Формула объем вентиляции: Расчет системы вентиляции — Стандарт Климат | Сруб Всем! — Строительство деревянных домов из бревна, бруса и бревен

Содержание

Расчет системы вентиляции — Стандарт Климат

Вентиляцию Вы можете заказать с монтажом «под ключ», позвонив по телефону в Москве: +7(499) 350-94-14. Осуществляем проектирование и поставку вентиляции по России. Письменную заявку просим Вас отправить на email [email protected] или через форму на сайте.

Отправьте заявку и получите КП

При проектировании систем вентиляции каждый инженер проводит расчеты согласно вышеупомянутых норм.

Для расчета воздухообмена в жилых помещениях следует руководствоваться этими нормами. Рассмотрим самые простые методы нахождения воздухообмена:

по площади помещения,
по санитарно-гигиеническим нормам,
по кратностям

Расчет по площади помещения

Это самый простой расчет. Расчет вентиляции по площади делается на основании того, что для жилых помещений нормы регламентируют подавать 3 м3/час свежего воздуха на 1 м2 площади помещения, независимо от количества людей.

Расчет по санитарно-гигиеническим нормам

По санитарным нормам для общественных и административно-бытовых зданий на одного постоянно пребывающего в помещении человека необходимо 60 м3/час свежего воздуха, а на одного временного 20 м3/час.

Рассмотрим на примере:

Предположим, в доме живут 2 человека, проведем расчет по санитарным нормам согласно этим данным. Формула расчета вентиляции, включающая нужное количество воздуха выглядит так:

L=n*V (м3/час) , где

n – нормируемая кратность воздухообмена, час-1;
V – объём помещения, м3

Получим, что для спальни L2=2*60=120 м3/час, для кабинета примем одного постоянного жителя и одного временного L3=1*60+1*20=80 м3/час. Для гостиной принимаем двух постоянных жителей и двух временных (как правило, количество

постоянных и временных людей, определяется техническим заданием заказчика) L4=2*60+2*20=160 м3/час, запишем полученные данные в таблицу.

Помещение	Lпр, м3/час	Lвыт, м3/час
Кухня	—	≥ 90
Спальня	120	120
Кабинет	80	80
Гостинная	160	160
Коридор	—	—
Санузел	—	≥ 50
Ванная	—	≥ 25
∑	360	525

Составив уравнение воздушных балансов ∑ Lпр = ∑ Lвыт:360<525 м3/час, видим, что количество вытяжного воздуха превышает приточный на ∆L=165 м3/час. Поэтому количество приточного воздуха необходимо увеличить на 165 м3/час. Поскольку помещения спальни, кабинета и гостиной сбалансированы то воздух необходимый для санузла, ванны и кухни можно подать в помещение смежное с ними, к примеру, в коридор, т.е. в таблицу добавится Lприт.коридор=165 м3/час. Из коридора воздухбудет перетекать в ванную, санузлы и кухню, а оттуда посредством вытяжных вентиляторов (если они установлены) или естественной тяги удалятся из квартиры. Такое перетекание необходимо для предотвращения распространения неприятных запахов и влаги. Таким образом, уравнение воздушных балансов ∑ Lпр = ∑ Lвыт: 525=525м3/час — выполняется.

Расчет по кратностям

Кратность воздухообмена — это величина, значение которой показывает, сколько раз в течение одного часа воздух в помещении полностью заменяется на новый. Она напрямую зависит от конкретного помещения (его объема). То есть, однократный воздухообмен это когда в течение часа в помещение подали свежий и удалили «отработанный» воздух в количестве равном одному объему помещения; 0,5 -кранный воздухообмен – половину объема помещения.

В нормативном документе ДБН В.2.2-15-2005 «Жилые здания» есть таблица с приведенными кратностями по помещениям. Рассмотрим на примере, как производится рассчет по данной методике.

Кратность воздухообмена в помещениях жилых зданий

Помещения	Расчетная температура (зимой),ºС	Требования к воздухообмену
Помещения	Расчетная температура (зимой),ºС	Приток	Вытяжка
Общая комната, спальня, кабинет	20	1-кратный	—
Кухня	18	—
Кухня-столовая	20	1-кратный	По воздушному балансу квартиры, но не менее, м3/час	90
Ванная	25	—		25
Уборная	20	—		50
Совмещенный санузел	25	—		50
Бассейн	25	По расчету
Помещение для стиральной машины в квартире	18	—	0,5-кратный
Гардеробная для чистки и глажения одежды	18	—	1,5-кратный
Вестибюль, общий коридор, лестничная клетка, прихожая квартиры	16	—	—
Помещение дежурного персонала (консъержа/консъержки)	18	1-кратный	—
Незадымляемая лестничная клетка	14	—	—
Машинное помещение лифтов	14	—	0,5-кратный
Мусоросборная камера	5	—	1-кратный
Гараж-стоянка	5	—	По расчету
Электрощитовая	5	—	0,5-кратный

Последовательность расчета вентиляции по кратностям следующая:

Считаем объем каждого помещения в доме (объем=высота*длина*ширина).

Подсчитываем для каждого помещения объем воздуха по формуле: L=n*V (n – нормируемая кратность воздухообмена, час-1; V – объём помещения, м3)

Для этого предварительно выбираем из таблицы «Санитарно-гигиенические нормы. Кратности воздухообмена в помещениях жилых зданий» норму по кратности воздухообмена для каждого помещения. Для большинства помещений нормируется только приток или только вытяжка. Для некоторых, например, кухня-столовая и то и другое. Прочерк означает, что в данное помещение не нужно подавать (удалять) воздух.

Для тех помещений, для которых в таблице вместо значения кратности воздухообмена указан минимальный воздухообмен (например, ≥90м3/ч для кухни), считаем требуемый воздухообмен равным этому рекомендуемому. В самом конце расчета, если уравнение баланса (∑ Lпр и ∑ Lвыт) у нас не сойдется, то значения воздухообмена для данных комнат мы можем увеличивать до требуемой цифры. Если в таблице нет какого-либо помещения, то норму воздухообмена для него считаем, учитывая что для жилых помещений нормы регламентируют подавать 3 м3/час свежего воздуха на 1 м2 площади помещения. Т.е. считаем воздухообмен для таких помещений по формуле: L=Sпомещения*3. Все значения L округляем до 5 в большую сторону, т.е. значения должны быть кратны 5.

Суммируем отдельно L тех помещений, для которых нормируется приток воздуха, и отдельно L тех помещений, для которых нормируется вытяжка. Получаем 2 цифры: ∑ Lпр и ∑ Lвыт

Составляем уравнение баланса ∑ Lпр = ∑ Lвыт. Если ∑ Lпр > ∑ Lвыт , то для увеличения ∑ Lвыт до значения ∑ Lпр увеличиваем значения воздухообмена для тех помещений, для которых мы в 3 пункте приняли воздухообмен равным минимально допустимому значению.

Если ∑ Lпр > ∑ Lвыт , то для увеличения ∑ Lвыт до значения ∑ Lпр увеличиваем значения воздухообмена для помещений.

Рассчет основных параметров при выборе оборудования

При выборе оборудования для системы вентиляции необходимо рассчитать следующие основные параметры:

Производительность по воздуху;
Мощность калорифера;
Рабочее давление, создаваемое вентилятором;

Скорость потока воздуха и площадь сечения воздуховодов;
Допустимый уровень шума.

Ниже приводится упрощенная методика подбора основных элементов системы приточной вентиляции, используемой в бытовых условиях.

Производительность по воздуху

Проектирование системы вентиляции начинается с расчета требуемой производительности по воздуху или «прокачки», измеряемой в кубометрах в час. Для этого необходим поэтажный план помещений с экспликацией, в которой указаны наименования (назначения) каждого помещения и его площадь. Расчет начинается с определения требуемой кратности воздухообмена, которая показывает сколько раз в течение одного часа происходит полная смена воздуха в помещении.

Например, для помещения площадью 50 м2 с высотой потолков 3 метра (объем 150 кубометров) двукратный воздухообмен соответствует 300 кубометров/час. Требуемая кратность воздухообмена зависит от назначения помещения, количества находящихся в нем людей, мощности тепловыделяющего оборудования и определяется СНиП (Строительными Нормами и Правилами).

Для определения требуемой производительности необходимо рассчитать два значения воздухообмена: по кратности и по количеству людей, после чего выбрать большее из этих двух значений.

Расчет воздухообмена по кратности:

L = n * S * H, где

L — требуемая производительность приточной вентиляции, м3/ч;
n — нормируемая кратность воздухообмена: для жилых помещений n = 1, для офисов n = 2,5;
S — площадь помещения, м2;
H — высота помещения, м;

Расчет воздухообмена по количеству людей:

L = N * Lнорм, где

L — требуемая производительность приточной вентиляции, м3/ч;
N — количество людей;
Lнорм — норма расхода воздуха на одного человека:

в состоянии покоя — 20 м3/ч;

«офисная работа» — 40 м3/ч;

при физической нагрузке — 60 м3/ч.

Рассчитав необходимый воздухообмен, выбираем вентилятор или приточную установку соответствующей производительности. При этом необходимо учитывать, что из-за сопротивления воздухопроводной сети происходит падение производительности вентилятора. Зависимость производительности от полного давления можно найти по вентиляционным характеристикам, которые приводятся в технических характеристиках оборудования. Для справки: участок воздуховода длиной 15 метров с одной вентиляционной решеткой создает падение давления около 100 Па.

Типичные значения производительности систем вентиляции:

Для квартир — от 100 до 500 м3/ч;
Для коттеджей — от 1000 до 5000 м3/ч;

Мощность калорифера

Калорифер используется в приточной системе вентиляции для подогрева наружного воздуха в холодное время года. Мощность калорифера рассчитывается исходя из производительности системы вентиляции, требуемой температурой воздуха на выходе системы и минимальной температурой наружного воздуха. Два последних параметра определяются СНиП.

Температура воздуха, поступающего в жилое помещение, должна быть не ниже +18°С. Минимальная температура наружного воздуха зависит от климатической зоны, например, для Москвы она равна -26°С (рассчитывается как средняя температура самой холодной пятидневки самого холодного месяца в 13 часов). Таким образом, при включении калорифера на полную мощность он должен нагревать поток воздуха на 44°С. Поскольку сильные морозы в Москве непродолжительны, в приточных системах допускается устанавливать калориферы, имеющие мощность меньше расчетной. Но при этом приточная система должна иметь регулятор производительности для уменьшения скорости вентилятора в холодное время года.

При расчете мощности калорифера необходимо учитывать следующие ограничения:

Возможность использования однофазного (220 В) или трехфазного (380 В) напряжения питания. При мощности калорифера свыше 5 кВт необходимо 3-х фазное подключение, но в любом случае 3-х фазное питание предпочтительней, так как рабочий ток в этом случае меньше.
Максимально допустимый ток потребления. Величину тока (А), потребляемого калорифером, можно вычислить по формуле:

I = P / U, где

I — максимальный потребляемый ток, А;
Р — мощность калорифера, Вт;
U — напряжение питания: (220 В — для однофазного питания; для трехфазной сети расчёт несколько иной).

В случае, если допустимая нагрузка электрической сети меньше чем требуемая, можно установить калорифер меньшей мощности. Температуру, на которую калорифер сможет нагреть приточный воздух, можно рассчитать по формуле:

T = 2,98 * P / L, где

T — разность температур воздуха на входе и выходе системы приточной вентиляции,°С;
Р — мощность калорифера, Вт;
L — производительность вентиляции, м3/ч.

Типичные значения расчетной мощности калорифера — от 1 до 5 кВт для квартир, от 5 до 50 кВт для офисов и загородных домов. Если использовать электрический калорифер с расчетной мощностью не представляется возможным, следует установить калорифер, использующий в качестве источника тепла воду из системы центрального или автономного отопления (водяной или паровой калорифер). В любом случае, если есть возможность, лучше использовать водяные или паровые калориферы. Экономия на обогреве в этом случае получается колоссальная.

Рабочее давление, скорость потока воздуха в воздуховодах и допустимый уровень шума

После расчета производительности по воздуху и мощности калорифера приступают к проектированию воздухораспределительной сети, которая состоит из воздуховодов, фасонных изделий (переходников, разветвителей, поворотов) и распределителей воздуха (решеток или диффузоров). Расчет воздухораспределительной сети начинают с составления схемы воздуховодов. Далее по этой схеме рассчитывают три взаимосвязанных параметра — рабочее давление, создаваемое вентилятором, скорость потока воздуха и уровень шума.

Требуемое рабочее давление определяется техническими характеристиками вентилятора и рассчитывается исходя из диаметра и типа воздуховодов, числа поворотов и переходов с одного диаметра на другой, типа распределителей воздуха.

Чем длиннее трасса и чем больше на ней поворотов и переходов, тем больше должно быть давление, создаваемое вентилятором. От диаметра воздуховодов зависит скорость потока воздуха. Обычно эту скорость ограничивают значением от 2,5 до 4 м/с. При больших скоростях возрастают потери давления и увеличивается уровень шума. В тоже время, использовать «тихие» воздуховоды большого диаметра не всегда возможно, поскольку их трудно разместить в межпотолочном пространстве и стоят они дороже. Поэтому, при проектировании вентиляции часто приходится искать компромисс между уровнем шума, требуемой производительностью вентилятора и диаметром воздуховодов.

Для бытовых систем приточно-вытяжной вентиляции обычно используются воздуховоды диаметром 160…250 мм или сечением 400х200мм…600х350мм и распределительные решетки размером 100200 мм — 1000500 мм.

Отправьте заявку и получите КП

Подберем оборудование, удешевим смету, проверим проект, доставим и смонтируем в срок.

Расчёт объёма вентиляции и

МИНИСТЕРСТВО СЕЛЬСКОГО ХОЗЯЙСТВА РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ

ФЕДЕРАЛЬНОЕ ГОСУДАРСТВЕННОЕ ОБРАЗОВАТЕЛЬНОЕ УЧРЕЖДЕНИЕ ВЫСШЕГО ПРОФЕССИОНАЛЬНОГО ОБРАЗОВАНИЯ

«БАШКИРСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ АГРАРНЫЙ

УНИВЕРСИТЕТ»

Кафедра паразитологии, микробиологии, эпизоотологии, зоогигиены и ВСЭ

ДС.04/ ОПД.Ф.10 Зоогигиена с основами проектирования

животноводческих объектов

теплового баланса животноводческих помещений

УЧЕБНОЕ ПОСОБИЕ

Специальности 110401 Зоотехния

111201 Ветеринария

Уфа 2010

УДК 631.2:628.8

ББК 40.8

М 54

Рекомендовано к изданию методической комиссией факультета ветеринарной медицины (протокол № 5 от 18 января 2010 г.)

Составители: доктор с.– х. наук, профессор Е.П. Дементьев

канд. ветер. наук, доцент В.А. Казадаев

канд. ветер. наук, доцент Е.В. Цепелева

ст. преподаватель А.М. Синягин

Рецензент: доктор ветеринарных наук, профессор Кирилов В.Г.

Ответственный за выпуск: зав. кафедрой паразитология, микробиологии, эпизоотологии, зоогигиены и ВСЭ доктор биол. наук, профессор А.В. Андреева

ВВЕДЕНИЕ

Основными факторами, определяющими пригодность воздуха помещений для животных, является температура, относительная влажность, содержание вредных газовых примесей, пылевая и микробная загрязненность.

Оптимальный микроклимат в зоне размещения животных должен обеспечиваться в холодное время года системами вентиляции и отопления зданий, которые следует принимать в эксплуатацию в соответствии со СНиП 11-99-77. В холодный период года воздухообмен в животноводческих помещениях должен осуществляться вентиляцией с принудительным побуждением, в теплый – смешанной системой вентиляци. Во всех случаях необходимо предусматривать создание в помещениях избыточного давления для исключения неогрганизованного притока и инфильтрации наружного воздуха путем превышения притока над вытяжкой на 10-20%.

Системы вентиляции и отопления следует рассчитывать в зависимости от заданных параметров внутреннего и наружнего воздуха, тепло -, влаго- и газовыделений в помещениях, тепла солнечной радиации и теплопотерь через ограждающие конструкции, исходя из условий обеспечивания заданного микроклимата и чистоты воздуха.

Объем воздухообмена должен быть рассчитан для каждого помещения, так как излишний объем вентиляции может способствовать снижению температуры воздуха в помещении ниже нормы, а недостаточный воздухообмен не обеспечит удаления из помещения образующих водяных паров и вредных газов. За основу расчетов объема воздухообмена животноводческих помещений принимают, в зависимости от зоны страны, содержание в воздухе углекислоты, водяных паров или тепловыделений. Для холодного и переходного периодов года воздухообмен следует расчитывать по водяным парам с проверкой на углекислый газ, для теплого – по теплоизбыткам с проверкой на влажность. В помещениях для цыплят во все сезоны года – по углекислому газу с проверкой на теплоизбытки или теплонедостатки.

За расчетный принимают наибольший воздухообмен, по которому проектируют систему вентиляции.

При расчете тепло -, влаго- и газовыделений животных учитывают их живую массу и продуктивность (см. Приложение 1).

Если эти показатели не совпадают с табличными данными, расчет производят методом интерполяции (см. Приложение 2). Если совпадают только показатели живой массы коров, тогда в соответствии с табличными данными делается поправка на 1 литр молока: по выделению углекислоты — на 6,65 л/ч, по выделению водяных паров на 14 г/ч, по тепловыделению – на 25 ккал/ч.

РАСЧЕТ ОБЪЕМА ВЕНТИЛЯЦИИ

ПО УГЛЕКИСЛОМУ ГАЗУ

Для определения объема вентиляции по содержанию углекислоты пользуются формулой:

, (1)

где: L– часовой объем вентиляции или количество свежего воздуха, которое необходимо ежечасно подавать в помещение для поддержания допустимой концентрации углекислоты, м³/ч;

К – количество углекислого газа, которое выделяют все животные, содержащиеся в помещении, за 1 ч, л;

С₁– допустимое количество углекислого газа в 1м³воздуха помещения – 2,5 л/м³или 0,25 %;

С₂– количество углекислого газа в 1м³атмосферного воздуха – 0,3 л/м³или 0,03 %.

ПРИМЕР РАСЧЕТА ВЕНТИЛЯЦИИ ПО УГЛЕКИСЛОТЕ

ЗАДАЧА. В коровнике длиной 72 м, шириной 21м и высотой 3 м размещены 200 коров, из них 20 коров живой массой 400 кг и удоем 10 л, 50 коров живой массой 500 кг и удоем 10 л, 80 коров живой массой 600 кг и удоем 15 л, 20 коров живой массой 400 кг стельных сухостойных и 30 коров живой массой 600 кг стельных сухостойных. Температура воздуха в помещении + 10^°С, наружного – 5^°С, высота вытяжных труб – 7м, относительная влажность в помещении – 70 %. Внутренняя кубатура помещения – 4536 м³.

Необходимо определить:

часовой объем вентиляции в данном коровнике по углекислому газу;
кратность воздухообмена в помещении за час при найденном объеме вентиляции;
необходимую общую площадь сечения вытяжных труб и приточных каналов, обеспечивающих расчетных объемов вентиляции, а также их количество: N_виN_п.

РАСЧЕТ. В воздух помещения за 1 час животные выделяют следующее количество углекислоты (см. Приложение, табл. 14).

126 л/ч × 20 коров живой массой 400 кг, удоем 10л =2520 л/ч

142 л/ч × 50 коров живой массой 500 кг, удоем 10л =7100 л/ч

171 л/ч × 80 коров живой массой 600 кг, удоем 15 л =13680 л/ч

118 л/ч × 20 коров живой массой 400 кг стельные сухостойные =2360 л/ч

152 л/ч × 30 коров живой массой 600 кг стельные сухостойные =4560 л/ч

Итого: 30220 л/ч

Таким образом, все животные за 1 час выделяют 30220 л углекислоты.

Подставляя полученные данные в формулу 1, получим:

3736,36 м³/ч

Частоту или кратность обмена воздуха в помещении определяем путем деления часового объёма вентиляции (1) на внутреннюю кубатуру помещения (V):

К_р= 13736,36: 4536 = 3 раза в час

Кратность воздухообмена в помещении должна быть не более 5 раз в час. При увеличении кратности воздухообмена, возникающие в помещении сквозняки, отрицательно сказываются на здоровье животных.

Определяем общую площадь сечения вытяжных каналов, которая обеспечит расчетный объем вентиляции.

Расчет производим по формуле:

, (2)

где: S_B– искомая площадь сечения вытяжных каналов, м²;

L– расчетный объем вентиляции, м³/ч;

v– скорость движения воздуха в вентиляционном канале, м/ч;

(см. Приложение, табл. 10). При Δt = 15^°Cи высоте вытяжной трубы 7мv= 1,34 м/с;

t– расчетное время, 3600 сек.

Подставив данные в формулу, 2 получим:

м²

Если площадь сечения одной вытяжной трубы принять равной 0,81 м²

(0,9 м × 0,9 м = 0,81 м²), тогда количество вытяжных труб будет:

N_в= 2, 85: 0, 81 = 3, 52 ≈ 4 трубы

При определении общей площади сечения приточных каналов исходят из того, что составляет 80 % (0,8 части) от площади сечения вытяжных каналов

тогда,

S_п= 3 м²× 0, 8 = 2, 4 м².

Если принять, что площадь сечения одного приточного канала равна 0,09 м²(0,3м × 0,3м), тогда количество их будет:

N_п= 2,4 : 0,09 = 26,6 ≈ 27 штук.

Объем вентиляции, рассчитанный по содержанию углекислоты, в большинстве случаев оказывается недоступным для удаления образующихся в помещении водяных паров. Поэтому расчеты вентиляции лучше вести по влажности воздуха.

Контрольные вопросы:

Основные факторы, определяющие пригодность воздуха помещений для животных.
Значение углекислоты в гигиенической оценке воздуха помещений для сельскохозяйственных животных.
Предельно допустимые количества углекислоты в воздухе помещений животных.
Нормы воздухообмена в помещениях для видов сельскохозяйственных животных.

5. Расчет объема вентиляции помещения

Вентиляция помещений производится с целью создания благоприятного микроклимата для здоровья и продуктивности животных, а также для сохранения строительных материалов и конструкций зданий.

