может быть провентилирован через легкие человека за 1 мин. МВЛ может быть определена при произвольной гипервентиляции в покое (дышать максимально глубоко и часто в покос допустимо не более 15 с). С помощью специальной техники МВЛ может быть определена во время выполнения человеком интенсивной физической работы. В зависимости от конституции и возраста человека норма МВЛ находится в границахл/мин. У спортсменов МВЛ может достигать 200 л/мин.

Потоковые показатели внешнего дыхания

Кроме легочных объемов и емкостей для оценки состояния дыхательной системы используют так называемые потоковые показатели внешнего дыхания. Простейшим методом определения одного из них - пиковой объемной скорости выдоха - является пикфлоуметрия. Пикфлоуметры - простые и вполне доступные приборы для пользования в домашних условиях.

Пиковая объемная скорость выдоха (ПОС) - максимальная объемная скорость потока выдыхаемого воздуха, достигнутая в процессе форсированного выдоха.

С помощью прибора пневмотахометра можно определить не только пиковую объемную скорость выдоха, но и вдоха.

В условиях медицинского стационара все большее распространение получают приборы пневмотахографы с компьютерной обработкой получаемой информации. Приборы подобного типа позволяют на основе непрерывной регистрации объемной скорости воздушного потока, создаваемого в ходе выдоха форсированной жизненной емкости легких, рассчитать десятки показателей внешнего дыхания. Чаще всего определяются ПОС и максимальные (мгновенные) объемные скорости воздушного потока в момент выдоха 25, 50, 75% ФЖЕЛ. Их называют соответственно показателями МОС 25 , МОС 50 , МОС 75 . Популярно также определение ФЖЕЛ 1 - объема форсированного выдоха за время, равное 1 e. На основе этого показателя рассчитывается индекс (показатель) Тиффно - выраженное в процентах отношение ФЖЕЛ 1 к ФЖЕЛ. Регистрируется также кривая, отражающая изменение объемной скорости воздушного потока в процессе форсированного выдоха (рис. 2.4). При этом на вертикальной оси отображается объемная скорость (л/с), на горизонтальной - процент выдохнутой ФЖЕЛ.

На приведенном графике (рис. 2, верхняя кривая) вершина указывает величину ПОС, проекция момента выдоха 25% ФЖЕЛ на кривую характеризует МОС 25 , проекция 50% и 75% ФЖЕЛ соответствует величинам МОС 50 и МОС 75 . Диагностическую значимость имеют не только скорости потока в отдельных точках, но и весь ход кривой. Ее часть, соответствующая 0-25% выдыхаемой ФЖЕЛ, отражает проходимость для воздуха крупных бронхов, трахеи и верхних дыхательных путей, участок от 50 до 85% ФЖЕЛ - проходимость мелких бронхов и бронхиол. Прогиб на нисходящем участке нижней кривой в области выдоха 75-85% ФЖЕЛ указывает на снижение проходимости мелких бронхов и бронхиол.

Рис. 2. Потоковые показатели дыхания. Кривые ноток - объем здорового человека (верхняя), больного с обструктивнымн нарушениями проходимости мелких бронхов (нижняя)

Определение перечисленных объемных и потоковых показателей применяются в диагностике состояния системы внешнего дыхания. Для характеристики функции внешнего дыхания в клинике используются четыре варианта заключений: норма, обструктивные нарушения, рестриктивные нарушения, смешанные нарушения (сочетание обструктивных и рестриктивных нарушений).

Для большинства потоковых и объемных показателей внешнего дыхания выходящими за пределы нормы считаются отклонения их величины от должного (расчетного) значения более чем на 20%.

Обструктивные нарушения - это нарушения проходимости дыхательных путей, ведущие к увеличению их аэродинамического сопротивления. Такие нарушения могут развиваться в результате повышения тонуса гладких мышц нижних дыхательных путей, при гипертрофии или отеке слизистых оболочек (например, при острых респираторных вирусных инфекциях), скоплении слизи, гнойного отделяемого, при наличии опухоли или инородного тела, нарушении регуляции проходимости верхних дыхательных путей и других случаях.

О наличии обструктивных изменений дыхательных путей судят по снижению ПОС, ФЖЕЛ 1 , МОС 25 , МОС 50 , МОС 75 , МОС 25-75 , МОС 75-85 , величины индекса теста Тиффно и МВЛ. Показатель теста Тиффно в норме составляет 70-85%, снижение его до 60% расценивается как признак умеренного нарушения, а до 40% - резко выраженного нарушения проходимости бронхов. Кроме того, при обструктивных нарушениях увеличиваются такие показатели, как остаточный объем, функциональная остаточная емкость и общая емкость легких.

