По принципу действия различают вентиляцию: Основные принципы действия вентиляции производственных помещений

Основные принципы действия вентиляции производственных помещений

По принципу действия различают следующие устройства вентиляции.

1.       Вытяжные — местные и общеобменные.

2.       Приточные — местные и общеобменные.

3.       Приточно-вытяжные устройства — местные и общеобменные. Эти устройства комбинируются в различных сочетаниях.

Основным назначением местной вытяжной вентиляции является локализация и удаление вредных выделений производства в местах их образования. Источник вредных выделений заключается в укрытие, внутри которого воздается разрежение (давление меньше атмосферного) путем отсасывания воздуха. Разрежение обусловливает поступление в укрытие (через отверстия и неплотности) воздуха из помещения и тем самым препятствует проникновению вредных образований из укрытий наружу — в воздух помещений. Местная вытяжная вентиляция не только эффективна, но и экономична: извлечение из помещений больших количеств вредных образований достигается обычно при меньшем расходе воздуха, чем при так называемой общеобменной вытяжной вентиляции.

Если источники выделения не могут быть в полной мере локализованы действием местной вытяжной вентиляции, то возникает необходимость в осуществлении общеобменной вытяжной вентиляции. Назначение ее сводится к смене воздуха во всем объеме помещения с целью разбавления поступления вредных паров и газов и ассимиляции теплоизбытков и влагопоступлений. Общеобменная вытяжная вентиляция, как правило, менее эффективна, чем местная. Это обусловлено в первую очередь тем, что с помощью местной вытяжной вентиляции достигается либо полное предотвращение поступления в воздух помещений вредных выделений или значительное их уменьшение, в то время как общий воздухообмен приводит лишь к разбавлению вредных выделений. Наряду с этим в некоторых случаях (особенно в химических производствах) количество выделяющихся ядовитых веществ колеблется в значительных пределах, что крайне затрудняет экономичное использование общеобменной вентиляции.

При действии вытяжной вентиляции, местной или общеобменной или при их комбинированном действии, в помещении возникает разрежение, и через щели, проемы и отверстия происходит неорганизованное поступление воздуха как снаружи, так и из соседних помещений.

При организованном поступлении воздуха, т. е. при наличии приточной и отсутствии вытяжной вентиляции, давление воздуха в помещении становится больше атмосферного и происходит неорганизованное выдавливание использованного воздуха как наружу, так и в соседние помещения.

Если применением общеобменной приточной или приточно-вытяжной вентиляции невозможно обеспечить достаточное разбавление вредных выделений и получить необходимый гигиенический эффект, то на отдельных участках пребывания рабочих устраивают местную приточную вентиляцию; в ее задачу входит достижение в пределах этих участков удовлетворительных санитарных показателей (концентраций пыли и вредных газообразных примесей меньше предельно допустимых, а также нормальных метеорологических условий) даже в тех случаях, когда рабочий не отгорожен совсем или отгорожен лишь частично от остальной части помещения. При отсутствии ограждения рабочего участка оздоровительный эффект достигается при помощи воздушных душей, а при неполном ограждении — устройством воздушных оазисов.

Воздушным душем называется струя воздуха (подогреваемого зимой и в случае необходимости охлаждаемого летом), направленная непосредственно на человека. Воздушный оазис представляет собой площадку, отделенную от помещения перегородками, но с открытым верхом. Вводимый в отгороженное пространство охлажденный и поэтому более тяжелый приточный воздух «затопляет» его и через открытый верх переливается в помещение. С помощью воздушного оазиса можно обеспечить нормальные метеорологические условия на обширном участке. Воздушные оазисы получили широкое распространение на тепловых электростанциях.

Установки местного притока применяются также (в случае целесообразности их устройства) в больших помещениях при малом числе рабочих мест.

К местной приточной вентиляции в известной мере может быть отнесена и воздушная завеса, устраиваемая у наружных ворот, часто открываемых по условиям производства. Воздушные завесы представляют собой одну или две встречные плоские струи воздуха (часто подогретого), отгораживающие цех от наружной атмосферы, препятствующие проникновению холодного воздуха и предотвращающие снижение температуры в помещении.

Практика показывает, что только сочетанием действия вытяжных и приточных устройств, т. е. при устройстве приточно-вытяжной вентиляции, наиболее полно обеспечивается необходимый гигиенический эффект.

Со способами организации воздухообмена связано понятие о воздушном балансе. При равенстве объемов организованного притока и вытяжки воздушный баланс называют уравновешенным. Если количество организованно подаваемого воздуха больше отводимого и давление в помещении положительное, то и воздушный баланс является положительным. Отрицательным называется воздушный баланс при разрежении в помещении, т. е. в случае, когда воздуха организованно отводится больше, чем подается.

Характер воздушного баланса имеет важное гигиеническое значение. Отрицательный баланс обеспечивает невозможность перетекания воздуха из вентилируемого помещения со значительными выделениями в помещения с меньшими выделениями или без вредных выделений. Вместе с тем в зимний период отрицательный баланс иногда приводит к выхолаживанию помещения и неприятному дутью через неплотности наружных окон, дверей и ворот. Положительный воздушный баланс изолирует помещение от проникновения в него воздуха снаружи и из соседних помещений, если это необходимо по санитарным или технологическим требованиям. Уравновешенный баланс обеспечивает автономность воздухообмена данного помещения.

При естественной вентиляции смена воздуха во всем помещении или внутри производственного агрегата происходит за счет неравенства давлений воздуха внутри и снаружи вентилируемого объема, возникающего при воздействии ветра, а также вследствие разности температур наружного и внутреннего воздуха.

В теории вентиляции атмосферное давление условно принимается за нулевое, поэтому давление воздуха больше атмосферного считается положительным и обозначается знаком плюс (+), а давление меньше атмосферного считается отрицательным (разрежение) и обозначается знаком минус (—). Величина давления определяется как разность между абсолютным давлением вентиляционного воздуха и атмосферным давлением.

В тех случаях, когда естественный воздухообмен происходит при поступлении и вытекании воздуха через случайные и нерегулируемые отверстия в наружных ограждениях, он называется неорганизованным *. Если для поступления и удаления воздуха служат специально устраиваемые в наружных ограждениях здания отверстия с регулируемыми жалюзи или створками, естественный воздухообмен является организованным и называется аэрацией.

При механической вентиляции подачу и извлечение воздуха производят с помощью вентиляторов или специальных приспособлений — эжекторов.

Механическая вентиляция может быть проточной (сквозной) и рециркуляционной, т. е. с частичным или полным возвращением извлекаемого воздуха.

При проточной вентиляции загрязненный воздух отводится наружу и заменяется чистым наружным, подвергнутым необходимой обработке (нагреванию в холодное и охлаждению в теплое время года, очистке от пыли и т. д.). Вентиляционная обеспыливающая установка, работающая на рециркуляцию, показана на рис. 48. Пыльный воздух отсасывается от укрытий заточных станков вентилятором 1 и при помощи колена 2 подводится к пылеочистителю 3, где задерживается значительная часть пыли. Из пылеочистителя воздух выходит в помещение через кольцевую щель 4. Внизу подвешен сборник пыли 5. Находят применение и другие рециркуляционные агрегаты. В частности, получил распространение агрегат ЗИЛ-900, разработанный Московским автозаводом имени Лихачева.

1 — вентилятор; 2 — колено; 3 — пылеочиститель; 4 — кольцевая щель; 5 — пылесборник.

Качество воздуха, с точки зрения гигиены, при рециркуляционных установках ниже, чем при проточных, зато при рециркуляции экономится тепло на подогревание в холодное время года приточного воздуха. Поэтому санитарные нормы в некоторых случаях допускают использование этого вида вентиляции (см. ниже).

Все большее применение в промышленности находят устройства для кондиционирования воздуха. Сущность кондиционирования заключается в поддержании внутри помещения устойчивых метеорологических параметров воздуха, в первую очередь температуры и относительной влажности, при условии, что концентрации газообразных примесей и пыли не будут превышать предельно допустимые.

Основное отличие от обычной механической вентиляции заключается в том, что при кондиционировании заданное состояние воздушной среды может поддерживаться независимо от времени года. Это достигается с помощью автоматического регулирования работы вентиляционного оборудования, предназначенного для обработки (нагревания или охлаждения, увлажнения или осушки), подачи и извлечения воздуха с использованием клапанов, регулирующих поступление наружного и подмешивание к нему возвращаемого внутреннего воздуха.

В связи с повышенными требованиями к устойчивости внутреннего климата многих современных производств (радиотехнических, точного машиностроения и приборостроения, полупроводниковых, кинофотополиграфических, фармакологических и химических продуктов, пищевых, текстильных и других изделий) кондиционирование воздуха находит на промышленных предприятиях широкое распространение. Вместе с тем необходимость обеспечения комфортных условий микроклимата на отдельных участках горячих цехов (плавильных, прокатных, волочильных, прессовых, термических и т. п.), особенно в местностях с жарким климатом, создает для внедрения кондиционирования широкие перспективы.

* Естественная неорганизованная вентиляция через неплотности стеновых панелей, притворов окон, дверей и ворот носит название инфильтрации.

Что такое вентиляция ? Типы, виды и классификация

Любое помещение, коттедж или дом трудно назвать комфортным без вентиляции. Еще много лет назад большинство людей мало обращали внимание на проблемы воздухообмена и поднимали вопрос об устройстве систем вентиляции. Сейчас потребитель все больше понимает необходимость обустройства правильного воздушного обмена в доме, и на системы идет большой спрос. Появляется все большее количество всевозможных установок, позволяющих быстро и качественно решить данные проблемы. Не бывает абсолютно одинаково устроенных систем вентиляции и кондиционирования, в силу разных построек и проектов помещений, особенно в загородных домах. Сегодня человек имеет широкий выбор в создании комфорта в помещениях, находясь в разном финансовом положении. Правильная вентиляция воздуха на данный день актуальна не только для городских построек, где мало свежести, вокруг много автомобилей, но и в загородных домах, где, казалось бы и природа, и трасса далеко. Но современные строительные материалы и прогресс лишают человека свежего воздуха: дома перестают «дышать». К примеру, пластиковые окна, заменившие деревянные, лишают возможности фильтрации через отсутствие неплотностей в раме. Современные межкомнатные двери с уплотнителями, не пропускающие шум, так же затрудняют внутренний воздухообмен.

Системы вентиляции воздуха представляют собой воздушный теплообмен, обеспечивающий выделение из помещения грязного воздуха и подачу свежего. Можно создать вентиляционную систему своими руками или купить в магазине готовые решения. Назначением вентиляции является выполнение многих функций: убирать грязный влажный или сухой воздух с помещений, а обратно поставлять чистый, отвечающим санитарным и гигиеническим нормам. Посмотреть видео и фото систем вентиляций, и ознакомиться с их возможностями можно на нашем сайте.

Такие системы перемещения воздушных масс различают по способам подачи непосредственно воздуха:

1. природный или естественный способ;
2. искусственный или механический способы;
3. совмещенный способ.

Все эти типы вентиляции устроены и работают по-разному, и принцип действия этих систем очень отличается.

Системы различают их прямым назначениям. Отличие заключается в том, что воздух подается систему, или удаляется, а может происходить и тот и другое процесс одновременно.

Поэтому различают следующие виды вентиляции:

• приточная вентиляция;
• вытяжная;
• приточно-вытяжная.

По месту действия они бываю:

• общеобменными;
• местные.

Комбинированный тип системы вентиляции чаще используют на производствах, а в некоторых случаях используют и аварийную вентиляцию, которая проектируется отдельно. Данные системы обязаны быть как пожаробезопасными, так и взрывобезопасными. Они должны отличаться своей простотой в эксплуатации, не доводить до переохлаждения помещения, быть минимально шумными, а главное отличаться экономичностью и надежностью. Каждое вентиляционное устройство обязано иметь как паспорт, так и журнал эксплуатации. Это является гарантией работы и надежностью системы.

Природная (естественная) вентиляция

Естественная вентиляция дома и помещений создается без применения электрооборудования, она происходит от разности температуры воздуха, изменения давления и в зависимости от высоты ветрового давления. Другими словами, этот природный вентиляционный тип системы представляет собой температурную разницу помещения с улицей под воздействием ветра. Температурная разница обусловлена поступлением холодного воздуха в строение и удаление из него теплого воздуха. Ветер действует таким образом, что с наветренной стороны дома возникает повышенное давление, а из подветренного – разреженный. Данное разжижение помогает вытягиванию теплых и грязных воздушных масс с помещения, а под воздействием повышенного давления происходит поступление свежего воздуха.

Достоинствами естественной системы вентиляции является то, что:

• не требует финансовых затрат;
• простота в установке;
• надежность, так как отсутствует электрооборудование и движущиеся части.

По принципу работы естественные вентиляции бывают неорганизованные и организованные. Под неорганизованной системой подразумевают проветривание, которое осуществляется благодаря перепадам температуры и силы ветра через окна и форточки, за счет просачивания воздуха сквозь окна, щели окон, дверей и строительных материалов.

Что касается организованной системы, данная схема естественно вентиляции представляет собой естественный воздухообмен, которого добиваются с помощью сделанных отверстий в стенах строения. Через данные отверстия уличный воздух поступает в помещение, а выходит через обустроенные специальные фонари вверху.

Есть возможность и усиления естественной вентиляции дома своими руками и в производственных помещениях: установка вытяжных труб с аэродинамическим устройством над вентиляционным каналом на 2 м в высоту от гребня крыши в зоне эффективного действия ветров. Обтекая аэродинамическое устройство, ветер создает давление намного ниже атмосферного, поэтому вверх по вытяжной трубе происходит движение воздуха из помещения, который далее попадает в окружающую среду (можно рассчитать естественную вентиляцию).

Так называемая аэрация имеет преимущество в победе над избыточным теплом с помощью большого объема воздуха, который поступают и выходят без помощи вентиляторов, воздухопроводов. Аэрация намного дешевле и проще в использовании в отличие от механической вентиляционной системы. Но она имеет и заметный недостаток: во время безветренной поры с высокими температурными показателями система малоэффективна.

