Микроклимат детской: чем считать воздух, если гигрометр показывает норму

Дверь закрыли в девять вечера, чтобы не мешал свет из коридора. Окно — ещё раньше, потому что минус двенадцать. Термометр всю ночь показывает 21 °C, гигрометр — 42 %, оба параметра формально в норме. Но к часу ночи воздух в комнате уже другой, и ни один из этих приборов этого не покажет.

Что нормируется, а что нет

Микроклимат жилой комнаты задаёт СанПиН 1.2.3685-21, таблица 5.27: в холодный период оптимальная температура воздуха — 20–22 °C, допустимая — 18–24 °C, в тёплый период 22–25 и 20–28 °C соответственно. Скорость движения воздуха в холодный период — оптимально не более 0,15 м/с, допустимо 0,2 м/с. Значения по относительной влажности из этой же таблицы мы уже разбирали подробно — вместе с тем, откуда берётся популярное «40–60 %» и почему для жилой комнаты это не оттуда, — в материале про комнату первого года.

А вот углекислого газа в этом документе нет. Оксид углерода (угарный газ) в перечнях есть, диоксид азота и диоксид серы есть, а норматива по диоксиду углерода для воздуха жилого помещения не установлено. Так что фраза «CO₂ в детской по СанПиН не должен превышать…» — из ниоткуда: такой строки в нём нет.

Шкала по CO₂ есть в другом документе — ГОСТ 30494-2011 «Здания жилые и общественные. Параметры микроклимата в помещениях», раздел 5, таблица 4.

Ключ к этой таблице — в сноске под ней: «Допустимое содержание СО₂ в помещениях принимают сверх содержания СО₂ в наружном воздухе». То есть это не показания прибора, а превышение над улицей. Ориентиры по улице стандарт даёт в таблице 5: сельская местность — 350 см³/м³, небольшой город — 375, загрязнённый центр большого города — 400. Один см³/м³ — это одна миллионная доля, привычные всем ppm.

Значит, для городской квартиры первый класс — это примерно 800 ppm на экране прибора, а не 400. И отдельно пункт 5.3: «Для детских учреждений, больниц и поликлиник следует принимать показатели качества воздуха 1-го класса». Формально это про садики и школы, а не про вашу квартиру, — но показывает, какой уровень разработчики считали уместным там, где дети спят и учатся.

Сколько выдыхает сам ребёнок

Скорость выделения CO₂ считают через основной обмен и уровень физической активности; таблицы по возрастам даёт работа Persily и de Jonge «Carbon dioxide generation rates for building occupants» (Indoor Air, 2017), таблица 4. Для активности «сон» (M ≈ 1,0 met) значения такие — литры в секунду переведены в литры в час, плюс два столбца расчёта, о котором ниже.

Массы в таблице — средние по возрастной группе из справочника EPA, на который ссылаются авторы; для конкретного ребёнка значение будет другим, и сами авторы это оговаривают. Но порядок величины устойчив, а он и нужен.

Расчёт, который повторяется на своей комнате

Всё сводится к двум действиям и одному переводу единиц: 1 ppm в одном кубометре — это 1 см³, то есть 0,001 литра.

1. Объём комнаты. Площадь × высота потолка. Детская 12 м² при 2,7 м — это 32,4 м³.
2. Сколько литров CO₂ нужно, чтобы поднять концентрацию на нужную величину. ΔC (ppm) × V (м³) ÷ 1000. Подъём на 1000 ppm в нашей комнате: 1000 × 32,4 ÷ 1000 = 32,4 литра.
3. За сколько это накопится. Разделить на выделение из таблицы. Школьник 6–11 лет: 32,4 ÷ 9,0 = 3,6 часа. То есть комната, закрытая в девять вечера на 500 ppm, к половине первого ночи приходит к 1500.
4. Какой приток это компенсирует. Q (м³/ч) = выделение (л/ч) ÷ допустимое превышение (ppm) × 1000. Для того же школьника и превышения 400 ppm: 9,0 ÷ 400 × 1000 = 22,5 м³/ч. Для комнаты 32,4 м³ это 0,69 воздухообмена в час.

Расчёт по шагу 3 — верхняя оценка: он предполагает герметичную комнату. Любая щель работает против накопления, но на неё нельзя рассчитывать — она непостоянна и зависит от ветра и от того, закрыта ли дверь.

Второй ребёнок в той же комнате удваивает выделение и делит время пополам: двое школьников в детской 12 м² выдыхают 18 л/ч и проходят тот же интервал за 1,8 часа. Это, пожалуй, главный неочевидный аргумент в разговоре про то, когда одну комнату пора делить на две: площадь на человека в этом расчёте вообще не участвует, участвует объём воздуха на человека.

Что известно про самочувствие — и чего не известно

Материала здесь меньше, чем принято думать, и он весь про взрослых.

Satish и соавторы, Environmental Health Perspectives, 2012: двадцать два участника (в основном студенты, 18–39 лет), три сессии по 2,5 часа при концентрациях около 600, 1000 и 2500 ppm, вентиляция и температура постоянны, CO₂ из баллона, участники и оператор ослеплены. Относительно 600 ppm при 1000 ppm значимо просели шесть из девяти шкал теста на принятие решений, при 2500 ppm — семь из девяти. В разделе Limitations авторы сами пишут, что переносимость на других людей неопределённа, а эффект при 2500 ppm «так велик, что почти не поддаётся вере», и что нужны повторные работы.

