Необходим обем въздух за дишане. Колко въздух вдишвате? Дихателна честота при деца и възрастни

Количеството кислород, консумирано от човек на празен стомах в състояние на мускулна почивка, в легнало положение, е индикатор за обмена, необходим за поддържане на жизнеността. важни функцииорганизъм в покой, т.е. основен метаболизъм. Основният човешки метаболизъм се характеризира с консумация на кислород в диапазона от 200-250 ml / min с консумация на енергия от приблизително 1-1,2 kcal / min. На основния метаболизъм влияят пол, възраст, тегло и повърхност на тялото, състав на храната, климатични условия, температура на околната среда и др. За норма за енергийния основен метаболизъм на възрастен се приема 1 kcal на 1 kg телесно тегло на час. .

Повишената консумация на кислород по време на работа е необходима за окисляването на продуктите от разпадането на въглехидратите в аеробната фаза (млечна киселина), мазнините, както и за ресинтеза на азотсъдържащи вещества в анаеробната фаза. Нуждата на тялото от кислород е по-голяма, колкото по-тежка е работата. В определени граници съществува линейна зависимост между тежестта на извършената работа и консумацията на кислород. Това съответствие се осигурява чрез укрепване на работата на сърдечно-съдовата система и увеличаване на коефициента на дифузия на кислород през белодробната тъкан. Коефициентът на дифузия се увеличава от 50 при 450 kg/min до 61 при 1590 kg/min.

Количеството кислород в минута, необходимо за пълното окисление на продуктите на разпада, се нарича нужда от кислород или нужда от кислород, докато максималното количество кислород, което тялото може да получи за минута, се нарича кислороден таван. Таванът на кислорода за хора, които не са обучени за физическа работа е приблизително 3 l/min, а за тренирани хора може да достигне 4-5 l/min.

Разходите за енергия за динамична отрицателна работа са приблизително 50% от разходите за енергия за динамична положителна работа. По този начин преместването на товар по хоризонтална равнина е 9-16 пъти по-лесно от повдигането на товар.

Ориз. 1. Динамика на потреблението на кислород при физическа работа. Излюпване в клетка - консумация на кислород по време на работа; хоризонтално засенчване - нужда от кислород; вертикално засенчване - кислороден дълг. Чертежът вляво е работа със средно тегло; снимката вдясно работи с прогресиращ кислороден дълг.

Консумацията на кислород по време на динамична положителна работа е показана на фиг. 1. Както се вижда от тази фигура, кривата на потребление на кислород в началото на работа се увеличава и само след 2-3 минути се задава на определено ниво, което след това се задържа дълго време(стабилно състояние). Същността на такъв ход на кривата е, че първоначално работата се извършва с непълно задоволяване на търсенето на кислород и в резултат на това с нарастващ кислороден дълг, тъй като енергийните процеси в мускула по време на неговото свиване протичат моментално, а кислородът раждането поради инертността на сърдечно-съдовата и дихателната системи е бавно. И само когато доставката на кислород съответства на пълната нужда от кислород, настъпва стабилно състояние на потребление на кислород.

Кислородният дълг, образуван в началото на работа, се погасява след прекратяване на работа, през възстановителния период, през който консумацията на кислород достига първоначалното си ниво. Това е динамиката на потреблението на кислород при лека и умерена работа. При тежка работа стабилно състояние на потребление на кислород по същество никога не се случва, кислородният дефицит в началото на работа се добавя към дефицита на кислород, образуван по време на него. В този случай консумацията на кислород се увеличава през цялото време до кислородния таван. Периодът на възстановяване при такава работа се удължава значително. В случай, че нуждата от кислород по време на работа надвишава кислородния таван, възниква така нареченото фалшиво стационарно състояние. Той отразява кислородния таван, а не истинската нужда от кислород. Периодът на възстановяване е още по-дълъг.

По този начин нивото на потребление на кислород във връзка с работата може да се прецени за тежестта на извършената работа. Стабилното състояние на потребление на кислород по време на работа може да показва, че търсенето на кислород е напълно задоволено, че не се наблюдава натрупване на млечна киселина в мускулите и кръвта, че има време да се ресинтезира в гликоген. Липсата на стабилно състояние и увеличаването на консумацията на кислород по време на работа показват тежестта на работата, натрупването на млечна киселина, която изисква кислород за нейния ресинтез. Още по-тежката работа се характеризира с фалшиво стабилно състояние.

Продължителността на периода на възстановяване за консумация на кислород също показва по-голямо или по-малко натоварване. При лека работа кислородният дълг е малък. Получената млечна киселина в по-голямата си част има време да се ресинтезира в мускулите в гликоген по време на работа, продължителността на периода на възстановяване не надвишава няколко минути. След упорита работа консумацията на кислород спада първо бързо и след това много бавно, общата продължителност на периода на възстановяване може да бъде до -30 минути или повече.

Възстановяването на консумацията на кислород не означава възстановяване на нарушените функции на тялото като цяло. Много функции на тялото, като състоянието на дихателната и сърдечно-съдовата система, дихателния коефициент, биохимичните процеси и др., до този момент все още не са достигнали първоначалното ниво.

За анализа на газообменните процеси промените в дихателния коефициент CO 2 /O 2 (RC) могат да бъдат от особен интерес.

При стабилно състояние на консумация на кислород по време на работа на DC, той може да показва естеството на окислените вещества. При упорита работа DC се повишава до 1, което показва окисляването на въглехидратите. След работа DC може да бъде повече от 1, което се обяснява с нарушение на киселинно-алкалния баланс на кръвта и повишаване на концентрацията на водородни йони (pH): повишеното pH продължава да възбужда дихателния център и, като в резултат на това въглеродният диоксид се измива интензивно от кръвта с едновременен спад на потреблението на кислород, т.е. в съотношението CO 2 /O 2 числителят се увеличава, а знаменателят намалява.

В по-късен етап на възстановяване, DC може да бъде по-нисък от първоначалния краен индикатор за ефективност. Това се обяснява с факта, че в периода на възстановяване се освобождават алкални резерви на кръвта, а въглеродният диоксид се задържа, за да се поддържа нормално pH.