Механическая вентиляция

Эта искусственная вентиляция представляет собой воздушное движение при помощи вентиляторов. Такой тип вентиляции разделяют на:

1. рабочую;
2. аварийную (проектирующейся на производствах с возможными попаданиями в воздух большого количества вредных и взрывоопасных веществ).

При достижении граничной концентрации небезопасных веществ такая аварийная система вентиляции отключается автоматично и обеспечивает от 8-кратного до 12-кратного воздушного обмена за час.

Работа системы механических вентиляций нуждается в затрате электричества, может управляться дистанционно. Данный тип системы наделен возможностью перемещения воздушных масс на значительное расстояние.

Преимущество в том, что с работой системы возможна подача и удаление воздуха в малых дозах автономно, невзирая на окружающую среду. Есть возможность обработать воздух, очистив его, нагрев или охладив.

Совместив лучшие качества естественно и механической вентиляции, появилась на свет смешанная система. Данный тип системы применяется по следующим причинам:

• при неполной эффективности отсосов;
• в случае неоправданных затрат и по техническим причинам невозможности выполнить вытяжкой свои задачи, очистив помещение от каждого источника вредных выделений.

Приточная вентиляция

В современном мире каждый имеет возможность установить любой вид вентиляционной системы, в зависимости от потребностей и возможностей клиента финансово. Одной из доступных, в денежном эквиваленте, устройств вентиляционной системы является установка приточно вентиляции в квартиру или другое помещение. Самые простые можно обозначить:

1. оконные клапаны, которые устанавливаются в верхних частях рам пластиковых окон, пропускающие свежий воздух в помещение естественно;
2. приточные вентиляции. Их монтируют в окна или делают отверстия в наружной стене.

Конечно, может показаться странным такой метод, ведь зимы бывают достаточно холодными, что приводит и к разным последствиям как в плане здоровья проживающих, так и может отразиться на состоянии обоев и мебели. Но современные вентиляции в стенах имеют непростую конструкцию, человек сам в состоянии регулировать подачу воздуха.

Работает приточная вентиляция в тандеме с вентиляционной решеткой, вытяжным вентилятором, воздуховодом, фильтром (для попадания чистого воздуха с улицы), уплотнителем против шумовой вибрации, автоматизированным калорифером, который сам регулирует свою мощность и защищает себя от перегревания. Для установки такой системы нужна помощь специалистов, необходимо специальное устройство для создания отверстия в стене.

В случае создания приточной вентиляции в частом доме, в квартирах и маленьких помещений под офис, популярностью пользуется моноблочная приточная установка. Она представляет собой компактную систему вентиляции, где каждый компонент собран в единый корпус с шумоизоляцией. Не габаритная и с низким уровнем шума установка легко монтируется и на балкон, в жилое помещение на любую высоту. Купить приточную вентиляцию возможно в Москве в нашем интернет магазине. Сотрудники помогут составить схему и рассчитать приточную вентиляцию для любого помещения. Приточные системы вентиляции индивидуального типа используют для работы на одну комнату с производительностью в 100 м. куб. за час. Установка приточной вентиляции происходит быстро за несколько часов, не портит вид и стены помещений. Недостаток в том, что размещаются изнутри помещений, работаю достаточно громко, так как звукоизоляция корпуса низкая. Функция приточного воздуха может быть выполнена и с помощью лишь одного кондиционера.

Иногда в литературе можно встретить обозначение «канальные» приточные установки. Все установки приточных вентиляционных систем, кроме индивидуальных, и есть канальные, так как воздушные каналы подключенный к входу приточных вентиляций. Поэтому термин «канальные» редко употребляется. Цена на приточную вентиляцию доступна каждому.

Вытяжная вентиляция

Принцип работы вытяжной вентиляции заключается в объединении мер для удаления отработанных воздушных масс.

Лучшим способом удаления неприятного запаха из кухни, влажности из ванной комнаты является принудительный метод. Конечно, природная вентиляция эффективна (окна, форточки, щели), но в условиях ветреной и морозной погода естественная вентиляция доставит лишь дискомфорт. Поэтому, необходимо использовать принудительную вытяжную вентиляцию.

Вытяжная система вентиляции может быть:

1. индивидуальная;
2. центральная;
3. комбинированная.

Вытяжной вентилятор в принудительной системе вентиляции можно использовать на кухне, в ванне, есть возможность объединения вытяжек к одному воздуховоду, который идет непосредственно к вентилятору вытяжки, обслуживающему одну квартиру. А вот объединение вытяжек ванных комнат и кухонных – запрещается. На кухне управлять вытяжкой можно с помощью выключателя по потребности (принудительная вентиляция), а на ванну вентилятор можно подключить к свету, который будет блокировать или запускать механизм. В ванной комнате важным является установка защиты, которая препятствует перегрузу устройства, что в случае поломки не отключит освещение.

Вытяжная вентиляция в частном доме и квартире – один из оптимальных вариантов. Принцип работы вытяжных вентиляторов заключается в выбросе воздушных влажных масс вне комнаты через небольшие воздуховоды. Эти пути отхода воздуха находятся в конструкции потолков или в стенах. При постройке домов, особенно многоэтажных, установка вытяжной вентиляции обязательна. Она снабжена клапанами, которые сами закрываются, обеспечивая движение потока из помещения во время работы вентилятора. В тоже время клапаны не пропускаю воздух при выключенном приборе.

Грязный и неприятный запах из кухонь уходит похожим образом: вытяжная вентиляция своими руками, которая обычно находится над газовой плитой, имеет в конструкции зонт. Он имеет красивый дизайн и очень тщательно всасывает большое количество, как дыма, так и испарений. Данный зонт состоит из вентилятора, фильтра, а так же имеет вещества, которое улавливает запахи. Жир и грязь проходят фильтрацию. Другой компонент – вещества, подобны углю, или сама угольная масса, умеющая поглощать неприятный запах. Работа приточно-вытяжной вентиляции следующая: после обработки воздух становить чище и намного свободней от ароматов, он поступает назад в комнату чаще, нежели поступает на улицу. Конечно, данный способ не избавляет кухню от тепла, но в этом можно найти и положительную сторону: снижение затрат на отопительные и охладительные процессы. Не зависимо от того, какое вещество поглощает запах, его необходимо менять несколько раз на протяжении года (каждая система и фирма имеет свои показатели). Это залог эффективности работы устройства вытяжной вентиляции.

Центральная система сооружается в многоквартирных домах. Чаще это многоэтажные бетонные или кирпичные постройки, в которых соорудить индивидуальную вентиляционную систему очень сложно. Кухня и ванна имеют вентиляционный канал, закрытый решеткой. Такого рода канал размещен в том месте, которое отведено под водопроводные трубы из-за того, что такие места контактирую и с ванной, и с кухней. Расчетом вытяжной вентиляции и схем занимаются строители.

Центральная система с вертикальными каналами может проводиться и к индивидуальному вытяжному вентилятору, которые устанавливаются на крышах. Вверху строения возможно объединение каналов и обслуживание единым вентилятором.

Такая система нуждается в рассмотрении вопроса касательно шумовой изоляции. После решетки и в самом канале устанавливаются звуковые глушители, которые предотвращают передачу звука между квартирами.

Что касается комбинированных вытяжных систем, то они имеют достоинства и недостатки индивидуальной системы и центральной. Существует два типа такого рода вытяжной вентиляции дома. Объединяет их присутствие общего вертикального канала, такого же, как и в центральных системах.

Первый тип – в каждой ванной и кухне имеется небольшой вентилятор. Нагревание воздуха происходит в вертикальном канале, присоединяясь с помощью самозакрывающегося клапана. Воздух, попадая в канал при работающем вентиляторе, предотвращает движение воздуха в обратном направлении. Преимуществом является возможность включения вентиляции по потребности, наряду с экономичностью электричества. В такого рода системе, воздушные массы двигаются лишь вверх. Вторая система комбинированной вентиляции заключается в отсутствии вентилятора на решетке. Она имеет воздушный клапан с электрическим приводом, который откроется в случае включения света в комнатах, или с помощью личного включателя только по необходимости. В других ситуациях клапан является закрытым. Конечно, понадобиться выделить площадь для установки немаленького вентилятора. Специальный датчик поможет подавать воздух с соответствующей нагрузкой. Он воспринимает давление главного канала. Происходит воздействие датчика на створку с электрическим приводом, которая на вентиляторе, что открывает или закрывает клапан, выполняя работу системы.

Комбинированная система, особенно с большим вентилятором, намного дороже, нежели индивидуальная и центральная вентиляции. Но экономия в электричестве быстро окупит первоначальные затраты.

Нужно помнить, что центральная система надежней и цена на вытяжную вентиляцию и ее монтаж дешевле, так как в ней мало движущихся элементов. Но если она поломается, или же комбинированная, тогда каждая квартира останется без вытяжки.

Приточно-вытяжная вентиляция

Практика показывает, что приточная и вытяжная вентиляционная система должны использоваться вместе, будучи правильно сбалансированными. Эта система эффективна на территориях с теплым климатом, так как температура ниже -10 приведет к обмерзанию пластинчатого рекуператора, наличие которого обязательно в приточно-вытяжной системной установке.

Приточная и вытяжная системы в тандеме предоставляют воздушный обмен настолько правильный, насколько это возможно. Решается проблема, как воздушного обмена, так и фильтрация воздуха, регулируется температурный показатель и влажность помещения. Данная установка работает в любую погоду. Но при не сбалансированном притоке с вытяжной системой возможны сквозняки.

Приточно-вытяжная вентиляция дома и в квартире снижает расходы в эксплуатации, благодаря применению переработки тепла подогревая таким способом приточный воздух. Приточный воздух подогревается благодаря вытяжному воздуху с комнатой температурой с помощью теплообменника рекуператора. А промышленные помещение, такие как цехи, могут сделать температуру воздуха более теплой.

Одним из достоинств такой вентиляции отмечают: создание контролируемого понижения или избыточного давления относительно окружающей среды. Это является очень полезным фактором людям, реагирующим на изменения в атмосферном давлении.

Такой тип вентиляции популярен в эксплуатации зданий с офисами, коттеджей, бассейнов, кинотеатров, гостиниц, кафе и ресторанов.

Достоинства приточно-вытяжной системы вентиляции:

1. беспрерывная замена и циркуляция воздуха;
2. очистка и возможность прогрева воздушных масс при необходимости;
3. возможность увлажнения воздуха;
4. экономия электричества, благодаря присутствию рекуператора.

Недостатки:

1. присутствие шума;
2. нет охлаждения воздуха, особо необходимо в летнее время;
3. потребность в отводе конденсата постоянно.

Общеобменная вентиляция

Удалить тепло, влагу, газ, пыль, запахи и пар из воздушных масс поможет общеобменный тип вентиляции. Ее устанавливают и применяют в случае небольших выделений вредоносных факторов, распределив их равномерно по помещению. Данный тип вентиляции являет собой скорее группу, в которую входят и приточно-вытяжные, и вытяжные, и приточные в зоне обслуживания.

1. Общеобенная приточная вентиляция.

   Данная система обеспечивает подачу чистого уличного воздуха в помещение. В то же время происходит и удаление грязного воздуха с помощью вентиляционного отверстия, фрамуги и дефлектора. Такой вид вентиляции используется в производственных помещениях со значительным тепловым выделением и низкой концентрацией вредных веществ. Схема такого рода вентиляции подразумевает: воздушно-забирающий прибор, фильтр для очистки воздуха, калорифер, вентилятор, сеть воздуховодов и приточных патрубков с насадками, если нет необходимости в подогреве воздуха, тогда он пропускается через обводной канал.

   Воздушно-собирательные приспособления нужно размещать в тех местах, в которых нет загрязнения пылью и газами. Они должны находиться на уровне от 2 м относительно земли, а от выброса каналов вытяжной вентиляции по вертикали ниже 6 м и по горизонтали не ближе чем 25 м. Приточный воздух подается в помещение, как правило, рассеянным потоком, для чего используются специальные насадки.

2. Общеобменная вытяжная вентиляция.

   После очищения воздух необходимо выбрасывать на высоту больше 1 м на крыше, так как в окна это действие недопустимо.

3. Общеобменная приточно-вытяжная вентиляция.

   Ее используют в помещениях, которые нуждаются в повышении и надежности воздухообменного процесса. В данном виде вентиляции в промышленных помещениях, в которых происходи выделение вредных газов, паров, пыли, вытяжка должна быть больше на 10%, чем приток. Это для того, чтобы вредные вещества не вытеснялись в соседние помещения с меньшей вредностью.

   Данная система вентиляции позволяет использовать не только внешний воздух, но и воздух помещений после его очищения. Такое повторное использование воздуха помещений называют рециркуляцией, и осуществляется в холодную пору в целях экономии тепла, которое тратится на подогрев приточного воздуха. Но возможность рециркуляции обусловлено целым списком санитарно-гигиенических и противопожарных норм.

Местная вентиляция

Различают местную вентиляцию на приточную и на вытяжную.

1. Местная вентиляция приточная.

   В такой системе осуществляется концентрированная подача приточного воздуха с заданными параметрами (температурными, влажности, скорости движения), выполняется в виде воздушного душа, воздушных и воздушно-теплых занавесок.

   Воздушный душ используется для предотвращения перегрева рабочих в цехах, но и для создания так называемых оазисов (пространство производительной зоны, который крайне редко может отличаться своими физическими и химическими характеристиками от остальных помещений). Воздушные завесы и воздушно-тепловые имеют предназначение для предотвращения попадания в помещение больших масс холодного уличного воздуха. Она создается благодаря струе воздуха, который подаются с узкой длинной щели, под неким углом навстречу потоку холодного воздуха. Канал со щелью размещается либо внизу, либо вверху или сбоку ворот или дверей.

2. Местная вытяжная вентиляция.

