Зачем нужен увлажнитель и очиститель воздуха в умном доме? Климат

03 сентября 2019, 08:04

Мегаполис, многоквартирный или частный дом в экологически чистом месте. Если вы вдруг подумали, что с точки зрения чистоты воздуха, между этими двумя вариантами есть огромная разница, то вы сильно ошибаетесь. Разница конечно есть, но лишь в вариантах решения проблемы очистки воздуха в вашем жилище. Чтобы это осознать, необходимо немного углубиться в теорию.

Чем мы дышим?

1600x_image.png?1567266317

Воздухом - скажете вы. Но из чего состоит воздух? Его состав изучают в школе, но я напомню: 20.95% кислорода, 78.084% азота, 0,93% аргона, 0.03% углекислого газа и 0,006% других газов.

Изменение состава воздуха сильно влияет на наш организм. Например, если содержание кислорода уменьшится до 11-13%, то у вас появятся очень яркие признаки кислородного голодания, а снижение до 7-8% вообще может привести к смерти. Хотя, обычно, колебания доли кислорода в атмосфере не превышает 0.5%. Углекислый газ, который не имеет ни цвета ни запаха и образуется при дыхании, гниении и сгорании топлива, может увеличивать и уменьшать свою долю в составе воздуха. В промзонах, например, его содержание может достигать 0.05-0.06%, при большом скоплении людей концентрация может увеличиться до 0.6-0.8%. А так как он является канцерогенным, то есть оказывающим негативное влияние на организм, то содержание углекислого газа во вдыхаемом воздухе в пределах 1-1.5% приводит к значительному ухудшению самочувствия, а уровень в 2-2.5% может привести к необратимым изменениям. Концентрация на уровне 8-10% приводит к потере сознания и смерти. А ведь есть еще и угарный газ, который образуется при неполном сгорании топлива. Он также не имеет цвета и запаха, но критически опасен для нашего организма. Смертельно! Достаточно содержания в 0.1% угарного газа в воздухе, чтобы вы потеряли сознание и, впоследствии, расстались с жизнью.

А еще есть огромное количество различных газов, которые могут содержаться в воздухе, которым мы дышим. И все это поддается если не контролю, то хотя бы - мониторингу. И начнем мы, пожалуй, разбираться с самыми вредными и подлыми газами - углеродными.

Углекислый газ - CO2 - диоксид углерода

1600x_image.png?1567266316

Угарный газ, углекислый газ... Очень часто возникает путаница между этими двумя газами. Давайте разбираться.

Углекислый газ имеет обозначение CO2. В английском языке он называется carbon dioxide - диоксид углерода. Тот самый газ, который мы выдыхаем. Его концентрация в непроветриваемом помещении увеличивается и приводит к ухудшению самочувствия. Для снижения его концентрации в помещении, достаточно открыть окно и проветрить. Его также используют для производства газированных напитков и, в принципе, он довольно безвреден для организма, так как достигнуть смертельной концентрации достаточно сложно. Но отслеживать содержание углекислоты в воздухе необходимо для хорошего самочувствия. 

Общепринятой единицей измерения содержания CO2 в воздухе является PPM - Parts Per Million - количество частиц на миллион. Показатель 1000 ppm для углекислого газа означает уровень его содержания в воздухе равный 0.1%. И, в соответствии с цифрами из предыдущего раздела, мы можем выявить некие пороговые значения для уровней CO2:

Качество воздуха и его влияние на организм
PPM
%
Естественный уровень в атмосфере
(идеальная концентрация - отличное самочувствие)
300 - 450
0.03 - 0.045
Нормальное качество воздуха. Рекомендовано для спален, детских садов и школ450 - 600
0,045 - 0,06
Большое скопление людей (некоторые чувствуют дискомфорт)
600 - 800
0,06 - 0,08
Высокая концентрация (дискомфортно большинству людей)
800 - 1000
0,08 - 0,1
Общий дискомфорт, головная боль, слабость, снижение концентрации внимания, растет количество ошибок при работе и начинаются процессы изменений в ДНК
1000 - 2000
0.1 - 0.2
Критическое содержание CO2 - вызывает серьезные отклонения в здоровье, количество ошибок в работе возрастает, а ясность мышления падает. Уровень концентрации внимания крайне низокболее 2000
> 0,2

Угарный газ - CO - оксид углерода

1600x_image.png?1567266317

Как я уже говорил - крайне опасный газ. При высокой концентрации CO вы не успеете почувствовать отравление. Вы просто потеряете сознание. 