При статична работа консумацията на кислород е различна. В трудовия процес най-конкретният израз на статичната работа е поддържането на работната поза на човека. Работната поза като състояние на равновесие на тялото може да се осъществи в реда на активно противопоставяне на външни сили; в същото време се появява продължително тетанично мускулно напрежение. Този тип статична работа е много неикономичен по отношение на инервацията и енергията. Работната поза, при която балансът се поддържа чрез адаптиране към посоката на гравитацията, е много по-икономична, тъй като в този случай се забелязва тонично, а не тетанично мускулно напрежение. На практика се наблюдават и двата вида статична работа, често заместващи се, но статичната работа, придружена от тетанично напрежение, е от първостепенно значение от гледна точка на физиологията на труда. Динамиката на потреблението на кислород при този вид статична работа е показана на фиг. 2.

От диаграмата може да се види, че при статично напрежение консумацията на кислород е много по-малка от нуждата от кислород, т.е. мускулът работи при почти анаеробни условия. В периода непосредствено след работа консумацията на кислород рязко нараства, а след това постепенно спада (феномен на Лингард), а периодът на възстановяване може да бъде дълъг, така че почти всички нужди от кислород се задоволяват след работа. Лингард дава следното обяснение за явлението, което е открил. При тетанично „мускулно свиване поради съдова компресия се създава механична пречка за притока на кръв и по този начин доставянето на кислород и изтичането на продуктите на разпадане – млечна киселина. Статичната работа е анаеробна, следователно, характерен скок в посока на увеличаване на консумацията на кислород след работа се дължи на необходимостта от окисляване на продуктите на разпад, образувани по време на работа.

Това обяснение не е изчерпателно. Въз основа на учението на Н. Е. Введенски, ниската консумация на кислород по време на статична работа може да се дължи не толкова на механичен фактор, колкото на намаляване на метаболизма поради пресорно-рефлексни влияния, чийто механизъм е следният. В резултат на статичен стрес (непрекъснати импулси от мускула), определени клетки на мозъчната кора влизат в състояние на силно продължително възбуждане, което в крайна сметка води до инхибиторни явления като парабиотичен блок. След прекратяване на статичната работа (песимално състояние) започва период на екзалтация - повишена възбудимост и в резултат на това повишаване на метаболизма. Състоянието на повишена възбудимост се простира до дихателните и сърдечно-съдовите центрове. Описаният тип статична работа е нискоенергийна, консумацията на кислород, дори при много значително статично напрежение, рядко надвишава 1 l / min, но умората може да настъпи доста бързо, което се обяснява с промени, настъпили в централната нервна система.

Друг вид статична работа - поддържане на стойка поради тонично мускулно свиване - изисква малък разход на енергия и е по-малко уморителна. Това се обяснява с редките и повече или по-малко еднакви импулси от централната нервна система, характерни за тоничната инервация. нервна системаи особености на самата съкратителна реакция, рядка и слаба импулсност, гъвкавост и сливане на импулси, стабилност на ефекта. Пример за това е обичайното изправено положение на човек.

Ориз. 2. Схема на феномена Лингард.

Описание:

Изчисляването на необходимия обмен на въздух е доста трудна задача. Въпреки възрастта на проблема, вътрешните и чуждестранните данни за оптималния въздухообмен все още са противоречиви и често недостатъчно обосновани.

Колко въздух трябва на човек, за да се чувства комфортно?

4. SNiP 2.09.04-87 "Административни и уютни сгради".

5. ГН 2.1.6.1338-03 „Максимално допустими концентрации (ПДК) на замърсители в атмосферния въздух на населените места”.

6. MGSN 4.10-97 "Сгради на банкови институции".

7. SNiP 31-05-2003 "Обществени административни сгради".

8. GOST 30494-96 Жилищни и обществени сгради. Параметри на вътрешен микроклимат.

9. ASHRAE 62.1-2004, 62.1-2007 "Вентилация за приемливо качество на въздуха в помещенията".

10 Вентилационни системи. Редактирано от Хазим Д. Авби. Лондон и Ню Йорк. 2008 г.

11. А. Н. Селиверстов. Вентилация на производствени помещения. Т.1. NKTP СССР. ONTI. - М, Госстройиздат, 1934.

12. Ю. Д. Губернски. Хигиенни аспекти за осигуряване на оптимални условия за вътрешната среда на жилищни и обществени сгради. Реферат на докторска дисертация. - М., 1976.

13. О. В. Елисеева. Към обосновката на ПДК на въглероден диоксид във въздуха // Хигиена и санитария. - 1964. - бр.8.

14. SP 2.5.1198-03 "Санитарни правила за организация на превоза на пътници в железопътния транспорт".

15. Оли Сепа..нен. Tuottava toimisto 2005. Raportti b77. Лопурапорти 2005 г.

16. Адри ван дер Луийт. Нивата на управление на CO2 карат офис служителите да се изключват // Финансов директор онлайн. 19.11.2007 г.

17. Наръчник по топлоснабдяване и вентилация в гражданското строителство. - Киев: Госстройиздат на Украинската ССР, 1959.

За спортисти, особено плувци, той е много по-висок - до 6-7 литра. Но дори и след най-дълбокото издишване в белите дробове остават още 1-1,5 литра от така наречения остатъчен въздух. Дори при труп този въздух остава в белите дробове, което е причината за малкото специфично тегло на този орган. Ето защо се роди името "светлина". Ако човек е поел поне един дъх през живота си, остатъчният въздух заема мястото му и парче бял дроб, хвърлен във водата, изплува нагоре. Това е важно в съдебната медицина, тъй като ви позволява да определите дали детето е родено мъртво или е починало след раждането.

При нормално спокойно дишане човек вдишва 500 ml въздух. До алвеолите обаче достигат само около 350 мл. Останалите 150 ml въздух изпълват дихателните пътища. Това означава, че на тези 3 литра въздух, които се съдържат в белите дробове, обновяването идва само с 1/7. С други думи, алвеоларният въздух се разрежда само свеж, а не напълно обновен. Това има смисъл: кръвта, която тече към алвеолите през цялото време, влиза в контакт с въздух с приблизително същия състав.