   Обеспечивает ловлю вредных выделений непосредственно в местах их появления. Соответственно, данная система не дает распространяться вредным веществам по помещению. В промышленности используются разнообразные местные вытяжки, которые условно разделяют на вытяжки открытого и закрытого типа.

Местные вытяжки по своей конструкции должны обеспечивать максимальную поимку вредных выделений с минимальным изъятием воздуха. В то же время она должна быть не габаритной, не мешать обслуживающему персоналу, и следить за техническим процессом. Главным показателем для выбора местной вытяжки должна быть характеристика вредных выделений (температура, густота пара, токсичность), положение рабочего во время свои прямых обязательств, особенности технического процесса и оборудования.

В случае, когда исток вредных выделений можно поместить в средину устройства, ограниченного стенками, местную вытяжную вентиляцию можно обустроить в виде шкафа, вытяжных камер, фасонных укрытий.

Если в силу каких-то технологий и обслуживания истоков вредностей их нельзя изолировать, тогда устанавливается вытяжной зонт или всасывающая панель. При этом поток воздуха, который выделяется, не должен проходить сквозь зону дыхания работника.

Отдельным случаем местной вентиляции являются бортовые отсосы, которыми оборудуют емкости с токсическими жидкостями, так как необходимость использования при их загрузке подъемно-транспортным оборудованием делает невозможным оборудовать вытяжные зонты или панели отсоса. При ширине емкости в 1 м и больше нужно устанавливать бортовые отсосы с передувом, у которого с одной стороны емкости воздух всасывается, а с другой – нагревается.

Так, как человек проводит в помещении 90% времени, вдыхая и выдыхая около 20 тыс. воздуха в день, каждый нуждается в 30 кубометрах свежего воздуха. Чистый и свежий воздух является залогом здоровья и основой комфорта. Наш магазин вентиляции предлагает купить вентиляцию надежную и хорошего качества.

Человек не может существовать без воздуха больше 2-3 минут. Стоимость системы вентиляции ничто в сравнение с тем, чем дышат дети и семьи в доме и на работе. Плесень, вирусы и бактерии – следствие экономии на системах. Как ни странно, но все долгожители планеты проживают в горах, где есть чистый воздух. Проживающим в тесных и шумных городах просто необходимо купить систему вентиляции в Москве в интернет магазине, где предоставленный широкий выбор разнообразных систем, помогающих сделать жизнь лучше и качественней. Каждый должен быть уверен, что его дом – это крепость, где все в полной безопасности. А кто не уделяет нужного внимания данному вопросу, совершает большую ошибку. Ведь здоровье – это самое дорогое, что имеет человек, им пренебрегать нельзя.

Современный мир создал условия для проживания очень непростые. В поисках работы люди обязаны жить в городах, не имея возможности выезжать на природу, не имея времени на отдых. Поэтому большинство проводят время и отдых дома, в окружение бетонных стен и пластиковых окон, без надежды на лишний кислород. Расценки на вентиляцию разные, в зависимости от системы. Поэтому, в целях безопасности и здоровья, приобретение вентиляционной системы является просто жизненно необходимой в каждый дом и в каждое помещение.

Классификация систем вентиляции

Классификация систем вентиляции

Вентиляционные системы служат для снижения концентрации вредных выделений, а именно уменьшают избыток пыли и увеличения тепла в производственных помещениях.

Классификация систем вентиляции по принципу действия и назначению:

• приточная;
• вытяжная.

Приточная вентиляция (общая) –  обеспечивает подачу чистого и свежего воздуха в помещение.

Вытяжная вентиляция – предназначена для удаления вредных выделений из зон с их повышенной концентрацией.

Эти оба типа вентиляционных систем могут быть как общеобменными – это те системы, которые предназначены для равномерной подачи и удаления воздуха по всему периметру помещения. Весь объем воздуха распространяется по всему рабочему помещению с одинаковыми параметрами. Так и местными – вентиляционные системы, которые удаляют воздух в местах особого загрязнения. Этот тип вентиляций используется у станков, печей, ванн и другого оборудования. Местные приточные системы подают свежий и чистый воздух вблизи рабочих мест.

По способу перемещения воздуха вентиляционные системы делятся на:

• естественные;
• механические.

Естественная вентиляция  применяется в жилых домах, например, кухня, санузел. Движение воздуха в таких вентиляциях происходит за счет разности плотностей внутреннего и наружного воздуха.

Механическая  работает за счет вентиляторов, которые приводятся в действие при помощи электродвигателя, воздуходувок, дымососов и т.д. Эти системы применяются чаще, чем естественные, поскольку радиус действия у них больше, а сечения воздуховодов меньше за счет высокой скорости движения воздуха.

Организация воздухопотоков производственных помещений осуществляется следующим образом:

— в помещения без вредных выделений следует осуществлять только приточную вентиляцию с целью исключения поступления вредных выделений в них из соседних цехов.

— в помещениях с наличием вредных выделений при отсутствии постоянных рабочих мест следует осуществлять только вытяжную вентиляцию.

— в помещениях с наличием вредных выделений при постоянных рабочих местах следует осуществлять приточно-вытяжную вентиляцию, причем рекомендуется, чтобы количество удаляемого воздуха было больше подаваемого.

Классификация систем вентиляции.

Виды вентиляции, её устройство. Установка вентиляции

Каждое здание должно оснащаться эффективной вентиляционной системой, ведь постоянный воздухообмен также важен, как хорошая система отопления или качественная вода. Учеными уже давно была установлена связь между развитием в домах ряда негативных явлений и неправильной вентиляцией. Таким образом, хороший воздухообмен помещений необходим не только для продления срока эксплуатации здания, но и для поддержания нашего здоровья.

Для чего нужна вентиляция?

Главная цель вентиляции – это организованная подача в помещение свежего воздуха и последующая замена (или удаление) загрязненного воздуха. Воздухообмен должен осуществляться с определенной частотой. В строениях с плохой вентиляционной системой скапливается очень много пыли, микроскопических химических веществ (регулярное использование средств бытовой химии). Повышенная влажность способствует образованию плесени, а в воздухе наблюдается высокая концентрация грибковых спор.

Человек, работающий или проживающий в таком здании, может жаловаться на жжение в глазах, головные боли, проблемы с концентрацией внимания и быструю утомляемость. Повышенная влажность в строениях и плохая вентиляция помещений приводит к конденсации и образованию капелек влаги на потолках и стенах.

Подобные условия становятся идеальными для развития грибков, негативно влияющих на здоровье человека и приводящих к постепенному разрушению здания. Также перечисленные факторы очень часто являются причиной большинства респираторных заболеваний, а для людей, склонных к аллергии, представляют серьезную угрозу их здоровью.

Классификация систем вентиляции

Вентиляционные системы классифицируются по четырем основным способам:

1. По способу создания для циркуляции воздушного потока:

— искусственная вентиляция;

— с естественным приводом.

2. По назначению:

— вытяжные системы;

— приточные.

3. По зоне обслуживания:

— общеобменные системы;

— местные.

4. По конструктивному исполнению:

— бесканальные системы;

— канальные.

Основные виды вентиляции

Различают следующие основные виды вентиляционных систем:

1. Естественная.

2. Механическая.

3. Вытяжная.

4. Приточная.

5. Приточно-вытяжная.

6. Местная.

7. Общеобменная.

Естественная вентиляция

Как можно догадаться, такая вентиляция создается естественным путем, без использования вентиляционных агрегатов, а только посредством естественного воздухообмена, потоков ветра и разницей температуры на улице и в помещении, а также за счет колебания атмосферного давления. Такие виды вентиляции сравнительно недорогие по стоимости, а главное, их легко монтировать. Однако такие системы напрямую зависят от климатических условий, поэтому не способны справиться со всеми проблемами.

Механическая

Когда осуществляется принудительная замена отработанного воздуха на поток свежего – это и есть механическая вентиляция. В данном случае применяется специальное оборудование, которое позволяет отводить и подводить воздушный поток в помещение в необходимом объеме, независимо от изменяющихся климатических условий.

В таких системах воздух при необходимости подвергается различным видам обработки (увлажнение, осушение, охлаждение, нагревание, очистка и многое другое), что практически невозможно организовать в естественных вентиляционных системах.

На практике очень часто применяют смешанные виды вентиляции, которые одновременно совмещают механическую и естественную системы. Для каждого конкретного случая выбирается наиболее оптимальный способ вентиляции в санитарно-гигиеническом отношении, а также, чтобы она была технически и экономически рациональна. Механическую систему можно устанавливать как для всего помещения (общеобменная), так и на конкретном рабочем месте (местная вентиляция).

Приточная

Посредством приточных систем осуществляется подача чистого воздушного потока в вентилируемые помещения, который сменяет загрязненный. При необходимости приточный воздух подвергают специальной обработке (увлажнение, нагревание, очистка и т. д.).

Вытяжная

Такая система предназначена для удаления из помещения загрязненного воздуха. В большинстве случаев в помещениях предусматриваются одновременно вытяжные и приточные виды вентиляции. Важно, чтобы их производительность была сбалансированной, с учетом возможности поступления воздушного потока из смежных помещений или в смежные помещения.

Также в помещениях может устанавливаться только приточная или только вытяжная система. В таком случае воздух поступает в помещение из смежных комнат или снаружи через специальные проемы, либо перетекает в смежные помещения, или же удаляется из данного помещения наружу.

Местная вентиляция

Это система, при которой воздушный поток направляется в определенное место (местная приточная система), и загрязненный воздух удаляется из мест скопления вредных выделений — местная вытяжка (вентиляция).

Местная приточная система

Воздушные души (сосредоточенный воздушный поток с повышенной скоростью) относятся к местным приточным вентиляционным системам. Их основной задачей является подача чистого воздуха к постоянным рабочим местам, снижение температуры воздуха в их зоне, обдув рабочих, которые подвергаются интенсивному тепловому облучению.

Воздушные завесы (у печей, ворот и т. д.) также относятся к местным системам вентиляции, они изменяют направление воздушного потока или создают воздушные преграды. Такая вентиляционная система, в отличие от общеобменной, требует меньших затрат. В помещениях производственного назначения при выделении вредностей (теплоты, влаги, газов и т. д.) обычно применяется смешанная схема вентиляции: местная (приток и местные отсосы) — для обслуживания рабочих мест, и общая — для устранения во всем объеме помещения вредного воздуха.

Местная вытяжная система

Когда вредности (пыль, газ, дым) и тепло выделяются локализованно, к примеру, от плиты на кухне или станка на производстве, применяют местную вытяжную вентиляционную систему. Она улавливает и отводит вредные выделения, предотвращая их последующее распространение по всему объему помещения.

К таким системам относятся местные и бортовые отсосы, вытяжные зонты и многое другое. Также к местной вытяжной вентиляции относят воздушные завесы – воздушные преграды, которые не дают воздушному потоку проникать с улицы в помещение или из одного помещения в другое.

Общеобменная вентиляция

Такая система предназначена для осуществления вентиляции помещения в целом или его значительной части. Общеобменная вытяжная схема вентиляции предусматривает удаление воздуха из всего обслуживаемого помещения равномерно, а общеобменная приточная система подает воздушный поток и распределяет его по всему объему помещения.

Естественная или механическая система: какую выбрать?

Для комфортного существования человеку требуется не только тепло, но и чистый, свежий воздух. Причем свежий воздух человеку необходим постоянно и в большом количестве. Важна также и объемная скорость движения воздушного потока в комнате. При естественной системе скорость значительно ниже, чем при механической вентиляции.

Но воздухообмен, который достигается посредством механической системы, намного выше, чем при естественной вентиляции.

Кроме того, при механической системе вентиляционные каналы, по сравнению с естественной вентиляцией, имеют меньший размер. Это обусловлено нормируемой скоростью движения воздушного потока в вентиляционных системах. Согласно СНиП «Отопление, вентиляция и кондиционирование», для механической системы скорость движения воздуха должна быть от 3 до 5 м/с, для естественной вентиляции – 1 м/с. Другими словами, чтобы пропустить через систему один и тот же объем воздуха, у естественной вентиляции размеры каналов будут в 3-5 раз больше.

Очень часто при возведении зданий просто нет возможности пропустить такие большие каналы. Кроме того, при естественной системе протяженность воздуховодов не может быть большой, так как создаваемое разницей плотностей воздуха давление очень мало. В связи с этим при больших площадях попросту не обойтись без механической вентиляции.

Вентиляция помещений – главные составляющие

В состав отопления, вентиляции и кондиционирования входит масса агрегатов, обеспечивающих высокоэффективную циркуляцию воздушных масс в помещении. Важно, чтобы проект вентиляции, а также размещение устройств было выполнено в соответствии с действующими нормами и правилами (ТКП, СНиП).

Вентиляционные системы могут быть снабжены каналами или же их не иметь – все зависит от конструктивных особенностей помещения.

Важно помнить, что вентиляция является серьезным и значимым элементом, поэтому как к проектированию, так и к подбору оборудования необходимо подходить грамотно. Стоит также обратить внимание, что для организации регулируемого воздухообмена применяются универсальные и самые разнообразные агрегаты. Наиболее доступными и простыми считаются вентиляторы – они могут быть радиальными, осевыми и диаметральными.

Кроме того, в помещении могут устанавливаться вентиляционные установки, которые монтируются в специальных каналах – воздуховодах, либо же на крыше зданий. Также установка вентиляции предполагает устройство воздушных клапанов, заслонок, распределительных элементов и решеток, которые позволяют сделать движение воздушного потока в помещении максимально эффективным.

Основные параметры вентиляционных систем

1. Производительность. При расчете данного параметра необходимо учитывать количество бытовой техники, количество проживающих в доме людей, а также площадь помещений. Следует рассчитать, какое время и какой объем понадобится вентиляционной системе для вывода загрязненного воздуха и последующего заполнения чистым. Для коттеджей наиболее оптимальное значение воздухообмена считается от 1000 до 2000 м³/ч. Для расчета площадь помещения умножается на его высоту и на на его высоту и на 2.