В плохо вентилируемых помещениях у животных более часто возникают незаразные и заразные заболевания, что бывает, связано с большими непроизводительными потерями для хозяйств.

В животноводческих помещениях применяют разные по принципу действия и конструктивным особенностям вентиляционные системы: с естественным побуждением тяги воздуха, с механическим побуждением тяги, комбинированные. В овчарне применяют вентиляционные системы с естественным побуждением тяги воздуха

Часовой объем вентиляции (L) по влажности воздуха определяют по формуле:

L =———

q1-q2 , где

L — количество воздуха (в м³), которое необходимо удалить из помещения за час, чтобы поддержать в нем относительную влажность в пределах нормы (70-85%), м³/ч;

Q — количество водяных паров (в г), которое выделяют находящиеся в помещении животные с учетом влаги испаряющейся с поверхности пола, кормушек, поилок, стен и других ограждений в час, г в час;

q_r абсолютная влажность воздуха помещений (в г/м ), при которой относительная влажность остается в пределах норматива;

q2- средняя абсолютная влажность наружного воздуха (в г/м ) вводимого в помещение в переходный период (ноябрь и март) по данной климатической зоне.

Для расчетов вентиляции животноводческого помещения необходимы следующие данные: существующий или проектный объем помещения, количество животных в помещении, их живая масса, возраст, физиологическое состояние, продуктивность, нормативные показатели основных параметров микроклимата помещения, температура, относительная и абсолютная влажности, а также эти показатели атмосферного воздуха

Помещение для содержания овцематок на 850 голов (в тепляке минимум 15% — 128 голов) живой массой- 60 кг.

Поголовье животных:

1 группа — овцематки, живой массой 60 кг, их количество 800 головы;

Овцематки расположены в 2-х зданиях в первом – 400, во-втором- 450голов

Внутренние размеры первой овчарни (без учета тамбуров): длина — 34 м, ширина -10м, высота стены – 2.4 м, высота в коньке — 3,8 м.

Животноводческое помещение находится в Брагин районе. Нормативная температура в овчарне 5°С, относительная влажность 75%. Температура наружного воздуха в среднем за март и ноябрь месяц для данного района составляет – 0,2 °С, абсолютная влажность – 3,37 г/м³.

Необходимо определить:

1. Часовой объем вентиляции (L) по влажности воздуха.

2. Кратность воздухообмена в час.

3. Объем воздухообмена на 1 центнер живой массы животного данного помещения (или на 1 голову животного или у кур на 1 кг живой массы).

4. Общую площадь сечения вытяжных и приточных каналов, а также их количество при вентиляции с естественным побуждением.

Определяем часовой объем вентиляции.

Поголовье животных, размещенное в овчарне, выделяет за час следующее количество водяных паров:

одна овцематка живой массой 60 кг выделяет 78г/ч. тогда 400 голов выделяет 31200 г/ч

Испарение влаги с ограждающих конструкций при удовлетворительном санитарном режиме, исправно действующей канализации, регулярной уборке навоза и применения соломенной подстилки в овчарне10%

10% от общего количества влаги, выделяемой всеми животными данного помещения, составит 3210г/ч. 31200 — 100%

X -10%

Всего поступит водяных паров в воздух овчарни за час 34320 г (31200+3120).

В овчарне температура воздуха 5°С и относительная влажность 75 % Для расчета абсолютной влажности по таблице «Максимальная упругость водяного пара в мм ртутного столба » находят, что максимальная влажность воздуха при температуре 5°С составляет 6.53. Следовательно, этой влажности соответствует 100 %-ная относительная влажность, а в помещении относительная влажность должна быть 75 %. Составляем пропорцию:

6.53 — 100%

q1, — 75%

q1= 4.8975 г\м3

Значение q2 берем из таблицы «Средние показатели температуры и абсолютной влажности в различных пунктах Республики Беларусь «.

Абсолютная влажность наружного воздуха в Брагинском районе в ноябре – 4,5 г/ч, в марте – 3,37г/м3.

4,5+3,37

q2=———————- =3,935

Полученные данные подставим в формулу

34320

L=———————- =35657,1

4,8975 -3,935

2. Определение кратности воздухообмена в помещении выполняют по формуле:

Кр=L\V, где

Кр — кратность воздухообмена, показывает сколько раз в течение часа воздух в помещении необходимо заменить на новый;

L — часовой объем вентиляции, м3/ч ;

V — объем помещения, м3.

V = 52 х 10 х 2,4 =1248 м3

35657

Кр=————- = 28,6 раз в час

1248

3. Определение объема вентиляции на 1 ц живой массы производят по формуле:

V=L/m , где

V — объем вентиляции на 1 ц живой массы, м /ч;

L — часовой объем вентиляции, м /ч;

m — живая масса животных, ц.

m=400 х 60 =240 ц

35657,1

V =————— =148,5м3\ч

240

4. Общую площадь сечения вытяжных труб, обеспечивающих расчетный воздухообмен, определяют по формуле:

S=L/v*3600, где

S — общая площадь поперечного сечения вытяжных шахт, м ;

V — скорость движения воздуха в вытяжной шахте, м/с;

3600 — количество секунд в одном часу.

Для определения скорости движения воздуха в вентиляционной шахте (v) применяют таблицу «Скорость движения воздуха в вентиляционных трубах (м/с) при разной высоте труб и при различных температурах воздуха внутри помещения и наружного воздуха».

Разница температур воздуха внутри помещения и наружного (∆t) рассчитывается следующим образом: температура воздуха в овчарне +5°С, средняя температура наружного воздуха в переходный период – —0,2°С и Брагинском районе (ноябрь – 0,9°С, март — -1,3°С,)

Следовательно, разница этих температур составит : ∆t= + 5°С+0,2°С = 5,2°С.

Допустим высота вытяжной трубы составляет 6 м, поэтому v = 0,8 м/с.

Подставим все значения в формулу

35657,1

S=—————— =12,4м

0,8 х 3600

Таким образом, общее сечение вытяжных шахт равно 12,4 м Количество вытяжных шахт определяют по следующей формуле:

n=S/s

S — общая площадь сечения вытяжных шахт, м2;

s — площадь сечения одной вытяжной шахты, ь2.

Эффективнее работают в овчарне трубы с сечением большим чем 1 м , поэтому можно установить 12 вытяжных шахт сечением 1,25 м х 1,2 м каждая.

12,4

n= ———— = 8 вытяжных шахт

1,5

Площадь приточных каналов (S2) составляет 60 — 70 % от общей площади вытяжных шахт и определяется по формуле :

S2 = Sx0,6 S2= 12,4 x 0,6=7,44 м2

Количество приточных каналов (n2) рассчитывается по следующей формуле:

n2= S2/s2 ,где

S2- общая площадь сечения приточных каналов, м2

s2 — площадь сечения одного приточного канала, м2.

В овчарне приточные каналы могут быть выполнены в виде приточных каналов. Приточный канал имеет площадь 2,35 м х 0,135 м = 0,31 м2, то

n2 =7,44/0.31=24 приточных каналов по 12 с каждой стороны, которые располагают в шахматном

порядке для избежания сквозняков.

2 группа — овцематки, живой массой 60 кг, их количество 450 головы;

Овцематки расположены в — 450голов

Внутренние размеры первой овчарни (без учета тамбуров): длина – 58,25 м, ширина -10м, высота стены – 2.4 м, высота в коньке — 3,8 м.

Животноводческое помещение находится в Брагинском районе. Нормативная температура в овчарне 5°С, относительная влажность 75%. Температура наружного воздуха в среднем за март и ноябрь месяц для данного района составляет – 0,2 °С, абсолютная влажность – 3,37 г/м³.

Необходимо определить:

1. Часовой объем вентиляции (L) по влажности воздуха.

2. Кратность воздухообмена в час.

Определяем часовой объем вентиляции.

Поголовье животных, размещенное в овчарне, выделяет за час следующее количество водяных паров:

одна овцематка живой массой 60 кг выделяет 78г/ч. тогда 450 голов выделяет 35100 г/ч

10% от общего количества влаги, выделяемой всеми животными данного помещения, составит 3510г/ч. 35100 — 100%

X -10%

Всего поступит водяных паров в воздух овчарни за час 38610 г (35100+3510).

6.53 — 100%

q1, — 75%

q1= 4.8975 г\м3

Абсолютная влажность наружного воздуха в Брагинском районе в ноябре – 4,5 г/ч, в марте – 3,37г/м3.

4,5+3,37

q2=———————- =3,935

Полученные данные подставим в формулу

38610

L=———————- =40114,3

4,8975 -3,935

2. Определение кратности воздухообмена в помещении выполняют по формуле:

Кр=L\V, где

L — часовой объем вентиляции, м3/ч ;

V — объем помещения, м3.

V = 58,25 х 10 х 2,4 = 1398м3

40114,3

Кр=————- = 28,7 раз в час

1398

3. Определение объема вентиляции на 1 ц живой массы производят по формуле:

V=L/m , где

V — объем вентиляции на 1 ц живой массы, м /ч;

L — часовой объем вентиляции, м /ч;

m — живая масса животных, ц.

m=450 х 60 =270 ц

40114,3

V =————— =148,6м3\ч

270

4. Общую площадь сечения вытяжных труб, обеспечивающих расчетный воздухообмен, определяют по формуле:

S=L/v*3600, где

S — общая площадь поперечного сечения вытяжных шахт, м ;

V — скорость движения воздуха в вытяжной шахте, м/с;

3600 — количество секунд в одном часу.

Следовательно, разница этих температур составит : ∆t= + 5°С+0,2°С = 5,2°С.

Допустим высота вытяжной трубы составляет 6 м, поэтому v = 0,8 м/с.

Подставим все значения в формулу

40114,3

S=—————— =13,9м

0,8 х 3600

Таким образом, общее сечение вытяжных шахт равно 13,9 м Количество вытяжных шахт определяют по следующей формуле:

n=S/s

S — общая площадь сечения вытяжных шахт, м2;

s — площадь сечения одной вытяжной шахты, ь2.

Эффективнее работают в овчарне трубы с сечением большим чем 1 м , поэтому можно установить 9 вытяжных шахт сечением 1,25 м х 1,2 м каждая.

13,9

n= ———— = 9 вытяжных шахт

1,5

Площадь приточных каналов (S2) составляет 60 — 70 % от общей площади вытяжных шахт и определяется по формуле :

S2 = Sx0,6 S2= 13,9 x 0,6=8,34 м2

Количество приточных каналов (n2) рассчитывается по следующей формуле:

n2= S2/s2 ,где

S2- общая площадь сечения приточных каналов, м2

s2 — площадь сечения одного приточного канала, м2.

n2 =8,34/0.31=27 приточных каналов, которые располагают в шахматном порядке для избежания сквозняков.

3 группа — овцематки, живой массой 60 кг, их количество 128 головы;

Овцематки расположены в тепляке

Внутренние размеры тепляка (без учета тамбуров): длина — 34 м, ширина -10м, высота стены – 2.4 м, высота в коньке — 3,8 м.

Животноводческое помещение находится в Брагинском районе. Нормативная температура в овчарне 15°С, относительная влажность 70%. Температура наружного воздуха в среднем за март и ноябрь месяц для данного района составляет – -0,2°С, абсолютная влажность – 3,37 г/м³.

Необходимо определить:

1. Часовой объем вентиляции (L) по влажности воздуха.

2. Кратность воздухообмена в час.

Определяем часовой объем вентиляции.

Поголовье животных, размещенное в овчарне, выделяет за час следующее количество водяных паров:

одна овцематка живой массой 60 кг выделяет 78г/ч. тогда 128 голов выделяет 2184 г/ч

10% от общего количества влаги, выделяемой всеми животными данного помещения, составит 218,4г/ч. 2184 — 100%

X -10%

Всего поступит водяных паров в воздух тепляка за час 24024 г (2184+218,4).

В тепляке температура воздуха +15°С и относительная влажность 70 % Для расчета абсолютной влажности по таблице «Максимальная упругость водяного пара в мм ртутного столба » находят, что максимальная влажность воздуха при температуре 15°С составляет12,70. Следовательно, этой влажности соответствует 100 %-ная относительная влажность, а в помещении относительная влажность должна быть 75 %. Составляем пропорцию:

12,70 — 100%

q1, — 70%

q1= 8,89г\м3

Абсолютная влажность наружного воздуха в Брагинском районе в ноябре – 4,5 г/ч, в марте – 3,37г/м3.

4,5+3,37

q2=———————- =3,935

Полученные данные подставим в формулу

24024

L=———————- =4938,1

8,89 -3,935

2. Определение кратности воздухообмена в помещении выполняют по формуле:

Кр=L\V, где

L — часовой объем вентиляции, м3/ч ;

V — объем помещения, м3.

V = 34 х 10 х 2,4 =816 м3

4938,1

Кр=————- = 6 раз в час

816

3. Определение объема вентиляции на 1 ц живой массы производят по формуле:

V=L/m , где

V — объем вентиляции на 1 ц живой массы, м /ч;

L — часовой объем вентиляции, м /ч;

m — живая масса животных, ц.

m=128 х 60 =76,8 ц

4938,1

V =————— =64,3м3\ч

76,8

4. Общую площадь сечения вытяжных труб, обеспечивающих расчетный воздухообмен, определяют по формуле:

S=L/v*3600, где

S — общая площадь поперечного сечения вытяжных шахт, м ;

V — скорость движения воздуха в вытяжной шахте, м/с;

3600 — количество секунд в одном часу.

Разница температур воздуха внутри помещения и наружного (∆t) рассчитывается следующим образом: температура воздуха в овчарне +15°С, средняя температура наружного воздуха в переходный период – —0,2°С и Брагинском районе (ноябрь – 0,9°С, март — -1,3°С,)

Следовательно, разница этих температур составит : ∆t= + 15°С+0,2°С = 15,2°С.

Допустим высота вытяжной трубы составляет 4 м, поэтому v = 1,01 м/с.

Подставим все значения в формулу

4938,1

S=—————— =1,36м

1,01 х 3600

Таким образом, общее сечение вытяжных шахт равно 1,36 м Количество вытяжных шахт определяют по следующей формуле:

n=S/s

S — общая площадь сечения вытяжных шахт, м2;

s — площадь сечения одной вытяжной шахты, ь2.

Эффективнее установить вытяжные шахты сечением 1,2м х 1,1 м каждая.

1,36

n= ———— = 1 вытяжная шахта

1,32

Площадь приточных каналов (S2) составляет 60 — 70 % от общей площади вытяжных шахт и определяется по формуле :

S2 = Sx0,6 S2= 1,36×0,7=0,952м2

Количество приточных каналов (n2) рассчитывается по следующей формуле:

n2= S2/s2 ,где

S2- общая площадь сечения приточных каналов, м2

s2 — площадь сечения одного приточного канала, м2.

В тепляке приточные каналы могут быть выполнены в виде подоконных щелей. Подоконная щель имеет площадь 2,35 м х 0,135 м = 0,31 м2, то

n2 =0,952/0.31=3 подоконные щели, которые располагают в шахматном порядке для избежания сквозняков.

Расчет вентиляции, формула расчета вытяжной и приточной вентиляции помещения

Переоценить роль вентиляционных систем в современных зданиях просто невозможно. Благоприятный микроклимат, определяемый температурой, влажностью и подвижностью воздуха, способствует хорошему самочувствию людей, которые находятся в здании. Тогда как дефицит кислорода в помещении может спровоцировать гипоксию органов, в том числе, мозга. Кроме того, недостаточная тяга зачастую приводит к застойным явлениям, это особенно актуально для помещений с высоким уровнем влажности, — здесь могут появиться неприятные запахи, постоянная сырость, трудновыводимый грибок на стенах, также возможно гниение деревянных элементов, коррозия металлических.

Чрезмерная тяга тоже не лучший вариант, так как в этом случае заметно увеличивается объем воздушных масс, направляемых из помещений в атмосферу, — зимой это приводит к потере тепла и существенному росту затрат на отопление дома.

Расчет вентиляции: что нужно знать

Расчет вентиляции необходим для определения оптимального вида системы воздухообмена, ее параметров, которые смогут обеспечить сочетание энергоэффективности объекта и благоприятного микроклимата.

В соответствии со СНиП 13330.2012, 41-01-2003 расчет вентиляции осуществляют еще на стадии проектирования объекта. Другое дело, что не всегда созданная при строительстве объекта вентиляция оказывается эффективной.

Самый простой способ — проверка тяги с помощью пламени зажигалки или бумажных полосок. Если такая проверка не позволила сделать вывод о нарушении проходимости вентиляционных каналов, значит проблема в неправильно подобранном сечении.

Если вентиляция уже в доме есть, но она не способна обеспечить оптимальные условия, можно использовать дополнительное оборудование, например, бризеры. Современные модели бризеров характеризуются низким уровнем шума, высокой производительностью, имеют многоступенчатую систему фильтрации воздуха. Если же вы пока находитесь на этапе проектирования вентиляции, рекомендуем максимально внимательно подойти к расчетам, чтобы впоследствии не пришлось совершенствовать смонтированную систему.

Санитарные требования нормативных документов

Нормативы ГОСТ 30494-2011 определяют допустимые и оптимальные параметры качества воздушных масс с учетом назначения помещений.

В зависимости от назначения помещения и сезона определяются допустимая и оптимальная температура воздуха (от +17 до +27 °С), относительная влажность (от 30 до 60%), желаемая скорость воздуха (от 0,15 до 0,30 м/с). Кроме того, санитарные нормы регламентируют максимально допустимый уровень шума, чистоту воздуха, минимальный расход на одного человека свежего воздуха.

При расчете вентиляции в жилых помещениях используют удельные нормы для определения оптимального воздухообмена. Расчет вентиляционной системы на производстве осуществляется с учетом допустимой концентрации загрязняющих воздух веществ. Если на производстве качество и количество продукции определяется не производительностью сотрудников, а точностью режима технологии, в помещении поддерживаются параметры воздуха, подходящие для производственного процесса. Если же производительность определяют сотрудники в помещении, акцент смещается на создание благоприятных, комфортных условий для персонала.

Выписка из ГОСТ 30494-2011

Таблица 1 — Оптимальные и допустимые нормы температуры, относительной влажности и скорости движения воздуха в обслуживаемой зоне помещений жилых зданий и общежитий

Период года	Наименование помещения	Температура воздуха, °С		Результирующая температура, °С		Относительная влажность, %		Скорость движения воздуха, м/с
Период года	Наименование помещения	оптимальная	допустимая	оптимальная	допустимая	оптимальная	допустимая, не более	оптимальная, не более	допустимая, не более
Холодный	Жилая комната	20-22	18-24 (20-24)	19-20	17-23 (19-23)	45-30	60	0,15	0,2
	Жилая комната в районах с температурой минус 31°С и ниже	21-23	20-24 (22-24)	20-22	19-23 (21-23)	45-30	60	0,15	0,2
	Кухня	19-21	18-26	18-20	17-25	Не нормируется	Не нормируется	0,15	0,2
	Туалет	19-21	18-26	18-20	17-25	Не нормируется	Не нормируется	0,15	0,2
	Ванная, совмещенный санузел	24-26	18-26	23-27	17-26	Не нормируется	Не нормируется	0,15	0,2
	Помещения для отдыха и учебных занятий	20-22	18-24	19-21	17-23	45-30	60	0,15	0,2
	Межквартирный коридор	18-20	16-22	17-19	15-21	45-30	60	Не нормируется	Не нормируется
	Вестибюль, лестничная клетка	16-18	14-20	15-17	13-19	Не нормируется	Не нормируется	Не нормируется	Не нормируется
	Кладовые	16-18	12-22	15-17	11-21	Не нормируется	Не нормируется	Не нормируется	Не нормируется
Теплый	Жилая комната	22-25	20-28	22-24	18-27	60-30	65	0,2	0,3

Примечание — Значения в скобках относятся к домам для престарелых и инвалидов.

Расчет вентиляции: вытяжной и приточной

По способу работы вентиляционные схемы можно разделить на три группы: вытяжные (удаляющие использованный воздух), приточные (впускающие в помещение чистый воздух), и (рекуперационные совмещающие функции первой и второй категорий).

В любом случае при расчете вентиляции необходимо принимать во внимание множество факторов — это:

давление в воздушных каналах;
расход воздуха;
мощность подогревателя;
площадь сечения вентканалов.

Расчет вытяжной вентиляции: пример

Перед расчетом любой вентиляционной системы нужно изучить СНиП устройства вентиляции. В соответствии с нормами, объем воздуха для человека определяется его активностью. Так, при малой активности достаточно 20 куб.м./час, при средней активности человека расчетное количество воздуха увеличивается в два раза, при высокой активности — в три. Под активностью понимается время, которое человек проводит в помещении. Если человек большую часть времени проводит в комнате, выбирается максимальный параметр, если же человек заходит в помещение время от времени, для него достаточно будет 20 куб.м./час. Например, если мы рассчитываем вентиляцию для двух человек, один из которых постоянно находится в комнате, а другой появляется редко, мы получим значение 80 куб.м./час (сумма 60 и 20 куб.м./час).

Для расчетов нужно знать и кратность — полную замену воздуха в помещении в течение часа. Кратность определяется назначением помещений: в спальне кратность равна 1, в бытовых комнатах — 2, в подсобных помещениях, санузлах, на кухнях — 3.

Рассмотрим расчет вытяжной вентиляции на примере комнаты площадью 25 кв.м, в которой живет три человека.

Формула 1. L=V*K, где

V — это объем помещения;
K — кратность.

При этом, V=S*H, где

S — площадь помещения;
H — высота комнаты (стандартная высота равна 2,5 м).

Если подставить в формулу наши параметры, вычислим, что объем помещения будет равен 62,5 куб.м. Далее умножаем объем на кратность (2) и получаем 125 куб.м./час.

Формула 2. L=N*M, где

N — количество людей в помещении;
M — средняя активность этих людей (20, 40 или 60 куб.м./час, в зависимости от того, насколько много времени человек проводит в помещении).

Возьмем для расчета среднюю активность каждого (40 куб.м./час), умножим на 3 (человека), получим 120 куб.м./час.

Выбираем большее значение — это 125 куб.м./час.

Таким же образом необходимо рассчитать производительность вытяжной вентиляционной системы для всех помещений в доме.