Его английское название - carbon monoxide - оксид углерода. И он довольно частый спутник в нашей жизни. Довольно высокая концентрация CO содержится в выхлопных газах, поэтому при нахождении рядом с оживленной автодорогой, его концентрация может достичь порога отравления организма. Если в вашей квартире есть газовая плита или установлена печка - то из-за недостаточной вентиляции, угарный газ будет накапливаться. Даже покурив неправильно настроенный кальян, вы можете получить отравление угарным газом за счет неправильного поступления воздуха в кальян.

Очень частые случаи отравления угарным газом происходят в банях, частных домах и, как ни странно, в палатках. Дело в том, что для палаток разработаны специальные инфракрасные обогреватели, которые работают без открытого пламени, но очень часто не имеют механизма, контролирующего топливную смесь. А работают они на газовых баллонах. И люди, решившие выспаться с комфортом во время зимней рыбалки, погибают во сне.

Если рассматривать уровни концентрации CO во вдыхаемом воздухе, то единица измерения выглядит, как в случае с CO2 - PPM, но означает она совсем другое: 10 PPM = 10 мг/м3

Состояние здоровьяВремя воздействия
PPM
Снижение скорости реакции
3,5 - 5 ч.
меньше или равно 100
Незначительная головная боль, снижение работоспособности, может быть смертельно для плода у беременных  и для лиц с тяжелой сердечной недостаточностью
1 - 6 ч.
100 - 600
Пульсирующая головная боль, тошнота, рвота, насморк, головокружение, нарушение зрения, спутанность сознания
2 - 4 ч.
600 - 800
Галлюцинации, нарушение согласованности работы мышц, учащенное поверхностное дыхание
2 ч.
800 - 1100
Обмороки или кома, конвульсии, увеличение пульса или слабый пульс
0.5 - 2 ч.
1100 - 2000
Кома, конвульсии, угнетение дыхания и сердечной деятельности. Возможна смерть
30 мин.
2000 - 3400
Глубокая кома со снижением или отсутствием рефлексов. Нитевидный пульс, высокая вероятность летального исхода
2 -5 мин.
5700 - 11500
Потеря сознания после двух - трех вдохов. Смерть в течение нескольких минут
1 - 3 мин.
14000

Любая концентрация CO вредна для нашего организма. Указанные периоды воздействия на человека, конечно, примерные - они лишь показывают различные стадии отравления. Детекторы угарного газа имеют свои пороговые параметры срабатывания при определенных концентрациях, за определенное количество времени. А реакции нашего организма абсолютно индивидуальны.

Летучие органические вещества (VOC)

1600x_image.png?1567266319

Нас окружает множество искусственно созданных вещей. Даже дом, в котором вы живете, также состоит из различных материалов, из которых его построили. И во многих из них есть органические составляющие, которые могут испаряться даже при комнатной температуре. Их классифицируют как летучие органические вещества (сокращенно ЛОВ), что в английском языке обозначается как Volatile Organic Compounds (сокращенно VOC). Многие из этих веществ могут быть токсичными, так как содержатся в различных химических веществах, которые используются для производства строительных материалов, мебели, детских игрушек и бытовой химии. Короче говоря, они содержатся практически во всем.

Самыми опасными являются формальдегид, бензол и фенол. Их находили даже в детских игрушках, произведенных в Китае. А самый "популярный" стройматериал, содержащий эти вещества - плиты OSB, в клею которых их и находят. И все это испаряется в воздух, которым мы дышим.

Как показывают исследования, уровень содержания свыше 500 нг/л (нанограмм на литр) летучих органических веществ, может быть опасным для вашего организма. Но по данным некоторых исследований, зачастую, уровень VOC, в среднестатистических домах, находится на уровне 1200 нг/л. Хотя даже умеренное превышение уровня загрязнения может вызывать серьезные проблемы со здоровьем. Особенно в группе риска находятся маленькие дети, люди пожилого возраста, люди с аллергией и беременные женщины.