2. Уровень шума. Чем выше скорость работы вентиляции, тем, соответственно, больше уровень шума. Не нужно приобретать чересчур «быстрые» системы. Если первый пункт будет рассчитан правильно, то вам удастся не только сохранить свой бюджет, но и спокойный сон. В таком случае установка вентиляции будет правильной. Также не стоит покупать воздуховоды с заниженными показателями, так как их будет тяжело правильно установить, и они не смогут во время работы выдержать нагрузки. Для коттеджа приемлемая средняя скорость воздушного потока составляет от 13 до 15 м/с.

3. Еще одним немаловажным параметром является мощность. Температуру поступающего в помещение воздуха регулирует калорифер. Согласно СНиП «Отопление, вентиляция и кондиционирование», температура не должна превышать +16°C. В зависимости от предполагаемого места установки прибора, рассчитывается мощность калорифера. Важно, чтобы он мог работать и при минусовых температурах в зимний период времени. Выбирая мощность, следует ориентироваться на максимальный плюсовой и минусовой показатели температуры. Если на улице максимальная минусовая температура -10°C, то калорифер должен нагревать воздух как минимум на 26°C. К примеру, для офисных помещений может использоваться до 50 кВт мощности, для квартиры вполне достаточно и 1-5 кВт.

Вентиляция дома, схема и монтаж – основные этапы

Еще на этапе проектирования необходимо определить точки крепления вентиляционного оборудования, как основного, так и вспомогательного. В данном случае имеются некоторые ограничения – не рекомендуется устанавливать оборудование над источниками тепла (печь, камин и др). Важно, чтобы проект вентиляции полностью соответствовал требованиям, которые предъявляются к нормативно-технической документации.

Устройство вентиляционной системы предполагает следующие основные этапы:

1. Подготовка.

— Выполняется разметка мест предполагаемой установки вентиляционных устройств.

— С учетом запаса (2-3 сантиметра) выдалбливаются отверстия. Запас требуется для комфортного монтажа системы.

— Подчищаются края отверстий.

2. Устройство вентиляции.

— Передняя часть вентилятора устанавливается в отрезок трубопровода.

— Затем конструкция размещается в отверстии.

— Пространство между вентилятором и стеной заливается пеной.

3. Монтаж электрики.

— В стене выполняются борозды под кабель.

— В получившиеся отверстия укладывается кабель к вентилятору.

— Кабель закрепляется при помощи скоб.

4. Отделочные работы.

— На выключатель вентилятора устанавливается защитный короб.

— Герметиком промазываются все стыки вентиляционной системы.

— Борозды с проводкой, а также места примыкания системы к стене отштукатуриваются и шпаклюются.

Система полностью готова к запуску. Это несложная вентиляция, цена такой системы будет зависеть от стоимости вентилятора.

Заключение

Системы отопления, вентиляции и кондиционирования являются неотъемлемой частью современного офиса, дома или любого другого объекта недвижимости. Данные системы состоят из самых инновационных и современных агрегатов, проектируются в зависимости от конструктивных особенностей здания, позволяя в значительной степени сэкономить на отоплении. Важно помнить, что грамотно спроектированная и установленная вентиляционная система – это залог создания в помещении оптимального микроклимата.

Естественная и механическая приточно-вытяжная вентиляция

Производственная вентиляция естественная приточно-вытяжная или комбинированная должна обеспечивать расчетный воздухообмен рабочих помещений. Принудительная вытяжная вентиляция в отличие от естественной требует существенных затрат электроэнергии, однако является более эффективной и не зависит от погодных условий.

Типы вытяжной механической вентиляции

Вытяжная механическая вентиляция отводит отработанный или содержащий вредные отходы (дым, газы, летучие опасные вещества) воздух общественных и рабочих помещений. По принципу действия различают общеобменную, обеспечивающую воздухообмен всего помещения, и местную вентиляцию, устанавливаемую на конкретном рабочем месте.

Местные отсосы, используемые для удаления вредных веществ выполняются в виде укрывающих шкафов, зонтов, кожухов. Они должны удовлетворять следующие требования:

• укрытие должно полностью локализировать место выделения вредных веществ;
• конструкция отсоса не должна мешать работе и снижать производительность труда;
• вредные пары и газовоздушные смеси удаляются от места образования по направлению их естественного движения (теплые – вверх, холодные и пыль – вниз).

Наиболее востребована принудительная вытяжная вентиляция на производственных объектах, где требуется удаление избыточного тепла, вредных примесей из всего цеха или определенной зоны. Достаточно часто механическая вытяжная вентиляция используется в общественных зданиях (кинотеатрах, ресторанах, библиотеках), коммерческих объектах (супермаркетах, торгово-развлекательных центрах).

Особенности приточно вытяжной вентиляции с рекуперацией

В отличие от естественной вентиляции приточно вытяжная система может выполнять дополнительную обработку подаваемого воздуха: охлаждение, нагрев, увлажнение, осушение, очистку.

Наиболее эффективный и экономный вариант – принудительная приточно вытяжная вентиляция с рекуперацией тепла. Ее принцип основан на подогревании подаваемого в помещение воздуха за счет тепла полученного в результате отведение отработанного. Конструкция рекуператора позволяет разделять воздушные потоки, не смешивая их. Попадание удаляемого воздуха в приточный возможно лишь при использовании роторного теплообменника.

Приточно вытяжная вентиляция с рекуперацией оборудуется одним из пяти основных типов рекуператоров: камерным, пластинчатым, роторным, имеющим промежуточный теплоноситель, тепловыми трубками. Наиболее высоким КПД характеризуются камерные и роторные рекуператоры (до 80% — 85%).

7. Вентиляция. Безопасность жизнедеятельности. Курс лекций

Роль вентиляции в оздоровлении условий труда

Принципы устройства естественного воздухообмена в производственных зданиях и искусственного вентилирования помещений. Организация эксплуатации вентиляции.

Вентиляция представляет собой организованный и регулируемый воздухообмен, обеспечивающий удаление из помещений воздуха, загрязненного вредными газами, пылью, а также улучшающий микроклиматические условия в производственных помещениях.

Вентиляцию можно классифицировать следующим образом:

1. По способу организации воздухообмена — общеобменная, когда смена воздуха осуществляется во всем объеме помещений; местная, при которой воздух подается или удаляется в том или ином месте помещения.
2. По характеру движущих сил — естественная, когда воздух перемещается за счет естественных сил; искусственная (механическая), когда воздух приводится в движение с помощью вентилятора.
3. По принципу действия — приточная (подача воздуха) или вытяжная (удаление воздуха).

Естественная вентиляция — это воздухообмен в помещении, создаваемый за счет разности удельного веса наружного воздуха и воздуха помещения (гравитационное давление), а также вследствие действия силы ветра (ветровое давление).

Как известно, объем газа возрастает на 1/273 при повышении температуры на 1° С. отсюда нагрев воздуха приводит к уменьшению его объемной массы. Разность объемной массы теплого и холодного воздуха создает разность давления. Холодный воздух проникает через поры строительных материалов и случайные отверстия внутри помещения (инфильтрация), вытесняя более легкий теплый воздух через отверстия, расположенные вверху (тепловой напор). Естественно, что тепловой напор будет тем больше, чем значительнее разность температур в помещении и вне его и чем больше расстояние по высоте между входными и выходными отверстиями. Ветер оказывает давление на всякие встречающиеся на его пути препятствия (ветровой напор). Ветровой напор возрастает по мере увеличения скорости ветра. Через поры и случайные отверстия в стенах здания, через оконные проемы с наветренной стороны под давлением ветра воздух поступает внутрь помещения, а с подветренной стороны, где создается пониженное давление, удаляется.

При естественной вентиляции происходит одновременное действие теплового и ветрового напоров.

Наиболее совершенной и эффективной формой естественной вентиляции промышленных зданий является управляемая организованная вентиляция — аэрация, при которой проветривание осуществляется через специальные проемы в стенах и крыше здания; при этом можно пользоваться этими проемами с учетом температуры наружного воздуха, направления, скорости ветра и т.д.

Аэрация способна обеспечить в крупных производственных помещениях современных промышленных предприятий интенсивный воздухообмен (20-40 кратной). Регулирование аэрации является одним из важнейших условий ее правильной эксплуатации. Оно зависит от силы и направления ветра, температуры воздуха и т.д. Осуществляется путем большого или меньшего количества открытых окон и других вентиляционных отверстий на определенных уровнях и сторонах здания.

Летом наружный воздух должен поступать в нижние проемы здания. При ветре фрамуги, расположенные с наветренной стороны, должны быть закрыты.

Зимой для предупреждения попадания холодного воздуха в рабочую зону воздух должен поступать через проемы, расположенные не ниже 4,5 от пола.

За счет естественных сил может осуществляться также удаление воздуха с ограниченного места образования вредностей путем устройства вытяжных зонтов, специальных шахт.

Аэрация, как правило, применяется в цехах со значительными выделениями тела, если концентрация пыли и вредных веществ не превышает 30% от КПД.

Для использования ветрового напора вытяжные шахты могут быть снабжены дефлектометрами, которые способствуют подсасыванию воздуха из помещения благодаря тому, что ветер, поступающий на дефлектор, на подветренной стороне создает разряжение.

Механическая вентиляция обычно применяется тогда, когда естественной вентиляцией нельзя достичь в помещении воздушной среды, отвечающей гигиеническим требованиям.

Механическая вентиляция более сложная по устройству, имеет ряд существенных преимуществ перед естественной:

а) возможность подачи воздуха с любой температурой, относительной влажностью и подвижностью;

б) возможность равномерной работы круглый год в необходимых объемах, независимо от климатических условий;

в) возможность подачи и удаления воздуха в любых точках помещения;

г) возможность устройства местных отсосов;

д) возможность очистки удаляемого из помещения вентиляционного воздуха.

Приточная вентиляция может быть общей, когда подаваемый воздух распространяется по всему помещению, и местной, когда подаваемый воздух поступает к рабочим местам.

Элементами приточной вентиляции являются следующие устройства: устройство забора, подогрева, увлажнения воздуха, побудитель движения воздуха, система воздуховодов для подачи воздуха в цех. Место забора наружного воздуха имеет вид отверстия в наружной стене здания, воздухозаборной шахты и др. Воздухозаборные отверстия необходимо располагать на высоте не менее 2 метров от земли и иметь жалюзийные решетки.

Местная приточная вентиляция может быть представлена в виде воздушных душей, воздушных оазисов, воздушных завес.

Вытяжная вентиляция — общеобменная и местная. Общеобменная вытяжная вентиляция удаляет воздух из нижней или верхней зоны в зависимости от характера вредностей и особенности их выделения.

Так в цехах, где имеются источники тепловыделений, способствующие созданию мощных конвекционных потоков, или наличие легких паров и газов, воздух рекомендуется удалять из верхней зоны. Удаление воздуха из нижней зоны на расстоянии 0,5 м и ниже от пола рекомендуется в тех цехах, в которых имеется выброс тяжелых газов и паров летучих веществ, а также пыли.

Общеобменная вентиляция обычно применяется при: а)наличие незначительных утечек вредных газов и паров из закрытой аппаратуры именно там, где местные отсосы оборудовать невозможно; б)влаго- и теплоизбытках; в)удаление пыли, когда воздушные потоки, создаваемые вентиляцией, препятствуют процессу осаждения пылевых частиц.

Местная вытяжная вентиляция используется для удаления вредных веществ непосредственно на месте образования. Она не только более экономична, но и более эффективна.

Типы местных укрытий можно представить следующим образом:

1. Полностью закрытые кожухи, укрывающие источники выделения неблагоприятных факторов производственной среды или полностью аппаратов, из которых отсасывается воздух.
2. Приемники , укрывающие источники вредностей, но имеющие рабочие окна для обслуживания. К числу таких приемников относятся вытяжные шкафы.
3. Приемники, частично укрывающие источники вредных выделений производственной среды (укрытие шлифовальных кругов и др.).
4. Открытые воздухоприемники, представляющие собой отсосы той или иной конструкции, приближенные к источнику поступлений выбросов. К числу таких приемников относятся вытяжные зонты, бортовые отсосы.

Для обеспечения эффективной работы системы вентиляции важен контроль за содержанием воздуховодов, полностью присоединения отдельных отрезков.

В соответствии с ГОСТ 12.1.005-76 при объеме на одного работающего менее 20 м³ необходимо подавать в помещение не менее 30 м³ чистого воздуха. Если объем на одного работающего 30 м³ подается 20 м³ воздуха.

При загрязнении воздуха пылью, химическими веществами, влагой и теплом необходимо определить кратность воздухообмена К — сколько раз в час должен смениться воздух в помещении. Расчет вентиляции состоит из определения кратности воздухообмена и подбора оборудования.

Количество воздуха, которое необходимо удалить из помещения, если воздух загрязнен пылью, химическими веществами:

L = W / (Cпок — Cп), м³/ч, (2.3)

W — количество вредных выделений пыли, газа, г/ч;

Cпок — предельно допустимые концентрации вредных выделений в воздухе помещения, г/м³;

Сп — концентрация вредных примесей в воздухе, поступающим в производственное помещение извне, г/м³.

При загрязнении воздуха влагой:

L = G / γ (α уд — α пр), м³/ч, (2.4)

G — количество избыточной влаги в помещении, г/ч;

γ — плотность приточного воздуха, кг / м³;

α уд , α пр — влагосодержание в удаляемом и приточном воздухе, г/м³.

При загрязнении воздуха теплом:

L = Qизб / ( С× Δ Т× γ ), м³/ч, (2.5)

С — теплоемкость воздуха, С = 1 кДж / кг К;

Δ Т — разность температуры удаляемого и приточного воздуха, К;

γ — плотность приточного воздуха, γ = 1,29 кг/м³;

Qизб — избытки тепла, кДж/ч.