При 16 вдишвания в минута човек извършва повече от 23 хиляди дихателни движения на ден и повече от 7 хиляди литра въздух ще премине през белите дробове. Мускулната работа причинява ускоряване и задълбочаване на дишането. Ако в покой белодробната вентилация на минута е 5-6 литра, то при добре тренирани спортисти тя може да достигне 140 литра при бягане на средни разстояния, тоест увеличава повече от 5 пъти повече от минутния обем на кръвообращението.

Обемът на въздуха, вдишван (издишван) от човек

Количеството въздух, консумирано от възрастен и дете по време на вдишване (издишване)

Само при много силно физическо натоварване можем да увеличим обема на вдишвания (издишания) въздух четири пъти (т.е. до 2/3 от три литра), като по този начин получим две трети от обичайния обем на белия дроб (2 l - жизнен капацитет - VC). По същия начин, при силно издишване, човек може да издиша допълнително 1,5 литра на половин литър - резервен обем. Максималният обем или общият капацитет на белите дробове може да надвишава 3 литра. За някои достига до 5 литра или повече (например тренирани спортисти, спортисти и т.н.).

Минутен и дневен обем, като се вземат предвид различни физически състояния на тялото

И така, колко въздух вдишва и издишва човек на ден? Средно преминаваме през белите си дробове 15 - 20 кубически метра въздух на ден и около 6000 кубични метра годишно. метра. При най-дълъг живот човек не може да използва вдишвания въздух с обем дори половин кубичен километър.

Изчисляване на човешките нужди от чист въздух

Запис в дневника, създаден от Andrey-AA, 09/12/10

Въпреки това. Тези данни са взети за случая на отстраняване на въглероден диоксид от хората, т.е. сякаш - на чист въздух и следователно тези цифри нямат нищо общо с изчисленията за вентилация на помещенията.

Измислих подход, който ще помогне да се определят нуждите от вентилация на жилищата, защото не вярвам в SNiP и продавачите на щастие.

Накратко: кислородът е полезен газ, CO2 е вреден. Необходимо е да се определи за всеки от тях, да се изчисли необходимостта от вентилация (кубични метри въздух на час на човек) и след това да се избере максималната цифра от двете. Това ще бъде разумна цифра за обмен на въздух в жилищата.

Намерих тази техника в тази статия:

„Ако направим малко изчисление, тогава се оказва следното.

Например в стая от 33 m3 има 10 души. 10 души издишват приблизително (10X25) 250 литра въглероден диоксид на час. В резултат нивото на въглероден диоксид ще се удвои за 21 минути, а нивото на кислорода ще падне за същия период от време с част от процента.

„У нас изследвания върху ефекта на въглеродния диоксид върху хората са проведени още през 60-те години. О. В. Елисеева, която използва методите на пневмография, реовазография и електроенцефалография, в статията „За обосноваването на ПДК на въглероден диоксид в въздухът" в сп. Хигиена и санитария. - 1964. - № 8., стига до следните изводи:

1. Краткотрайното вдишване на въглероден диоксид от здрави хора в концентрации от 0,5 и 0,1% предизвиква отчетливи промени във функцията на външното дишане, кръвообращението и електрическата активност на мозъка.
2. Промените в тези функции са по-изразени под действието на CO2 при концентрация 0,5%.
3. Получените данни ни позволяват да заключим, че концентрацията на CO2 във въздуха на жилищни и обществени сгради не трябва да надвишава 0,1%, независимо от източника, докато средното съдържание на CO2 не трябва да надвишава 0,05%."

Ако вярвате на тази статия, тогава човек издишва средно 25 литра CO2 на час, като концентрацията му не трябва да надвишава 0,1% (в природата - 0,04%). В покой - 15 литра CO2 на час.

Да приемем, че насън - 10 литра CO2 на час, а в активно състояние - 30 литра / час (малка, домашна дейност).

Нека се опитаме да премахнем необходимостта от вентилация, докато спим на закрито от тук.

Да предположим, че имаме запечатана стая - 20 кв. метра (= 50 кубични метра). Ако например се проветри добре преди лягане, тогава концентрацията на CO2 ще бъде 0,04%. След 8 часа сън на човек той ще издишва 0,08 кубически метра CO2, което ще бъде 0,16%, а сутринта в стаята ще има 0,2% CO2 (0,16% + 0,04%), което надвишава допустимата стойност 2 пъти, но вероятно - не фатално.

Тоест по време на сън обменът на въздух не трябва да е по-малък от 50/8=6,25 куб.м на час. А за здравословен сън – около 15 кубика на час.

Нека определим необходимостта от вентилация чрез CO2 по време на будност (издишване - 30 литра CO2 на час).

При обем на стаята от 50 m3, един час дишане ще добави 0,06% към концентрацията на CO2. Общо с първоначалната концентрация (0,04% + 0,06%) - 0,1%. Тези. чист въздух е достатъчен само за час.

По този начин (по отношение на CO2) въздухообменът в режим на активна домашна дейност трябва да бъде 50 кубически метра на час на човек (с максимално съдържание на CO2 от 0,1%, тъй като средната стойност "в болницата" не е подходяща тук).

Вероятно трябва да потърсите и купите CO2 метър и бавно да разберете какво се случва в апартамента и в страната.

Например Smart-2C02 (благодаря за съвета - Master Master). Скъп, наистина.

Намерено и добавено по-късно:

Коментари

Още публикации от Андрей-АА

за автора

Дневникова статистика

При пълно или частично използване на материалите на форума за дача е необходима активна директна връзка

• Колко литра кислород на ден консумира човек
• Как да се отървете от акне на очите
• Как да пием витамини: прости правила за приемане

Количеството кислород, консумирано от човек

Ако човек стои под струя от студен или по-скоро хладен душ, тогава количеството кислород, консумиран от него, ще се увеличи с почти 100%, а отделянето на въглероден диоксид ще се увеличи със 150% (в сравнение с условията при стайна температура). Следователно, увеличаването на честотата на дихателните процеси се влияе от увеличаването на топлинните загуби при човека.