Рестриктивные нарушения - это уменьшение расправления легких при вдохе, снижение дыхательных экскурсий легких. Эти нарушения могут развиться из-за снижения растяжимости легких, при повреждениях грудной клетки, наличии спаек, скопления в плевральной полости жидкости, гнойного содержимого, крови, слабости дыхательных мышц, нарушении передачи возбуждения в нервно-мышечных синапсах и других причин.

Наличие рестриктивных изменений легких определяют по снижению ЖЕЛ (не менее 20% от должной величины) и уменьшению МВЛ (неспецифический показатель), а также снижению растяжимости легких и в ряде случаев по возрастанию показателя теста Тиффно (более 85%). При рестриктивных нарушениях уменьшаются общая емкость легких, функциональная остаточная емкость и остаточный объем.

Заключение о смешанных (обструктивных и рестриктивных) нарушениях системы внешнего дыхания делается при одновременном наличии изменений вышеперечисленных потоковых и объемных показателей.

Легочные объемы и емкости

Дыхательный объем - это объем воздуха, который вдыхает и выдыхает человек в спокойном состоянии; у взрослого человека он равен 500 мл.

Резервный объем вдоха - это максимальный объем воздуха, который может вдохнуть человек после спокойного вдоха; величина его равна 1,5-1,8 л.

Резервный объем выдоха - это максимальный объем воздуха, который может выдохнуть человек после спокойного выдоха; этот объем составляет 1-1,5 л.

Остаточный объем - это объем воздуха, который остается в легких после максимального выдоха; величина остаточного объема 1 -1,5 л.

Рис. 3. Изменение дыхательного объема, плеврального и альвеолярного давления при вентиляции легкого

Жизненная емкость легких (ЖЕЛ) - это максимальный объем воздуха, который может выдохнуть человек после самого глубокого вдоха. ЖЕЛ включает в себя резервный объем вдоха, дыхательный объем и резервный объем выдоха. Жизненная емкость легких определяется спирометром, а метод ее определения называют спирометрией. ЖЕЛ у мужчин 4-5,5 л, а у женщин - 3-4,5 л. Она больше в положении стоя, чем в положении сидя или лежа. Физическая тренировка приводит к увеличению ЖЕЛ (рис. 4).

Рис. 4. Спирограмма легочных объемов и емкостей

Функциональная остаточная емкость (ФОЕ) - объем воздуха в легких после спокойного выдоха. ФОЕ является суммой резервного объема выдоха и остаточного объема и равна 2,5 л.

Общая емкость легких (ОЕЛ) - объем воздуха в легких по окончании полного вдоха. ОЕЛ включает в себя остаточный объем и жизненную емкость легких.

Мертвое пространство образует воздух, который находится в воздухоносных путях и не участвует в газообмене. При вдохе последние порции атмосферного воздуха входят в мертвое пространство и, не изменив своего состава, покидают его при выдохе. Объем мертвого пространства около 150 мл, или примерно 1/3, дыхательного объема при спокойном дыхании. Значит, из 500 мл вдыхаемого воздуха в альвеолы поступает лишь 350 мл. В альвеолах к концу спокойного выдоха находится около 2500 мл воздуха (ФОЕ), поэтому при каждом спокойном вдохе обновляется лишь 1/7 часть альвеолярного воздуха.

Внешнее дыхание: исследование и показатели. Объем легких человека

Описание:

Расчет необходимого воздухообмена является достаточно сложной задачей. Несмотря на давность проблемы отечественные и зарубежные данные об оптимальном воздухообмене до сих пор противоречивы и нередко недостаточно обоснованы.

Сколько воздуха нужно человеку для комфорта?

4. СНиП 2.09.04-87 «Административные и бытовые здания».

5. ГН 2.1.6.1338-03 «Предельно-допустимые концентрации (ПДК) загрязняющих веществ в атмосферном воздухе населенных мест».

6. МГСН 4.10-97 «Здания банковских учреждений».

7. СНиП 31-05-2003 «Общественные здания административного назначения».

8. ГОСТ 30494-96 «Здания жилые и общественные. Параметры микроклимата в помещениях».

9. ASHRAE 62.1-2004, 62.1-2007 «Ventilation for Acceptable Indoor Air Quality».

10. Ventilation Systems. Edited by Hazim D. Awbi. London and New York. 2008.

11. А. Н. Селиверстов. Вентиляция фабрично-заводских помещений. Т.1. НКТП СССР. ОНТИ. – М, Госстройиздат, 1934.