Избытки тепла определяются:

Qизб = Qп — Qотд, кДж/ч (2.6)

Qп — количество тепла, поступающего в воздух помещения от производственных и осветительных установок, в результате тепловыделений людей, солнечной радиации и до, кДж/ч;

Qотд — теплоотдача в окружающую среду через стены здания, кДж/ч.

Для каждого количества вредных выделений необходимое количество вентиляционного воздуха L рассчитывается отдельно. Затем берется наибольшая из получаемых значений и подставляется в формулу для определения кратности воздухообмена:

К = Lmax / V, 1 / час, (2.7)

V — объем помещения.

Каждая вентиляционная установка снабжается паспортом и инструкцией по эксплуатации. В инструкции указывается режим работы и обязанности персонала. Контроль воздушной среды производится службами санитарного контроля ежеквартально.

Лабораторно-практическое занятие

Тема: « ПРОИЗВОДСТВЕННАЯ ВЕНТИЛЯЦИЯ »

Цель занятия:

1. Изучить виды систем вентиляции.

2. Методы расчета естественной и механической вентиляции.

План занятия:

1. Виды производственной вентиляции, их характеристика.

2. Начертить схему естественной вытяжной канальной вентиляции,

3. Ознакомиться с методикой расчета естественной общеобменной вытяжной вентиляции.

4. Начертить схему механической приточно-вытяжной вентиляции.

5. Ознакомиться с методикой расчета искусственной общеобменной вентиляции.

Кондиционирование воздуха в помещениях.

Производственная вентиляция

1. ВИДЫ СИСТЕМ ВЕНТИЛЯЦИИ

Производственная вентиляция — это система устройств для обеспечения на рабочих местах микроклимата и чистоты воздушной среды в соответствии с допустимыми санитарно- гигиеническими нормами. Вентиляция удаляет загрязненный и подает в рабочую зону свежий, чистый воздух, а также создаёт его необходимую подвижность. Интенсивность поступления или удаления воздуха из помещения называют воздухообменом. Отношение воздухообмена (L, м³/Ч) к объему вентилируемого помещения (V, м³) называют кратностью воздухообмена:

k=L/V

Кратность воздухообмена показывает, сколько раз в течение часа заменяется весь воздух в помещении.

По назначению вентиляцию подразделяют на основную (рабочую), предназначенную для обеспечения требуемой чистоты воздуха при нормальном режиме технологического процесса, и аварийную, выполняемую лишь в тех помещениях, где возможны внезапные (аварийные) выбросы большого количества вредных веществ.

В зависимости от побудителя движения воздуха различают вентиляцию естественную, при которой движение воздуха осу­ществляется за счет разности плотностей холодного и нагретого воздуха и под действием ветрового давления, искусственную, осуществляемую с помощью вентиляторов, и смешанную.

По направлению потока воздуха (по принципу действия) вентиляция бывает приточной (чистый наружный воздух попадает в рабочую зону, разбавляя концентрацию вредных веществ), вытяжной (загрязненный воздух удаляют из рабочей зоны) и приточно-вытяжной, совмещающей приточную и вытяжную вентиляции.

По месту действия различают общеобменную и местную вентиляции. Общеобменная вентиляцияосуществляет замену воздуха по всему помещению и наиболее целесообразна, когда вредные вещества выделяются равномерно по всему помещению.

Если в помещении имеются ярко выраженные локализованные (местные) источники выделения вредных веществ (стол электросварщика, кузнечный горн и др.), то общеобменная вентиляция может привести к распространению их по всему объему помещения и дать отрицательный эффект на других рабочих местах. В этих случаях отдельно или вместе с общеобменной применяют местную вентиляцию (местный отсос, локализованная подача чистого воздуха и т. п.).

Классификация производственной вентиляции приведена на рисунке 1 [1].

Рис. 1 Виды производственной вентиляции

Санитарно-гигиенические требования, предъявляемые к системам вентиляции:

превышение объёма приточного воздуха над объёмом вытяжки 10-15%;

подача воздуха в зоны с наименьшим выделением вредностей и удаление из мест наибольшего его загрязнения; отсутствие переохлаждения или перегревания работающих; выход загрязненного воздуха только в проветриваемые участки прилегающей территории;

соответствие уровней шума и вибрации при работе вентиляции установленным нормам;

простота устройства и надежность в эксплуатации; пожаро-и взрывобезопасность.

газовая биржа | Анатомия и физиология II

Цели обучения

К концу этого раздела вы сможете:

• Различают вентиляцию, газообмен и клеточное дыхание.
• Контрастная композиция вдыхаемого и выдыхаемого воздуха.
• Определите газовые законы и соотнесите их с физиологией дыхания: закон Дальтона и закон Генри.
• Определите парциальное давление и обсудите его связь с воздухом.
• Опишите, как парциальное давление влияет на транспортировку газа через дыхательную мембрану.
• Опишите факторы, регулирующие газообмен в легких и системных капиллярах.

Дыхательная система предназначена для газообмена. Легочная вентиляция обеспечивает воздух в альвеолах для этого процесса газообмена. В дыхательной мембране, где встречаются стенки альвеол и капилляров, газы перемещаются через мембраны, при этом кислород поступает в кровоток, а углекислый газ выходит.Именно благодаря этому механизму кровь насыщается кислородом, а углекислый газ, продукт жизнедеятельности клеточного дыхания, удаляется из организма.

Газовая биржа

Чтобы понять механизмы газообмена в легких, важно понять основные принципы газов и их поведения. Помимо закона Бойля и закона Чарльза, несколько других газовых законов помогают описать поведение газов.

Газовые законы и состав воздуха

Молекулы газа действуют на поверхности, с которыми они контактируют; эта сила называется давлением.В природных системах газы обычно присутствуют в виде смеси различных типов молекул. Например, атмосфера состоит из кислорода, азота, диоксида углерода и других газообразных молекул, и эта газовая смесь оказывает определенное давление, называемое атмосферным давлением (Таблица 1).

Парциальное давление ( P _x ) — это давление одного типа газа в смеси газов.Например, в атмосфере кислород оказывает парциальное давление, а азот оказывает другое парциальное давление, независимо от парциального давления кислорода (рис. 1). Общее давление — это сумма всех парциальных давлений газовой смеси. Закон Дальтона описывает поведение инертных газов в газовой смеси и утверждает, что определенный тип газа в смеси оказывает собственное давление; таким образом, полное давление, оказываемое смесью газов, является суммой парциальных давлений газов в смеси.

Рис. 1. Парциальное давление — это сила, действующая со стороны газа. Сумма парциальных давлений всех газов в смеси равна общему давлению.

Парциальное давление чрезвычайно важно для прогнозирования движения газов. Напомним, что газы стремятся уравнять свое давление в двух связанных областях. Газ будет перемещаться из области, где его парциальное давление выше, в область, где его парциальное давление ниже. Кроме того, чем больше разница парциального давления между двумя областями, тем быстрее движутся газы.

Растворимость газов в жидкостях

Закон Генри описывает поведение газов при их контакте с жидкостью, например с кровью. Закон Генри гласит, что концентрация газа в жидкости прямо пропорциональна растворимости и парциальному давлению этого газа. Чем выше парциальное давление газа, тем большее количество молекул газа растворяется в жидкости. Концентрация газа в жидкости также зависит от растворимости газа в жидкости.Например, хотя азот присутствует в атмосфере, очень мало азота растворяется в крови, потому что растворимость азота в крови очень низкая. Исключение составляют аквалангисты; Состав сжатого воздуха, которым дышат дайверы, заставляет азот иметь более высокое парциальное давление, чем обычно, в результате чего он растворяется в крови в больших количествах, чем обычно. Слишком много азота в кровотоке приводит к серьезному заболеванию, которое может быть смертельным, если его не исправить.Молекулы газа устанавливают равновесие между молекулами, растворенными в жидкости, и молекулами воздуха.

Состав воздуха в атмосфере и в альвеолах разный. В обоих случаях относительная концентрация газов: азот> кислород> водяной пар> углекислый газ. Количество водяного пара в альвеолярном воздухе больше, чем в атмосферном воздухе (таблица 2). Напомним, что дыхательная система увлажняет поступающий воздух, в результате чего воздух, присутствующий в альвеолах, имеет большее количество водяного пара, чем атмосферный воздух.Кроме того, альвеолярный воздух содержит большее количество углекислого газа и меньше кислорода, чем атмосферный воздух. Это неудивительно, поскольку газообмен удаляет кислород и добавляет диоксид углерода в альвеолярный воздух. И глубокое, и форсированное дыхание вызывают более быстрое изменение альвеолярного состава воздуха, чем при спокойном дыхании. В результате парциальные давления кислорода и углекислого газа изменяются, влияя на процесс диффузии, который перемещает эти материалы через мембрану. Это приведет к тому, что кислород попадет в кровь, а углекислый газ быстрее покинет кровь.

Вентиляция и перфузия

Двумя важными аспектами газообмена в легких являются вентиляция и перфузия. Вентиляция — это движение воздуха в легкие и из них, а перфузия — поток крови в легочных капиллярах. Чтобы газообмен был эффективным, объемы вентиляции и перфузии должны быть совместимы.Однако такие факторы, как влияние региональной гравитации на кровь, закупорка альвеолярных протоков или заболевание, могут привести к нарушению баланса вентиляции и перфузии.

Парциальное давление кислорода в альвеолярном воздухе составляет около 104 мм рт. Ст., Тогда как парциальное давление насыщенной кислородом легочной венозной крови составляет около 100 мм рт. Когда вентиляция достаточна, кислород поступает в альвеолы ​​с высокой скоростью, и парциальное давление кислорода в альвеолах остается высоким. Напротив, при недостаточной вентиляции парциальное давление кислорода в альвеолах падает.Без большой разницы в парциальном давлении между альвеолами и кровью кислород не диффундирует эффективно через дыхательную мембрану. В организме есть механизмы, противодействующие этой проблеме. В случаях, когда вентиляции для альвеол недостаточно, организм перенаправляет кровоток в альвеолы, которые получают достаточную вентиляцию. Это достигается за счет сужения легочных артериол, которые обслуживают дисфункциональную альвеолу, что перенаправляет кровь в другие альвеолы, которые имеют достаточную вентиляцию.В то же время легочные артериолы, которые обслуживают альвеолы, получают достаточную вентиляцию вазодилата, что способствует большему кровотоку. Такие факторы, как уровни углекислого газа, кислорода и pH, могут служить стимулами для регулирования кровотока в капиллярных сетях, связанных с альвеолами.

Вентиляция регулируется диаметром дыхательных путей, а перфузия — диаметром кровеносных сосудов. Диаметр бронхиол чувствителен к парциальному давлению углекислого газа в альвеолах.Повышенное парциальное давление углекислого газа в альвеолах приводит к увеличению диаметра бронхиол, как и пониженный уровень кислорода в кровоснабжении, позволяя углекислому газу выдыхаться из тела с большей скоростью. Как упоминалось выше, более высокое парциальное давление кислорода в альвеолах вызывает расширение легочных артериол, увеличивая кровоток.

Газовая биржа

Газообмен происходит в двух частях тела: в легких, где кислород поглощается, а углекислый газ выделяется через дыхательную мембрану, и в тканях, где выделяется кислород и поглощается углекислый газ. Внешнее дыхание — это газообмен с внешней средой, происходящий в альвеолах легких. Внутреннее дыхание — это газообмен с внутренней средой, происходящий в тканях. Фактический обмен газов происходит за счет простой диффузии. Энергия не требуется для перемещения кислорода или углекислого газа через мембраны. Вместо этого эти газы следуют градиентам давления, которые позволяют им диффундировать. Клеточное дыхание (см. Обзор клеточного дыхания ниже) в тканях поддерживает градиенты давления для внутреннего дыхания.Анатомия легких увеличивает диффузию газов: дыхательная мембрана очень проницаема для газов; мембраны дыхательных путей и кровеносных капилляров очень тонкие; и есть большая площадь поверхности легких.

Внешнее дыхание

Легочная артерия переносит дезоксигенированную кровь в легкие из сердца, где она разветвляется и в конечном итоге становится капиллярной сетью, состоящей из легочных капилляров. Эти легочные капилляры вместе с альвеолярными стенками и общей базальной мембраной образуют дыхательную мембрану .Когда кровь прокачивается через эту капиллярную сеть, происходит газообмен. Хотя небольшое количество кислорода способно растворяться непосредственно в плазме из альвеол, большая часть кислорода улавливается эритроцитами (эритроцитами) и связывается с белком, называемым гемоглобином , процесс, описанный ниже. в этой главе. Оксигенированный гемоглобин имеет ярко-красный цвет, что вызывает общий вид ярко-красной насыщенной кислородом крови, которая возвращается к сердцу по легочным венам. Двуокись углерода выделяется в направлении, противоположном кислороду, из крови в альвеолы. Некоторая часть углекислого газа возвращается с гемоглобином, но также может быть растворена в плазме или присутствует в преобразованной форме, что также будет более подробно описано далее в этой главе.

Внешнее дыхание происходит как функция разницы парциального давления кислорода и углекислого газа между альвеолами и кровью в легочных капиллярах.

Рисунок 2. Внешнее дыхание — Кислород диффундирует через дыхательную мембрану от альвеолы ​​к капилляру, тогда как углекислый газ диффундирует из капилляра в альвеолу.

Хотя растворимость кислорода в крови невысока, существует резкая разница в парциальном давлении кислорода в альвеолах по сравнению с кровью легочных капилляров. Эта разница составляет около 64 мм рт. Ст.: Парциальное давление кислорода в альвеолах составляет около 104 мм рт.Эта большая разница в парциальном давлении создает очень сильный градиент давления, который заставляет кислород быстро пересекать дыхательную мембрану из альвеол в кровь.

Парциальное давление углекислого газа также различается между альвеолярным воздухом и кровью капилляра. Однако перепад парциального давления меньше, чем у кислорода, около 5 мм рт. Парциальное давление углекислого газа в крови капилляра составляет около 45 мм рт. Ст., Тогда как его парциальное давление в альвеолах составляет около 40 мм рт.Однако растворимость углекислого газа намного выше, чем у кислорода — примерно в 20 раз — как в крови, так и в альвеолярных жидкостях. В результате относительные концентрации кислорода и углекислого газа, которые диффундируют через дыхательную мембрану, схожи.