Капацитет на белите дробове на човека

Капацитетът на белите дробове на човек се влияе значително от дейността на дихателните му процеси. Капацитетът на белите дробове на спортистите надвишава нормата с 1-1,5 литра, а капацитетът на белите дробове на професионалните плувци може да достигне 6 литра. Съответно, увеличаването на капацитета на белите дробове намалява дихателната честота и увеличава дълбочината на вдишване.

Колко време ще издържи един кубичен метър въздух за човек?

Колко време ще е достатъчен 1 m³ въздух, за да не умре, да не се задуши възрастен човек?

Времето, за което един кубичен метър въздух е достатъчен за човек, зависи от много фактори, по-специално:

• температура и влажност на въздуха. Ако въздухът е по-студен, той съдържа повече кислород;
• от физическите параметри на човек. Всички хора са различни, съответно и различен капацитет на белите дробове;
• честота на дишане. Колкото по-рядко вдишвате, толкова по-дълго ще продължи въздухът;
• физическото състояние на човек. Най-идеалният вариант е да лежите неподвижно и да не се движите;
• емоционални и психологическо състояниелице. В състояние на спокойствие потреблението на въздух ще бъде по-малко.

Средно човек вдишва литри въздух в минута. Ако изчислите максимално, тоест 10 литра въздух в минута, тогава 1000 литра ще са достатъчни за 100 минути. Трябва също да се има предвид, че издишаният въздух съдържа въглероден диоксид, така че количеството на вдишвания въздух се изчислява максимално.

По темата на въпроса има интересен филм, наречен "Погребан жив".

Между другото, когато прочетох въпроса, веднага си спомних известната песен "Дъх":

Един кубичен метър въздух може да е достатъчен за безкрайно време, ако се монтира въздушна регенерация.

Или е възможен друг вариант: изпомпването на сгъстен въздух с висок коефициент на компресия в контейнер с обем от един кубичен метър и автономното му използване също е достатъчно за дълго време. И ако ограничите физическа дейност, тогава нуждата от кислород ще намалее значително.

Във всеки случай "времето за оцеляване" при такива условия ще се увеличи значително.

Така че е просто невъзможно да се каже конкретно, че такова и такова количество въздух е достатъчно за такъв и такъв период от време, освен ако не са идентифицирани определени условия на употреба.

ако се фокусирате върху нормалния живот и се съсредоточите върху текущото регламенти RF, тогава един човек се нуждае от 60 m3 / h (без възможност за естествена вентилация) - ТОГАВА 1 m3 е достатъчен за една минута.

Ако човек се занимава със спорт (80m3 / h), тогава по-малко от минута 40 секунди.

Но хората са различни по тегло и затова това е средна норма.

Човек не се нуждае от въздух, а от кислород, във въздуха първоначално може да има голям процент въглероден диоксид, такъв въздух ще продължи по-кратко време от въздуха с ниско съдържание на въглероден диоксид. средно човек се нуждае от 360 л / ден за живот, това е 0,36 кубически метра, но не мисля, че в затворено пространство 1 кубичен метър. достатъчно за 2 дни, може би максимум за ден, тъй като с всяко вдишване количеството кислород ще намалява и въглеродният диоксид ще се увеличава

всичко зависи от обема на белите дробове на човек и от това колко често той вдишва въздух, тоест от характеристиките на тялото му, а също и от състоянието, в което човек е в движение или в покой - средно от около 1 до 2 часа

..колко литра въздух са необходими на човек на ден?

Също така - нормите за приюти (без вентилация, тоест кутии) - 2 кубични метра на човек на час.l на ден.

Така че, ако разбирам правилно въпроса ви, тогава 8,6-16,0 кубически метра ще се изпомпват през белите дробове на човек на ден. m въздух (ако не е изорано).

Ако човек седи в непроветрена стая, това е съвсем различен проблем, също лесно решаващ. В стандартната си форма формулата за хора, пребиваващи в затворена килия без вентилация, обикновено определя времето, през което те могат да седят там, и има следната форма:

Т=[(V-0.08*n)*(Kd-K)]:M*n Тук T е допустимото време, прекарано в клетката, час. , V - обем на камерата, l, n - брой хора в камерата, Kd - допустима концентрация на въглероден диоксид, l / l, K - начална концентрация на въглероден диоксид преди затваряне на камерата, l / l, M - средна емисия въглероден диоксид от едно лице в камерата, л/час. Тъй като сме изправени пред друга задача - да определим необходимия обем на камерата с известно време, прекарано в нея, ще трансформираме тази формула и ще получим:

Вие написахте, че необходимото време е един ден, така че T=24; Отделянето на въглероден диоксид, ако човек седи там за един ден и не се подготви за боксов мач за световната титла, мисля, че може да се приеме като средно дневно, тоест 30 л/час (ако повече, заменете правилното; по-малко вероятно). Kd, тоест допустимата концентрация на въглероден диоксид. Тук има много място за въображение. Кой седи - млади здрави чела или болни и крехки хора? деца? Стари мъже? Като цяло, ако режимът е щадящ, тогава тази стойност не може да се направи повече от 0,5%, а ако млади здрави мъже, които главоболиеако го прехвърлят на шега, тогава нищо страшно няма да се случи при 1% на ден. Да, между другото, вие пишете за хипоксия, така че това е именно липсата на кислород, кислороден глад. Ние изчисляваме въглеродния диоксид, така че възможното неприятно състояние ще се нарече хиперкопния, тоест излишък от CO2.

И така, ние приемаме Kd в диапазона от 0,005-0,01, тоест от половин процент до процент. Е, K е известно, ако въздухът не е газиран, тогава е 0,03%, тоест 0,0003.

Ако заменим и закръглим, тогава в крайна сметка получаваме необходимия обем на камерата за един човек от долитри, или от 72 до 144 кубически метра. Разликата, разбира се, се дължи на факта, че разгледахме допустимата концентрация в диапазона от 0,5-1%. В обем от 72 кубични метра на ден един организъм ще диша до около процент, до половин процент.