Allen и соавторы, там же, 2016: двадцать четыре офисных сотрудника, шесть полных рабочих дней в контролируемом помещении, в дни проверки CO₂ вентиляция постоянна, концентрации 550, 945 и 1400 ppm. Средние баллы по тому же типу теста оказались на 15 % ниже при 945 ppm и на 50 % ниже при 1400 ppm.

Норматив на приток спрятан не там, где ищут

Обычно ссылаются на СП 54.13330.2022 «Здания жилые многоквартирные». Но в его таблице 7.1 в строке «Жилые комнаты (спальня, общая жилая комната (или гостиная), детская комната)» стоит не число, а отсылка: «В соответствии с СП 60.13330». В редакции 2016 года число тут было — теперь его перенесли.

Живёт оно в СП 60.13330.2020, приложение В, таблица В.1 «Минимальный расход наружного воздуха на одного человека», для тех, кто находится в помещении более 2 часов непрерывно:

Жилые, при общей площади квартиры на одного человека более 20 м²

30 м³/ч с естественным проветриванием (со сноской: не менее 0,35 воздухообмена в час по общему объёму квартиры), 45 м³/ч — без естественного проветривания

Жилые, при общей площади квартиры на одного человека менее 20 м²

3 м³/ч на 1 м² жилой площади

Для сравнения, из таблицы 7.1 СП 54.13330.2022: кухня с электрической плитой

60 м³/ч

Там же: ванная комната, душевая, совмещённый санузел

50 м³/ч

Там же: уборная, туалет, постирочная

25 м³/ч

Сравните 30 м³/ч с 22,5 м³/ч из расчёта на школьника: норматив закрывает потребность с запасом и выводит комнату в первый класс по ГОСТ 30494-2011. Вопрос в том, откуда этот воздух возьмётся. В типовой квартире вытяжка есть, а приток был заложен в неплотности старых деревянных окон. Окна заменили — вытяжка осталась, приток исчез.

Дальше два рабочих решения и одно полурешение. Приточный клапан, стеновой или оконный, даёт постоянный расход; производитель указывает его в м³/ч при заданном перепаде давления, и это единственная цифра на коробке, ради которой стоит её вертеть в руках. Приточная установка с фильтром решает ту же задачу плюс уличный шум, но дороже на порядок. Полурешение — микропроветривание: расход непостоянный, зависит от ветра и разницы температур, зато включается за секунду. Про створки, ограничители и то, что можно оставлять открытым в комнате с ребёнком, — отдельный разговор про окна.

И то, что в описаниях приборов пишут мелким шрифтом. Проникающий шум в жилых комнатах квартир нормирует СанПиН 1.2.3685-21, таблица 5.35, позиция 5: с 7 до 23 часов — эквивалентный уровень звука 40 дБА и максимальный 55 дБА, с 23 до 7 часов — 30 и 45 дБА. Пункт 104 добавляет: для оборудования систем вентиляции и кондиционирования допустимые уровни принимают на 5 дБА ниже табличных. То есть ночью вентустановка в детской должна укладываться в 25 дБА, а это отсекает половину бытовых приборов, включая часть очистителей воздуха. Тот же порог пригодится, когда дойдёт до комнаты подростка с её техникой и наушниками.

Влажность: считается не в процентах, а в градусах

Относительная влажность сама по себе мало о чём говорит: важно, при какой температуре она измерена. Полезнее точка росы — температура, при которой пар выпадет конденсатом. Ниже значения по формуле Магнуса; это арифметика, а не норматив, и её легко перепроверить любым калькулятором.

Читается так: если при 22 °C и 60 % влажности хоть одна поверхность холоднее 13,9 °C, на ней будет конденсат. Зимой такие поверхности есть почти всегда — оконный откос, угол наружной стены, зона за плотно придвинутым шкафом. Поэтому «разогнать увлажнителем до 60 %» и «получить чёрный угол за кроватью» — одно и то же действие, разнесённое на месяц. Проверяется морозным утром недорогим инфракрасным термометром: пройтись по откосам и углам и сравнить с колонкой таблицы.

Ультразвуковой увлажнитель добавляет своё: он распыляет воду вместе с растворёнными солями, и белый налёт на полке — это они и есть, только осевшие. Лечится дистиллированной водой или увлажнителем другого принципа. Общее правило для техники в детской остаётся прежним: не у изголовья и без свисающего петлёй шнура — про розетки, провода и УЗО есть отдельный разбор.

Что сделать в ближайшие выходные

1. Измерить комнату: площадь × высоту. Дальше всё считается от этого объёма.
2. Взять выделение CO₂ по возрасту из таблицы и умножить на число детей в комнате.
3. Посчитать, за сколько часов наберётся 1000 ppm сверх стартовых. Меньше времени сна — проветривание задачу не решает, нужен приток.
4. Поставить на ночь бытовой монитор CO₂ на уровне подушки, не у двери и не у окна. Расчёт даёт верхнюю оценку, прибор — реальность; разница между ними и есть фактическая инфильтрация.
5. Проверить паспортный расход клапана в м³/ч и его шум: ночной потолок для вентоборудования в жилой комнате — 25 дБА.
6. Морозным утром пройтись термометром по откосам и углам наружных стен.

Воздух — единственный параметр детской, который меняется каждую ночь и не зависит от того, что вы в неё купили. Остальное решается один раз: чем пахнет новая мебель в первые недели, как вечерний свет влияет на засыпание, что крепится к стене. Что ещё проверяют в детской руками и приборами — в рубрике о безопасности; как комната меняется от года к году — в рубрике о возрастах.