Внутреннее дыхание

Внутреннее дыхание — это газообмен, происходящий на уровне тканей тела (рис. 3). Подобно внешнему дыханию, внутреннее дыхание также происходит как простая диффузия из-за градиента парциального давления.Однако градиенты парциального давления противоположны градиентам, присутствующим на дыхательной мембране. Парциальное давление кислорода в тканях низкое, около 40 мм рт. Ст., Потому что кислород постоянно используется для клеточного дыхания. Напротив, парциальное давление кислорода в крови составляет около 100 мм рт. Это создает градиент давления, который заставляет кислород отделяться от гемоглобина, диффундировать из крови, пересекать интерстициальное пространство и попадать в ткань. Гемоглобин, с которым связано мало кислорода, теряет большую часть своей яркости, поэтому кровь, возвращающаяся к сердцу, становится более бордового цвета.

Рис. 3. Кислород диффундирует из капилляра в клетки, тогда как углекислый газ диффундирует из клеток в капилляр.

Учитывая, что клеточное дыхание непрерывно производит углекислый газ, парциальное давление углекислого газа в крови ниже, чем в ткани, в результате чего углекислый газ диффундирует из ткани, пересекает межклеточную жидкость и попадает в кровь. Затем он возвращается в легкие либо в связанном с гемоглобином, либо в растворенном в плазме, либо в преобразованной форме.К тому времени, когда кровь возвращается к сердцу, парциальное давление кислорода возвращается примерно до 40 мм рт. Ст., А парциальное давление углекислого газа — примерно до 45 мм рт. Затем кровь перекачивается обратно в легкие для повторного насыщения кислородом во время внешнего дыхания.

Уровни газов в тканях: краткий обзор клеточного дыхания

Движение газов между капиллярами и местными тканями обусловлено парциальным давлением каждого газа. Каждый газ перемещается из области с более высоким давлением в область с более низким давлением.Следовательно, чтобы кислород переместился из капиллярной крови в местные ткани, парциальное давление кислорода в ткани должно быть ниже, чем в крови.

Что является движущей силой постоянного низкого парциального давления кислорода в тканях?

Клеткам необходим кислород, чтобы они могли выполнять клеточное дыхание в своих митохондриях. Реакцию клеточного дыхания можно упростить до следующего:

C ₆ H ₁₂ O ₆ + 6O ₂ → 6CO ₂ + 6H ₂ O

Эта химическая реакция, стадии которой подробно представлены в Модуле 8 этой книги, разрывает ковалентные связи высокой энергии, создавая АТФ для использования энергии внутри клетки.Поэтому митохондриям требуется постоянное поступление глюкозы и кислорода, и они постоянно производят углекислый газ и воду.

Постоянное использование газообразного кислорода — это то, что поддерживает низкое парциальное давление кислорода в ткани и создает градиент давления, необходимый для движения кислорода из капилляра. Точно так же непрерывное производство углекислого газа поддерживает его относительно высокое парциальное давление в ткани, что приводит к ее движению к капилляру.

Обзор главы

Поведение газов можно объяснить принципами закона Дальтона и закона Генри, оба из которых описывают аспекты газообмена.Закон Дальтона гласит, что каждый конкретный газ в смеси газов оказывает силу (свое парциальное давление) независимо от других газов в смеси. Закон Генри гласит, что количество определенного газа, растворяющегося в жидкости, является функцией ее парциального давления. Чем выше парциальное давление газа, тем больше этого газа растворяется в жидкости, поскольку газ движется к равновесию. Молекулы газа движутся вниз по градиенту давления; Другими словами, газ перемещается из области высокого давления в область низкого давления.Парциальное давление кислорода высокое в альвеолах и низкое в крови легочных капилляров. В результате кислород диффундирует через дыхательную мембрану из альвеол в кровь. Напротив, парциальное давление углекислого газа высокое в легочных капиллярах и низкое в альвеолах. Следовательно, двуокись углерода диффундирует через дыхательную мембрану из крови в альвеолы. Количество кислорода и углекислого газа, которые диффундируют через дыхательную мембрану, одинаково.

Вентиляция — это процесс, при котором воздух перемещается в альвеолы ​​и из них, а перфузия влияет на кровоток в капиллярах. Оба они важны для газообмена, поскольку вентиляция должна быть достаточной для создания высокого парциального давления кислорода в альвеолах. Если вентиляция недостаточна и парциальное давление кислорода в альвеолярном воздухе падает, капилляр сужается, и кровоток перенаправляется в альвеолы ​​при достаточной вентиляции. Внешнее дыхание относится к газообмену, происходящему в альвеолах, тогда как внутреннее дыхание относится к газообмену, происходящему в тканях.Оба они вызваны разницей парциального давления.

Самопроверка

Ответьте на вопросы ниже, чтобы увидеть, насколько хорошо вы понимаете темы, затронутые в предыдущем разделе.

Вопросы о критическом мышлении

1. Сравните и сопоставьте закон Далтона и закон Генри.
2. У курильщика развивается повреждение нескольких альвеол, которые после этого перестают функционировать. Как это влияет на газообмен?

1. Законы Дальтона и Генри описывают поведение газов.Закон Дальтона гласит, что любой газ в смеси газов действует так, как если бы он не был в смеси. Закон Генри гласит, что молекулы газа растворяются в жидкости пропорционально их парциальному давлению.
2. Поврежденные альвеолы ​​будут иметь недостаточную вентиляцию, что приведет к снижению парциального давления кислорода в альвеолах. В результате легочные капилляры, обслуживающие эти альвеолы, сужаются, перенаправляя кровоток в другие альвеолы, которые получают достаточную вентиляцию.

Глоссарий

Закон Дальтона: изложение принципа, согласно которому определенный тип газа в смеси оказывает собственное давление, как если бы этот конкретный тип газа не был частью смеси газов

внешнее дыхание: газообмен, происходящий в альвеолах

Закон Генри: утверждение принципа, согласно которому концентрация газа в жидкости прямо пропорциональна растворимости и парциальному давлению этого газа

внутреннее дыхание: газообмен, происходящий на уровне тканей тела

парциальное давление: сила, прилагаемая каждым газом в смеси газов

общее давление: сумма всех парциальных давлений газовой смеси

вентиляция: движение воздуха в легкие и из легких; состоит из вдохновения и истечения

Пациент-вентилятор Dyssynchrony

Abstract

У пациентов, находящихся на ИВЛ, вспомогательная механическая вентиляция (МВ) применяется на ранней стадии, после острой фазы критического заболевания, чтобы устранить пагубные последствия контролируемой МВ, в первую очередь, развитие аппарата ИВЛ. -индуцированная диафрагмальная дисфункция.Тем не менее, преимуществам вспомогательной МК часто противодействует развитие диссинхронии между пациентом и аппаратом ИВЛ. Диссинхрония между пациентом и аппаратом ИВЛ возникает, когда начало и / или прекращение механического дыхания не совпадают по времени с началом и прекращением нервного вдоха, соответственно, или если величина механической помощи не соответствует респираторной потребности пациента. Поскольку диссинхрония между пациентом и аппаратом ИВЛ связана с несколькими побочными эффектами и может отрицательно повлиять на исход пациента, следует приложить все усилия, чтобы распознать и исправить это явление у постели больного.Чтобы обнаружить диссинхронизацию между пациентом и аппаратом ИВЛ, врач должен оценить комфорт пациента и внимательно изучить кривые давления и времени потока, отображаемые на экране аппарата ИВЛ всех современных аппаратов ИВЛ. Современные аппараты ИВЛ предлагают несколько изменяемых настроек для улучшения взаимодействия между пациентом и аппаратом ИВЛ. Новые пропорциональные режимы вентиляции также очень полезны для улучшения взаимодействия пациента с аппаратом ИВЛ.

Ключевые слова: вспомогательная искусственная вентиляция легких, критическое заболевание, диссинхрония, механическая вентиляция

Введение

Механическая вентиляция (МВ) может быть разделена на две основные категории: контролируемая МВ, при которой процесс дыхания полностью контролируется вентилятором и вспомогательная МВ, при которой дыхательная система пациента и аппарат ИВЛ работают вместе.Контролируемая вентиляция в основном применяется на короткие периоды времени, особенно в острой фазе болезни. Как только нет противопоказаний к уменьшению седативного эффекта и пациент может самостоятельно дышать, применяется режим вспомогательной вентиляции легких. Эта практика продиктована множеством доказательств, подчеркивающих пагубные эффекты контролируемой МК и связанной с ней инактивации респираторных мышц, в первую очередь развития диафрагмальной дисфункции, вызванной вентилятором [1,2].Напротив, вспомогательная вентиляция легких связана с уменьшением дозы и продолжительности седативного эффекта и уменьшением использования нервно-мышечной блокады, которая, как было показано, способствует стабильности гемодинамики, снижает риск полиневромиопатии при критических состояниях, улучшает газообмен и сокращает продолжительность МК [3-6] .

С началом вспомогательной МК две совершенно разные системы призваны к взаимодействию: респираторная система и вентилятор. Качество их взаимодействия, временное и количественное, обязательно для того, чтобы MV приносило пользу и описывается греческим словом «синхронность».”Синхронизация между пациентом и аппаратом ИВЛ происходит, когда (1) аппарат ИВЛ обеспечивает поток и давление, как только пациент начинает усилие; (2) величина этого давления и потока удовлетворяет респираторную потребность пациента; и (3) помощь вентилятора прекращается, когда прекращаются усилия пациента. Если любое из вышеперечисленных требований не выполняется, возникает диссинхрония между пациентом и аппаратом ИВЛ. Неблагоприятные эффекты диссинхронии между пациентом и аппаратом ИВЛ включают: усиление дыхательной работы, дискомфорт пациента, чрезмерное растяжение альвеол и повреждение легких, нарушения сна, периодическое дыхание, ненужное использование седативных средств и чрезмерная разгрузка диафрагмы, приводящая к дисфункции диафрагмы, вызванной аппаратом ИВЛ [7-10 ].Чтобы обнаружить диссинхронизацию между пациентом и аппаратом ИВЛ, врач должен оценить комфорт пациента и внимательно изучить кривые давления и времени потока, отображаемые на экране аппарата ИВЛ всех современных аппаратов ИВЛ.

Этот обзор направлен на описание различных форм диссинхронии между пациентом и аппаратом ИВЛ, уделяя особое внимание способам их выявления у постели больного, анализу их причин, действиям, необходимым для их уменьшения или устранения, а также их клиническому воздействию. Перед этим будет представлен краткий обзор патофизиологии дыхания и основных принципов, определяющих работу режимов вспомогательной вентиляции.

Патофизиология

Чтобы понять диссинхронию между пациентом и аппаратом ИВЛ во время вспомогательной МК, необходимо сначала понять давление, возникающее в дыхательной системе во время спонтанного дыхания. Чтобы инициировать дыхание, дыхательные мышцы сокращаются, подчиняясь нервным стимулам, исходящим от центра управления дыханием. Сокращение дыхательной мышцы расширяет альвеолы ​​и снижает альвеолярное давление ниже атмосферного, в результате чего газ попадает в легкие. Сокращение дыхательной мускулатуры создает давление (Pmus), которое в любой момент во время вдоха (t) рассеивается для преодоления двух давлений, противостоящих надуванию дыхательной системы, резистивного (Pres) и упругого (Pel) давления дыхательной системы (предполагается инерция). пренебрежимо малым) [11].Это точно описывается уравнением движения дыхательной системы:

Pmus (t) = Pres (t) + Pel (t) = Rrs × V ‘(t) + Ers × ∆VFRC (t)

(1 )

Где Rrs и Ers — сопротивление и эластичность дыхательной системы соответственно, ΔV _FRC (t) — мгновенный объем выше пассивной функциональной остаточной емкости (FRC), а V ‘(t) — мгновенный расход. Если ΔV связано с объемом легких в конце выдоха (EE),

Pmus (t) = Pres (t) + Pel (t) = Rrs × V ‘(t) + Ers × ∆VEE (t) + PEEPi

(2)

, где PEEPi, — давление упругой отдачи дыхательной системы в конце выдоха.

Во время контрольной MV дыхательные мышцы не сокращаются, Pmus равно 0, и давление, необходимое для преодоления эластичности и сопротивления дыхательной системы, полностью обеспечивается вентилятором. Уравнение движения в этом случае модифицируется следующим образом:

Paw = Pres (t) + Pel (t) = Rrs × V ‘(t) + Ers × ∆VEE (t) + PEEPi

(3)

где Paw — давление, обеспечиваемое вентилятором.

При вспомогательной МВ общее давление, прикладываемое к дыхательной системе, поступает как от вентилятора, так и от дыхательных мышц, а уравнение движения изменяется следующим образом:

PTOT = Paw + Pmus = Pres (t) + Pel (t) = Rrs × V ‘(t) + Ers × ∆VEE (t) + PEEPi

(4)

, где P _TOT — полное давление.Ясно, что переменные в приведенном выше уравнении тесно взаимосвязаны, и каждое изменение одной может повлиять на другие. Эта тесная взаимосвязь схематично описана в [11].

Схематическое изображение дыхательной системы и приложенного давления. Дыхательная система представлена ​​в виде баллона с пассивной функциональной остаточной емкостью (FRC) (сплошная линия). Две пунктирные линии показывают объемы выше (ΔV ₁ ) и ниже (ΔV ₂ ) FRC. У пациентов с механической вентиляцией легких во время вдоха давление вентилятора (Paw) и давление, создаваемое инспираторными мышцами (Pmus _I ), создают поток, и объем увеличивается по сравнению с пассивным FRC.Сумма этих двух давлений рассеивается, чтобы преодолеть упругое давление (Pel) и сопротивление (Pres). Все эти давления имеют положительные значения в уравнении движения. Давление, создаваемое сокращением мышц выдоха (Pmus _E ), давление упругой отдачи из-за объема ниже пассивного FRC и резистивное давление из-за V ’ _E имеют отрицательные значения в уравнении. V ’ _I : инспираторный поток; Rrs: сопротивление дыхательной системы; V ’ _E : поток выдоха; Ers: эластичность дыхательной системы.Изменено из Kondili et al. Br J Anaesth 2003; 91: 106-19, с разрешения Oxford University Press [43].