Като цяло искам да кажа, че е по-добре да се правят такива експерименти с газови анализатори за кислород и въглероден диоксид в камерата. Ако е трудно да се снабдите с устройства, можете поне да си купите стъклени тръби за експресен анализ и да го правите на всеки час. Факт е, че понякога отделни индивиди се натъкват, поглъщайки кислород (и съответно отделяйки въглероден диоксид) в много големи количества. Например, имаме един такъв (работя на подводници Мир), неговият газообмен е около два пъти по-висок от този на нормални хора. Освен това е строго забранено пушенето в този обем и ако засадите пушач, по-добре е той да се въздържа от пушенето за един ден, в противен случай въглеродният окис ще вдишва, а това е по-лошо от CO2. Е, най-добре е, разбира се, да организирате някаква проста система за поддържане на живота в затворен обем. След това поне в три кубични метра седнете за една седмица - би било нещо за пиене и ядене.

Колко тежи въздухът, който дишаме на ден?

Вярно ли е, че въздухът, който вдишвате, е по-тежък от храната, която ядете за един ден?

Колкото и изненадващо и свръхестествено да звучи това твърдение, то е вярно. Средно на ден човек изяжда не повече от 3 килограма твърда и течна храна, ако е претеглена. Изчисляването на теглото на вдишвания въздух също не е трудно.

И така ние смятаме колко литра въздух вдишва човек на ден. За една минута правим около 15 вдишвания.

В същото време всяко наше вдишване внася почти 0,5 литра въздух в белите дробове. Така човек вдишва приблизително литри въздух на ден! При стандартно налягане този обем въздух ще тежи около 14 килограма, което е повече от 4 пъти повече от храната, която ядем на ден. Мислехте ли, че въздухът не тежи нищо?

2 мисли за „Колко тежи въздухът, който дишаме на ден“

Ъгълът на падане е равен на ъгъла на отражение, ако сте толкова умен, премахнете праха, който се е настанил в белите дробове и получете отговор.

Колко въздух дишаме?

Жизненият капацитет на белите дробове е около 3 литра. Наистина ли вдишваме и издишваме толкова много въздух всеки път?

Ако поемете възможно най-дълбокото вдишване и след това същото максимално пълно издишване, тогава от белите дробове ще излязат 3 или дори 4 литра въздух. Това е индикатор за жизнения капацитет на белите ви дробове. Спортистите с тренирана дихателна система (особено плувците) имат още по-голям капацитет на белите дробове. Те могат да задържат до 6-7 литра въздух. Но в нормална ситуация - не на един дъх-издишване.

При спокойно дишане всеки човек вдишва около 500 мл въздух. Приблизително 150 ml запълват дихателните пътища. Това означава, че до белите дробове достигат не повече от 350 мл. И с едно издишване отстранявате от тях приблизително същото количество отработен въздух.

Разделете жизнения си капацитет (3 L или 3000 ml) на 350 ml.

Оказва се, че актуализирате целия обем въздух, съдържащ се в белите дробове за 8 вдишвания.

Методи на изследване и показатели на външното дишане

Методи за изследване на функциите и показателите на външното дишане

Целият сложен процес на дишане може да се раздели на три основни етапа: външно дишане; транспортиране на газове чрез кръв и вътрешно (тъканно) дишане.

Външно дишане - газообмен между тялото и околния атмосферен въздух. Външното дишане включва обмена на газове между атмосферния и алвеоларния въздух, както и газообмен между кръвта на белодробните капиляри и алвеоларния въздух.

Това дишане се осъществява в резултат на периодични промени в обема на гръдната кухина. Увеличаването на обема му осигурява вдишване (вдишване), намаляването - издишване (издишване). Фазите на вдишване, последвани от издишване, съставляват дихателния цикъл. При вдишване атмосферният въздух навлиза в белите дробове през дихателните пътища, а при издишване част от въздуха ги напуска.

Необходими условия за външно дишане:

• стягане в гърдите;
• свободна комуникация на белите дробове с околната среда;
• еластичност на белодробната тъкан.

Възрастен човек диша в минута. Дишането на физически тренирани хора е по-рядко (до 8-12 вдишвания в минута) и дълбоко.

Най-често срещаните методи за изследване на външното дишане

Методи за оценка на дихателната функция на белите дробове:

• Пневмография
• Спирометрия
• Спирография
• Пневмотахометрия
• Рентгенография
• Рентгенова компютърна томография
• Ултразвукова процедура
• Магнитен резонанс
• Бронхография
• Бронхоскопия
• Радионуклидни методи
• Метод за разреждане на газ

Спирометрия - метод за измерване на обема на издишания въздух с помощта на спирометър. Използват се спирометри различен типс турбиметричен сензор, както и вода, в която издишаният въздух се събира под камбаната на спирометъра, поставена във вода. Обемът на издишания въздух се определя от издигането на камбаната. Напоследък широко се използват сензори, които са чувствителни към промените в обемната скорост на въздушния поток, свързани към компютърна система. По-специално, на този принцип работи компютърна система като "Спирометър MAS-1" белоруско производство и др. Такива системи позволяват не само спирометрия, но и спирография, както и пневмотахография).

Спирографията е метод за непрекъснато регистриране на обемите на вдишвания и издишания въздух. Получената графична крива се нарича спирофама. Според спирограмата е възможно да се определи жизненият капацитет на белите дробове и дихателните обеми, дихателната честота и произволната максимална вентилация на белите дробове.

Пневмотахографията е метод за непрекъснато регистриране на обемния дебит на вдишвания и издишания въздух.

Има много други методи за изследване на дихателната система. Сред тях плетизмография на гръдния кош, слушане на звуци, които се появяват при преминаване на въздух през дихателните пътища и белите дробове, флуороскопия и рентгенография, определяне на съдържанието на кислород и въглероден диоксид в издишания въздушен поток и др. Някои от тези методи са разгледани по-долу.

Обемни показатели на външното дишане

Съотношението на белодробните обеми и капацитета е показано на фиг. един.

При изследване на външното дишане се използват следните показатели и тяхното съкращение.

Общ капацитет на белите дробове (TLC) - обемът на въздуха в белите дробове след най-дълбокото вдишване (4-9 l).

Ориз. 1. Средни стойности на белодробните обеми и капацитети

Витален капацитет на белите дробове

Витален капацитет (VC) - обемът въздух, който човек може да издиша при възможно най-дълбоко бавно издишване, направено след максимално вдишване.