Обычно унифицированные системы вентиляции делятся на три типа для простоты установки: квартирные (100-500 куб.м./час), для усадеб и коттеджей (1000-2000 куб.м./час), для промышленных и производственных объектов (1000-10000 куб.м./час).

Несколько слов про нагрев воздуха.

Если мы говорим про вентиляционные системы относительно региона их применения, становится очевидным, что без подогрева воздуха, поступающего в помещение, обойтись не удастся. Поэтому при проектировании вентиляционной системы мы рекомендуем выбирать приточную вентиляцию с обогревом воздуха, входящего в помещение.

Нагрев может осуществляться по-разному — электрическим калорифером, впуском воздуха возле печного или батарейного отопления. В соответствии с требованиями СНиПов температура поступающего воздуха не должна быть ниже 18 °С. Мощность воздухонагревателя необходимо рассчитывать с учетом наиболее низкой температуры в регионе.

Формула проста: Tmax = N/V*2,98, где

Tmax — максимальная температура нагрева помещения воздухонаревателем;
N — мощность воздухонагревателя;
V — расход воздуха в час;
2,98 — постоянная переменная, коэффициент.

Вычисляем оптимальный диаметр вентиляционного канала.

После того, как все расчеты завершены, оптимальные характеристики подобраны, можно делать чертеж, строить план и подбирать необходимое оборудование.

Обратите особое внимание на сечение воздуховода — оно может быть прямоугольным и круглым. В случае, если вы имеете дело с прямоугольным воздуховодом, не забывайте о том, что соотношение его сторон не должно превышать 3:1, иначе в вентиляции практически не будет тяги, зато шума ожидается много.

Важнейший параметр — скорость в вентиляционной магистрали. На прямых участках скорость воздушных масс не должна быть ниже 5 м/с, на поворотах допускается падение скорости до 3 м/с (исключение для естественной вентиляции, здесь достаточная скорость 1м/час).

При расчете оптимального диаметра вентиляционных каналов эмпирически используют следующие параметры:

для жилых помещений на 1 кв.м. площади должно приходиться 5,5 кв.см сечения канала;
для производственных помещений этот параметр увеличивается чуть больше, чем в три раза — до 17,5 кв.см. на 1 кв.м. площади помещения.

Вместо вывода

Расчет вентиляции может проводиться разными способами. И результаты также могут получиться различными — при этом все они верны. Что выбрать? Это зависит от того, какую сумму вы готовы потратить на оборудование вентиляционной системы — расчеты по кратности и площади получаются более доступными в финансовом плане, чем расчеты по санитарным нормам. Но в последнем случае вы сможете рассчитывать на более комфортные условия проживания.

Ориентируйтесь на свои желания и финансовые возможности, а мы вам поможем подобрать оборудование и осуществить профессиональный монтаж. Мы работаем на отечественном рынке климатической техники с 2005 года, и сегодня прочно занимаем лидерскую нишу в своей сфере, предлагая клиентам широкий спектр услуг, гарантию высокого качества работ и доступные цены. В частности, у нас вы можете заказать расчет и установку вентиляционной системы «под ключ» — мы возьмем на себя решение всех вопросов, связанных с проектированием, комплектацией, монтажом вентиляционной системы, с пуско-наладочными работами, сервисным и гарантийным обслуживанием систем. Обращайтесь!

Расчет воздухообмена по различным параметрам

Содержание

1. Способы расчета воздухообмена

1.1. По кратностям воздухообмена в зависимости от специфики помещений;

1.2. По площади помещений;

1.3. По количеству пребывающих в помещениях людей.

2. Подбор воздуховода

3. Общие требования к системам вентиляции.

Для того чтобы выбрать необходимую нам систему вентиляции, нужно знать, сколько же воздуха надо подавать или удалять с того или иного помещения, т.е. необходимо узнать воздухообмен в помещении или в группе помещений.

Это позволит выбрать тип и модель вентилятора и произвести расчет воздуховодов.

Нормы воздухообмена различного типа помещений определяется согласно нормам проектирования соответствующих зданий и сооружений (СНиП 31–01-2003, СНиП 2.08.02-89, СНиП 2.09.04-87, СНиП 2.04.05-91, МГСН 3.01-01 «Жилые здания» и др.).

В нормативных документах четко определено, какие должны быть системы вентиляции в тех или иных помещениях, какое оборудование должно в них использоваться и где оно должно располагаться. А также какое количество воздуха, с какими параметрами и по какому принципу должно подаваться и удаляться из них.

Существует несколько способов расчета воздухообмена:

по кратностям воздухообмена в зависимости от специфики помещений;
по площади помещений;
по количеству пребывающих в помещениях людей.

1.1. Расчет по кратностям

Представляет из себя наиболее сложный вариант. При его выполнении учитывается назначение каждой отдельной комнаты и нормативы по кратности воздухообмена для каждой из них. При этом учитывается температура воздуха в каждом конкретном помещении.

Кратность воздухообмена – это величина, значения которой показывают, какое количество раз в течение одного часа в помещении осуществляется полная замена воздуха. Кратность сильно зависит от объема конкретного помещения.

Расчетные параметры воздуха и кратность воздухообмена в помещениях следует принимать в соответствии с таблицей 1.

Таблица 1. Расчетные параметры воздуха и кратность воздухообмена в помещениях жилых зданий

№№ п/п	Помещения	Расчетная температура воздуха в холодный период года, °С	Кратность воздухообмена или количество удаляемого воздуха из помещения
№№ п/п	Помещения	Расчетная температура воздуха в холодный период года, °С	приток	вытяжка
1	2	3	4	5
1	Общая комната (гостиная), спальня, жилая комната общежития ¹⁾	20 (22) ²⁾	не менее 30 м ³ /ч на человека
2	Кухня квартиры и общежития
	с электроплитами	16(18) ²⁾	—	Не менее 60 м³ /ч
	с газовыми плитами	16(18) ²⁾	—	Не менее 60 м 3 /ч при 2-конфорочных плитах; не менее 75 м ³/ч при 3-конфорочных плитах, не менее 90 м ³ /ч при 4-конфорочных плитах
3	Кухня-ниша	16(18) ²⁾	Механическая приточно-вытяжная по расчету
4	Ванная комната	25	—		25 м ³ /ч
5	Уборная	18	—		25 м³/ч
6	Совмещенный санузел	25	—		50 м³ /ч
7	Совмещенный санузел с индивидуальным подогревом	18	—		50 м ³ /ч
8	Душевая	25	—		5-кратн.
9	Гардеробная комната для чистки и глажения одежды	18	—		1,5-кратн.
10	Вестибюль, общий коридор, передняя, лестничная клетка в квартирном доме	16	—		—
11	Вестибюль, общий коридор, передняя, лестничная клетка в общежитии	16	—
12	Постирочная	15	по расчету, но не менее 4-кратн.		7-кратн.
13	Гладильная, сушильная в общежитии	15	по расчету, но не менее 2-кратн.		3-кратн.
14	Кладовые в квартирах (одноквартирных домах), хозяйственные и бельевые в общежитиях	12	—		1,5-кратн
15	Машинное помещение лифтов ³⁾	5	—		по расчету, но не менее 0,5-кратн.
16	Мусоросборная камера	5	—		1-кратн (через ствол мусоропровода)
17	Сауна ⁵⁾	16 ⁴⁾	—		по расчету
18	Тренажерный зал ⁵⁾	16	—		80 м ³ /ч на человека
19	Биллиардная ⁵⁾	18	—		0,5-кратн.
20	Библиотека, кабинет ⁵⁾	20	—		0,5-кратн.
21	Гараж — стоянка ⁵⁾	5	—		по расчету
22	Бассейн ⁵⁾	25	Механическая приточно-вытяжная по расчету
Примечания. 1. В одной из спален следует предусматривать расчетную температуру воздуха 22°С. 2. Значение в скобках относится к квартирам для престарелых и семей с инвалидами (в составе специализированных жилых домов и групп квартир) в соответствии с заданием на проектирование. 3. Температура воздуха в машинном помещении лифтов в теплый период года не должна превышать 40°С. 4. Температура для расчета дежурного отопления. 5. Расчетные параметры воздуха и кратность воздухообмена указанны для квартир и одноквартирных домов жилища I категории. 6. В угловых помещениях квартир, одноквартирных домов и общежитии расчетную температуру воздуха следует принимать на 2°С выше указанной в таблице (но не выше 22°С). 7. В помещениях общественного назначения общежитий и специализированных квартирных жилых домов для престарелых и семей с инвалидами расчетные параметры воздуха и кратность воздухообмена следует принимать по соответствующим нормативным документам или техническому заданию в зависимости от назначения этих помещений

Таблица 2. Кратность воздухообмена в помещениях согласно СНиП 31-01-2003

Помещение	Кратность или величина воздухообмена, м³ в час, не менее
Помещение	в нерабочем режиме	в режиме обслуживания
Спальная, общая, детская комнаты	0,2	1,0
Библиотека, кабинет	0,2	0,5
Кладовая, бельевая, гардеробная	0,2	0,2
Тренажерный зал, бильярдная	0,2	80 м³
Постирочная, гладильная, сушильная	0,5	90 м³
Кухня с электроплитой	0,5	60 м³
Помещение с газоиспользующим оборудованием	1,0	1,0 + 100 м³на плиту
Помещение с теплогенераторами и печами на твердом топливе	0,5	1,0 + 100 м³на плиту
Ванная, душевая, уборная, совмещенный санузел	0,5	25 м³
Сауна	0,5	10 м³на 1 человека
Машинное отделение лифта	—	По расчету
Автостоянка	1,0	По расчету
Мусоросборная камера	1,0	1,0

Для общих комнат и спален кратность составляет единицу на приток.
В гардеробной – полуторакратный, а в помещении для стиральной машины – полукратный на вытяжку.

Однократный воздухообмен – это когда в течение часа в помещение подали свежий и удалили «отработанный» воздух в количестве, равном одному объему помещения.

Если в таблице не указана какая-либо комната, рассчитайте для нее норму вентиляции жилых помещений по данным 3 куба воздуха в час на 1 кв.

Для жилых комнат, не имеющих естественной вентиляции (например, не открываются окна), на каждого человека «положен» минимальный расход воздушной массы, равный 60 м3/час.

Это касается прежде всего тех помещений, где человек обычно находится в активном, бодрствующем состоянии.

В то же время в спальнях, оборудованных системой естественного проветривания, допускается меньший расход воздуха — от 30 м3/час на каждого человека.

Приточный воздух из жилых помещений должен беспрепятственно перемещаться в подсобные: кухню, туалет, ванную комнату

Формула для расчета вентиляции:

L = n · V,

где L – расход воздуха, м3/ч;
n – нормируемая кратность воздухообмена, ч–1;
V – объем помещения, м3.

Для расчета воздухообмена группы помещений их можно рассматривать как единый воздушный объем, который должен отвечать условию:

ΣLпр = ΣLвыт, т. е. количество подаваемого воздуха должно быть равно количеству удаляемого.

Последовательность расчета вентиляции по кратностям следующая:

1. Считаем объем каждого помещения в доме.

2. Подсчитываем для каждого помещения кратность по формуле: L=n*V.

Для этого предварительно выбираем из таблицы 1 норму по кратности воздухообмена для каждого помещения. Для большинства помещений нормируется только приток или только вытяжка. Для некоторых, например кухня-столовая и то и другое. Прочерк означает, что в данное помещение не нужно подавать (удалять) воздух.

В самом конце расчета, если уравнение баланса (∑ Lпр и ∑ Lвыт) у нас не сойдется, то значения воздухообмена для данных комнат мы можем увеличивать до требуемой цифры.

Если в таблице нет какого-либо помещения, то норму воздухообмена для него считаем, учитывая что для жилых помещений нормы регламентируют подавать 3 м3/час свежего воздуха на 1 м2 площади помещения. Т.е. считаем воздухообмен для таких помещений по формуле: L=Sпомещения*3.

Все значения L округляем до 5 в большую сторону, т.е. значения должны быть кратны 5.

3. Суммируем отдельно L тех помещений, для которых нормируется приток воздуха, и отдельно L тех помещений, для которых нормируется вытяжка. Получаем 2 цифры: ∑ Lпр и ∑ Lвыт

4. Составляем уравнение баланса ∑ Lпр = ∑ Lвыт.

Если ∑ Lпр > ∑ Lвыт , то для увеличения ∑ Lвыт до значения ∑ Lпр увеличиваем значения воздухообмена для тех помещений, для которых мы в 3 пункте приняли воздухообмен равным минимально допустимому значению.

Рассмотрим расчеты на примере.

Дом площадью 146м².

Чтобы провести расчет для вентиляционной системы по кратностям, для начала нужно составить список всех помещений в доме, записать их площадь и высоту потолков.

Например, в доме имеются следующие помещения:

кухня площадью 20 м²;
спальня — 24 м²;
рабочий кабинет — 18 м²;
гостиная — 42 м²;
прихожая — 10 м²;
туалет — 2 м²;
ванная — 4 м².

Высота потолков равна 3,5 м.

Узнаем объем каждой комнаты:

Умножаем высоту на площадь комнаты, получаем объем, измеряемый в кубометрах (метрах кубических, м3). Можно узнайть объем каждой комнаты умножив длину, высоту и ширину стен.

кухня — 70 м³;
спальня — 84 м³;
рабочий кабинет — 63 м³;
гостиная — 147 м³;
прихожая — 35 м³;
туалет — 7 м³;
ванная — 14 м³.

Используя таблицу «Расчетные параметры воздуха и кратность воздухообмена в помещениях жилых зданийнужно» произведем расчёт необходимый объем воздуха помещений по формуле

L=n*V, где n – нормируемая кратность воздухообмена, час–1; V – объем помещения, м³, увеличив каждый показатель до значения, кратного пяти.

Если в таблице стоит прочерк, значит комната не нуждается в вентилировании. Для большинства комнат можно делать только приток или вытяжку.

Для тех помещений, для которых в таблице вместо значения кратности воздухообмена указан минимальный воздухообмен (например, ≥90м3/ч для кухни), считаем требуемый воздухообмен равным этому рекомендуемому.

кухня — 70 м³ — не менее 90 м³;
спальня — 84 м³ х1 = 85 м³;
рабочий кабинет — 63 м3 х 1= 65 м³ ;
гостиная — 130 м³; Гостиная не указана в таблице, рассчитаем для нее норму вентиляции жилых помещений по данным 3 куба воздуха в час на 1 кв. м, то есть по формуле: L=S*3, где S является площадью комнаты.
прихожая — в таблице стоит прочерк, значит комната не нуждается в вентилировании;
туалет — 7 м³ — не менее 50 м³;
ванная — 14 м³ — не менее 25 м³.

Теперь нужно отдельно суммировать сведения по помещениям, в которых осуществляется приток воздуха, и отдельно — комнаты, где установлены вытяжные вентиляционные устройства.

Для удобства записываем данные в таблицу:

Помещение	L_пр, м³/час	L_выт,м³/час
Кухня	—	≥90
Спальня	85	—
Рабочий кабинет	65	—
Гостиная	130	—
Прихожая	—	—
Туалет	—	≥50
Ванная	—	≥25
∑ L	∑ Lпр = 280	∑ Lвыт = ≥ 165

Теперь следует сравнить полученные суммы.

Очевидно, что необходимый приток превышает вытяжку на 115 м³/ч.

∑ Lпр = ∑ Lвыт:280<165 м³/час,

В итоге у вас должно сойтись уравнение объема притока и объема вытяжки. Если этого не произошло, число воздухообмена в этих помещениях можно увеличить до необходимого показателя.

Рекомендуется осуществлять распределение равномерно, по всем помещениям. Можно прибавить значения вытяжки для тех комнат, где требуется более сильная вентиляция или там, где значения были минимально допустимые – в санузле и кухне.

Важно распределить движение потоков воздуха таким образом, чтобы в доме не оставалась влага, не застаивались различные запахи.

В данном случае увеличиим показатель по кухне на 115 м3/час.

После правок результаты расчета будут выглядеть следующим образом:

Помещение	L_пр, м³/час	L_выт,м³/час
Кухня	—	205
Спальня	85	—
Рабочий кабинет	65	—
Гостиная	130	—
Прихожая	—	—
Туалет	—	≥50
Ванная	—	≥25
∑ L	∑ Lпр = 280	∑ Lвыт =280

Теперь уравнение воздушных балансов ∑ Lпр = ∑ Lвыт выполняется.

Объемы по притоку и вытяжке равны, что соответствует требованиям при расчетах воздухообмена по кратностям.

Расчет по площади помещения

Наиболее простой метод расчета. Он производится на основании норм, которые регламентируют подачу свежего воздуха для жилых помещений в размере 3 м3/час на 1 м2 площади пространства.
Т.е. за основу принимается следующая норма: каждый час в дом должно поступать по три кубических метра свежего воздуха на каждый квадратный метр площади.

Количество людей, которые постоянно проживают в доме, при этом не учитывается.

Воздух поступает через спальню и гостиную, а удаляется из кухни и санузла

Рассмотрим расчеты на примере.

Есть дом площадью 146 м².

Считаем воздухообмен по формуле: ∑ L= ∑ Lпр= ∑ Lвыт =∑ Sпомещения х 3.

∑ Lвыт 3=146 х 3=438м³/час.

Расчет по санитарно-гигиеническим нормам

В этом случае для вычислений используют не площадь, а данные о количестве постоянных и временных жильцов. Для каждого постоянно проживающего необходимо обеспечить приток свежего воздуха в в размере 60 м³/час. Если в помещении регулярно присутствуют временные посетители, то на каждого такого человека нужно прибавить еще по 20 м³/час.

Рассмотрим расчеты на примере.

Условия остаются прежние. Дом площадью 146м2. Только добавим информацию, что в доме живут два человека и еще двое пребывают в помещении нерегулярно.

В доме имеются следующие помещения:

кухня площадью — 20 м²;
спальня — 24 м²;
рабочий кабинет — 18 м²;
гостиная — 42 м²;
прихожая — 10 м²;
туалет — 2 м²;
ванная — 4 м².

Расчет выполняется отдельно для каждого помещения в соответствии с нормой 60 куб.м\чел для постоянных жильцов и 20 куб.м\час для временных посетителей. Для гостиной принимаем двух постоянных жителей и двух временных (как правило, количество постоянных и временных людей, определяется техническим заданием заказчика).

Спальня — 2 чел * 60 = 120 м³\час;
Рабочий кабинет — 1 чел. * 60 = 60 м³\час;
Гостиная 2 чел * 60 + 2 чел * 20 = 160 м³\час;

Для количества постоянных и временных обитателей дома не существует каких-то строгих правил, эти цифры определяются исходя из реальной ситуации и здравого смысла.

Вытяжку рассчитывают по нормам, изложенным в таблице, приведенной выше, и увеличивают до суммарного показателя по притоку:

Кухня — 20 м³ — не менее 90 куб.м³/ч;
Туалет — 2 м²— не менее 50 куб.м³/ч;
Ванная — 4 м³ — не менее 50 куб.м³/ч.

Для удобства записываем данные в таблицу:

Помещение	L_пр, м³/час	L_выт,м³/час
Кухня	—	≥90
Спальня	120	—
Рабочий кабинет	60	—
Гостиная	160	—
Прихожая	—	—
Туалет	—	≥50
Ванная	—	≥25
∑ L	∑ Lпр = 340	∑ Lвыт = ≥ 165

Из табоицы видно, что количество приточного воздуха превышает вытяжной на 175 м³/час. Поэтому количество вытяжного воздуха необходимо увеличить на 175 м3/час. Его можно равномерно распределить между кухней, санузлом и ванной, а можно подать в одно из этих трех помещений, например кухню. Т.е. в таблице изменится Lвыт.кухня и составит Lвыт.кухня=265 м³/час.

Помещение	L_пр, м³/час	L_выт,м³/час
Кухня	—	≥265
Спальня	120	—
Рабочий кабинет	60	—
Гостиная	160	—
Прихожая	—	—
Туалет	—	≥50
Ванная	—	≥25
∑ L	∑ Lпр = 340	∑ Lвыт = ≥ 340

Из спальни, кабинета и гостинной воздух будет перетекать в ванную, санузел и кухню, а оттуда посредством вытяжных вентиляторов (если они установлены) или естественной тяги удалятся из квартиры.

Такое перетекание необходимо для предотвращения распространения неприятных запахов и влаги.

Таким образом, уравнение воздушных балансов ∑ Lпр = ∑ Lвыт: 340=340 м³/час — выполняется.

Сравнение расчетов

Из всех вышепредложенных примеров видно, что значение воздухообмена в каждом из вариантов разное.

(∑ Lвыт1=280 м³/час < ∑ Lвыт3=340 м³/час < ∑ Lвыт2=438 м³/час).

Все три варианта являются правильными согласно норм.

Однако, первый третий более простые и дешевые в реализации, а второй немного дороже, но создает более комфортные условия для человека.

Как правило, при проектировании выбор варианта расчета зависит от желания заказчика, точнее от его бюджета.

Подбор воздуховода

Мы посчитали воздухообмен, теперь можем выбрать схему реализации системы вентиляции и произвести расчет воздуховодов системы вентиляции.

Для вентиляционных систем используют прямоугольные и круглые воздуховоды. Если вы выбираете прямоугольный воздуховод, следите, чтобы соотношение сторон не превышало 3:1, иначе вентиляция будет постоянно шуметь, а давление в ней будет недостаточно высокое (не будет тяги).

Кроме этого, при выборе необходимо учитывать, что нормальная скорость в магистрали должна достигать около 5 м/с (в ответвлениях примерно 3 м/с). Чтобы определить необходимые размеры сечения, воспользуйтесь диаграммой ниже – на ней изображена зависимость размера сечения от расхода воздуха и скорости его движения.

Горизонталями отмечен расход воздуха, вертикалями – скорость, косыми линиями – соответствующие размеры воздуховода.

Диаграмма зависимости сечения воздуховодов от скорости и расхода воздуха

На диаграмме горизонтальные линии отображают значение расхода воздуха, а вертикальные линии – скорость.

Косые линии соответствуют размерам воздуховодов.

Подбираем сечение ответвлений магистрального воздуховода (которые заходят непосредственно в каждую комнату) и самого магистрального воздуховода для подачи воздуха расходом L=438 м3/час.