Симптомы отравления индивидуальны для каждого вещества, поэтому реакции, в каждом случае, разные. Но если у вас ухудшается самочувствие при нахождении в каких-то помещениях - вам следует задуматься о наличии в них летучих органических веществ.

Взвешенные частицы - PM10 и PM2.5

1600x_image.png?1567266320

Взвешенные частицы (PM - Particulate matter) - это смесь твердых и жидких частиц, которые находятся в атмосфере во взвешенном состоянии. Они имеют как природное, так и искусственное происхождение. Природные загрязнения формируются из различных атмосферных явлений, которые приводят к образованию большого количества пыли. Искусственное происхождение частиц формируется за счет жизнедеятельности человечества. Одними из основных источников загрязнения являются двигатели внутреннего сгорания, использование твердых видов топлива (уголь, нефть и органическое топливо), которое сжигается в процессе производства или отопления. Также на концентрацию загрязнения воздуха влияет любое производство, строительство, добыча полезных ископаемых. Даже езда на автомобиле, которая вызывает износ дорожного покрытия, наряду с износом покрышек - вызывает загрязнение взвешенными частицами окружающего воздуха.

Показателям, характеризующими уровень загрязнения, относятся размеры частиц. Существует два вида измеряемых частиц, размерами до 2.5 мкм (PM2.5 - мелкодисперсные частицы) и до 10 мкм (PM10). В состав PM2.5 также входят частицы размером менее 0.1 мкм, которые называют ультрамелкодисперсными. 

Исследования показывают, что 50-70% объема частицы до 10 мкм составляют частицы, размером до 2.5 мкм. Именно поэтому измеряют, обычно, уровень частиц до 2.5 мкм. И вот тут подкрался нюанс, да еще какой. Есть такой термин, как AQI (Air Quality Index) - индекс качества воздуха. И в разных странах уровни качества разные. Если в Европе норма заканчивается на индеке AQI равном 35, то в Китае зеленый уровень вы будете видеть до значения AQI равного 75. Поэтому надо понимать, что китайский прибор, который светится зеленым, еще не означает, что с точки зрения европейских стандартов, вы дышите чистым воздухом.

Взвешенные частицы сильно влияют на здоровье человека. В основном за счет того, что они не оказывают моментального воздействия, а накапливаются в организме. Самое распространенное влияние эти частицы, естественно, оказывают на легкие. Вторым по "популярности" является сердце и в целом сердечно-сосудистая система организма. 

Причиной является то, что PM2.5 могут проникать даже в кровь и оказывать негативное влияние на процесс транспортировки кислорода в организме. Поэтому они довольно опасны.

Влажность воздуха

1600x_image.png?1567266532

Тело человека на 60% состоит из воды. Вода для организма является, по сути, источником жизни. Причем даже та вода, которая содержится в окружающем воздухе.

Влажность воздуха в помещении является базовым параметром жилых помещений, который даже регламентирован, в отличие от большинства остальных, законодательно.

Если следовать букве закона в виде ГОСТ 30494-96 «Здания жилые и общественные. Параметры микроклимата в помещении», то получится, что влажность в помещении в летний период должна поддерживаться на уровне от 30% до 60%, а в зимний период - от 30 до 45%. Причем надо понимать, что организм у нас, от времени года, меньше влаги требовать не стал. Проблема заключается в строительных нормах и возможности поддержания допустимых уровней влажности в домах. 

Дело в том, что в зимнее время есть несколько факторов, снижающих уровень влажности в помещении.

Первый и основной - снижение общего содержания влаги в атмосфере помещения, за счет попадания холодного воздуха с улицы.

Дело в том, что холодный воздух содержит меньше влаги, чем теплый. Например, при температуре 20 градусов, максимальное содержание водяного пара измеряется 17,3 г/м3, а уже при температуре 0 градусов - максимальное содержание будет уже 4,84 г/м3.Это называется абсолютная влажность. Именно поэтому, при проветривании, за счет поступающего уличного воздуха в зимнее время года, мы понижаем уровень влажности в помещении. Потому что уличный воздух тоже "хочет пить" и начинает вбирать в себя влагу.

Второй фактор связан с нагревом. Это касается уже отопления и разницы температур наружного и внутреннего воздуха. Тут вступает в дело такой фактор, как относительная влажность. По сути, это разница между текущей влажностью воздуха и максимально возможной при данной температуре. Измеряется она в процентах.