Стойността на жизнения капацитет на белите дробове на човека е 3-6 литра. Напоследък във връзка с въвеждането на пневмотахографската технология все по-често се определя т. нар. форсиран жизнен капацитет (FVC). При определяне на FVC субектът трябва след възможно най-дълбокото вдишване да направи най-дълбокото принудително издишване. В този случай издишването трябва да се извършва с усилие, насочено към постигане на максимална обемна скорост на издишания въздушен поток през цялото издишване. Компютърният анализ на такова принудително издишване ви позволява да изчислите десетки показатели за външно дишане.

Индивидуалната нормална стойност на VC се нарича правилен жизнен капацитет на белите дробове (JLC). Изчислява се в литри по формули и таблици въз основа на височина, телесно тегло, възраст и пол. За жени в лятна възраст изчислението може да се извърши по формулата

JEL \u003d 3,8 * P + 0,029 * B - 3,190; за мъже на същата възраст

JEL \u003d 5,8 * P + 0,085 * B - 6,908, където P е растеж; B - възраст (години).

Стойността на измерената VC се счита за намалена, ако това намаление е повече от 20% от нивото на VC.

Ако името „капацитет“ се използва за индикатор за външно дишане, това означава, че такъв капацитет включва по-малки единици, наречени обеми. Например, OEL се състои от четири тома, VC - от три тома.

Дихателният обем (ТО) е обемът на въздуха, който влиза и напуска белите дробове на един дъх. Този индикатор се нарича още дълбочина на дишането. В покой при възрастен DO е ml (15-20% от стойността на VC); месечно дете - 30 мл; на една година - 70 мл; десетгодишен - 230 мл. Ако дълбочината на дишане е повече от нормалната, тогава такова дишане се нарича хиперпнея - прекомерно, дълбоко дишане, но ако е по-малко от нормалното, тогава дишането се нарича олигопнея - недостатъчно, повърхностно дишане. При нормална дълбочина и честота на дишане се нарича еупнея - нормално, достатъчно дишане. Нормалната дихателна честота в покой при възрастни е 8-20 вдишвания в минута; месечно дете - около 50; една година - 35; десетгодишен - 20 цикъла в минута.

Резервен обем на вдишването (IRV) е обемът въздух, който човек може да вдиша с най-дълбокия си дъх след тихо вдишване. Стойността на RO vd в нормата е 50-60% от стойността на VC (2-3 l).

Резервен обем на издишване (ERV) е обемът въздух, който човек може да издиша, когато се направи максимално издишване след тихо издишване. Обикновено стойността на RO vyd е 20-35% от VC (1-1,5 литра).

Остатъчният белодробен обем (RLV) е въздухът, останал в дихателните пътища и белите дробове след максимално дълбоко издишване. Стойността му е 1-1,5 литра (20-30% от TRL). В напреднала възраст стойността на TRL се увеличава поради намаляване на еластичния откат на белите дробове, бронхиалната проходимост, намаляване на силата на дихателните мускули и подвижността на гръдния кош. На 60-годишна възраст той вече съставлява около 45% от TRL.

Функционалният остатъчен капацитет (FRC) е въздухът, оставащ в белите дробове след тихо издишване. Този капацитет се състои от остатъчния белодробен обем (RLV) и експираторния резервен обем (ERV).

Не целият атмосферен въздух, влизащ в дихателната система по време на вдишване, участва в газообмена, а само този, който достига до алвеолите, които имат достатъчно ниво на приток на кръв в заобикалящите ги капиляри. В това отношение се отличава така нареченото мъртво пространство.

Анатомичното мъртво пространство (АМП) е обемът на въздуха в дихателните пътища до нивото на респираторните бронхиоли (алвеолите вече съществуват на тези бронхиоли и е възможен газообмен). Стойността на AMP е ml и зависи от характеристиките на човешката конституция (при решаване на задачи, при които е необходимо да се вземе предвид AMP, а стойността му не е посочена, обемът на AMP се приема равен на 150 ml).

Физиологично мъртво пространство (FMP) - обемът на въздуха, който влиза в дихателните пътища и белите дробове и не участва в газообмена. FMP е по-голям от анатомичното мъртво пространство, тъй като го включва като неразделна част. В допълнение към въздуха в дихателните пътища, FMP включва въздух, който навлиза в белодробните алвеоли, но не обменя газове с кръвта поради отсъствието или намаляването на притока на кръв в тези алвеоли (наименованието алвеоларно мъртво пространство понякога се използва за това въздух). Обикновено стойността на функционалното мъртво пространство е 20-35% от дихателния обем. Увеличаването на тази стойност над 35% може да показва наличието на определени заболявания.

Таблица 1. Показатели за белодробна вентилация

В медицинската практика е важно да се вземе предвид факторът на мъртвото пространство при проектирането на дихателни устройства (полети на голяма височина, гмуркане, противогази) и провеждането на редица диагностични и реанимационни мерки. При дишане през тръби, маски, маркучи, допълнително мъртво пространство се свързва с дихателната система на човека и въпреки увеличаването на дълбочината на дишане, вентилацията на алвеолите с атмосферен въздух може да стане недостатъчна.

Минутен обем на дишане

Минутен дихателен обем (MOD) - обемът на въздуха, вентилиран през белите дробове и дихателните пътища за 1 минута. За да определите MOD, достатъчно е да знаете дълбочината или дихателния обем (TO) и дихателната честота (RR):

При косене МОД е 4-6 л/мин. Този индикатор често се нарича още белодробна вентилация (разграничаване от алвеоларната вентилация).

Алвеоларна вентилация

Алвеоларна вентилация на белите дробове (AVL) - обемът на атмосферния въздух, преминаващ през белодробните алвеоли за 1 минута. За да изчислите алвеоларната вентилация, трябва да знаете стойността на AMP. Ако не се определи експериментално, тогава за изчисление обемът на AMP се приема равен на 150 ml. За да изчислите алвеоларната вентилация, можете да използвате формулата

Например, ако дълбочината на дишане на човек е 650 ml, а дихателната честота е 12, тогава AVL е 6000 ml () 12.