Если воздуховод с естественной вытяжкой воздуха, то нормируемая скорость движения воздуха в нем не должна превышать 1м/час. Если же воздуховод с постоянно работающей механической вытяжкой воздуха, то скорость движения воздуха в нем выше и не должна превышать 3 м/с (для ответвлений) и 5 м/с для магистрального воздуховода.

Подбираем сечение воздуховода при постоянно работающей механической вытяжке воздуха.

Слева и справа на диаграмме обозначены расходы, выбираем наш (438 м3/час).

Далее, движемся по горизонтали до пересечения с вертикальной линией соответствующей значению 5 м/с (для максимального воздуховода).

Теперь, по линии скорости опускаемся вниз до пересечения с ближайшей линией сечения.

Получили, что сечение нужного нам магистрального воздуховода 160х160 мм или Ø180 мм.

Для подбора сечения ответвления движемся от о расхода 438 м3/час по прямой до пересечения со скоростью 3 м3/час.

Получаем сечение ответвления 200х200 мм или Ø 225 мм.

Эти диаметры будут достаточными при установке только одного вытяжного канала, например на кухне.

Если же в доме будет установлено 3 вытяжных вентканала, например в кухне, санузле и ванной комнате (помещения с самым загрязненным воздухом), то суммарный расход воздуха, который нужно отвести мы делим на количество вытяжных каналов, т. е. на 3. И уже на эту цифру подбираем сечение воздуховодов.

Данная диаграмма подходит только для подбора сечений механической вытяжки.

Если в доме есть бассейн необходимо использовать системы осушения воздуха, возможна система осушения воздуха с подмесом свежего воздуха.

Использование осушителей — это наиболее простой и, соответственно, более дешевый способ.

Общие требования к системам вентиляции.

Вытяжной воздух выбрасываем наружу выше кровли. При естественной вытяжной вентиляции, все каналы выводят выше кровли. При механической вытяжной вентиляции – воздуховод так же выводят выше кровли либо внутри здания, либо снаружи.
Забор свежего воздуха при механической системе приточной вентиляции осуществляется с помощью заборной решетки. Ее необходимо размещать минимум на два метра выше уровня земли.
Движение воздуха необходимо организовывать таким образом, чтобы воздух из жилых помещений двигался в направлении помещений с выделением вредностей (санузел, ванная, кухня).

Расчет воздухообмена, его виды и формулы

Как выполняют расчет воздухообмена? В общем случае воздухообмен определяют по виду загрязнителей воздуха, встречающихся в данном помещении.

Воздухообмен – количество воздуха, необходимого для полной или частичной замены загрязненного воздуха в помещении. Воздухообмен измеряют в метрах кубических за час.

Содержание статьи:

Основными расчетами воздухообмена являются расчет за санитарными нормами, расчет за нормированной кратностью, расчет за компенсацией местных вытяжек. Также существует воздухообмен на ассимиляцию явной и полной теплоты, на удаление влаги, на разбавление вредоносных веществ в воздухе. Для каждого из этих критериев существует своя методика расчета воздухообмена.

Перед началом расчета воздухообмена нужно знать такие данные:

количество вредных выбросов в помещение(теплоты, влаги, газов, паров) за один час;
количество вредных веществ на один кубометр воздуха в помещении.

Расчет по кратности

Воздухообмен за кратностью определяется по формуле:

L_k=k•V (м3/час),

где k – нормированная кратность воздухообмена;

V- объем помещения, м³.

Показатель k для разных помещений и подробности расчета по кратности представлены в статье Кратность воздухообмена и Таблицы кратности воздухообмена по СПиПам.

Воздухообмен по теплоизбыткам

Воздухообмен по тепловыделениям определяется в том случае, если в помещении присутствует большое количество теплоты, которую нужно удалить.

Расчет воздухообмена по теплоизбыткам ведут по формуле:

L=3,6•Q_изл/(ρ•c•(t_уд–t_пр)) (м³/час),

где Q_изл – количество теплоты, которая выделяется в помещение, Вт;

ρ — плотность воздуха в помещении, кг/м³;

с – массовая теплоемкость воздуха;

t_уд – температура воздуха, который удаляется вентиляцией, ºС;

tпр – температура воздуха,что подается, ºС.

Расчет воздухообмена по влаговыделениям

Нужный воздухообмен по избыткам влаги в помещении можно рассчитать за формулой:

L= W/(ρ(d_yд–d_пр) (м³/час),

где W – выделение влажности в помещении, ;

ρ — плотность воздуха в здании, кг/м³;

d_уд – содержание влаги в воздухе, что удаляется системой вентиляции;

d_пр – содержание влаги в воздухе, который подается.

Воздухообмен по газовыделениям

Воздухообмен по газовым выделениям в помещение рассчитывают за формулой:

L=K/(K_гдк–K_пр) (м³/час),

где К – весовое количество газов, что выделяются в помещение;

К_гдк– предельно допустимая концентрация газов;

К_пр– концентрация газов в подающемся воздухе.

Воздухообмен по санитарным нормам

Расчет воздухообмена в помещении по санитарным нормам (по количеству людей) определяется с условия обеспечения человека необходимым количеством свежего воздуха. Для общественных зданий санитарные нормы предусматривают подачу 20 м³/час•чел при временном пребывании человека в помещении, 40 м³/час•чел при длительном пребывании и 80м³/час•чел для спорт зала.

Формула расчета воздухообмена:

L= n•l (м³/час),

где n — количество людей, чел;

l — санитарная норма подачи воздуха, м³/час•чел.

Расчетный воздухообмен

За расчетное значение воздухообмена принимают максимальное значение из расчетов по теплопоступлениям, влагопоступлениям, поступлением вредных паров и газов, по санитарным нормам, компенсации местных вытяжек и нормативной кратности воздухообмена.

Воздухообмен жилых и общественных помещений обычно рассчитывают по кратности воздухообмена или по санитарным нормам.

После расчета требуемого воздухообмена составляется воздушный баланс помещений, подбирается количество воздухораспределителей и делается аэродинамический расчет системы. Поэтому советуем вам не пренебрегать расчетом воздухообмена, если хотите создать комфортные условия вашего пребывания в помещении.

Правильный воздухообмен — залог здоровья | iFresh

Ученые подсчитали, что среднестатистический человек проводит 95% своего времени внутри помещения. И мало кто задумывается, насколько зависит его самочувствие от качества окружающего воздуха. Тем временем, оснащенные стеклопакетами офисы, квартиры, дома превращаются в термос. С одной стороны современные дома отлично удерживают тепло, а с другой стороны, во многих из них нет притока свежего воздуха, так необходимого нашему организму. Отсюда быстрая утомляемость, рассеянность, головные боли… наш организм сигнализирует о том, что без кислорода он очень страдает. С проблемой может справиться грамотно спроектированная система вентиляции.

Проверка работы вытяжных каналов

Если находясь в помещении Вы чувствуете перманентную усталость, в ванной постоянная сырость, а на кухне пахнет соседской подгоревшей рыбой, первым делом нужно проверить работу вытяжных каналов. Для этого используют подручные средства или специальные приборы. Остановимся на первом методе. Сначала нужно открыть в помещении форточку, затем взять лист тонкой бумаги и поднести к вентиляционной решетке. Если бумага прилипла к решетке — все хорошо, если нет, вытяжной канал нуждается в прочистке. Приточная вентиляция не будет работать без вытяжной.

Расчет производительности приточной вентиляции

Необходимый расход воздуха для жилого помещения определяют по значению воздухообмена для одного из этих показателей: кратность воздухообмена или число людей в комнате. Ниже приведены очень простые формулы, которые помогут Вам быстро и грамотно рассчитать производительность приточной вентиляции.

Формула для расчета воздухообмена

Для жилья нормальная кратность воздухообмена равна единице. Что означает величина? Это количество полных смен воздушных масс в помещении за 1 час времени. Формула выглядит следующим образом:

L = Vпом * Kр (м³/ч),

где Vпом – объем комнаты, м³ Кр – минимальная кратность воздухообмена, 1/ч.

Как определить объем комнаты?

Перед началом расчета нужно определить общий объем комнаты в кубических метрах. Для этого используется простая формула:

A(длина) x B(ширина) x H(высота) = V(объем) (м³).

В качестве примера возьмем жилую комнату длиной 6 м, шириной 3 м и высотой 2,8 м. Для определения объема воздуха, необходимого для вентиляции этого помещения, рассчитаем объем комнаты:

6 х 3 х 2,8 = 50,4 м³.

Затем, умножаем полученное значение на кратность воздухообмена, которая в случае жилых комнат равна 1 и определяем требуемую производительность установки приточной вентиляции:

50,4 м³ х 1/ч = 50,4 м³/ч.

Формула для расчета воздухообмена по количеству людей

L = N * Ln.

L — требуемая производительность приточной вентиляции, м³/ч.

N — количество людей в помещении.

Ln — норма расхода воздуха на одного человека: 20 м³/ч — состояние покоя, 40 м³/ч — работа за компьютером, 60 м³/ч — физический труд.

В качестве примера возьмем детскую, в которой 2 ребенка. Например, для детской, предназначенной для 2-х детей, максимально понадобится 120 м³/ч во время активных игр и минимально 40 м³/ч во время сна.

Выбираем систему приточной вентиляции

Мы определили показатели производительности воздухообмена, которые необходимы для поддержания комфортного микроклимата в нашей комнате. Нужно выбрать систему, которая легко монтируется и вписывается в общий дизайн комнаты. При этом производительность должна быть не меньше, чем 120 м³/ч.

Компактная приточная вентиляция iFresh от Швейцарской компании Luftberg — идеальное решение для нашего случая. Система подходит для установки в помещениях с площадью 35-40 квадратных метров.

Характеристики устройства

У системы следующие характеристики:

рабочее напряжение — 220 В;
расход воздуха — от 40 до 120 м³/ч;
мощность нагревателя — от 370 до 800 Вт;
вес — 7,5 кг.

Вентилятор iFresh имеет 3 скорости вращения. В зависимости от выбранной скорости проветриватель подает в помещение 40, 80 и 120 м³/ч свежего воздуха.

Приточная вентиляция эффективно фильтрует воздух, для этого применяются сразу два фильтра: тонкой очистки и активный угольный.

Прибор снабжен керамическим нагревателем, который мягко подогревает воздух, не влияя на концентрацию кислорода в нем.

Основное «узкое место» приточных систем вентиляции — сильный шум от вентиляторов, что ограничивает их использование в ночное время суток или во время дневного сна. Но конструкторы фирмы Lufberg нашли уникальное техническое решение. Корпус приточной установки выполнен из экструдированного полипропилена. Этот материал обладает высокими показателями шумо-, вибро и тепло- изоляции. Благодаря чему iFresh стал одним из самых тихих приборов, представленных на рынке.

Есть и другие особенности, отличающие прибор от аналогов. Надежная автоматика постоянно следит за состоянием системы. Микропроцессор предотвращает риск перегрева, анализирует расход воздуха. Если фильтр засорен, электроника подаст сигнал о необходимости замены. Управлять прибором можно с помощью ИК-пульта, который входит в комплект поставки.

Система приточной вентиляции iFresh — идеальная система для помещений с площадью 35-40 квадратных метров.

Калькулятор дыхательного объема — Глубина эндотрахеальной трубки (ЭТТ)

Оценка идеальной позиции ETT

Этот калькулятор определяет оптимальное размещение эндотрахеальной трубки (в зависимости от роста пациента), чтобы избежать интубации правой магистрали, гипоксемии и пневмоторакса (когда ЭТТ помещается слишком глубоко), повреждения голосовых связок или случайной экстубации (при слишком неглубокой установке ЭТТ).

Глубина ЭТТ от передних зубов (см) (формула Чула) = 0,1 x Высота в см + 4

Хотя расчет на основе роста не исключает необходимости проведения рентгена грудной клетки, аускультации или УЗИ при определении глубины ЭТТ, он может помочь в установке ЭТТ в безопасное положение с самого начала.

В случаях критической гипоксемии немедленная доставка ЭТТ в середину трахеи может предотвратить десатурацию.

В первоначальном исследовании формула Чула была протестирована на 100 пациентах одинакового пола, которым была проведена общая анестезия с интубацией трахеи

С помощью фибробронхоскопа (вставленного в ЭТТ после интубации) измеряли расстояние от кончика ЭТТ до киля и расстояние от верхней границы манжеты ЭТТ до голосовых связок.

Целевой дыхательный объем

Дыхательный объем — это количество вдыхаемого воздуха во время нормального дыхания. Безопасный дыхательный объем может быть определен в зависимости от роста и пола пациента, а практическое правило, когда требуется вентиляция с защитой легких, устанавливает дыхательный объем на уровне 6-8 мл / кг идеальной массы тела.

Целевой дыхательный объем составляет от 6 до 8 мл / кг IBW, где:

IBW с наружной резьбой = 50 кг + 2,3 x (высота в дюймах - 60)
IBW, самка = 45.5 кг + 2,3 x (Высота в дюймах - 60)

Доказано, что традиционные заданные дыхательные объемы выше 10 мл / кг связаны с повышенным риском баротравмы легких, снижением венозного возврата и снижением сердечного выброса.

У пациентов с острым заболеванием легких недавние исследования показали корреляцию между использованием более низкого дыхательного объема и снижением смертности.

Дыхательные объемы от 6 до 6 мл / кг IBW рекомендуются при вентиляции легких пациентов с острым заболеванием легких, таких как:

Список литературы

Techanivate A, Kumwilaisak K, Samranrean S.Оценка надлежащей длины оротрахеальной интубации по формуле Чулы. J Med Assoc Thai. 2005; 88 (12): 1838-46.

Warner MA, Patel B. Глава 48 — Механическая вентиляция; Benumof and Hagberg’s Airway Management (Третье издание), 2013 г., страницы 981-997.e3.

Фуллер Б.М., Фергюсон ИТ, Мор Н.М., Дрюри А.М., Палмер С., Вессман Б.Т., Аблордеппи Э., Киперман Дж., Стивенс Р.Дж., Бриско С.К., Коломиец А.А., Хотчкисс Р.С., Коллеф М.Х. В отделении неотложной помощи начата защитная вентиляция легких (LOV-ED): квази-экспериментальное испытание до и после.Ann Emerg Med. 2017; 70 (3): 406-418.e4.

Руководство по ИВЛ — Формулы и параметры ИВЛ

Проф Марсело Алькантара Холанда

— Доцент медицины, Федеральный университет Сеара, Бразилия
-Идеализатор и основатель платформы Xlung.

Нажмите здесь, чтобы увидеть в виде таблицы

Идеальная или прогнозируемая масса тела (IBW или PBW), кг

Мужской пол
Уравнения: 50 + 0,91 * (Высота — 152,4 см).
Комментарии / рекомендации: ЖТ: от 6 до 8 мл IBW в целом.

Женский пол
Уравнения: 45, 5 + 0,91 * (Рост — 152,4 см).
Комментарии / рекомендации: ЖЕЛ <6 мл / кг - ОРДС.

Механика дыхания и связанные с ней переменные

Переменная: пиковое давление в дыхательных путях
Уравнения: Нет
Комментарии / рекомендации:
— Максимальное давление в дыхательных путях
— Не превышать 35-45 см вод. Ст.>

Переменная: давление плато
Уравнения: Нет
Комментарии / рекомендации:
— Альвеолярное давление в конце вдоха во время паузы 2 с
— Не превышайте 15 см вод. Ст. Или минимально возможное значение.

Переменная: рабочее давление
Уравнения: Нет
Комментарии / рекомендации:
— Альвеолярное давление в конце вдоха — ПДКВ
— Не превышайте 28-30 см вод. Ст. Или минимально возможное значение.

Переменная: Авто-ПДКВ или внутреннее ПДКВ
Уравнения: Нет
Комментарии / рекомендации:
— Альвеолярное давление в конце выдоха измеряется с паузой 2-3 секунды
— Нормальный: ноль или равно PEEP
— Старайтесь поддерживать <10 см вод. Ст. Или минимально возможное значение.

Переменная: сопротивление дыхательных путей (исходное)
Уравнения: (Пиковое давление — Давление плато, см вод. Ст.)) / Расход (л / с)
Комментарии / рекомендации:
— Требуется прямоугольный тип потока
— Нормальные 4-10 смх3О / л.s
— При обструктивных заболеваниях дыхательных путей старайтесь удерживать <20 см вод. Ст. / Л.

Переменная: Статическая податливость (Cst)
Уравнения: Дыхательный объем (мл) / (Давление плато — ПДКВ, см ч3O)
Комментарии / рекомендации:
— Нормальный от 50 до 80 мл / см вод. Ст.
— Выше при эмфиземе
— Меньше при рестриктивных заболеваниях:
— ОРДС
— Кардиогенный отек легких
— вздутие живота
— пневмоторакс

Переменная: Постоянная времени
Уравнения: Raw cmh3O.Л / см · ч3O
Комментарии / рекомендации: Обратите внимание, что значение Cst должно быть в л, а не в мл / см вод. Ст.

Переменная: соотношение I: E
Уравнения: от одного до опыта. время / вдох. время
Комментарии / рекомендации:
Пример: Insp. Время 0,5 с; Время опыта 2,5 с, чем будет соотношение I: E, 1 к (2,5 / 0,5) или 1: 5

Газообмен

Переменная: давление PaO2
Уравнения: Нет
Комментарии / рекомендации: Держите от 65 до 85 мм рт. Ст. С минимально возможным FIO2.

Переменная: PaCO2
Уравнения: Нет
Комментарии / рекомендации:
— Установить в соответствии с pH
— Допустимая гиперкапния (PaCO2> 50 мм рт. Ст.) При ОРДС, ХОБЛ или астматическом статусе
— Держите от 35 до 38 мм рт. Ст. При острой черепно-мозговой травме.

Переменная: артериальный pH
Уравнения: Нет
Комментарии / рекомендации:
— Держите между 7.34-7,44
— Допустимая гиперкапния (PaCO2> 50 мм рт. Ст.) Допускает ацидемию с pH> 7,20

Переменная: SaO2 или SpO2
Уравнения: Нет
Комментарии / рекомендации:
— Держите в пределах 92-97%
— Убедитесь, что датчик SpO2 выдает согласованные кривые.

Переменная: настройка FIO2
Уравнения: цель FIO2 = цель PaO2 x (ток FIO2 / ток PaO2)
Комментарии / рекомендации: Установите минимально возможное значение FIO2.

Переменная: соотношение PaO2 / FIO2
Уравнения: PaO2 (мм рт. Ст.) / FIO2 (абсолютное значение, а не в%)
Комментарии / рекомендации:
— Нормальный> 400 на 500, уровень моря
— Он может оценить объем легочного шунта:
— 200-300, 10-20% шунта
— 100-199, 20-40% шунта
— <100,> 40% шунта

Переменная: настройка частоты дыхания (ЧД)
Уравнения: заданное значение RR = ток RR x ток PaCO2 / заданное значение PaCO2
Комментарии / рекомендации: Выберите целевое значение PaCO2 в соответствии с состоянием пациента и уровнем pH.

Предикторы отлучения

Переменная: Клинические и физиологические параметры прерывания SBT
Уравнения: Нет
Комментарии / рекомендации:
— Возбуждение, потливость, измененный уровень сознания
— ЧД> 35 уд. / Мин.
— SpO2 <90%
— ЧСС> 140 ударов в минуту
— Систолическое артериальное давление> 180 мм рт. Ст. Или <90 мм рт. Ст.

Переменная: максимальное давление на вдохе (MIP)
Уравнения: Нет
Комментарии / рекомендации: MIP <| -25 to -30cmh3O | связаны с неудачей экстубации из-за слабости дыхательной мышцы

Переменная: P 0.1
Уравнения: Нет
Комментарии / рекомендации:
— Давление в дыхательных путях, измеренное через 100 мс после начала дыхательного усилия, напрямую коррелирует с респираторным побуждением
— В норме <4 см вод. Ст., Более высокие значения могут быть связаны с неудачей отлучения

Переменная: соотношение частого поверхностного дыхания (ЧД / ЖТ)
Уравнения: ЧД уд / мин / Средняя ЖТ (L)
Комментарии / рекомендации:
— Обычно измеряется, когда пациент отключен от аппарата ИВЛ.
— Значения> 105 ударов в минуту / л связаны с более высоким риском неудачи во время теста на самопроизвольное дыхание (SBT).

Переменная: интегральный индекс отлучения (IWI)
Уравнения: отношение Cst мл / см · ч3O × SaO2 / (RR / TV)
Комментарии / рекомендации:
— Cst необходимо измерить при вентиляции с контролем объема с задержкой вдоха на 0.От 5 до 1,0 секунды без вдоха
— ИВИ> 25 мл / см · ч3O. Вдохов / мин / л связано с успешным отлучением от груди.