12. Ю. Д. Губернский . Гигиенические аспекты обеспечения оптимальных условий внутренней среды жилых и общественных зданий. Автореферат докторской диссертации. – М., 1976.

13. О. В. Елисеева. К обоснованию ПДК двуокиси углерода в воздухе // Гигиена и санитария. – 1964. – № 8.

14. СП 2.5.1198-03 «Санитарные правила по организации пассажирских перевозок на железнодорожном транспорте».

15. Olli Seppa..nen. Tuottava toimisto 2005. Raportti b77. Loppuraportti 2005.

16. Adrie van der Luijt. Management CO2 levels cause office staff to switch off // Director of Finance online. 11.19.2007.

17. Справочник по теплоснабжению и вентиляции в гражданском строительстве. – Киев: Госстройиздат УССР, 1959.

В спокойном состоянии человек выдыхает не весь объем воздуха, содержащийся в легких, а только его 1/6 часть, а именно пол литра - дыхательный объем (350 мл участвуют в газообмене, остальные задерживаются в носоглотке, трахее и т. д.) из трех (общая емкость легких - ОЕЛ). У ребенка в возрасте 10 лет обычно дыхательный объем в 2 раза меньше чем у взрослого (около 0,25 л за один раз), см. Таблицу 1. За один вдох в состоянии покоя человек столько же и вдыхает. Разница между вдохом и выдохом лишь в составе воздуха (содержание кислорода и углекислого газа), а не в объеме или массе.
Только при очень сильной физической нагрузке мы способны увеличить вдыхаемый (выдыхаемый) объем воздуха в четыре раза (т. е. до 2/3 от трех литров), таким образом, получается две третьих обычного объема легких (2 л - жизненная емкость легких - ЖЕЛ). Точно так же при сильном выдохе человек может к половине литра выдохнуть еще дополнительных 1,5 л - резервный объем . Максимальный объем или общая емкость легких может превышать 3 л. У кого-то она достигает 5 и более литров (например, тренированные спортсмены, атлеты и т. д.).

Минутный и суточный объем с учетом разных физических состояний организма

В среднем лежа в полном покое люди вдыхают и выдыхают каждую минуту 5 л воздуха (0,3 м3/ч); при стоячем положении - 7 литров, во время ходьбы - 10 л, при простой работе - 25, при тяжелых нагрузках - 40 литров, а при наивысшем напряжении, например, во время спортивных соревнований - 60 литров и больше (3,6 м3/ч). Для справки, в одном м3 - 1000 л.
Так сколько же воздуха вдыхает и выдыхает человек в день? В среднем мы пропускаем через свои легкие 15 - 20 кубических метров воздуха за сутки, а в год - приблизительно 6,000 куб. метров. За самую долгую жизнь человек не в состоянии использовать вдыхаемый воздух объемом и в половину кубического километра.

Частота дыхания детей и взрослых

Обычно частота дыхания у сформированного организма составляет 12 раз в минуту, у ребенка раза в два выше.

Таблица 1 . Зависимость частоты дыхания, дыхательного объема (абсолютного и на 1 кг массы тела) от возраста по Н. А. Шалкову.

.....

Осталось вспомнить такую небольшую деталь, собственно ради которой и строится дом – это жильцы. Для жизни людей нужен свежий воздух, который должен обновляться.

А сколько кубов воздуха за час должно обновляться в доме? Сколько кубов реально обновляется за час в помещении, где вы сейчас находитесь?

На этот вопрос нет единого ответа.

Формально, в соответствии со СНиПом советских времён три метра кубических за час на метр квадратный, проще говоря в обычном помещении при высоте потолков 2,5 - 3 метра воздух за час должен обновиться однократно!

Всегда ли нужен свежий воздух?

Нет, не всегда. В помещениях, где нет людей и нет потребляющих воздух технологических процессов, воздухообмен вообще не нужен. Зачем там воздухообмен? В доме в режиме консервации (при пониженной температуре) он вообще вреден! С новым (свежим) воздухом помещения могут наполняться ненужной влагой и пылью.

А сколько воздуха для дыхания нужно человеку?

«Взрослые люди в условиях покоя производят в среднем от 16 до 20 дыхательных движений в 1 минуту. Объем каждого вдоха обычно составляет около 500мл, отсюда минутный объем дыхания равен 500*16=8000мл. У новорожденного частота дыхания 60-70 вдохов в 1 минуту, к 5 годам она снижается до 26, а к 15-20 годам, до 20 в минуту. При работе, движении, при лихорадке (в условиях повышенного обмена) число дыхательных движений в 1 мин увеличивается. Вентиляция легких, равная в покое в среднем 8 л, при тяжелом физическом труде возрастает в 20 раз.»