• AB - алвеоларна вентилация;
• TO alv - дихателен обем на алвеоларната вентилация;
• RR - дихателна честота

Максимална вентилация на белите дробове (MVL) - максималният обем въздух, който може да бъде вентилиран през белите дробове на човек за 1 минута. MVL може да се определи с произволна хипервентилация в покой (дишане възможно най-дълбоко и често е допустимо не повече от 15 секунди по време на косене). С помощта на специална техника MVL може да се определи, докато човек работи интензивно физическа работа. В зависимост от конституцията и възрастта на човек, нормата на MVL е в рамките на l / min. При спортисти MVL може да достигне 200 l / min.

Индикатори на потока на външното дишане

В допълнение към обема и капацитета на белите дробове, за оценка на състоянието на дихателната система се използват т. нар. индикатори на потока на външното дишане. Най-простият метод за определяне на един от тях - пиковата скорост на издишване - е пиковата флоуметрия. Пиковите разходомери са прости и доста достъпни устройства за използване у дома.

Пиковата скорост на издишване (PEV) е максималният обемен поток на издишания въздух, постигнат по време на принудително издишване.

С помощта на пневмотахометър е възможно да се определи не само пиковият обемен експираторен поток, но и вдишването.

В медицинска болница пневмотахографите с компютърна обработка на получената информация стават все по-разпространени. Устройствата от този тип позволяват на базата на непрекъсната регистрация на обемната скорост на въздушния поток, създаден по време на издишването на принудителния жизнен капацитет на белите дробове, да се изчислят десетки показатели за външно дишане. Най-често POS и максималният (моментен) обемен въздушен поток в момента на издишване се определят 25, 50, 75% FVC. Те се наричат ​​съответно индикатори ISO 25, ISO 50, ISO 75. Също така популярно е определението за FVC 1 - обем на принудително издишване за време, равно на 1 e. На базата на този индикатор се изчислява индексът на Tiffno (индикатор) - съотношението на FVC 1 към FVC, изразено като процент. Записва се и крива, отразяваща промяната в обемната скорост на въздушния поток при принудително издишване (фиг. 2.4). В същото време обемната скорост (l/s) се показва по вертикалната ос, а процентът на издишаната FVC се показва по хоризонталната ос.

В горната графика (фиг. 2, горна крива) пикът показва стойността на POS, проекцията на момента на издишване от 25% FVC върху кривата характеризира MOS 25 , проекцията на 50% и 75% FVC съответства на MOS 50 и MOS 75 . От диагностично значение са не само дебитите в отделни точки, но и целият ход на кривата. Неговата част, съответстваща на 0-25% от издишаната FVC, отразява въздушната пропускливост на големите бронхи, трахеята и горните дихателни пътища, площта от 50 до 85% от FVC отразява пропускливостта на малките бронхи и бронхиоли. Отклонението на долната част на долната крива в експираторната област от 75-85% FVC показва намаляване на проходимостта на малките бронхи и бронхиоли.

Ориз. 2. Индикатори на потока на дишането. Криви на нотите - обемът на здрав човек (горен), пациент с обструктивни нарушения на проходимостта на малки бронхи (долни)

Определянето на изброените обемни и дебитни показатели се използва при диагностициране на състоянието на системата за външно дишане. За характеризиране на функцията на външното дишане в клиниката се използват четири вида заключения: норма, обструктивни разстройства, рестриктивни разстройства, смесени разстройства (комбинация от обструктивни и рестриктивни разстройства).

За повечето показатели за поток и обем на външното дишане отклоненията на тяхната стойност от правилната (изчислена) стойност с повече от 20% се считат за извън нормалните граници.

Обструктивните нарушения са нарушения на проходимостта на дихателните пътища, водещи до повишаване на тяхното аеродинамично съпротивление. Такива нарушения могат да се развият в резултат на повишаване на тонуса на гладката мускулатура на долните дихателни пътища, с хипертрофия или оток на лигавиците (например при остри респираторни вирусни инфекции), натрупване на слуз, гнойно течение, в наличие на тумор или чуждо тяло, нарушаване на проходимостта на горните дихателни пътища и други случаи.

За наличието на обструктивни промени в дихателните пътища се съди по намаляване на POS, FVC 1, MOS 25, MOS 50, MOS 75, MOS 25-75, MOS 75-85, стойността на индекса на Tiffno теста и MVL. Индикаторът на теста Tiffno обикновено е 70-85%, намаляването му до 60% се счита за признак на умерено нарушение, а до 40% - за изразено нарушение на бронхиалната проходимост. Освен това при обструктивни нарушения се повишават показатели като остатъчен обем, функционален остатъчен капацитет и общ капацитет на белите дробове.

Рестриктивните нарушения са намаляване на разширяването на белите дробове по време на вдишване, намаляване на дихателните екскурзии на белите дробове. Тези нарушения могат да се развият поради намаляване на белодробния комплайнс, с наранявания на гръдния кош, наличие на сраствания, натрупване на течност в плевралната кухина, гнойно съдържание, кръв, слабост на дихателната мускулатура, нарушено предаване на възбуждане в нервно-мускулните синапси и други причини .

Наличието на рестриктивни промени в белите дробове се определя от намаляване на VC (поне 20% от очакваната стойност) и намаляване на MVL (неспецифичен индикатор), както и намаляване на белодробния комплайнс и в някои случаи , чрез увеличение на теста Tiffno (повече от 85%). При рестриктивни нарушения общият капацитет на белите дробове, функционалният остатъчен капацитет и остатъчният обем са намалени.

Заключението за смесени (обструктивни и рестриктивни) нарушения на външното дишане се прави при едновременно наличие на изменения в горните показатели на потока и обема.

Белодробни обеми и капацитет

Дихателният обем е обемът въздух, който човек вдишва и издишва в покой; при възрастен е 500 мл.

Резервният обем на вдишването е максималният обем въздух, който човек може да вдиша след нормално вдишване; стойността му е 1,5-1,8 литра.

Резервен обем на издишване е максималният обем въздух, който човек може да издиша след нормално издишване; този обем е 1-1,5 литра.

Остатъчният обем е обемът въздух, който остава в белите дробове след максимално издишване; стойността на остатъчния обем е 1-1,5 литра.