Формулы, расчеты и уравнения респираторной терапии (Учебное пособие)

Минутная вентиляция (VE)
VE = Частота дыхания x Дыхательный объем

Альвеолярная минутная вентиляция (ВА)
ВА = частота дыхания x (дыхательный объем — мертвое пространство)

Сопротивление дыхательных путей (исходное значение)
Исходное значение = (PIP — давление плато) / поток

Среднее давление в дыхательных путях (лапа)
Лапа = ((Время вдоха x частота) / 60) x (PIP — PEEP) + PEEP

Работа дыхания (WOB)
WOB = изменение давления x изменение объема

Градиент альвеолярно-артериального напряжения кислорода (P (A-a) O2)
P (A-a) O2 = PAO2 — PaO2

Альвеолярное напряжение кислорода (PAO2)
PAO2 = (PB — Ph3O) x FiO2 — (PaCO2 / 0.8)

Отношение артериального / альвеолярного напряжения кислорода (а / а)
(а / А) Отношение = PaO2 / PAO2

Содержание кислорода в артериальной крови (CaO2)
CaO2 = (Hb x 1,34 x SaO2) + (PaO2 x 0,003)

Содержание кислорода в конце капилляра (CcO2)
CcO2 = (Hb x 1,34 x SaO2) + (PAO2 x 0,003)

Содержание смешанного венозного кислорода (CvO2)
CvO2 = (Hb x 1,34 x SvO2) + (PvO2 x 0,003)

Шунтирующее уравнение (QS / QT)
QS / QT = (CcO2 — CaO2) / (CcO2 — CvO2)

Модифицированное уравнение шунта (QS / QT)
QS / QT = ((PAO2 — PaO2) x 0.003) / ((CaO2 — CvO2) + (PAO2 — PaO2) x 0,003)

Разница в содержании кислорода в смеси артериальной и венозной крови (C (a-v) O2)
C (a-v) O2 = CaO2 — CvO2

Отношение вовлечения кислорода к воздуху (O2: воздух)
O2: воздух = 1: (100 — FiO2) / (FiO2 — 2)

Оценка насыщения артериальной крови кислородом (SaO2)
SaO2 = PaO2 + 30

Отношение PaO2 / FiO2 (соотношение P / F)
Отношение P / F = PaO2 / FiO2

Индекс оксигенации (OI)
OI = ((Paw x FiO2) / PaO2) x 100

Потребление кислорода (VO2)
VO2 = Сердечный выброс x C (a-v) O2

Коэффициент экстракции кислорода (O2ER)
O2ER = (CaO2 — CvO2) / CaO2

Оценка FiO2 для назальной канюли
FiO2 = 20 + (4 x литровый поток)

Продолжительность кислородного баллона
Продолжительность = (манометрическое давление x коэффициент емкости) / литровый расход

Продолжительность системы жидкого кислорода
Продолжительность = (344 x Вес жидкости) / Расход

Сердечный индекс (ДИ)
ДИ = сердечный выброс / площадь поверхности тела

Сердечный выброс (QT)
QT = ЧСС x Ударный объем

Сердечный выброс (CO) Метод Фика
CO = (Потребление O2 / CaO2 — CvO2)

Церебральное перфузионное давление (CPP)
CPP = Среднее артериальное давление — внутричерепное давление

Среднее артериальное давление (САД)
САД = (систолическое АД + (2 х диастолическое АД)) / 3

Ударный объем (SV)
SV = сердечный выброс / частота сердечных сокращений

Максимальная частота пульса (HRmax)
HRmax = 220 — Возраст

ЧСС на полосе ЭКГ (ЧСС)
ЧСС = 300 / количество больших прямоугольников между зубцами R

Дыхательный коэффициент (RQ)
RQ = VCO2 / VO2

Системное сосудистое сопротивление (SVR)
SVR = (MAP — CVP) x (80 / Сердечный выброс)

Сопротивление легочных сосудов (PVR)
PVR = (MPAP — PCWP) x (80 / Сердечный выброс)

Статическое соответствие (Cst)
Cst = дыхательный объем / (давление плато — PEEP)

Динамическое соответствие (Cdyn)
Cdyn = Дыхательный объем / (Пиковое давление — PEEP)

Отношение мертвого пространства к дыхательному объему (VD / VT)
(VD / VT) = (PaCO2 — PECO2) / PaCO2

Оценка дозировки для детей
Доза для детей = (Возраст / Возраст + 12) x Доза для взрослых

Оценка дозировки для младенцев
Доза для младенцев = (Масса тела в фунтах / 150) x Доза для взрослых

Оценка дозировки для младенцев и детей (Правило Фрида)
Доза для младенцев или детей = (Возраст в месяцах / 150) x Доза для взрослых

Анионная щель
Анионная щель = Na + — (Cl- + HCO3-)

Площадь поверхности тела (BSA)
BSA = ((4 x Масса тела) + 7) / (Масса тела + 90)

Эластичность
Эластичность = изменение давления / изменение объема

Расчет использования курения (лет на пачку)
Год на пачку = (количество выкуриваемых пачек в день) x (количество выкуриваемых лет)

Оценка размера отсасывающего катетера
Размер катетера = (внутренний диаметр / 2) x 3

Оценка размера эндотрахеальной трубки у детей
Размер трубки = (Возраст + 16) / 4

Закон Бойля
P1 x V1 = P2 x V2

Закон Чарльза
V1 / T1 = V2 / T2

Закон Гей-Люссака
P1 / T1 = P2 / T2

Закон ЛаПласа
P = (2 x поверхностное натяжение) / радиус

Преобразование температуры в градусы Цельсия
˚F = (˚C x 1.8) + 32

Фаренгейта в градусах Цельсия Преобразование температуры
˚C = (˚F — 32) / 1,8

Цельсия в Кельвина Преобразование температуры
K = ˚C + 273

Конверсия гелия / кислорода (He / O2)
Фактический расход = заданный расход x коэффициент

Общая емкость легких (TLC)
TLC = IRV + VT + ERV + RV
TLC = VC + RV
TLC = IC + FRC

Жизненная емкость (VC)
VC = IRV + VT + ERV
VC = IC + ERV
VC = TLC — RV

Объем вдоха (IC)
IC = IRV + VT
IC = TLC — FRC
IC = VC — ERV

Функциональная остаточная емкость (FRC)
FRC = ERV + RV
FRC = TLC — IC

Постоянная времени (t)
t = Соответствие x Сопротивление

Идеальная масса тела (IBW)
IBW = 50 кг + (2 x количество дюймов более 5 футов)

Дыхательный объем (VT)
VT = скорость потока x время вдоха

Выдыхаемый дыхательный объем (VT)
VT = минутная вентиляция / частота

Скорректированный дыхательный объем (VT)
VT = истекший дыхательный объем — объем трубки

Настройка вентилятора с поддержкой давлением (PSV)
PSV = ((Пиковое давление — давление плато) / установленный расход) x Пиковый расход

Индекс быстрого поверхностного дыхания (RSBI)
RSBI = частота / дыхательный объем

Оценка размера эндотрахеальной трубки у детей
Размер трубки = (Возраст + 16) / 4

Минимальный расход при механической вентиляции
Расход = минутная вентиляция x Сумма соотношений I: E частей

Механическая вентиляция

Показания

Основное показание к ИВЛ — острое дыхательная недостаточность, у которой есть две основные причины:

Вентиляторная (гиперкапническая дыхательная недостаточность)
- Пониженный респираторный привод
- Аномалии грудной стенки
- Усталость дыхательных мышц

Неэффективный газообмен (гипоксическая дыхательная недостаточность)
- Внутрилегочный шунт
- Несоответствие вентиляции и перфузии
- Уменьшенный FRC

Цели механической вентиляции

Устранение респираторной недостаточности
Уменьшение работы дыхания
Улучшить газообмен в легких
Обратное утомление дыхательных мышц
Разрешить заживление легких
Избегайте осложнений

Минимизация работы дыхания (WOB)

Снижение потребности в вентиляции

Уменьшение производства C02
Уменьшение мертвого пространства
Снижение вентиляции
1. Коррекция метаболического ацидоза
2. Снижение психогенного стресса
3. Поддерживать адекватную оксигенацию
4. Рассмотреть седативный эффект

Улучшить респираторный импеданс

Уменьшить сопротивление воздушному потоку
1. Улучшить выведение секрета
2. Обратный бронхоспазм
3. Уменьшить сопротивление цепи
Повышение эластичности грудной клетки
1. Диурез
2. Применить PEEP / CPAP
Синхронизация производительности аппарата с потребностями пациента

Повышение эффективности дыхания

Автоматическое уменьшение ПДКВ
Правильное расположение

Вентиляторы отрицательного давления

Железное легкое
Комод кирас

Вентиляторы с положительным давлением

Практически все современные аппараты ИВЛ используют принцип прерывистого вентиляция с положительным давлением (IPPV), которая вызывает вздутие легких путем создания и применение положительного давления в дыхательных путях.

Вентиляторы с циклическим изменением давления:
Газу разрешается поступать в легкие до тех пор, пока не будет достигнут текущий предел давления в дыхательных путях, при в это время открывается клапан, позволяя продолжить выдох. Объем доставлен вентилятор меняется в зависимости от изменений сопротивления дыхательных путей, эластичности легких и целостности вентиляционный контур.

Вентиляторы с регулируемым объемом:
Газ течет к пациенту до тех пор, пока заданный объем не будет доставлен в контур вентилятора, даже если это влечет за собой очень высокое давление в дыхательных путях.

Режимы вентилятора

Управляемая механическая вентиляция

Аппарат ИВЛ обеспечивает текущее количество вдохов / мин при заданном объеме
Пациент не может инициировать дополнительное дыхание, как в случае ACV
Используется у парализованных пациентов

Вспомогательная вентиляция

Обеспечивает заданный объем
- , когда пациент запускает аппарат
- автоматически, если пациент не запускает триггер в течение выбранного времени
Врач устанавливает дыхательный объем, частоту поддержки, чувствительность, скорость потока
Установите частоту повторного дыхания примерно на 4 вдоха / мин ниже спонтанной частоты дыхания пациента
Доставляемый объем может быть значительно уменьшен у пациентов с обструкцией дыхательных путей или жесткие легкие, когда объем становится сжатым в трубке (обычно 2-4 мл / см · ч 30).

Прерывистая принудительная вентиляция

Обеспечивает заданную громкость с заданной скоростью
Разрешает самостоятельное дыхание (в отличие от переменного тока)
Хотя он дает статистически значимое снижение степени респираторный алкалоз, изменение вряд ли будет клинически значимым
Распределительный клапан может вызвать значительную респираторную нагрузку
При уменьшении скорости SIMV работа дыхания и произведение давления на время (a превосходный индекс расхода энергии) увеличивается как для спонтанных, так и для вспомогательных дышит.При любой скорости SIMV нет разницы в продукте давление-время между спонтанное и вспомогательное дыхание.
Это указывает на то, что пациенты мало дышат адаптация к помощи машины во время SIMV.

Вентиляция с поддержкой давлением

Фиксированная величина давления (устанавливается врачом) увеличивает каждый вдох
Давление поддерживается на заданном уровне до тех пор, пока поток вдоха пациента не упадет до определенный уровень (например,г., 25% от пикового расхода)
Пациент может контролировать скорость, время вдоха и скорость вдоха.
Дыхательный объем определяется уровнем PSV, усилием пациента и легочным механика.

Другие методы механической вентиляции

Вентиляция с обратным соотношением

Обоснование

Устойчивое повышение давления в дыхательных путях может более эффективно задействовать коллапс альвеолы.
Соотношение I: E> 1: 1 может обеспечить более высокое среднее давление в дыхательных путях с более низким пиком альвеолярное давление и более низкое ПДКВ по сравнению с традиционной механической вентиляцией легких (при условии, что чрезмерного улавливания газа не происходит).

Методы

ИВЛ с регулируемым давлением (заданная) с увеличенным временем вдоха
Самый распространенный метод
Вентиляция — это функция механики и внутреннего PEEP: адекватность необходимо тщательно контролировать уровень вентиляции
Вентиляция с контролируемым объемом, модифицированная с помощью
1. Медленная, постоянная скорость вдоха (IFR)
2. Постоянная IRF с паузой в конце вдоха
3. Торможение IFR

Проблемы

Заметное увеличение улавливания газа (PEEPi)
1. баротравма, снижение сердечного выброса
2. если соотношение I: E < 2: 1, PEEPi обычно <10-15 см H ₂ 0)
Пониженный V _T с повышенным PCO ₂
Дискомфорт (требуется глубокая седация + паралич)
Показания и методология не определены четко

Разрешающая гиперкапния

Обоснование:

Это основано на представлении о том, что высокие дыхательные объемы вызывают или усугубить травму легких.

Исследование Hickling et al (Intensive Care Med 1990; 16: 372)

Ретроспективное исследование 50 пациентов с тяжелым ОРДС
Предназначен для PIP <30 см h30 (всегда <40 см h30)
1. V _T всего 5 мл / кг
2. PaC02 62 торр (до 129 торр)
3. pH 7.29 (диапазон, 7,02-7,38)
4. Смертность 16% (против прогноза 40%)

Волютравма у экспериментальных животных

Избыточное растяжение альвеол быстро вызывает
1. Отслоение эндотелиальных клеток от базальной мембраны
2. Деструкция альвеолярных клеток I типа
3. Повышенная проницаемость эндотелия и эпителия
Повышенный объем легких, а не давление

Исследование Дрейфуса и др. (ARRD 1988; 137: 1159)

Внесосудистые измерения воды в легких у крыс — Вентилятор настройки:

HiP-HiV:	Пиковое давление в дыхательных путях 45 см h30 VT 40 мл / кг
LoP-HiV:	Отрицательное давление (железное легкое) VT 44 мл
HiP-LoV:	PIP 45 см h30 (нагрудная обвязка) VT 19 мВкг

Вода в легких увеличивается при обоих состояниях HiV, тогда как HiP-LoV не отличался от результатов у контрольных животных

Настройки вентилятора

Режим вентилятора
Концентрация кислорода
Дыхательный объем
Установить тариф
Скорость вдоха
Степень вдохновения: выдоха
ПДКВ

Вдыхаемая концентрация кислорода

Первоначально выберите высокий FI02 и отрегулируйте, когда получите ABG через 20 мин.
Стремитесь к самому низкому FI02, который позволит достичь Pa02 60-70 мм рт.ст. (или Sp02 92%)
ПДКВ может потребоваться для достижения снижения FI02
Кислородная токсичность
1. Воздействие FI02 из 1.От 0 до 24 часов не приводит к значительному клиническому риск, но после этого он явно токсичен.
2. FI02 0,50 обычно считается безопасным в течение нескольких недель, если это необходимо.
3. Для FI02 от 0,5 до 1,0 — продолжительность безопасного воздействия до начала токсичность для человека неизвестна.
4. При ведении пациентов с гипоксемией следует больше опасаться тяжелой гипоксемии чем потенциальная угроза кислородного отравления.

Дыхательный объем

Дыхательный объем при нормальном самостоятельном дыхании равен 5 мл / кг. Трудоустройство этот объем при ИВЛ приводит к ателектазу, которого можно избежать, используя прерывистые вздохи.
Большой дыхательный объем 10-15 мл / кг может вызвать повреждение альвеол.
Предпочтительный дыхательный объем = 7-8 мл / кг
Помните, что в контуре теряется некоторый объем (из-за сжатия) (2-3 мл / см h30).

Скорость вентилятора

На прикроватной карте запишите скорость, установленную на аппарате ИВЛ, и общая частота дыхания пациента
1. IMV
  -Изначально установленная скорость должна быть близка к общей скорости пациента
  -Медленно уменьшайте установленную скорость в соответствии с толерантностью пациента, чтобы отлучить от груди
2. переменного тока
  — Частота дублирования должна быть на 2-4 вдоха ниже спонтанной частоты
  . -Уменьшение установленной ставки не снижает уровень поддержки

Скорость вдоха

Скорость вдоха (IFR) 60 л / мин обеспечивает оптимальный газообмен в большинстве пациенты.
IFR 100 л / мин обеспечивает лучший газообмен у пациентов с ХОБЛ, вероятно потому что уменьшение соотношения I: E (с продлением срока годности) позволяет более полно опустошение газовых регионов.
Неадекватно низкий IFR может заметно увеличить активную работу дыхания за счет пациент.

Вдохновение: Срок годности

Обычно 1: 2
Вентиляция с обратным соотношением (до 4: 1)

ПДКВ

Голы

Улучшение оксигенации и минимизация риска кислородного отравления избытка жидкости внутри легкое.Привлекая разрушенные альвеолы, он позволяет вдохновение происходить на крутых склонах. часть кривой давление-объем. Эти изменения в сочетании с возможным перераспределением избытка жидкости в легких приводит к уменьшению шунта.
Изменить естественное течение повреждения легких; однако профилактическое ПДКВ не снизить риск ОРДС у пациентов из группы риска.

Учреждение PEEP

Убедитесь, что ПДКВ является единственной изменяемой переменной
Используйте ступенчатые приращения (3-5 см h30)
Минимизировать интервал между изменением и оценкой

Оптимальное ПДКВ

предмет разногласий
Не основывайте только Pa02 (так как улучшение P02 может сопровождаться сердечно-сосудистая недостаточность)
Как правило, оптимальное ПДКВ достигается за счет максимального увеличения подачи 02 при самом низком Настройка FI02.
Измерения фракции шунта и податливости грудной клетки использовались в качестве руководства оптимальному ПДКВ; они больше не используются на повседневной основе.

Снижение ПДКВ

Резкое снижение ПДКВ может вызвать тяжелую гипоксемию, для устранения которой требуются дни.
Нужен стабильный пациент с Pa02> 80 мм рт. Ст. И FI02 < 0.40 раньше снижение ПДКВ.
Правило трех минут Харборвью:
1. Измерьте Pa02 и уменьшите ПДКВ на < 5 см h30
2. Определите ГК через 3 мин и немедленно верните ПДКВ к предыдущему значению.
3. Если Pa02 падает более чем на 20%, поддерживать ПДКВ на прежнем уровне
4. Если Pa02 падает на <20%, вероятность того, что ПДКВ может быть снижена, составляет 90%. успешно уменьшено

Мониторинг при механической вентиляции

Медицинский осмотр
Частота дыхания (заданная, самопроизвольная)
Доставленный и спонтанный дыхательный объем
Движение грудной клетки и живота
Соответствие (статическое, динамическое)
Пиковое давление на вдохе
Авто PEEP
Форма кривой давления в дыхательных путях
Работа дыхания
Газообменник (ABG, Sp02)

Соответствие

Измерение выданного дыхательного объема, пикового давления в дыхательных путях, давление плато (во время окклюзии в конце вдоха продолжительностью до 2 с) и разрешает ПДКВ расчет статической и динамической респираторной податливости.

Статическая податливость (C _st)	= VT / (давление плато — PEEP) = 60-100 мл / см h30
Уменьшается при пневмонии, отеках, ателектазах, пневмоторакс, или эндобронхиальная интубация.
Динамическая характеристика (C _dyn)	= VT / (Пиковое давление — PEEP) = 50-80 мл / см h3)
Уменьшается при бронхоспазме, закупорке слизью, перегибе трубка или пониженная статическая податливость.

Кривая давления в дыхательных путях

Во время истинного пассивного накачивания давление в дыхательных путях показывает плавный рост, он остается выпуклым вверх и хорошо воспроизводится от вдоха к дыханию.
У пациента, который получает частичную поддержку искусственной вентиляции легких (например, AC, IMV, PSV), степень деформации и уменьшение давления в дыхательных путях обеспечивает мониторинг количества усилий, затрачиваемых пациентом

Индекс быстрого поверхностного дыхания

f / VT рацион =	Частота (вдохи мин.)
	Дыхательный объем (литры)

Если f / VT> 100 вдохов в минуту / л, вероятна неудача отлучения.

Осложнения

Снижение сердечного выброса
Баротравма
Осложнения с эндотрахеальной трубкой
Инфекция
Поражение органов (почек, желудочно-кишечного тракта, ЦНС)
Психологические нарушения

Пневмония, связанная с ИВЛ

Зарегистрированная заболеваемость, 9-10% (обычно 30%)
Смертность, 50-80% (против 30% у сопоставимых пациентов без пневмонии)
Факторы риска
1. Основное заболевание
2. Нарушение защиты хоста
3. Депрессия мукоцилиарного транспорта
4. Эндотрахеальная / трахеостомическая трубка
5. Аспирация
6. Небулайзеры
Вентиляционный контур

Крейвен (ARRD 1986; 133: 792)
Заболеваемость пневмонией составляет 29% при замене трубок каждые 24 часа; 14% при замене трубок каждые 48 часов

Дрейфус (ARRD 1991; p143) 738)
Частота пневмонии (подтверждена бронхоскопией «кисточкой») — то же для изменений контура q 48 часов без изменений (в среднем: 10 дней)

Клинический диагноз
1. очень ненадежный
2. Fagon, Chastre, et al (ARRD 1988; 138: 110)
  - 147 пациентов с ИВЛ с новым легочным инфильтратом и гнойным секретом, у большинства из них также была лихорадка и лейкоцитоз.
  - «Щетка для бронхоскопии» с количественными культурами (> 10 ³ колониеобразующие единицы на мл) были положительными только у 31% этих пациентов.
  - Комбинация 16 клинических переменных не принесла пользы (пошаговая логистика регресс).

Нетрадиционная механическая вентиляция

Неинвазивная назальная вентиляция
Высокочастотная вентиляция
Вентиляция в положении лежа на животе
Легочные газообменные устройства
1. Внесосудистые (ECMO, ECCO ₂ удаление)
2. Внутрисосудистое (IVOX)
Трахеальная инсуффляция кислорода (TRIO)
Вентиляция с постоянным потоком (CFV)

Краткий обзор механической мощности: простой заменитель вентиляции с регулируемым объемом | Экспериментальная интенсивная терапия

Acute Respiratory Distress Syndrome N, Brower RG, Matthay MA, Morris A, Schoenfeld D, Thompson BT, Wheeler A (2000) Вентиляция с более низкими дыхательными объемами по сравнению с традиционными дыхательными объемами при остром повреждении легких и синдроме острого респираторного дистресс-синдрома. N Engl J Med 342: 1301–1308

Статья Google Scholar

Dreyfuss D, Soler P, Basset G, Saumon G (1988) Отек легких с высоким давлением инфляции. Соответствующие эффекты высокого давления в дыхательных путях, большого дыхательного объема и положительного давления в конце выдоха.Am Rev Respir Dis 137: 1159–1164

CAS Статья Google Scholar

Amato MB, Meade MO, Slutsky AS, Brochard L, Costa EL, Schoenfeld DA, Stewart TE, Briel M, Talmor D, Mercat A, Richard JC, Carvalho CR, Brower RG (2015) Управляющее давление и выживаемость при остром респираторном дистресс-синдроме. N Engl J Med 372: 747–755

CAS Статья Google Scholar

Protti A, Maraffi T, Milesi M, Votta E, Santini A, Pugni P, Andreis DT, Nicosia F, Zannin E, Gatti S, Vaira V, Ferrero S, Gattinoni L (2016) Роль скорости деформации в патогенезе отек легких, вызванный вентилятором. Crit Care Med 44: e838 – e845

Статья Google Scholar

Collino F, Rapetti F, Vasques F, Maiolo G, Tonetti T, Romitti F, Niewenhuys J, Behnemann T., Camporota L, Hahn G, Reupke V, Holke K, Herrmann P, Duscio E, Cipulli F , Moerer O, Marini JJ, Quintel M, Gattinoni L (2019) Положительное давление в конце выдоха и механическая мощность.Анестезиология 130: 119–130

Статья Google Scholar

Gattinoni L, Tonetti T, Cressoni M, Cadringher P, Herrmann P, Moerer O, Protti A, Gotti M, Chiurazzi C, Carlesso E, Chiumello D, Quintel M (2016) Причины легких, связанные с ИВЛ травма: механическая сила. Intensive Care Med 42: 1567–1575

CAS Статья Google Scholar

Becher T, van der Staay M, Schadler D, Frerichs I., Weiler N (2019) Расчет механической мощности для вентиляции с регулируемым давлением.Intensive Care Med

van der Meijden S, Molenaar M, Somhorst P, Schoe A (2019) Расчет механической мощности для вентиляции с контролируемым давлением. Intensive Care Med

Serpa Neto A, Deliberato RO, Johnson AEW, Bos LD, Amorim P, Pereira SM, Cazati DC, Cordioli RL, Correa TD, Pollard TJ, Schettino GPP, Timenetsky KT, Celi LA, Pelosi P, Gama de Abreu M, Schultz MJ, Investigators PN (2018) Механическая мощность вентиляции связана со смертностью у тяжелобольных пациентов: анализ пациентов в двух наблюдательных когортах.Intensive Care Med 44: 1914–1922

CAS Статья Google Scholar

10.