Основные принципы вспомогательной вентиляции

Для интерпретации основных форм сигналов и последующего распознавания диссинхронии между пациентом и вентилятором полезно обсудить основные принципы, определяющие работу режимов вспомогательной вентиляции.

Три переменные определяют функцию вентилятора с положительным давлением: (1) переменная срабатывания, (2) переменная, которая контролирует подаваемое давление или поток во время механического вдоха, и (3) переменная отключения цикла.

Переменная запуска — это сигнал, запускающий механическое дыхание. При вспомогательной вентиляции наиболее часто используемыми запускающими переменными являются поток и давление. Механический вдох начинается, когда вдохновение пациента снижает либо поток (запуск потока), либо давление (запуск давления) в контуре вентилятора до заданного уровня. Обычно считается, что запуск потока более удобен для пациента в отношении работы дыхания, потому что запуск давления требует изометрического сокращения дыхательных мышц [12,13].Однако исследования показали, что в современных аппаратах ИВЛ есть минимальные различия, если они вообще есть, в отношении работы дыхания между двумя способами запуска [12-14]. Другие триггерные переменные включают форму волны потока, объем, сервовентиляцию, управляемую трансдиафрагмальным давлением (Pdi), и электромиографическую активность диафрагмы (EAdi; система искусственной вентиляции легких с нервной регулировкой [NAVA]), но их использование в клинической практике ограничено [12,15-21] .

Переменная, которая управляет давлением и подачей потока, отличает различные режимы MV с поддержкой [22,23].В качестве вспомогательного средства управления объемом аппарат ИВЛ обеспечивает заданный дыхательный объем с предварительно заданным профилем потока-времени. Это независимые переменные, а давление в дыхательных путях (Paw), необходимое для доставки заданного потока и объема, зависит от механических свойств дыхательной системы и является зависимой переменной. При управлении давлением или поддержке давлением вентилятор обеспечивает заданное давление (независимая переменная). Зависимыми переменными в режимах заданного давления являются объем и расход. Эти переменные меняются в зависимости от механических свойств дыхательной системы и создаваемого давления.В пропорциональных режимах вентиляции никакие переменные не устанавливаются заранее: аппарат ИВЛ обеспечивает поддержку, пропорциональную инспираторному усилию пациента. Последнее выражается либо в изменениях мгновенного потока и объема (пропорциональная вспомогательная вентиляция [PAV]), либо в изменениях нервной активности диафрагмы (NAVA) [11,22,24].

Переменная отключения цикла определяется как сигнал завершения фазы доставки. Обычным критерием отключения цикла в режимах МВ с заданным давлением с помощью вспомогательного давления является давление или поток в дыхательных путях: аппарат ИВЛ прекращает помощь и открывает клапан выдоха, когда Paw увеличивается или поток уменьшается до заданного критерия.Другими критериями отключения цикла являются время, объем, метод кривой потока и EAdi в NAVA [15]. В идеале выключение цикла должно происходить одновременно с окончанием нервного вдоха. Однако этот факт случается редко, если вообще случается, и асинхронность выдоха является обычным явлением для всех обычных режимов вспомогательной вентиляции.

В режимах с заданным давлением время нарастания — это настройка, которая определяет, насколько быстро вентилятор достигнет выбранной лапы. Он доступен в аппаратах ИВЛ нового поколения при вентиляции с поддержанием и контролем давления.Быстрое время подъема связано с резким увеличением инспираторного потока и может вызвать скачок давления и спровоцировать одышку. Очень медленное время подъема можно определить по округлой форме вдоха [25-27]. Как низкое, так и высокое время нарастания может изменить время механического вдоха и подаваемый объем и может спровоцировать диссоциацию между механическим и нервным вдохом [27,28]. Поскольку не существует правил для установки оптимального времени нарастания, следует избегать как очень быстрого, так и медленного времени нарастания, а время нарастания следует регулировать в соответствии с респираторным двигателем пациента [25-28].

Дисинхрония между пациентом и вентилятором

Дисинхрония между пациентом и вентилятором можно разделить на две основные категории: (1) диссинхронии, возникающие из-за того, что нервное дыхание не совпадает с фазой механического дыхания. В эту группу входят: задержка срабатывания, неэффективные усилия, самозапуск, обратный запуск, задержка открытия клапана выдоха, преждевременное открытие клапана выдоха, двойной запуск и суммирование дыхания и (2) диссинхронизация, связанная с несоответствием между уровнем помощи, которая пациенту нужна и реальная помощь, которую предоставляет аппарат ИВЛ.

1) Задержка срабатывания и неэффективные усилия

Задержка срабатывания — это временной интервал между инициированием нервного и механического вдоха [11,18]. Если доступен мониторинг давления в пищеводе (Pes) или EAdi, это определяется как время, прошедшее между снижением Pes или увеличением EAdi (начало нейронного вдоха) и резким увеличением потока или Paw (началом механического вдоха).

Неэффективные усилия — это усилия пациента, при которых не запускается вентилятор.Хотя обычно это называется диссинхронией, связанной с запуском, неэффективные усилия могут произойти в любой момент во время механического дыхания, во время механического вдоха, выдоха или при переходе между этими двумя фазами. Золотым стандартом их распознавания является одновременное наблюдение за инспираторной активностью пациента. Это достигается за счет записи Pes или EAdi (). Оба метода являются инвазивными и требуют введения определенных катетеров: пищеводного катетера для Pes и катетера NAVA для EAdi.В большинстве случаев неэффективные усилия можно определить неинвазивным способом у постели больного, наблюдая за кривыми времени потока и времени Paw на экране аппарата ИВЛ. Неэффективные усилия вызывают искажения в лапе и, что более очевидно, в кривой потока: резкое увеличение потока вдоха и уменьшение потока выдоха указывают на наличие неэффективных усилий во время механического вдоха и выдоха соответственно (и) [11,18] .

Временные кривые давления в дыхательных путях (Paw), потока и давления в пищеводе (Pes) у пациента, находящегося на ИВЛ с поддержкой давлением.Обратите внимание на то, что второе снижение Pes, которое представляет собой инспираторное усилие пациента, не сопровождается механическим вдохом. Это неэффективное усилие (IE) во время выдоха и проявляется в небольшом уменьшении Paw, связанном с одновременным уменьшением потока выдоха (красные стрелки). Обратите внимание, что сигнал об искажении потока намного четче, чем соответствующая смена лапы. При каждом механическом вдохе существует временная задержка между началом нервного вдоха (первая пунктирная линия) и началом механического вдоха (вторая пунктирная линия).Эта временная задержка является задержкой срабатывания. Обратите внимание на всплеск в начале выдоха (черные стрелки) после каждого вдоха, который указывает на высокое сопротивление дыхательных путей и длительную постоянную, вызывающую неполный выдох (поток не равен нулю перед следующим вдохом). Динамическая гиперинфляция вызывает задержку запуска и в сочетании с относительно более слабым усилием пациента (второе отклонение Pes меньше, чем другие) приводит к неэффективному запуску.

Временные кривые потока и давления в пищеводе (Pes) у пациента, находящегося на ИВЛ с помощью ИВЛ с поддержкой давлением.Начало нервного вдоха (пунктирная линия) обозначается быстрым снижением Pes, связанным с быстрым уменьшением потока выдоха (поток выдоха быстро возвращается к нулевой линии). Два последующих усилия пациента не сопровождаются механическим вдохом и представляют собой неэффективные усилия (IE, красные стрелки). Оба могут быть идентифицированы по соответствующему искажению потока. Первый IE происходит во время механического вдоха и вызывает увеличение формы волны инспираторного потока. Второй ИЭ возникает на выдохе и проявляется уменьшением потока выдоха.Всплеск скорости выдоха в начале выдоха (черная стрелка) из-за высокого сопротивления дыхательных путей и неполный выдох (поток не равен нулю перед следующим вдохом) являются признаками динамической гиперинфляции.

Задержка срабатывания и неэффективные усилия имеют общие патофизиологические механизмы. Их причины можно разделить на две основные категории: настройки аппарата ИВЛ и характеристики пациентов [8,29-31]. Настройки вентилятора, которые предрасполагают к задержке срабатывания и неэффективным усилиям, — это высокий уровень помощи, задержка открытия клапана выдоха и низкая чувствительность срабатывания.Эти факторы определяет врач. Основные характеристики пациентов включают низкий респираторный драйв (т. Е. Седативный эффект, заболевания центральной нервной системы и т. Д.), Слабые инспираторные мышцы (т. Е. Полинейромиопатию при критических заболеваниях, миастению и т. Д.), А также высокую сопротивляемость и комплаентность, которые увеличивают постоянную времени дыхательная система.

Частота и величина задержки срабатывания и неэффективных усилий немаловажны в клинической практике. Неэффективные усилия являются наиболее распространенной формой диссинхронии между пациентом и аппаратом ИВЛ.Vaporidi et al. [32] оценили роль неэффективных усилий, особенно их групп, во время МК на исход для тяжелобольных пациентов. События неэффективных усилий были выявлены у 38% пациентов с пролонгированным МВ, и эти события были связаны с пролонгированным МВ и повышенной смертностью. Их частота выше у пациентов с обструктивным заболеванием легких [29,33]. У этих пациентов низкое упругое давление отдачи и / или повышенное сопротивление увеличивают время, необходимое пациенту для выдоха (высокая постоянная времени), предрасполагая к захвату воздуха и динамической гиперинфляции.Динамическая гиперинфляция — самая важная причина задержки запуска и неэффективных усилий. При динамической гиперинфляции на инспираторные мышцы в начале вдоха накладывается упругая пороговая нагрузка (PEEPi). Мышцы вдоха должны сначала уравновесить PEEPi, чтобы снизить альвеолярное давление ниже внешнего положительного давления в конце выдоха (PEEPe) и запустить вентилятор [34-36]. Это создает задержку между началом вдоха и запуском вентилятора.В тяжелых случаях динамической гиперинфляции, особенно при слабом усилии, пациент может не запустить вентилятор (неэффективное усилие). Высокое сопротивление дыхательных путей можно распознать во всех режимах ИВЛ, наблюдая за кривой зависимости потока выдоха от времени. В начале выдоха всплеск потока выдоха означает динамическое сжатие центральных дыхательных путей [11]. После этого поток выдоха уменьшается, но очень медленно, если вообще когда-либо, возвращается к нулевой линии перед следующим вдохом (и).

Отсроченные или пропущенные триггеры представляют собой эксцентрические сокращения диафрагмы, которые могут быть вредными для ее функции.Они могут вызывать дистресс, и в их присутствии частота дыхания на экране аппарата ИВЛ не отражает истинную частоту дыхания пациента. Следует изучить стратегии уменьшения задержки срабатывания и количества неэффективных усилий [8,11,22,29,31]. Во-первых, следует пересмотреть настройки вентилятора. Возможна установка наиболее чувствительного срабатывания срабатывания, которое не приводит к срабатыванию автоматического срабатывания. Что касается чувствительности запуска, было показано, что метод формы волны потока [15], по сравнению с запуском потока, увеличивает чувствительность и, таким образом, снижает частоту этих событий.Более того, новые методы запуска в контексте сервовентиляции Pdidriven [20] и NAVA [21] устраняют эти события. Настройки вентилятора, которые уменьшают динамическую гиперинфляцию и, следовательно, задержку срабатывания и неэффективные усилия, следующие: (1) уменьшение минутной вентиляции за счет снижения вспомогательной (уменьшение заданного давления, заданного дыхательного объема) и уменьшения частоты дыхания, (2) увеличение времени выдоха за счет увеличения порог потока для отключения цикла и более быстрое время нарастания поддержки давлением или более высокий инспираторный поток и более короткое плато инспираторного давления в режиме управления вспомогательным объемом и (3) применение PEEPe.PEEPe сужает разницу между альвеолярным давлением и порогом давления для инициирования механического вдоха, тем самым помогая пациенту запустить вентилятор. Это особенно полезно для некоторых пациентов с тяжелой обструктивной болезнью легких [29,33]. Во-вторых, необходимо проанализировать причины, связанные с пациентом. Следует уделять внимание респираторному влечению и факторам, которые могут его уменьшить, например чрезмерному седативному эффекту и алкалиемии. Также должны быть предприняты усилия для уменьшения величины динамической гиперинфляции, например, использование кортикостероидов, бронходилатирующей терапии и аспирации секрета может привести к снижению сопротивления выдоху.

2) Автозапуск

Автозапуск происходит, когда вентилятор запускается при отсутствии усилий пациента [37,38]. Это явление также можно распознать, осмотрев кривые вентилятора. Отсутствие снижения Pes (если оно отслеживается) или Paw перед фазой родов, особенно при наличии нулевого потока достаточно задолго до механического дыхания, является признаком того, что дыхание не запускается пациентом. Временной профиль автоматически запускаемых дыхательных движений часто отличается от соответствующих дыханий, запускаемых пациентом ().Если причиной являются выделения или сердечные колебания, можно заметить связанное с этим искажение потока и заподозрить это явление.

Показаны временные кривые давления в дыхательных путях (Paw), потока и трансдиафрагмального давления (Pdi) пациента, находящегося на ИВЛ с поддержкой давлением. Отсутствие увеличения Pdi свидетельствует о том, что перед вторым механическим вдохом вдоха нет (дыхание с автоматическим запуском, см. Область, заштрихованную синим цветом). Мы можем наблюдать, что по сравнению с дыханием, инициируемым пациентом, когда уменьшение лапы наблюдается до начала механического надувания (серые заштрихованные области), нет искажения лапы (нет уменьшения лапы) и времени потока. кривая в автозапуске дыхания.Более того, форма кривой инспираторного потока-время отличается от формы дыхания, инициированного пациентом. Обратите внимание на отсутствие динамической гиперинфляции у этого пациента (поток выдоха возвращается к нулю после каждого вдоха).