Разберем на примере. Допустим, у нас на улице нулевая температура и 100% влажность. Это значит, что максимальное количество воды в воздухе - 4,98 г/м3. При попадании в теплую комнату с температурой воздуха 25 градусов, возможности впитывать влагу у воздуха прибавляется, а количество самой влаги не меняется. И на выходе мы получаем, что 4,98 г/м3 для теплого помещения, это уже не 100% влажности, а всего 21%.

Так что зимой у нас просто нет вариантов запросто получить влажный воздух. Потому что на улице холодно.

Чем это чревато? Ну во-первых - у нас страдают глаза. Слезы, которые должны их увлажнять, высыхают, глаз перестает смачиваться, на него оседают твердые частицы пыли, возникает раздражение и все последующие "прелести".

Во-вторых у нас страдают легкие. Из-за недостатка влаги пересыхают слизистые оболочки носоглотки и легких, организм начинает утрачивать способность бороться с инфекциями и мы начинаем болеть респираторными заболеваниями.

Причем влага нужна и окружающим нас предметам. Кабели, мебель, обои, стены и любые пористые материалы потребляют влагу. Именно поэтому восстановить влажность в помещении бывает довольно сложно, так как ее потребляет практически все, что нас окружает. Иногда на восстановление уровня влажности могут уходить дни и огромное количества воды.

Избыток влажности также вреден, так как лишняя влага становится питательной средой для различных бактерий и грибков. В домах с повышенной влажностью и недостаточной или отсутствующей вентиляцией, грибок может появиться за очень короткий срок, а он тоже опасен для нашего организма.

Именно поэтому поддержание уровня влажности так важно для комфортного проживания в своем доме.

Температура воздуха

1600x_image.png?1567266320

Летом жарко, зимой холодно - наша реальность. Хотя у нас такой разброс климатических условий, что иногда летом тоже бывает холодно. А температура сильно влияет на комфорт. Именно поэтому летом нам нужны кондиционеры или хотя бы вентиляторы, а осенью и зимой нам нужны печки, обогреватели или батареи центрального отопления. Причем и кондиционеры, и батареи отопления сушат воздух. Но если эту проблему решить, то останется другая задача - регулировать температуру в помещении. Но это вообще тема для отдельных статей по каждой из задач. 

Хотя, если углубиться опять же в теорию, то спать ночью намного комфортнее и полезнее для организма при температуре в районе 18-19 градусов Цельсия, когда днем нам приятнее находиться при температуре 22-24 градуса (хотя на вкус и цвет, как говорится). 

Когда человеку холодно или жарко, снижается продуктивность из-за дискомфорта. Причем за счет жары, наше тело теряет огромное количество влаги.

Одни неудобства.

Выводы

Оказывается, нас окружает столько невидимых опасностей, которые могут серьезно повлиять на наш организм, что хотелось бы управлять их воздействием на свой организм. Именно поэтому эта статья - лишь первый шаг к осознанному подходу в вопросах регулирования экосистемы нашего жилья с помощью умного дома. Много букв и много теории, но для того, чтобы настроить климат своего дома, нужно четко понимать, что и зачем вы делаете и какие последствия вы можете получить, при правильных или неправильных действиях.

Продолжение следует.


Все новости мира умных домов - t.me/SprutAI_News

Остались вопросы? Мы в Telegram - t.me/soprut

Хочешь умный дом но нет времени разбираться?
Посмотри примеры работ и выбери себе интегратора.
  1. Олег Челбаев (sprut)
    Олег Челбаев (sprut) 15 дней назад
    Добавил в избранное

  2. Александр Жабунин (OXOTH1K)

    Очень познавательно! Многого не знал.

  3. Алексей Рожанков (arozjankov)
    Из личного опыта.

    Все "умные" устройства и регулировки (приточка по датчикам CO и CO2 + частиц) свелись к постоянной приточке/вытяжке в комнатах и постоянной вытяжке на кухне и туалетах.
    (вполне эффективны и дешевы устройства VAKIO или подобные "два в одном")

    "Умные" увлажнители (в купе с датчиками влажности) свелись в итоге в постоянно работающие со встроенными гигрометрами.
    (1) Их все равно приходится ежедневно доливать и еженедельно чистить, от отключения в течении дня или ночи для экономии (электричества? смешно) мало толку с учетом нормальной вентиляции. (2) Встроенного гигрометра вполне достаточно, чтобы не устроить туман. А на большее он нафиг не нужен.