Cressoni M, Chiumello D, Chiurazzi C, Brioni M, Algieri I, Gotti M, Nikolla K, Massari D, Cammaroto A, Colombo A, Cadringher P, Carlesso E, Benti R, Casati R, Zito F. , Gattinoni L (2016) Неоднородности легких, инфляция и скорость поглощения [18F] 2-фтор-2-дезокси-D-глюкозы при остром респираторном дистресс-синдроме. Eur Respir J 47: 233–242

CAS Статья Google Scholar

11.

Gattinoni L, Caironi P, Cressoni M, Chiumello D, Ranieri VM, Quintel M, Russo S, Patroniti N, Cornejo R, Bugedo G (2006) Рекрутмент легких у пациентов с острым респираторным дистресс-синдромом. N Engl J Med 354: 1775–1786

CAS Статья Google Scholar

12.

Cressoni M, Chiumello D, Algieri I, Brioni M, Chiurazzi C, Colombo A, Colombo A, Crimella F, Guanziroli M, Tomic I, Tonetti T, Luca Vergani G, Carlesso E, Gasparovic V, Gattinoni L (2017) Давление открытия и ателектравма при остром респираторном дистресс-синдроме.Intensive Care Med 43: 603–611

Статья Google Scholar

13.

Chiumello D, Cressoni M, Carlesso E, Caspani ML, Marino A, Gallazzi E, Caironi P, Lazzerini M, Moerer O, Quintel M, Gattinoni L (2014) Выбор положительного давления в конце выдоха у постели больного. острый респираторный дистресс-синдром легкой, средней и тяжелой степени. Crit Care Med 42: 252–264

Статья Google Scholar

14.

Chiumello D, Marino A, Brioni M, Cigada I, Menga F, Colombo A, Crimella F, Algieri I, Cressoni M, Carlesso E, Gattinoni L (2016) Пополнение легких оценивается с помощью респираторной механики и компьютерной томографии у пациентов с острым респираторным заболеванием дистресс-синдром. Какие отношения? Am J Respir Crit Care Med 193: 1254–1263

CAS Статья Google Scholar

15.

Chiumello D, Mongodi S, Algieri I, Vergani GL, Orlando A, Via G, Crimella F, Cressoni M, Mojoli F (2018) Оценка аэрации и рекрутмента легких с помощью компьютерной томографии и ультразвукового исследования при остром респираторном дистресс-синдроме синдром больных.Crit Care Med 46: 1761–1768

Статья Google Scholar

16.

Chiumello D, Marino A, Cressoni M, Mietto C, Berto V, Gallazzi E, Chiurazzi C, Lazzerini M, Cadringher P, Quintel M, Gattinoni L (2013) Плевральный выпот у пациентов с острым повреждением легких: исследование компьютерной томографии. Crit Care Med 41: 935–944

Статья Google Scholar

17.

Guglielminotti J, Desmonts JM, Dureuil B (1998) Влияние аспирации трахеи на респираторное сопротивление у пациентов с механической вентиляцией легких.Сундук 113: 1335–1338

CAS Статья Google Scholar

18.

Polese G, Rossi A, Appendini L, Brandi G, Bates JH, Brandolese R (1991) Разделение дыхательной механики у пациентов с механической вентиляцией легких. J Appl Physiol 71: 2425–2433

CAS Статья Google Scholar

19.

Бернаскони М., Плойсонгсанг Й., Готфрид С.Б., Милич-Эмили Дж., Росси А. (1988) Респираторная податливость и сопротивление у пациентов с острой дыхательной недостаточностью на ИВЛ.Intensive Care Med 14: 547–553

CAS Статья Google Scholar

20.

Имз В.О., Рук Г.А., Ву Р.С., Бишоп М.Дж. (1996) Сравнение эффектов этомидата, пропофола и тиопентала на респираторное сопротивление после интубации трахеи. Анестезиология 84: 1307–1311

CAS Статья Google Scholar

21.

Gattinoni L, Carlesso E, Cadringher P, Valenza F, Vagginelli F, Chiumello D (2003) Физические и биологические триггеры повреждения легких, вызванного вентилятором, и его профилактика.Euro Respir J Suppl 47: 15–25 с

CAS Статья Google Scholar

22.

Gattinoni L, Giosa L, Bonifazi M, Pasticci I, Busana M, Macri M, Romitti F, Vassalli F, Quintel M (2019) Нацеливание на транспульмональное давление для предотвращения повреждения легких, вызванного вентилятором. Эксперт Rev Respir Med 13: 737–746

CAS Статья Google Scholar

23.

Беллани Дж., Лаффи Дж. Дж., Фам Т., Фан Э, Брошард Л., Эстебан А., Гаттинони Л., ван Харен Ф., Ларссон А., Маколи Д. Ф., Раньери М., Рубенфельд Дж., Томпсон Б. Т., Ригге Х, Слуцкий AS, Pesenti A, Investigators LS, Group ET (2016) Эпидемиология, схемы оказания помощи и смертность пациентов с острым респираторным дистресс-синдромом в отделениях интенсивной терапии в 50 странах.Jama 315: 788–800

Статья Google Scholar

24.

Тобин М.Дж. (2000) Кульминация эпохи исследований острого респираторного дистресс-синдрома. N Engl J Med 342: 1360–1361

CAS Статья Google Scholar

25.

Cressoni M, Gotti M, Chiurazzi C, Massari D, Algieri I, Amini M, Cammaroto A, Brioni M, Montaruli C, Nikolla K, Guanziroli M, Dondossola D, Gatti S, Valerio V, Vergani GL , Pugni P, Cadringher P, Gagliano N, Gattinoni L (2016) Механическая сила и развитие повреждения легких, вызванного вентилятором.Анестезиология 124: 1100–1108

Статья Google Scholar

26.

Zhang Z, Zheng B, Liu N, Ge H, Hong Y (2019) Механическая мощность, приведенная к расчетной массе тела, как предиктор смертности у пациентов с острым респираторным дистресс-синдромом. Intensive Care Med 45: 856–864

Статья Google Scholar

27.

Schumann S, Goebel U, Haberstroh J, Vimlati L, Schneider M, Lichtwarck-Aschoff M, Guttmann J (2014) Определение механики дыхательной системы во время вдоха и выдоха с помощью выдоха с контролируемым потоком (FLEX): a пилотное исследование на анестезированных свиньях.Минерва Анестезиол 80: 19–28

CAS PubMed Google Scholar

28.

Maiolo G, Collino F, Vasques F, Rapetti F, Tonetti T, Romitti F, Cressoni M, Chiumello D, Moerer O, Herrmann P, Friede T, Quintel M, Gattinoni L (2018) Реклассификация острых респираторных заболеваний дистресс-синдром. Am J Respir Crit Care Med 197: 1586–1595

CAS Статья Google Scholar

29.

Tonetti T, Vasques F, Rapetti F, Maiolo G, Collino F, Romitti F, Camporota L, Cressoni M, Cadringher P, Quintel M, Gattinoni L (2017) Давление и механическая сила: новые цели для профилактики ВИЛИ. Ann Transl Med 5: 286

Статья Google Scholar

30.

Мид Дж, Такисима Т., Лейт Д. (1970) Распределение напряжения в легких: модель легочной эластичности. J Appl Physiol 28: 596–608

CAS Статья Google Scholar

31.

Cressoni M, Cadringher P, Chiurazzi C, Amini M, Gallazzi E, Marino A, Brioni M, Carlesso E, Chiumello D, Quintel M, Bugedo G, Gattinoni L (2014) Неоднородность легких у пациентов с острым респираторным дистресс-синдромом. Am J Respir Crit Care Med 189: 149–158

CAS PubMed Google Scholar

Калькулятор дыхательного объема | Идеальная глубина ЭТТ

Вы студент-медик, интерн или, может быть, анестезиолог, ищущий совета по технике интубации? С помощью этого калькулятора дыхательного объема вы получаете как точные диапазоны дыхательных объемов , определенные для роста вашего пациента, так и рекомендуемую длину трубки .

В статье ниже вы можете найти определение дыхательного объема, примеры использования некоторых трубок ЭТТ, таких как сепсис или общая хирургия, а также практический пример, который помогает объяснить работу этого калькулятора дыхательного объема.

ЭТТ — использование эндотрахеальной трубки

Эндотрахеальная трубка — это катетер, который врачи применяют для обеспечения надлежащей вентиляции пациента. Они вводят его через рот или нос пациента в трахею, например, в случае тяжелой пневмонии.

Когда еще мы можем использовать эндотрахеальные трубки?

Во время общей хирургии и после крупных операций , для механического дыхания и ингаляции летучих анестетиков;
Для защиты дыхательных путей от всасывания содержимого желудка в легкие , особенно у пациентов без сознания.Врачи оценивают необходимость введения трубки с помощью шкалы комы Глазго, которая является объективным способом регистрации сознания человека. Почему мы хотим предотвратить стремление? Ну, это часто вызывает пневмонию;
Для поддержки дыхания у пациентов с затруднениями или у тех, кто не может дышать самостоятельно. Точнее, пневмония, например, тяжелая инфекция COVID-19, пациенты без сознания после инсульта, передозировки или серьезной травмы. Кроме того, когда пациенту требуются сильные седативные средства, которые могут затруднять дыхание, безопасным выбором является искусственная вентиляция легких; и
Недоношенные новорожденные могут проявлять респираторный дистресс; затем неонатолог может принять решение о временном использовании интубационной трубки.

Характеристики эндотрахеальной трубки

Для людей размеры трубок различаются от 2 мм до 10,5 мм. Размер в основном зависит от роста пациента , самые маленькие размеры предназначены для новорожденных и маленьких детей.

Правильное введение трубки в трахею обеспечивает надлежащую оксигенацию и контролирует дыхание пациента. Врач должен дважды проверить, в основном путем аускультации, правильно ли установлена трубка, а не в бронхах или пищеводе.

Для вышеупомянутого правильного введения длина трубки должна соответствовать росту пациента. С помощью этого калькулятора вы узнаете, насколько глубоко в трахею нужно ввести ЭТТ.

BruceBlaus / CC BY-SA wikimedia.org

Определение дыхательного объема — что такое дыхательный объем?

Что такое дыхательный объем (ТВ)? Это объем воздуха , которым обычно обмениваются легкие и внешняя среда .Другими словами, количество воздуха, которое вы вдыхаете или выдыхаете без особых усилий. Взрослый человек должен иметь телевизор от 6 до 8 мл на кг массы тела . Его можно округлить до 500 мл на вдох, но с помощью этого калькулятора вы получите точный объем.

Что такое калькулятор дыхательного объема?

Теперь, когда вы понимаете определение дыхательного объема, нам нужно познакомить вас с этим калькулятором. Все, что вам нужно знать, это пол и рост пациента, на основе которых этот инструмент оценивает диапазон дыхательного объема и глубину введения ЭТТ.Как? Мы рассчитываем глубину ЭТТ от правого верхнего клыка по формуле Чула :

ETT [см] = 0,1 * высота [см] + 4

Диапазон дыхательного объема составляет от 6 до 8 мл / кг массы тела. Однако, если быть точным, вы должны учитывать свой идеальный вес. Используйте приведенные ниже уравнения для расчета идеальной массы тела (IBW) для:

внутренняя, IBW = 45,5 + 2,3 * (высота [дюйм] - 60) ; и
самец, IBW = 50 + 2.3 * (высота [дюйм] - 60) ,

или, если вы предпочитаете единицы СИ:

самка, IBW = 45,5 + 0,9 * (рост [см] - 152) ; и
самец, IBW = 50 + 0,9 * (рост [см] - 152) .

После достижения идеальной массы тела минимальный дыхательный объем составляет 6 мл / кг * IBW , а максимальный дыхательный объем составляет 8 мл / кг * IBW .

Приступим к делу!

Чтобы облегчить вам жизнь, мы подготовили небольшой пример использования этого калькулятора.Джесси — медицинский интерн, и в последнее время у них было пациентов с тяжелыми симптомами COVID-19 . Один из них только что пришел и нуждается в срочной интубации, так как у него развивается сепсис. К сожалению, на данный момент специалистов нет.

Затем

Джесси использует этот калькулятор дыхательного объема для оценки глубины и дыхательного объема. Пациент — женщина 65 лет, рост 167 см (65,75 дюйма). Таким образом, ее ЭТТ:

ETT = 0,1 * 167 + 4 = 20,7 см

от правого верхнего клыка, а ее идеальная масса тела:

45.5 + 2,3 * (65,75 - 60) = 58,73 кг .

Следовательно, ее дыхательный объем должен быть где-то между 6 и 8 мл / кг массы тела:

6 * 58,73 ≈ 352 мл и 8 * 58,73 ≈ 470 мл

Мы делаем все возможное, чтобы наши калькуляторы Omni были максимально точными и надежными. Однако это средство никогда не заменит профессиональной медицинской консультации.

Механика дыхания у пациентов с механической вентиляцией

Резюме

Механика дыхания относится к выражению функции легких посредством измерения давления и потока.На основе этих измерений можно определить множество производных показателей, таких как объем, растяжимость, сопротивление и работа дыхания. Давление плато — это мера давления расширения в конце вдоха. Становится все более очевидным, что транспульмональное давление в конце вдоха (стресс) может быть лучшим индикатором возможности повреждения легких, чем только давление плато. Это привело к возрождению интереса к использованию манометрии пищевода у пациентов с механической вентиляцией легких.Транспульмональное давление в конце выдоха также может быть полезным для управления настройкой ПДКВ, чтобы уравновесить эффект коллапса грудной стенки. Форма кривой зависимости давления от времени также может быть полезной для определения ПДКВ (индекса напряжения). Это привлекло внимание к роли стресса и напряжения для оценки возможности повреждения легких во время искусственной вентиляции легких. В этой статье рассматривается как базовая, так и расширенная респираторная механика при ИВЛ.

Введение

Механика дыхания относится к выражению функции легких посредством измерения давления и потока.^1,2 На основе этих измерений можно определить различные производные показатели, такие как объем, растяжимость, сопротивление и работа дыхания (WOB). Волновые формы получаются, когда один из параметров дыхательной механики отображается как функция времени или как функция одного из других параметров. Это создает скалярные графики графиков давление-время, время потока и объем-время, а также петли поток-объем и давление-объем (P-V). Все аппараты ИВЛ текущего поколения с положительным давлением обеспечивают некоторый мониторинг легочной механики и графики в реальном времени у постели больного.При интерпретации этих измерений важно помнить, что при прикроватном мониторинге механики и графики во время вентиляции с положительным давлением легкие изображаются как единый отсек и предполагается линейная реакция в диапазоне дыхательного объема (V _T). Хотя это физиологическое упрощение, информация, тем не менее, полезна для оценки функции легких, оценки реакции на терапию и оптимизации поддержки аппарата искусственной вентиляции легких. Оценка респираторной механики позволяет индивидуализировать наилучшие доступные доказательства для пациента.По необходимости любое обсуждение респираторной механики связано с математикой. К счастью, большая часть математики — это базовая алгебра, и по большей части я буду придерживаться ее в этой статье.

Давление

Давление в дыхательных путях

Давление в дыхательных путях измеряется повсеместно при ИВЛ. В идеале давление измеряется в проксимальных дыхательных путях, но большинство аппаратов ИВЛ этого не делают, потому что при мониторинге давления в проксимальных дыхательных путях датчик подвергается выделению и связан с другими техническими проблемами.³ В качестве альтернативы, аппарат ИВЛ может измерять давление проксимальнее клапана выдоха во время фазы вдоха для приблизительного давления в проксимальных дыхательных путях вдоха, и он может измерять давление дистальнее клапана вдоха во время фазы выдоха для приблизительного давления проксимального отдела дыхательных путей выдоха. Поскольку поток в конечности выдоха равен нулю во время фазы вдоха, а поток в ветви вдоха равен нулю во время фазы выдоха, измеренные таким образом давления должны приблизительно соответствовать давлению в проксимальных отделах дыхательных путей.

Давление в дыхательных путях обычно отображается на экране аппарата ИВЛ как функция времени. Форма волны давления в дыхательных путях определяется потоком и V _T от аппарата ИВЛ, механикой легких и любыми активными дыхательными усилиями пациента.

Уравнение движения

Давление в дыхательных путях математически предсказывается уравнением движения: (1) где P _vent — давление в проксимальных дыхательных путях, прикладываемое аппаратом ИВЛ, P _mus — давление, создаваемое инспираторными мышцами пациента, V _T — дыхательный объем, C _RS — податливость дыхательной системы, R _aw — сопротивление дыхательных путей, V̇ _I — инспираторный поток, PEEP — это PEEP, установленное на аппарате ИВЛ, а PEEPi — внутреннее PEEP (авто-PEEP).Переменная инерции, отражающая эффект инерции, считается низкой и поэтому не принимается во внимание.

R _aw и C _RS можно получить путем подгонки уравнения движения к P, V и V̇ с помощью множественного линейного регрессионного анализа, называемого подгонкой линейных наименьших квадратов. ⁴ Этот подход встроен в программное обеспечение некоторых аппаратов ИВЛ, что позволяет отображать R _aw, C _RS и авто-PEEP без необходимости маневров при паузе на вдохе и выдохе.P, V и V̇ оцифровываются с частотой 100 Гц, что позволяет рассчитать R _aw и C _RS из 100 или более уравнений на вдох. Этот метод может применяться в течение всего дыхательного цикла или только в фазе вдоха или выдоха, хотя ограничение анализа фазой вдоха может быть более подходящим для пациентов с ХОБЛ, у которых есть ограничение потока. Метод подбора наименьших квадратов предполагает, что P _mus равно нулю и, таким образом, менее действителен, если пациент активно дышит.Важный методологический вопрос заключается в том, что метод аппроксимации методом наименьших квадратов использует одну линейную модель, которая не учитывает изменения R _aw и C _RS с объемом легких, а также не учитывает турбулентность потока и инерционные силы.

Альвеолярное давление

Во время вентиляции с контролем объема альвеолярное давление (P _alv) в любой момент вдоха определяется доставленным объемом и C _RS: P _alv = V / C _RS + PEEP.Для вентиляции с контролем давления P _alv в любое время после начала вдоха составляет: P _alv = ΔP × (1 — e ^{−t / τ}) + PEEP, где ΔP — давление, приложенное к дыхательным путям выше ПДКВ, e — основание натурального логарифма, t — время, прошедшее после начала фазы вдоха, а τ — постоянная времени.

Давление плато

Из-за R _aw проксимальное давление в дыхательных путях всегда будет выше P _alv во время вдоха, если присутствует поток.P _alv оценивается с помощью маневра задержки в конце вдоха. Давление плато (P _plat) измеряется во время искусственной вентиляции легких путем применения задержки дыхания в конце вдоха на 0,5–2 с, в течение которой давление уравновешивается во всей системе, поэтому давление, измеренное в проксимальных дыхательных путях, приблизительно равно P _alv (Рисунок 1).

Рис. 1.

Кривые давления и потока в дыхательных путях при вентиляции с постоянным контролем объема, иллюстрирующие эффект задержки дыхания в конце вдоха.В период отсутствия потока давление уравновешивается до давления плато (P _plat). P _plat представляет пиковое альвеолярное давление. Разница между P _z и P _plat связана с неоднородностью постоянной времени в легких. Разница между пиковым давлением на вдохе (PIP) и P _plat определяется сопротивлением и потоком. Разница между P _plat и PEEP определяется дыхательным объемом и податливостью дыхательной системы.P _z = давление при нулевом расходе.

При быстрой окклюзии дыхательных путей в конце вдоха поток падает до нуля, а проксимальное давление в дыхательных путях сразу же снижается до более низкого уровня (давление при нулевом потоке [P _z]). R _aw и поток в конце вдоха определяют разницу между пиковым давлением на вдохе (PIP) и P _z. Во время окклюзии дыхательных путей давление далее снижается, достигая плато (P _plat). Разница между P _z и P _plat определяется неоднородностью постоянной времени в легких (то есть пенделлуфтом) и вязкоупругим характером релаксации напряжения легочных тканей.Измерение P _plat действительно только при пассивном вдувании легких, но не при активном дыхании. Во время вентиляции с контролем давления поток может упасть до нуля в конце фазы вдоха; в этом случае PIP и P _plat равны.

P _plat определяется V _T и C _RS во время полной поддержки вентиляции: P _plat = V _T / C _RS. Высокое значение P _plat указывает на риск чрезмерного растяжения альвеол.P _plat в идеале следует поддерживать на уровне ≤ 30 см H ₂ O, ⁵ с некоторыми доказательствами, свидетельствующими о том, что P _plat должен быть нацелен на <25 см H ₂ O у пациентов с ОРДС. ^6,7 Предполагается, что растяжимость грудной клетки (C _CW) в норме. Высокий P _plat может быть безопасным (и необходимым), если C _CW уменьшается.