Так как дома тяжелой физической работой занимаются крайне редко, а если и занимаются, то, бывает, и окна настежь открывают, даже не для дыхания, а охладиться дабы. Будем считать, что дома норма дыхания может быть перевыполнена, допустим в 3-4 раза. Так один человек использует приблизительно 2 м3 воздуха в час. Поскольку свежий воздух смешивается со старым в неясном соотношении, предположим, что в кубе обновляется 20% воздуха, значит на одного человека нужно (даже с четырёхкратным запасом) 10м3 воздуха за час.

Логика подсказывает что интенсивность воздухообмена должна зависеть не от объёма помещения (однократно за час), а от количества людей в этом помещении находящихся. Одно дело жилая комната с одним жильцом, другое дело, например, учебный класс в котором постоянно присутствуют более 30-ти человек. В спальной комнате объёмом 30м3 достаточно замены 10м3/час - это 1/3 смены воздуха в помещении. А в переполненной аудитории, 130м3 и двукратного воздухообмена за час окажется недостаточно - на 30 человек нужно воздуха 300м3.

Подобными соображениями успешно спекулируют инженерные компании, навязывающие наивным владельцам коттеджей мощные вентиляционные и дорогостоящие рекуперационные (энергосберегающие) установки.

У вас сколько метров квадратных дом?

600? Прекрасно… 600м2 площади *3м высоты = 1800м3 воздуха. 1800 кубов воздуха вам нужно заменять за час по требованию СНиПа - не меньше! А это значит что зимой (-20 С) на нагрев такого объёма воздуха за час будет затрачено 24кВт/час или 576кВт за сутки.

Почти 600кВт за сутки!!! Однако….

Ну вы же не хотите задохнуться?

Конечно, нет!

Причём, заметьте, мы ничего не придумываем, вот СНиП – это официальный документ. Теперь вы понимаете, как вам остро необходима система рекуперации, которая будет вам экономить до 60% этих энергозатрат, ведь часть тепла отработанный (выброшенный на улицу) воздух передаст свежему, предварительно подогрев его! Здорово?!

Здорово…

И говорится это в то время, как такого объёма воздуха реально хватит для комфортного дыхания 180 человек! А в доме том всего 4-6 человек жить будет (включая обслугу).

Менять воздух однократно в час!!! В то время, как запас воздуха для дыхания в доме 600м2 такой, что если непрерывно дышать всей семьёй, его можно «передышать» только за двое суток – 45 часов.

А какой воздухообмен происходит в наших квартирах?

В обычной квартире 80 м2 при высоте потолка 2,65м объём помещений составляет 200м3. Квартир таких, подключённых к общему вентиляционному каналу, 14, а в других домах бывает и 16, и 22. Если предположить, что во всех квартирах происходит однократный в час воздухообмен, то из вентиляционного стояка за час должно выходить 2800м3 воздуха, в случае вентиляционной шахты сечением 0,24м2 этот воздух являет собой столб высотой 11,6км. Значит воздух из вентканала должен выходить со скоростью 11,6км/час или 3,2м/сек! Я на крышу лазил - воздуховод в полном порядке (не перекрыт, как это обычно бывает), в квартирах все живут и воздуха не жалеют. Такого потока там нет, даже и в помине!

Так какой же реально воздухообмен должен быть в коттедже , ведь мы рассматриваем именно этот случай.

Если в доме нет или немного экологически вредных испарений от предметов или других негативных факторов, влияющих на качество воздуха, то приток свежего воздуха (обновление) на одного человека, даже с запасом, должен быть примерно 10м3/час. Значит на семью (5 человек) это будет 50м3/час, и какая разница, где проживает эта семья??? Одна семья проживает в малогабаритной квартире 50м2 с потолками 2,5м, а другая семья проживает во дворце 1000м2 с потолками 3,5м, а по СНиПам получается, что во дворце нужно менять 3500м3 воздуха каждый час??? Это что, семья оттого что живёт во дворце, дышать станет в 70 раз больше?! Заведомый абсурд! Дышат такие люди не больше, чем обычные граждане - сам видел. В противном случае для продувки (вентиляции) дворца необходимо было бы позаимствовать турбину от аэродинамической трубы в г. Жуковском, в то время, как все знают, что дворцы всегда без турбин и вентиляторов с древних времен обходились. Неувязочка в концепции…