Автозапуск может быть вызван низким порогом срабатывания и / или артефактами, которые могут вызвать падение лапы или поток, которые аппарат ИВЛ ошибочно интерпретирует как усилие пациента. Артефактами, которые часто вызывают автоспуск, являются утечки в контуре, наличие воды в контуре, икота и сильные кардиогенные генераторы [37,38].Факторами, предрасполагающими пациента к повышенному риску самозапуска, являются низкий респираторный драйв и частота дыхания, низкая постоянная времени дыхательной системы (повышенная упругая отдача, низкое сопротивление) и наличие гипердинамического кровообращения (больший сердечный выброс и более высокое давление наполнения желудочков). ).

Автозапуск — обычное явление во время вспомогательных режимов МК (инвазивного и неинвазивного) [18,39]. Когда это очевидно, частота дыхания ложно повышена. Эти дополнительные вдохи могут привести к гипервентиляции, респираторному алкалозу, гиперинфляции и диафрагмальной дисфункции [2,40].

Чтобы исключить самозапуск, врач должен попытаться устранить основную причину: усилить респираторный драйв за счет уменьшения седативного эффекта, исправить алкалоз за счет уменьшения уровня помощи, аспирации секрета и минимизировать утечки в контуре. Более того, более высокий порог срабатывания или переход от запуска по потоку к давлению может отменить автозапуск дыхания [37,38].

3) Преждевременное выключение цикла

Когда клапан выдоха вентилятора открывается слишком рано, механический вдох длится меньше, чем нервный вдох.Эта форма диссинхронии часто связана с недостаточной поддержкой. Усилие дыхательных мышц после окончания инсуффляции вентилятора усиливает работу дыхания и подвергает пациента риску двойного срабатывания. Эта асинхронность может быть представлена ​​следующими способами [11]. (1) Нулевой или небольшой инспираторный поток в течение некоторого времени после открытия клапана выдоха (лапа снижается до нуля или уровня PEEP) указывает на то, что инспираторные мышцы продолжают сокращаться после окончания механического вдоха [41].(2) Резкое уменьшение от пикового потока выдоха, которое длится несколько миллисекунд, с последующим увеличением, а затем постепенным уменьшением до нуля к концу выдоха: этот рисунок на кривой времени потока также является признаком того, что присутствует значительная активность инспираторных мышц. после открытия клапана выдоха. Когда механический вдох заканчивается, давление упругой отдачи в конце вдоха больше, чем давление в мышцах вдоха, создавая положительное альвеолярное давление и, следовательно, поток выдоха.Давление упругой отдачи уменьшается, в то время как объем легких уменьшается из-за сокращения инспираторных мышц. Развивается возрастающее давление, противоположное потоку выдоха, что вызывает резкое уменьшение потока выдоха. Это уменьшение прерывается расслаблением инспираторных мышц, и поток выдоха увеличивается и, следовательно, следует по маршруту, определяемому давлением упругой отдачи и сопротивлением пациента и контура выдоха [11]. (3) Двойной (или многократный) запуск: это относится к выполнению двух (или даже более) инсуффляций вентилятора во время одного вдоха.Сокращение инспираторных мышц достаточно велико, чтобы преодолеть упругое давление отдачи дыхательной системы и несколько раз запустить вентилятор.

Преждевременное включение цикла связано с определенными настройками вентилятора, такими как низкий уровень помощи, относительно высокий порог отключения цикла и короткое время наполнения. Короткая постоянная времени дыхательной системы и длительное время нервного вдоха являются предрасполагающими факторами для этой диссинхронии. Кроме того, факторами риска множественного срабатывания являются низкая упругая отдача в конце механического надувания и интенсивная активность инспираторных мышц [11,22].

Как уже было сказано, преждевременное открытие клапана выдоха связано с усилением работы дыхания. Более того, двойной запуск может спровоцировать высокие дыхательные объемы (до двукратного превышения заданного значения), что подвергает пациента риску повреждения легких, вызванного вентиляцией, и дисфункции диафрагмы, вызванной вентиляцией.

Преждевременное открытие клапана выдоха и связанное с ним множественное срабатывание можно свести к минимуму, увеличив время механического вдоха и / или, если возможно, уменьшив время нервного вдоха.Последнее следует учитывать у пациентов с длительными усилиями на вдохе из-за чрезмерного приема опиоидов. Действия, которые увеличивают время механического надувания, включают более низкий порог потока для цикла, более высокую поддержку и более медленное время подъема в режиме поддержки давлением [11,28]. В режимах управления более высокая продолжительность механического вдоха должна быть легко достигнута путем правильной регулировки настроек вентилятора, таких как время вдоха, поток вдоха или применение паузы в конце вдоха [11,22].

4) Отсроченное выключение цикла

Когда клапан выдоха открывается слишком поздно, механический вдох переходит в нервный выдох. Это может способствовать усилению активности выдыхательных мышц и увеличению работы дыхания, поскольку пациент пытается прекратить вдох. Кроме того, это может излишне увеличить доставляемый дыхательный объем и сократить доступное время выдоха. Эти эффекты могут способствовать динамической гиперинфляции и связанной с ней диссинхронии (отсроченное срабатывание, неэффективные усилия), особенно у пациентов с обструктивным заболеванием легких, или провоцировать чрезмерное расширение легких.

Распознать задержку открытия клапана выдоха часто бывает сложно. В режиме поддержки давлением на это может указывать быстрое уменьшение инспираторного потока с последующим экспоненциальным снижением к концу механического вдоха [11]. Резкое увеличение (спайк) лапы ближе к концу механического вдоха является признаком расслабления инспираторных мышц или сокращения выдыхательных мышц [42]. Какова бы ни была причина, этот всплеск свидетельствует о задержке отключения от цикла ().При вентиляции с контролем вспомогательного объема резкое увеличение лапы в конце механического вдоха указывает на то, что механический вдох длится дольше, чем нервный.

Задержка открытия клапана выдоха. Временные кривые потока, давления в дыхательных путях (Paw), давления в желудке (Pgas) и давления в пищеводе (Pes) у пациента, находящегося на ИВЛ с поддержкой давлением. Существует значительная временная задержка (заштрихованная синим цветом область) между окончанием нервного вдоха, распознаваемым по быстрому увеличению Pes, и концом механического вдоха, обозначенным прекращением инспираторного потока (инспираторный поток равен нулю).Обратите внимание на быстрое увеличение лапы к концу механического вдоха, что указывает на расслабление инспираторных мышц.

Низкий порог потока для отключения цикла, высокая поддержка и малое время нарастания являются предрасполагающими факторами для этой асинхронности во время вентиляции с поддержкой давлением [43]. В режиме вспомогательного контроля объема высокий дыхательный объем, увеличенное время надувания, низкий поток вдоха и применение паузы в конце вдоха могут вызвать задержку открытия клапана выдоха [43]. В режиме поддержки давлением задержка открытия клапана выдоха обычно наблюдается у пациентов с длительной постоянной времени дыхательной системы, например, у пациентов с хроническими обструктивными заболеваниями легких [44].

Независимо от режима вентиляции, изменения настроек аппарата ИВЛ должны сочетаться с мерами, минимизирующими сопротивление дыхательных путей и динамическую гиперинфляцию (т. Е. Бронходилатация, стероидная терапия, аспирация секрета).

5) Обратный запуск

Обратный запуск был впервые описан Akoumianaki et al. [45], которые наблюдали в группе из

пациентов, находящихся под сильным седативным действием, возникновение у пациентов вдоха, вызванного вентилятором.Это явление, известное как увлечение дыханием, было ранее описано у животных, здоровых субъектов и недоношенных детей [40,46,47]. Он отличается от других типов диссинхронии тем, что пациент полностью теряет свою обычную вариабельность дыхания и фактически дышит как машина, демонстрируя фиксированное временное соотношение (1: 1 или, реже, 1: 2 или 1: 3) между началом его вдоха и начала механического вдоха. Блуждающая обратная связь и корковые влияния участвуют в патофизиологическом механизме этих событий [46,47].Обратное дыхание может происходить в любой фазе дыхательного цикла и в течение различных периодов. Их распознавание, когда запись Pes или EAdi недоступна, часто затруднено и требует тщательного изучения форм сигналов Paw и времени потока (и). В зависимости от фазы механического дыхания, которое происходит, они могут вызывать изометрические или эксцентрические сокращения дыхательных мышц, увеличивать раздутый дыхательный объем в режимах целевого давления или даже запускать второе дыхание (суммирование дыхания), вызывая гипервентиляцию и увеличивая риск для легких. чрезмерное растяжение ().

Обратный запуск у пациента, находящегося на ИВЛ с помощью вспомогательной вентиляции с контролем давления. Пациент делает вдох (пунктирные линии), о чем свидетельствует быстрое увеличение электромиографической активности диафрагмы (EAdi) после каждого механического надувания (соотношение 1: 1). Временной интервал между началом механического и нервного вдоха фиксирован. Косвенным свидетельством инспираторной активности пациента во время механического надувания является выемка на лапе (заштрихованная серая область).Лапа: давление в дыхательных путях; V _T : дыхательный объем.

Обратный запуск у пациента, находящегося на ИВЛ с помощью вспомогательной вентиляции с контролем объема. Снижение давления в пищеводе (Pes) выявляет инспираторные усилия пациента (синяя линия) после каждого механического надувания в соотношении 1: 1. Косвенным свидетельством инспираторной активности пациента во время механического надувания является искажение потока (серая заштрихованная область) и исчезновение (синие стрелки) давления плато в дыхательных путях (Paw) на кривой времени потока и времени Paw, соответственно.У этого пациента дыхание с обратным запуском было достаточно сильным, чтобы активировать вентилятор в конце механического вдоха, вызывая суммирование дыхания (область, заштрихованная красным). Накачанный дыхательный объем (V _T ) во время суммирования дыхания увеличился с 444 мл до 800 мл (двойная стрелка).

6) Диссинхронизация, связанная с несоответствием между потребностями пациента и аппаратом искусственной вентиляции легких

Несоответствующий уровень помощи (неадекватная или чрезмерная помощь) относительно требований пациента к аппарату искусственной вентиляции легких является еще одной причиной диссинхронии пациента и аппарата искусственной вентиляции легких [11,22] .Неадекватный уровень помощи обычно наблюдается у пациентов с повышенными потребностями и повышенной респираторной активностью (например, сепсис и метаболический ацидоз). Это несоответствие сочетается с повышенной работой дыхания, и часто клиническое состояние пациента является показательным (например, использование дополнительных дыхательных мышц, высокая частота дыхания).

Чрезмерный уровень помощи часто является результатом низкого респираторного драйва и / или неправильных настроек вентилятора, но отрицательные последствия этой несовместимости важны.Динамическая гиперинфляция, респираторный алкалоз, периодическое дыхание из-за более низкого порога апноэ, нарушения сна, диафрагмальная дисфункция, вызванная вентилятором, и / или повреждение легких являются потенциальными последствиями высокой помощи [44,48].

Изучая формы волны лапы или потока, можно оценить дыхательное усилие по отношению к уровню помощи [11,22]. Лапа уменьшается, когда сокращаются мышцы вдоха, и увеличивается, когда сокращаются мышцы выдоха. Лапа более чувствительна при вентиляции с контролем вспомогательного объема, поскольку она является зависимой переменной.Хотя в режимах, ориентированных на давление, лапа должна оставаться относительно постоянной, ее форма может измениться при резком сокращении дыхательных мышц (). Более того, изменение структуры потока, выходящее за рамки типичного уменьшающегося рисунка, является признаком мышечного усилия [49]. Быстрое снижение инспираторного потока до порогового значения потока для выключения у пациента с относительно большой постоянной времени является признаком сокращения выдыхательной мышцы и, следовательно, признаком высокой помощи () [50]. Задержка выключения велосипеда также может указывать на чрезмерную помощь.С другой стороны, округлый или постоянный поток вдоха представляет собой значительное усилие на вдохе и может быть вызван недостаточной поддержкой (). Недостаточная помощь также подтверждается появлением признаков преждевременного отключения или двойного срабатывания.

Временные кривые потока, давления в дыхательных путях (Paw), давления в пищеводе (Pes) и трансдиафрагмального давления (Pdi) у пациента, находящегося на ИВЛ с поддержкой давлением. Наблюдайте за сильным сокращением инспираторных мышц (увеличение Pdi) во время механического вдоха.Величина этого сокращения вызывает округлый поток вдоха и значительное уменьшение Paw (заштрихованная серым область) от ожидаемой квадратной формы во время вдоха. Закругленный поток и уменьшение лапы являются признаками недостаточной вентиляции по сравнению с потребностями аппарата ИВЛ пациента.

Высокоэффективная помощь пациенту, находящемуся на ИВЛ с поддержкой давлением. Обратите внимание на давление в дыхательных путях квадратной формы (лапа) и резкое снижение инспираторного потока до порогового значения потока для циклического отключения к концу вдоха (стрелки).Также имеется значительная задержка отключения при езде на велосипеде (синяя заштрихованная область), часто наблюдаемая при высоких уровнях помощи. Давление в пищеводе (Pes) и электромиографическая активность диафрагмы (EAdi) быстро снижаются, но механическое надувание продолжается. Важно отметить, что мышцы выдоха сокращаются в течение всего выдоха.

Кто должен получать жизнеобеспечение во время чрезвычайной ситуации в области общественного здравоохранения? Использование этических принципов для улучшения решений о распределении средств

Ann Intern Med. Авторская рукопись; доступно в PMC 2010 20 января.

Опубликован в окончательной редакции как:

PMCID: PMC2629638

NIHMSID: NIHMS85690