Описан метод, в котором используется постоянная времени выдоха (τ _E) для определения в реальном времени P _plat без необходимости маневра в конце вдоха-паузы.⁸ Используя этот подход, τ _E оценивается по наклону кривой потока пассивного выдоха между 0,1 и 0,5 с. P _plat затем рассчитывается как: (2) Этот подход имеет то преимущество, что его можно использовать в режимах спонтанного дыхания, таких как поддержка давлением, но имеет недостаток, заключающийся в том, что для выполнения необходимых расчетов требуется компьютеризированный алгоритм.

Авто-PEEP

Неполное опорожнение легких происходит, если фаза выдоха завершается преждевременно.Давление, создаваемое этим захваченным газом, называется авто-PEEP, внутренним PEEP или скрытым PEEP. Авто-PEEP увеличивает объем легких в конце выдоха и, таким образом, вызывает динамическую гиперинфляцию. ^9,10

Auto-PEEP измеряется путем применения паузы в конце выдоха на 0,5–2 с (рис. 2). Давление, измеренное в конце этого маневра, превышающее ПДКВ, установленное на аппарате ИВЛ, определяется как автоматическое ПДКВ. Для правильного измерения пациент должен быть расслаблен и дышать синхронно с вентилятором, так как активное дыхание делает измерение недействительным.Метод паузы в конце выдоха может недооценивать авто-PEEP, когда некоторые дыхательные пути закрываются во время выдоха, как это может происходить при вентиляции легких у пациентов с тяжелой астмой (рис. 3). У пациентов со спонтанным дыханием измерение давления в пищеводе (P _es) может использоваться для определения ауто-PEEP (рис. 4).

Рис. 2.

Применение задержки дыхания в конце выдоха позволяет измерить альвеолярное давление в конце выдоха. Разница между заданным ПДКВ и давлением, измеренным во время этого маневра, составляет величину автоматического ПДКВ.PIP = пиковое давление на вдохе.

Рис. 3.

Как показано здесь, измеренное авто-PEEP может быть значительно меньше авто-PEEP в некоторых областях легких, если дыхательные пути схлопываются во время выдоха.

Рис. 4. Кривые давления, потока, объема и давления в дыхательных путях

(P _es) у пациента с автоматическим PEEP. Обратите внимание на уменьшение P _es, необходимого для запуска вентилятора, что представляет собой величину авто-PEEP. Также обратите внимание, что поток не возвращается к нулю в конце выдоха, и усилие вдоха не запускает вентилятор.

Auto-PEEP — это функция настроек вентилятора (V _T и время выдоха [T _E]) и функции легких (R _aw и податливость легких [C _L]): auto-PEEP = V _T / (C _RS × (e ^{Kx × T _E — 1}), где Kx является обратной величиной τ _E (1 / τ). Обратите внимание, что авто-PEEP увеличивается с увеличением сопротивления и комплаентность, увеличенная частота дыхания или увеличенное время вдоха (T _I; оба уменьшают T _E) и увеличивают V _T.Клинически ауто-ПДКВ может быть уменьшено за счет уменьшения минутной вентиляции (частота или V _T), увеличения T _E (скорость уменьшения или T _I) или уменьшения R _aw (например, введение бронходилататора).

Среднее давление в дыхательных путях

Среднее давление в дыхательных путях (P_aw) определяется PIP, долей времени, посвященной фазе вдоха (T _I / T _tot, где T _tot — общее время дыхательного цикла) и PEEP.Для вентиляции с постоянным потоком-объемом, при которой форма волны давления в дыхательных путях имеет треугольную форму, P̄ _aw можно рассчитать как: P̄ _aw = 0,5 × (PIP — PEEP) × (T _I / T _tot) + PEEP. Во время вентиляции под давлением, при которой форма волны давления в дыхательных путях имеет прямоугольную форму, P̄ _aw можно оценить как: P̄ _aw = (PIP — PEEP) × (T _I / T _до) + PEEP. Среднее значение P _alv может отличаться от P _aw, если сопротивление дыхательных путей на вдохе (R _I) и сопротивление дыхательных путей на выдохе (R _E) различны, что часто имеет место при заболевании легких: среднее значение P _alv = P̄ _aw + (V̇ _E/60) × (R _E — R _I), где V̇ _E — поток выдоха.

Давление в пищеводе

Плевральное давление (P _pl) невозможно измерить напрямую. Традиционным подходом к оценке P _pl является использование пищеводного баллона ^11–18, который состоит из тонкого катетера с множеством небольших отверстий в дистальных 5–7 см его длины. Баллон длиной 10 см помещается над дистальным концом катетера, чтобы предотвратить закупорку отверстий в катетере тканью пищевода и секретами, и баллон надувается небольшим количеством воздуха (0.5 мл). Проксимальный конец катетера прикреплен к датчику давления.

Катетер вводится орально или назально на расстояние ~ 35–40 см от отверстия дыхательных путей. Правильное расположение пищеводного баллона необходимо для обеспечения точных измерений P _es. После того, как баллон надувается и измеряется давление, кривую P _es следует сравнить с кривой давления в дыхательных путях. Если они похожи по давлению и форме, катетер, скорее всего, находится в трахее и его следует удалить.Если катетер находится в пищеводе, сердечные колебания должны быть видны на кривой P _es, что указывает на то, что баллон расположен в нижней трети пищевода непосредственно за сердцем (рис. 5). Некоторые врачи используют метод, при котором катетер намеренно вводят в желудок, в баллон добавляют воздух, а затем катетер извлекают до тех пор, пока не будут наблюдаться сердечные колебания.

Рис. 5.

Здесь показаны несколько функций, используемых для определения правильности размещения пищеводного баллона в пищеводе.Обратите внимание на наличие сердечных колебаний на кривой давления в пищеводе. Также обратите внимание на то, что транспульмональное давление не изменяется при надавливании на живот.

Классический метод, используемый для проверки положения баллона, требует от пациента выполнения статических маневров Вальсальвы и Мюллера с открытой голосовой щелью. У пациентов, не способных сотрудничать, изменения P _es и давления в дыхательных путях оцениваются во время легкого надавливания на живот с закрытыми дыхательными путями.Окклюзия дыхательных путей осуществляется с помощью регулятора паузы выдоха на аппарате ИВЛ. Когда изменения P _es равны давлению в дыхательных путях, предполагается, что передача P _pl на P _es является беспрепятственной, а P _es точно отражает P _pl. Рентгенограмма грудной клетки также может использоваться для подтверждения правильности положения (рис. 6), ¹⁹, но обычно в этом нет необходимости.

Рис. 6.

Слева: правильное расположение пищеводного баллона на расстоянии ∼40 см от губ.В центре: рентгенограмма грудной клетки, показывающая правильное размещение баллона (стрелка). Справа: Обратите внимание, что пищевод ограничивает плевральную полость в средней части грудной клетки (стрелки). Левое и центральное изображения из ссылки 19.

Существуют потенциальные источники ошибок при использовании P _es для оценки P _pl. ^12,20 Важно понимать, что P _es оценивает P _pl в средней части грудной клетки. P _pl более отрицательный в независимой грудной клетке и более положительный в зависимой грудной клетке (рис.7). Вес сердца может смещать P _es на целых 5 см H ₂ O. ¹⁶ Результаты Guérin и Richard ²¹ предполагают, что ссылка на абсолютные значения P _es на значения, полученные на Объем релаксации дыхательной системы может улучшить настройку коррекции P _es на основе физиологического и индивидуального контекста, вместо использования неизменного значения 5 см H ₂ O.

Рис. 7.

На этом поперечном срезе грудной клетки показано несколько потенциальных источников ошибок при манометрии пищевода.Давление в пищеводе оценивалось плевральным давлением (P _pl) в средней части грудной клетки. P _pl более отрицательный в независимой грудной клетке и менее отрицательный в зависимой грудной клетке. Кроме того, вес сердца и средостения увеличивает давление, измеряемое в пищеводе, относительно P _пл.

Транспульмональное давление

Транспульмональное давление (P _L) — это разница между давлением, измеренным во рту, и пищеводным (плевральным) давлением.Во время отсутствия потока (маневры паузы вдоха или выдоха) P _L становится давлением растяжения альвеол. В этой статье предполагается, что P _L измеряется в статических условиях и, таким образом, представляет собой давление растяжения альвеол. Аппарат ИВЛ должен быть настроен так, чтобы избежать отрицательного значения P _L во время выдоха (способствующего циклическому открытию и закрытию) и избежать чрезмерного P _L в конце вдоха (чрезмерного растяжения).

Внутрибрюшное давление

Взаимодействие между брюшным и грудным отделами является важным фактором для тяжелобольного пациента, поскольку диафрагма связывает эти отделы.¹⁷ Если позволить диафрагме свободно перемещаться вверх в грудную клетку с повышенным давлением в брюшной полости, объем легких уменьшится. Если объем легких восстанавливается с помощью ПДКВ, повышенное абдоминальное давление приведет к увеличению внутригрудного давления. В среднем, половина давления во внутрибрюшном пространстве (диапазон 25–80%), как было отмечено, присутствует во внутригрудном пространстве. ²² Этот широкий диапазон передаваемого давления, вероятно, связан с количеством PEEP, которое было применено для восстановления объема легких.Sindi и др. ²³ оценили корреляцию между давлением в пищеводе и брюшной полости у субъектов с механической вентиляцией легких, перенесших лапароскопическую операцию. У субъектов без респираторных заболеваний наблюдалась значительная, но ограниченная взаимосвязь между давлением в пищеводе и брюшной полости. Они пришли к выводу, что внутрибрюшное давление не может предсказать P _es, но может предоставить дополнительную информацию, полезную при настройке ИВЛ.

Внутрибрюшное давление — это установившееся давление в брюшной полости.²² Нормальное внутрибрюшное давление составляет 5 мм рт. он увеличивается при вдохе с сокращением диафрагмы. Прямое измерение внутрибрюшинного давления является принятым стандартом для определения внутрибрюшного давления. Однако это непрактично; Таким образом, метод с мочевым пузырем наиболее часто используется для периодического измерения внутрибрюшного давления. ²⁴ Мочевой пузырь — это пассивная структура, передающая внутрибрюшное давление после инфузии физиологического раствора в объеме 50–100 мл.Внутрибрюшное давление следует измерять в конце выдоха в положении лежа на спине, обеспечивая отсутствие сокращений брюшных мышц и обнуление датчика по средней подмышечной линии.

У пациентов с механической вентиляцией легких увеличение внутрибрюшного давления приводит к снижению C _RS с уплощением и сдвигом вправо кривой P-V дыхательной системы. ²² Эти изменения связаны с уменьшением C _CW, тогда как C _L остается без изменений.О сильной положительной корреляции между внутрибрюшным давлением и нижней точкой перегиба кривой PV респираторной системы также сообщалось в условиях повышенного внутрибрюшного давления, предполагая, что внутрибрюшное давление может коррелировать с лучшим ПДКВ при вентиляции легких. пациенты с ОРДС и внутрибрюшной гипертензией. ²² У пациентов с ОРДС, находящихся под сильным седативным действием, диафрагма ведет себя как пассивная структура и, таким образом, перемещается вверх по грудной клетке, передает повышенное внутрибрюшное давление на нижние доли легкого и вызывает компрессионный ателектаз.Хирургическая декомпрессия живота увеличивает объем легких и увеличивает P _{aO ₂} / F _{IO ₂}. ²⁵ Вертикальное положение увеличивает внутрибрюшное давление и снижает C _RS, предполагая, что это положение может привести к ухудшению дыхательной функции у пациентов с внутрибрюшной гипертензией. ²⁶

Трансдиафрагмальное давление

Обычно при спонтанном вдохе P _pl снижается, а внутрибрюшное давление увеличивается.Трансдиафрагмальное давление (P _di) представляет собой давление на диафрагме, разницу между давлением в брюшной полости (P _ab) и P _pl: P _di = P _ab — P _pl. Абдоминальное давление измеряется с помощью катетера в желудке (желудочное давление), а P _pl измеряется как P _es. Sharshar et al., ^{, 27,} сообщили, что серво-вентиляция, управляемая P _di, была хорошо синхронизирована с усилиями субъектов, создавая давление, пропорциональное P _di, и уменьшая дыхательное усилие при нормокапнии и гиперкапнии.Хотя этот подход имеет физиологическую интригу, он может оказаться непрактичным для рутинного клинического использования.

Абдоминальный парадокс — клинический признак паралича диафрагмы. В этом случае давление как в пищеводе, так и в желудке имеет отрицательное отклонение во время вдоха, что указывает на паралич диафрагмы (рис. 8). ²⁸

Рис. 8.

Давление в пищеводе и желудке. Положительный поток представляет вдох, а отрицательный поток — выдох. Во время вдоха снижается давление как в пищеводе, так и в желудке, что соответствует диафрагмальному параличу.Из ссылки 28, с разрешения.

Асинхронность

Асинхронность между пациентом и аппаратом ИВЛ приводит к появлению кривой давления в дыхательных путях, которая меняется от вдоха к вдоху, особенно во время вентиляции с контролем объема (рис. 9). ²⁹ Особая форма асинхронности между пациентом и вентилятором может возникать во время вентиляции с поддержкой давлением, когда пациент активно выдыхает для завершения фазы вдоха. Это проявляется как скачок давления в конце вдоха, в результате чего вентилятор переключает давление на фазу выдоха.При оценке респираторной механики важно судить о наличии асинхронности, так как это может привести к смещению оценок респираторной механики, таких как P _plat и индекс стресса.

Рис. 9.

Влияние асинхронности на форму волны давления в дыхательных путях во время вентиляции с контролем объема. Стрелки указывают на снижение давления в дыхательных путях из-за фиксированного потока от аппарата ИВЛ и увеличения усилий пациента. Из справочника 29.

Индекс стресса

Индекс напряжения используется для оценки формы кривой зависимости давления от времени при вентиляции с постоянным контролем потока-объема (рис.10). ³⁰ Линейное увеличение давления (постоянная податливость, индекс напряжения = 1) предполагает адекватное рекрутирование альвеол без чрезмерного растяжения. Если комплаентность ухудшается по мере того, как легкие надуваются (прогрессирующее снижение эластичности, вогнутость вверх, индекс стресса> 1), это указывает на чрезмерное растяжение, и рекомендуется снизить PEEP, V _T или и то, и другое. Если комплаентность улучшается по мере того, как легкие надуваются (прогрессивное увеличение комплаентности, нисходящая вогнутость, индекс стресса <1), это указывает на рекрутмент приливов и потенциал для дополнительного рекрутирования, и рекомендуется увеличить PEEP.

Рис. 10.

Нормальный индекс стресса, индекс стресса с чрезмерным растяжением и индекс стресса с приливным набором.

Индекс напряжения — это коэффициент b уравнения мощности ³⁰: P = a × T _I ^b + c, где коэффициент b (индекс напряжения) описывает форму кривой. Используя это уравнение, индекс напряжения может быть определен путем аппроксимации кривой этого уравнения во время пассивной инфляции с постоянным потоком (рис. 11). Один производитель включил уравнение индекса напряжения в программное обеспечение аппарата ИВЛ для отображения индекса напряжения.В качестве альтернативы можно изучить форму кривой давления в дыхательных путях, отображаемой на аппарате ИВЛ (рис. 12). Результаты недавнего исследования с использованием компьютерной томографии для выявления чрезмерного вздутия живота показали, что травматическая вентиляция была связана с P _plat> 25 см H ₂ O и индексом стресса> 1,05. ⁶

Рис. 11.

Вверху: индекс стресса (SI) у пациента на ранней стадии развития ОРДС. В этом случае индекс стресса улучшился по мере увеличения ПДКВ.Внизу: индекс стресса у пациента на поздней стадии ОРДС. В этом случае индекс стресса улучшился по мере снижения ПДКВ. P _plat = давление плато. Из справочника 31.

Рис. 12.

Вверху: кривая давления вентилятора с ПДКВ 12 см H ₂ О. Обратите внимание на линейное увеличение давления. Внизу: кривая давления в вентиляторе после увеличения ПДКВ до 15 см H ₂ О. Обратите внимание на вогнутость давления вверх.

Расход и объем

Постоянная времени

Важным принципом для понимания механики легких является принцип постоянной времени.Постоянная времени определяет скорость изменения объема пассивно раздутой или сдутой единицы легкого. Это выражается соотношением: V _t = V _i × e ^{−t / τ}, где V _t — объем единицы легкого в момент времени t, V _i — начальный объем единица легких, e — основание натурального логарифма, τ — постоянная времени. Для респираторной механики τ — это результат сопротивления и податливости. Легочные единицы с более высоким сопротивлением и / или податливостью будут иметь более длительную постоянную времени, и им потребуется больше времени для заполнения и опорожнения.Напротив, легочные единицы с более низким сопротивлением и / или податливостью будут иметь более низкую постоянную времени и, следовательно, потребуют меньше времени для заполнения и опорожнения. Изменение объема составляет 63% за 1 τ, изменение объема на 87% за 2 τ, изменение объема на 95% за 3 τ, изменение объема на 98% за 4 τ и> 99% изменение объема за 5 τ.

Простым методом измерения τ _E является разделение выдыхаемого V _T на пиковый поток выдоха (V̇ _EXH) во время пассивной вентиляции с положительным давлением ³²: τ _E = выдыхаемый V _T / V̇ _EXH.Хотя это полезный показатель глобального τ _E, он рассматривает легкие как единый отсек и, таким образом, не учитывает неоднородность постоянной времени в легких.

Инспираторный поток

Все аппараты ИВЛ текущего поколения для интенсивной терапии контролируют поток. Хотя некоторые контролируют поток с помощью пневмотахометра непосредственно в проксимальном отделе дыхательных путей, большинство контролируют V̇ _I на клапане вдоха и V̇ _E на клапане выдоха. ³

Во время вентиляции с регулируемым объемом V̇ _I устанавливается на вентиляторе.Во время вентиляции с пассивным контролем давления поток — это давление, приложенное к дыхательным путям, R _aw и τ (рис.13): V̇ _I = (ΔP / R _aw) × e ^{−t / τ}, где ΔP — давление, прикладываемое к дыхательным путям выше PEEP, t — время, прошедшее после начала фазы вдоха, а e — основание натурального логарифма.

Рис. 13.

Формы потока при различных механических нагрузках при вентиляции с контролем давления. Вверху: вариации сопротивления. Внизу: варианты соответствия.Из справки 4.

Расход выдоха

Скорость выдоха обычно пассивная и определяется P _alv, R _aw, временем, прошедшим с начала выдоха, и τ: V̇ = — (P _alv / R _aw) × e ^{−t / τ}. Обратите внимание, что обычно поток выдоха отрицательный, а поток вдоха положительный.

Поток в конце выдоха присутствует, если R _aw высокий, а T _E недостаточно, что указывает на наличие воздушных ловушек (авто-PEEP).Может быть полезно определить, вызвано ли автоматическое PEEP ограничением потока. Если надавливание на живот не приводит к дополнительному потоку выдоха, ограничение потока присутствует (рис. 14). ³³ Наличие пропущенных триггеров и ограничения потока предполагает, что ПДКВ может эффективно уравновешивать авто-ПДКВ (рис. 15). Отметка на кривой выдыхаемого потока предполагает наличие пропущенных триггерных усилий (рис. 16).

Рис. 14.

Влияние повышенного внутрибрюшного давления на поток выдоха у пациента с ограничением потока.Обратите внимание, что поток выдоха не изменяется по мере увеличения внутрибрюшного (и, следовательно, внутригрудного) давления.

Рис. 15.

Эффект PEEP, auto-PEEP и триггерного усилия при настройке ограничения потока.

Рис. 16.

Расход (вверху), давление в дыхательных путях и давление в пищеводе (внизу) у пациента с тяжелой формой ХОБЛ. Стрелки обозначают пропущенные триггеры.

Дыхательный объем

Аппараты ИВЛ для интенсивной терапии не измеряют объем напрямую, а получают его за счет интеграции потока.Поскольку поток обычно не измеряется непосредственно в проксимальных дыхательных путях, объем, выходящий из аппарата ИВЛ, меньше объема, подаваемого пациенту. Современные аппараты ИВЛ для интенсивной терапии корректируют объем для сжатия контура, поэтому объем, отображаемый аппаратом ИВЛ, приблизительно соответствует объему, подаваемому пациенту. Форма волны объема может быть полезна для обнаружения наличия утечки (например, бронхоплевральной фистулы, утечки вокруг манжеты, утечки вокруг маски), которая приводит к разнице между инспираторным и выдыхающим V _T.Bolzan et al. ³⁴ сообщили о методе управления раздуванием манжеты эндотрахеальной трубки с использованием графиков объем-время.

Объем легких в конце выдоха

Расчет объема легких в конце выдоха основан на ступенчатом изменении F _{IO ₂} и предположении, что N ₂ является балансирующим газом. ^35,36 Базовый уровень определяется для конечного выдоха N ₂ (F _{ETN ₂}). Предполагается, что потребление кислорода и выработка углекислого газа остаются постоянными на протяжении всего измерения.Затем происходит ступенчатое изменение F _{IO ₂}, и объем легких в конце выдоха рассчитывается как: ΔV _{N ₂} / ΔF _{ETN ₂}, где ΔF _{ETN ₂} — изменение, следующее за пошаговым изменением в F _{IO ₂}. Изменения от вдоха к вдоху рассчитываются для ~ 20 вдохов. Измерение объема легких в конце выдоха коммерчески доступно на Engström Carestation (FRC INview, GE Healthcare, Мэдисон, Висконсин).Для этого приложения концентрация азота во вдыхаемом и выдыхаемом газе не измеряется напрямую, а оценивается по концентрациям кислорода и углекислого газа в конце выдоха.

Использование объема легких в конце выдоха при титровании ПДКВ может показаться привлекательным. Однако увеличение объема легких в конце выдоха, вызванное ПДКВ, может быть результатом рекрутирования или чрезмерного растяжения уже открытых альвеол. Таким образом, объем легких в конце выдоха сам по себе может быть бесполезен для оценки реакции PEEP.

Производные измерения

Соответствие дыхательной системы

C _RS рассчитывается как отношение V _T к требуемому давлению: C _RS = ΔV / ΔP = V _T / (P _plat — PEEP), где ΔV — изменение объема. Приемлемый C _RS составляет 50–100 мл / см H ₂ O для пациентов с механической вентиляцией легких. Определяется податливостью легких и грудной стенки.