    ИТОГО. Статья хороша, но все примочки "сделать умно" бесполезны, ибо не дают заметного функционала/эффекта.

    • (macros)
      (macros) отредактировано 15 дней назад

      Почти со всем согласен, не большая поправочка к увлажнителю. Например, в моих условиях он нужен только во время отопительного сезона.

    • (Komonec)
      (Komonec) отредактировано 15 дней назад

      Плюс есть, если в комнате никого нет, то по датчику СО2 это будет видно, приточка отключится получим экономию ээ и менее грязные фильтры.

      По увлажнителем не совсем согласен, зимой да, работает на полную, но летом влажность нормальная и заправлять увлажнитель приходится реже.

      • (macros)
        (macros) 14 дней назад
        У меня пока нету опыта эксплуатации приточки, но мне кажется, что в течении дня не стоит ее вообще отключать, сомнительная экономия. Если только уменьшать приток в в режиме "все в отпуске"...

        • (Komonec)
          (Komonec) 12 дней назад

          А если зимой? В нормальных приточках калориферы стоят, которые не кисло так ээ кушают. И вот 9 часов в день в пустые 3 комнаты гнать подогреваемый воздух такое себе занятие. И опять же фильтра, они реально быстро засираются.

          • Алексей Рожанков (arozjankov)

            В НОРМАЛЬНЫХ приточках стоят пассивные теплообменники, о чем я и написал. Они нагреваются за свет вытягиваемого комнатного воздуха.

  4. (zoller)
    (zoller) 15 дней назад

    С нетерпением жду продолжения! У самого недавно встал вопрос, как сделать закрытую систему очищения воздуха, кондиционирования и увлажнения в небольшой квартире грязной Москвы :) 

    Интересно, реально ли получить чистый воздух в квартире в мегаполисе? А если да, то какие решения есть на рынке? 

    Если у кого есть что почитать на эту тему, буду благодарен!

К списку статей

Скидки для сообщества

УЮТНЫЙ ДОМ

+7 495 797-21-74
Промокод:
SPRUT
Размер скидки:
5%

Z-Wave Ukraine

+380 68 641 9670
Промокод:
Sprut-UA
Размер скидки:
15%

Тематические чаты

Похожие статьи

27 октября 2018, 12:20
Нативный Термостат для котла на ESP8266 с поддержкой Apple HomeKit
30 августа 2019, 07:28
Несколько нетривиальных способов использования датчика открытия окон/дверей от Xiaomi/Aqara.
17 июня 2019, 13:00
HomeKit - это программный framework от компании Apple, который позволяет пользователям iOS, macOS, watchOS и tvOS устройств управлять умными аксессуарами в доме, как через приложение "Дом", так и через голосовой ассистент Siri. Тем самым, делая ваш дом умным. При помощи Apple TV (tvOS) и HomePod управление возможно, но пока только на английском языке через Siri.
29 апреля 2019, 15:54
Siri Shortcuts теперь может с легкостью создать автоматизации, оперируя с любыми переменными Apple HomeKit
15 июня 2019, 13:00
Умный дом. Зачем он нужен? Что продается в магазинах? Что такое Умный дом? На все эти, и многие другие вопросы мы постараемся дать ответ в этой статье.
17 января 2019, 12:20
Опыт использования в квартире 58 метров. Несколько сценариев и измерение реального шума.
29 ноября 2018, 12:16
Интегрируем пылесос Xiaomi в "умный дом" через Homey и управляем зональными уборками через Siri.
03 января 2019, 12:17
Подключаем BLE гигрометр Xiaomi к bluetooth'у Raspberrry pi и заводим в HomeKit через HomeBridge
15 августа 2019, 15:26
Выбор оборудования для сервера (контроллера или хаба) для вашего умного дома. Только ли Raspberry Pi подойдет для этих целей?
01 августа 2019, 10:00
В этой статье мы поговорим о том, как построить систему Умный дом под ключ. Хочу сразу выделить основные ветви решений: Купить, Скачать, Настроить.