Ориз. 3. Промяна в дихателния обем, плевралното и алвеоларното налягане по време на белодробна вентилация

Жизненият капацитет (VC) е максималният обем въздух, който човек може да издиша след възможно най-дълбокото вдишване. VC включва инспираторен резервен обем, дихателен обем и резервен обем на издишване. Виталният капацитет на белите дробове се определя със спирометър, а методът за определянето му се нарича спирометрия. VC при мъжете е 4-5,5 литра, а при жените - 3-4,5 литра. По-скоро е в изправено положение, отколкото в седнало или легнало положение. Физическата подготовка води до повишаване на VC (фиг. 4).

Ориз. 4. Спирограма на белодробни обеми и капацитети

Функционален остатъчен капацитет (FRC) - обемът на въздуха в белите дробове след тихо издишване. FRC е сумата от резервния обем на издишване и остатъчния обем и е равен на 2,5 литра.

Общият капацитет на белите дробове (TLC) е обемът въздух в белите дробове в края на пълното вдишване. TRL включва остатъчния обем и жизнения капацитет на белите дробове.

Мъртвото пространство образува въздух, който е в дихателните пътища и не участва в газообмена. При вдишване последните порции атмосферен въздух навлизат в мъртвото пространство и, без да променят състава си, го напускат при издишване. Обемът на мъртвото пространство е около 150 ml, или около 1/3 от дихателния обем по време на тихо дишане. Това означава, че от 500 ml вдишван въздух само 350 ml влизат в алвеолите. В алвеолите в края на спокойното издишване има около 2500 ml въздух (FFU), следователно при всяко спокойно вдишване само 1/7 от алвеоларния въздух се обновява.

Външно дишане: изследвания и показатели. Обем на белите дробове на човека

Минутен и дневен обем, като се вземат предвид различни физически състояния на тялото

Дихателна честота при деца и възрастни

маса 1. Зависимост на дихателната честота, дихателния обем (абсолютен и на 1 kg телесно тегло) от възрастта според N. A. Shalkov.

Основното изискване към вентилационната система е да осигури необходимото ниво на обмен на въздух в помещението, при спазване на определени климатични параметри вътре в помещението. От обема на въздуха, преработен от вентилационната система, зависи нейната цена и последващите експлоатационни разходи. За да отговорим на този не празен въпрос, ще решим, че засега ще разгледаме изискванията за жилищни и административни помещения, но ще оставим многовариантните изисквания за промишлени помещения и ще ги разгледаме поотделно.

Така че, първо, всеки разбира защо изобщо е необходим свеж въздух в помещението - разбира се, за дишане. И сега, ръководейки се точно от тази основна задача, е възможно да се определи необходимия обем на подавания въздух в помещението. Очевидно това ще зависи от броя на хората в стаята. Така че, общоприето е, че за един възрастен са необходими 30 m 3 / h, а за дете са възможни 20 m 3 / h. Тази цифра е избрана почти емпирично и фиксирана в съответните документи, регулиращи проектирането на вентилационните системи. (Представете си, че средностатистическият възрастен има обем на белия дроб от 4,5 литра или 0,0045 m 3 и той диша не повече от 1 път в секунда и дори тогава с непълни гърди - това е само 16,2 m 3. Но все още има време, което отработеният въздух ще бъде в стаята. Трудно е да си представим, че всяко следващо вдишване ще бъде чист въздух.)

За жилищни помещения в нашата страна също е определена норма от 3 m 3 на квадратен метър жилищна площ и това не е безсмислено, тъй като е невъзможно точно да се определи броят на хората в една стая и тази стойност се основава върху приетите норми на жилищна площ на човек. Също така си струва да се има предвид, че освен че доставя чист въздух, вентилацията премахва отработения въздух, който съдържа всички вредни вещества, излъчвани на закрито - от радиоактивен радон до токсичните изпарения на съвременните детергенти (една комета с прекрасния си хлор струва нещо!) . След като засегнахме проблема със замърсяването на въздуха в помещенията, стигнахме до следващия параметър на вентилационните системи - МНОГОКРАТНОСТ. Нормативните изисквания са намалени до 0,5-1 пъти замяната в жилищните помещения и 3 пъти в кухните. Но имайте предвид, че изчислението за множественост не взема предвид броя на хората и интензивността на замърсяването на въздуха в помещенията, изчислението за броя на хората не взема предвид обема на помещенията, както и отделянето на вредни вещества в тях .

Очевидно е необходимо по-точно изчисление, което отчита и двете, и следователно по-точно описание на помещенията. Въпреки това опитът, съдържащ се в регулаторните документи, в никакъв случай не трябва да се отхвърля. Забелязано е, че когато коефициентът на обмен на въздух в стаята е по-малък от 0,5, човек се чувства задушно в хола, а в работния офис кратността вече е от 3 до 8. вентилационен обем V.

Скоростта на обмен на въздух. Обем V=s*Vp, където s е кратността, Vp е обемът на помещението.

Маса 1.

Изчисляване на броя на хората в стаята.

Обем на вентилация V \u003d s s * Vi, където s s е броят на хората, Vi е скоростта на външния въздух на човек

Таблица 2.

Обърнете внимание на стойностите в таблицата. 1 и табл. 2. Ако вземем за основа стойностите в таблица 1, тогава се оказва, че те водят до много по-голям обем на вентилация от този, който би се получил при изчисляване от стойностите на Vi според таблица 2. Е, например, офис - средната препоръчителна стойност на обмен на въздух е 5,5 пъти. Да предположим, че около 10 души работят в стая с площ от ​​​100 m 2 и височина на тавана 3 m (10 m 2 на човек е доста плътно, като се вземе предвид цялата офис площ). След това, като се започне от изчислението съгласно таблица 2, необходимият вентилационен обем е 10 * 40 = 400 m 3 / час и ако започнем от препоръките в таблица 1, се оказва 100 * 3 * 5,5 = 1750 m 3 / час - нищо собствена разлика! Но интересното е, че тук няма парадокс. Работата е там, че препоръките в табл. 1 се основават на средното отчитане на всички параметри на вътрешната среда на помещенията, които определят комфортни условияза хората там. За това говорихме по-горе - температура, влажност, миризми, движение на въздуха, температура на оградите (стени, тавани и т.н.).