C _RS использовался для определения оптимального уровня PEEP у пациентов с ОРДС; самый высокий уровень C _RS соответствует лучшему PEEP.В 1975 году Сутер и др. ³⁷ сообщили, что ПДКВ, которое привело к максимальной доставке кислорода и наименьшей доле мертвого пространства, также привело к наибольшему C _RS. Оптимальное ПДКВ варьировалось от 0 до 15 см Н ₂ О. Смешанное венозное Р _{О ₂} увеличивалось между 0 ПДКВ и ПДКВ, что приводило к максимальной доставке кислорода, но затем уменьшалось при более высоком ПДКВ. Авторы пришли к выводу, что C _RS можно использовать для определения оптимального PEEP.

Оптимальное ПДКВ — это такое давление, которое приводит к самому низкому давлению движения (P _plat — PEEP), если V _T поддерживается постоянным.Mercat et al. ^{, 38,} использовали подход, при котором ПДКВ устанавливалось как можно более высоким без увеличения P _plat выше 28–30 см H ₂ О. При использовании этого подхода более высокое ПДКВ, вероятно, будет установлено для наилучшего соблюдения, поскольку соблюдение требований увеличивается с альвеолярным отбором. При чрезмерном растяжении комплаентность снижается, и P _plat с большей вероятностью будет> 30 см H _{2 9 1050 O. Такой подход к установке PEEP не привел к значительному снижению смертности, но улучшил функцию легких и сократил продолжительность механического воздействия. вентиляция и органная недостаточность.}

Pintado et al. ³⁹ недавно сообщили о рандомизированном контролируемом исследовании для оценки эффекта от установки индивидуализированного ПДКВ на самом высоком уровне C _RS. Субъекты в группе под контролем C _RS имели незначительное улучшение 28-дневной смертности (21% против 39%, P = 0,12), возможно, из-за недостаточной мощности исследования. Дни без полиорганной дисфункции (медиана 6 против 20,5 дней, P = 0,02), дни без дыхательной недостаточности (медиана 7,5 против 14,5 дней, P =.03), а дни без гемодинамической недостаточности (медиана 16 против 22 дней, P = 0,04) через 28 дней были значительно ниже у субъектов с настройкой ПДКВ под контролем C _RS.

Податливость грудной клетки к стенке

Для расчета C _CW используются изменения P _es (P _pl) во время пассивной инфляции ¹⁷: C _CW = ΔV / ΔP = V _T / ΔP _es. Данные пациента на рисунке 17 можно использовать для расчета C _CW: C _CW = 320 мл / 4 см H ₂ O = 80 мл / см H ₂ O.Нормальный C _CW составляет 200 мл / см H ₂ O и снижается из-за патологического ожирения, синдрома брюшной полости, отека грудной стенки, ожогов грудной стенки и деформаций грудной клетки (например, кифосколиоза). C _CW также уменьшается с увеличением мышечного тонуса (например, у пациента, который не синхронизирован с вентилятором). C _CW увеличивается с цепной грудью и параличом.

Рис. 17.

Поток, давление в пищеводе, давление в дыхательных путях и транспульмональное давление можно использовать для расчета податливости дыхательной системы, податливости грудной клетки, податливости легких, сопротивления дыхательных путей вдоха и сопротивления дыхательных путей выдоха.Подробности см. В тексте. PIP = пиковое давление на вдохе; P _plat = давление плато.

Соответствие легких

Для расчета C _L используется изменение P _L при надувании легких: C _L = ΔV / ΔP = V _T / ΔP _L. Нормальный C _L составляет 200 мл / см H ₂ O. C _L снижается при ОРДС, кардиогенном отеке легких, пневмотораксе, консолидации, ателектазе, фиброзе легких, пневмонэктомии, интубации бронхов и чрезмерном растяжении.C _L увеличивается при эмфиземе.

Данные пациента на Рисунке 17 могут быть использованы для иллюстрации этих расчетов: (3) Эти расчеты можно перепроверить следующим образом: 1 / C _RS = 1 / C _CW + 1 / C _L и 1/23 ≈ 1/80 + 1/32. В этом примере C _L и C _CW оба уменьшены, но C _L является наиболее уязвимым.

Сопротивление дыхательных путей

Во время вентиляции с контролем объема R _I можно оценить по PIP, P _plat и потоку в конце вдоха: R _I = (PIP — P _plat) / V̇ _I.R _E можно оценить по V̇ _EXH и разнице между P _plat и PEEP ⁴⁰: R _E = (P _plat — PEEP) / V̇ _EXH. Распространенными причинами повышения R _aw являются бронхоспазм, выделения и эндотрахеальная трубка с малым внутренним диаметром. Для интубированных и искусственно вентилируемых пациентов R _I должен быть <10 см H ₂ O / L / s. R _E обычно больше, чем R _I.

Данные пациента на Рисунке 17 могут быть использованы для иллюстрации этих расчетов: (4) (5)

Работа дыхания

Диаграмма Кэмпбелла (рис.18) включает влияние C _CW, C _L и R _aw на нагрузку на долото. ⁴¹ Обратите внимание, что нагрузка на долото увеличивается с уменьшением C _CW, уменьшением C _L или увеличением R _aw. Для правильной количественной оценки нагрузки на долото требуется пищеводный баллон, и по этой причине он не часто измеряется. Неясно, улучшает ли результаты лечения пациента измерение нагрузки на долото. Нормальная нагрузка на долото составляет 0,3–0,7 Дж / л.

Рис. 18. Диаграмма Кэмпбелла

, используемая для расчета работы дыхания (WOB).Зеленая область представляет собой упругую нагрузку на долото, а синяя область — резистивную нагрузку на долото. Общая заштрихованная область представляет общую нагрузку на долото.

Алгоритм пропорциональной вспомогательной вентиляции аппарата ИВЛ Puritan-Bennett 840 оценивает комплаентность и сопротивление путем выполнения паузы вдоха продолжительностью 300 мс каждые 8–15 вдохов. V̇ _I измеряется и мгновенно интегрируется в объем. WOB рассчитывается на основе измеренного V̇ _I и P, рассчитанного из уравнения движения: WOB = ∫P × V.Мощность дыхания (WOB / мин) — это скорость выполнения работы, измеряемая с течением времени, а не для отдельного дыхания. ^42–46 Возможно, это лучшая оценка нагрузки на дыхательные мышцы, чем нагрузка на дыхательные пути / дыхание. Нормальная мощность дыхания 4–8 Дж / мин. Искусственная нейронная сеть может использоваться для неинвазивной оценки мощности дыхания без необходимости установки пищеводного катетера у пациентов с дыхательной недостаточностью. ⁴² В одном исследовании WOB / мин <10 Дж / мин прогнозировала способность субъектов освобождаться от механической вентиляции.⁴³

Адаптивная поддерживающая вентиляция (ASV) основана на концепции минимальной нагрузки на долото, которая предполагает, что пациент будет дышать с V _T и частотой дыхания, которые минимизируют упругие и резистивные нагрузки, сохраняя при этом оксигенацию и кислотно-щелочной баланс. ^35,47 При этом используется подход, описанный Отисом, для определения частоты дыхания, связанной с наименьшей нагрузкой на долото. Следует отметить, что Отис основывает свои данные на пациенте, тогда как адаптивная поддерживающая вентиляция основана на аппарате ИВЛ.Целевая частота дыхания определяется механикой дыхания и альвеолярной вентиляцией.

С ASV аппарат ИВЛ пытается обеспечить 100 мл / мин / кг минутной вентиляции с возможностью регулировки от 25% до 350%, что позволяет врачу оказывать полную поддержку или поощрять самостоятельное дыхание. V _T определяется путем деления целевой V̇ _E на заданную скорость. Обратите внимание, что более высокая частота дыхания (и более низкий V _T) будет нацелена на низкую податливость (низкое τ), тогда как более низкая частота дыхания (и более высокая V _T) будет нацелена на высокое сопротивление (высокое τ).Это наблюдается клинически, когда пациенты с фиброзом легких дышат быстро и неглубоко. У пациентов с ХОБЛ с высоким значением τ нагрузка на долото меньше при более низкой частоте дыхания. Для ASV вентилятор также регулирует соотношение вдоха и выдоха и T _I принудительных вдохов путем расчета τ _E, как описано выше, для поддержания достаточного T _E (3 × τ). Во время самостоятельного дыхания ASV контролирует только давление дыхательных движений с поддержкой давлением.

Кривые давление-объем

Отображаются

кривых P-V с объемом как функцией давления. ^36,48 Наклон кривой P-V составляет C _RS. Наиболее распространенными методами, используемыми для измерения кривых давление-объем, являются использование супершприца, надувание с постоянным медленным потоком (<10 л / мин) и P _plat при различных объемах надувания. Правильная интерпретация кривой P-V при вентиляции с непостоянным потоком (например, вентиляция с контролем давления) и при более высоком V̇ _I проблематична.Некоторые аппараты ИВЛ текущего поколения могут измерять кривые P-V с использованием техники медленного накачивания на нескольких уровнях PEEP для оценки рекрутирования альвеол и точек перегиба для определения соответствующего уровня PEEP.

Подход к установке ПДКВ основан на точках перегиба, определенных по кривой P-V (рис. 19). ^49,50 Считается, что нижняя точка перегиба представляет собой давление, при котором задействовано большое количество альвеол, а верхняя точка перегиба, как полагают, указывает на чрезмерное растяжение.Однако пополнение, вероятно, будет происходить по всей кривой P-V инфляции, и верхняя точка перегиба может представлять собой конец набора, а не чрезмерное расширение.

Рис. 19.

Кривая давление-объем нормального пациента (пунктирная кривая) и пациента с ОРДС (сплошная кривая). Кривая давление-объем смещена вниз по оси объема и имеет уменьшенную общую емкость легких (TLC). Сигмовидная форма кривой гораздо более очевидна при ОРДС. Обратите внимание на небольшое значение давления в начале кривой «давление-объем» для ОРДС, что указывает на небольшое значение внутреннего PEEP (PEEPi) в объеме легких в конце выдоха (EELV).Некоторые исследователи делят кривую на линейные сегменты: C _начало, C _inf или C _lin и C _конец (поясняется ниже). Используя эти сегменты, верхний и нижний P _{сгибают} (давление на пересечении двух линий: область низкой податливости при малых объемах легких [C _начало] и область более высокой податливости при больших объемах легких [C _inf] ]) определялись пересечением этих прямых. Нижняя (LIP) и верхняя (UIP) точки перегиба определяются тем местом, где кривая сначала начинает отклоняться от линии C _lin.Математически это не точки перегиба; истинная точка перегиба (где вогнутость меняет направление) отмечена стрелкой. FRC = функциональная остаточная емкость. Из справочника 47.

Ряд проблем мешает рутинному использованию кривых давление-объем для настройки аппарата ИВЛ у пациентов с ОРДС. ^31,48,51,52 Измерение кривой давление-объем требует седации и часто паралича для правильного выполнения измерения. Для точного определения точек перегиба может потребоваться математическая подгонка кривой.Хотя чаще всего измеряется предел давления на кривой «давление-объем», предел сдувания может быть более полезным для установки ПДКВ. Механика грудной стенки потенциально влияет на форму кривой P-V, что требует измерения P _es, чтобы отделить легкие от эффектов грудной стенки. Как и в случае с большинством показателей респираторной механики, кривая P-V рассматривает легкие как единый отсек, игнорируя неоднородность легких пациентов с ОРДС.

Построение кривых P-V и измерение объема легких, соответствующего различным уровням PEEP, можно использовать для оценки рекрутирования легких, вызванного PEEP.^53,54 Рекрутмент легких при заданном давлении в дыхательных путях наблюдается как разница в объеме легких между кривыми P-V, начиная с разных объемов легких, соответствующих различным уровням PEEP (рис. 20).

Рис. 20.

Кривая давления-объема (P-V) для определения рекрутируемого объема легких с 2 уровнями PEEP.

Петли расхода-объема

Циклы расхода-объема отображаются с расходом как функцией объема. Некоторые системы отображают поток выдоха в положительном направлении, тогда как другие системы отображают поток выдоха в отрицательном направлении.Анализ петли поток-объем может быть полезен для определения ограничения потока во время выдоха, наличия секрета в дыхательных путях (рис. 21) и реакции бронходилататора (рис. 22). ⁵⁵ Кривая поток-объем может более надежно указывать на чрезмерную секрецию, чем клиническое обследование, при наличии чрезмерной секреции в дыхательных путях, создающей пилообразный рисунок как на кривых потока-объема на вдохе, так и на выдохе. ⁵⁶

Рис. 21.

Пилообразный рисунок на кривой «поток-объем», представляющий секрецию в дыхательных путях.

Рис. 22.

Кривая потока-объема, иллюстрирующая ответ на бронходилатацию у пациента с обструктивным заболеванием легких.

Индекс напряжения-времени и продукт давления-времени

Индекс напряжения-времени (TTI) использовался для прогнозирования усталости диафрагмы. Он рассчитывается как: TTI = (P _di / P _{di _max}) × (T _I / T _tot), где P _{di _max} — P _di с максимальным вдохом. . ⁵⁷ P _di / P _{di _max} — это сила сокращения диафрагмы, а T _I / T _tot — продолжительность сокращения (рабочий цикл).

Индекс времени напряжения> 0,15 указывает на утомление дыхательных мышц. Для измерения P _di требуются измерения давления в пищеводе и желудке, которые редко выполняются у пациентов с механической вентиляцией легких. Более простой формой индекса времени натяжения является индекс времени давления (PTI), ⁵⁸, который легче определить с помощью оборудования, имеющегося в отделении интенсивной терапии. Он рассчитывается как: PTI = (P _{дыхание} / P _Imax) × (T _I / T _tot), где P _{дыхание} — давление, необходимое для создания спонтанного дыхания, а P _Imax. — это максимальное давление, которое может быть создано против закупорки дыхательных путей.P _{дыхание} может быть определено с помощью измерений баллона пищевода во время короткой попытки самостоятельного дыхания.

Произведение давление-время (PTP) было разработано для учета затрат энергии во время динамической и изометрической фаз дыхания. ⁵⁹ WOB не учитывает изометрическую фазу дыхания, потому что нет изменения объема. Например, энергия расходуется на преодоление пороговой нагрузки авто-PEEP, но технически это не работает, потому что в легкие не попадает объем.Таким образом, у разных пациентов может быть одинаковая нагрузка на мышцы, но эффективность дыхания (нагрузка на нагрузку / потребление кислорода дыхательными мышцами) может быть совершенно разной. PTP измеряется как интеграл по времени от разницы между трассировкой P _es и давлением отдачи грудной стенки (рис. 23). Традиционное измерение PTP может не учитывать энергию, необходимую для активного выдоха, что привело к определению верхней границы PTP и нижней границы PTP, чтобы можно было рассчитать PTP в течение дыхательного цикла, чтобы можно было приблизительно оценить общий расход энергии.⁶⁰

Рис. 23.

Иллюстрация определения произведения давление-время (PTP). PTP показан в заштрихованной области.

Давление в пищеводе для титрования ПДКВ

В частности, у пациентов с внелегочным ОРДС, ⁶¹ C _CW может быть снижен. Это может привести к увеличению P _pl, и если P _pl является высоким по сравнению с P _alv, возможно, существует вероятность альвеолярного коллапса. В этом случае желательно установить PEEP больше, чем P _пл.Рекомендуется использовать пищеводный баллон для оценки интра-P _pl, чтобы можно было более точно установить ПДКВ (рис. 24 и 25).

Рис. 24.

Давление в пищеводе, давление в дыхательных путях и транспульмональное давление (P _L) с PEEP, установленным на уровне 18 см H ₂ О. A: Во время паузы на выдохе. B: Во время паузы вдоха. C: Как показано на рисунке, в конце выдоха возникает чистое разрушающее давление на легкие, сердце и центральную систему кровообращения. На срединно-грудном уровне (положение пищеводного баллона) результат конечного вдоха P _L является слегка положительным.P _plat = давление плато; PIP = пиковое давление на вдохе; P _pl = плевральное давление; АД = артериальное давление.

Рис. 25.

Давление в пищеводе, давление в дыхательных путях и транспульмональное давление (P _L) с PEEP, установленным на 26 см H ₂ O (тот же пациент, что и на рис. 24). A: Во время паузы на выдохе. B: Во время паузы вдоха. C: как показано на рисунке, PEEP уравновешивает P _es (давление плевры [P _pl]). Обратите внимание, что в конце выдоха на сердце и центральную систему кровообращения оказывается одинаковое давление.На срединно-грудном уровне (положение пищеводного баллона) конечный инспиратор P _L составляет 10 см H ₂ O, что, вероятно, безопасно, несмотря на давление плато (P _plat) 40 см H ₂ О. Обратите внимание на то, что артериальное давление (АД) не изменяется, поскольку не происходит увеличения P _pl при добавлении ПДКВ. PIP = пиковое давление на вдохе; Ppl = плевральное давление; АД = артериальное давление.

Talmor et al. ¹⁴ случайным образом назначили субъектов с ARDS для PEEP, скорректированного в соответствии с измерениями P _es или в соответствии с таблицей низкого PEEP сети ARDS.⁵ По сравнению с таблицей PEEP, стратегия вентиляции с использованием P _es для оценки P _L привела к значительно большей оксигенации и комплаентности. Есть несколько критических замечаний по поводу этого исследования. Во-первых, первичной конечной точкой было улучшение оксигенации, а не такой важный для пациента результат, как смертность. Во-вторых, таблица низкого PEEP сети ARDS, вероятно, недостаточна для пациентов с умеренным и тяжелым ARDS. В настоящее время проводится многоцентровое испытание с использованием более агрессивного подхода к ПДКВ в контрольной группе (таблица с высоким ПДКВ сети ARDS) ⁶² и с комбинированным результатом смертности и времени отключения аппарата ИВЛ через 28 дней (ClinicalTrials.государственная регистрация NCT01681225). Независимо от того, окажется ли пищеводная манометрия полезной для рутинной настройки ПДКВ, она, вероятно, будет полезной для отдельных пациентов, например, с патологическим ожирением или синдромом брюшной полости.

Напряжение и деформация

Напряжение — это сила, прилагаемая к определенной области, например давление на паренхиму легких. Сила, приложенная под углом, создает напряжение сдвига. Напряжение — это физическая деформация или изменение формы структуры, например альвеолы, обычно вызываемое напряжением.Эластичность — это обратимая деформируемость альвеол, вызванная напряжением, но позволяющая альвеолам вернуться к своей первоначальной форме. Стресс, растягивающий легкие, может показаться, что не навсегда изменит размер или форму легких, но может повлиять на целостность легких. Легкие — это эластичные структуры, эластично реагирующие на стресс и растяжение.

P _es можно использовать для оценки напряжения и деформации. ^63,64 Клиническим эквивалентом стресса является P _L, а клиническим эквивалентом напряжения является отношение ΔV к функциональной остаточной емкости (FRC): P _L (стресс) = удельная эластичность легких × ΔV / FRC (деформация), где ΔV — это изменение объема легких выше FRC в состоянии покоя при добавлении PEEP и V _T.Удельная эластичность легких постоянна и составляет 13,5 см H ₂ О. Вредный порог деформации> 2. Таким образом, опасный порог напряжения (P _L) составляет 27 см H ₂ О. Рекомендуемая платформа P ниже 30 см H ₂ O поэтому приемлемо для большинства пациентов с ОРДС. Однако более высокое значение P _plat может быть безопасным, когда P _L уменьшается из-за увеличения P _pl. Это дает основания для измерения P _es у пациента с жесткой грудной стенкой.

Также можно измерить деформацию, а затем рассчитать нагрузку, если объем легких в конце выдоха измеряется как FRC. Однако деформация — это объем легких выше FRC в состоянии покоя без PEEP. Таким образом, объем легких в конце выдоха измеряется без ПДКВ для определения деформации, что может быть небезопасным, особенно у пациентов с тяжелым ОРДС.

Эта концепция проиллюстрирована на рисунке 25. Когда PEEP установлен на 26 см H ₂ O, P _L на конце вдоха (напряжение) составляет 10 см H ₂ O, а деформация равна 0.74. В этом случае напряжение при 10 см H ₂ O и деформация 0,74 являются безопасными, несмотря на P _plat 40 см H ₂ O.

Напряжение будет сконцентрировано в условиях неоднородности в легких, где области коллапса граничат с областями вентиляции. Это называется возбудителем стресса ⁶⁴ и впервые был описан много лет назад Mead et al. ⁶⁵ Они считали 2 соседние области легких полностью расширенными при P _L 30 см H ₂ O.Если одна из двух областей теряет эластичность (т. Е. Уплотнение или схлопывание), приложенная сила концентрируется в другой, тем самым увеличивая ее деформацию и напряжение. Мид и др. ⁶⁵ подсчитали, что если соотношение объемов двух областей увеличивается от 10/10 (обе области растянуты) до 10/1 (одна область растянута, а другая схлопывается / уплотняется), напряжение открытых областей увеличивается. от 30 до 130 см H ₂ О. Математическая основа этого расчета основана на том факте, что напряжение является отношением силы к площади.Соотношение объемов 10/1 следует преобразовать в соотношение площадей. Поскольку площадь равна объему в степени 0,66, отношение объемов 10/1 равно отношению площадей (10/1) ^0,66, что составляет 4,57. Следовательно, начальная сила, приложенная к 2 областям легких, должна быть умножена почти в 5 раз, таким образом увеличивая напряжение открытого блока до 30 × 4,57 см H ₂ O = 137 см H ₂ O. Основная концепция заключается в следующем. что в негомогенном легком, что обычно имеет место у пациентов с механической вентиляцией легких, наличие этих областей, повышающих стресс, может создать опасный региональный P _L, несмотря на приемлемые P _plat и P _L.Этот эффект можно минимизировать клинически, используя самую низкую P _plat, возможную для отдельного пациента.

Самопроизвольное дыхание и вентиляция с целевым давлением

Много лет назад Дрейфус и Саумон ⁶⁶ провели несколько интересных исследований, связанных с повреждением легких, вызванным вентилятором. Они подвергали крыс вентиляции с низким или высоким V _T, используя одинаковое давление в дыхательных путях (45 см H ₂ O) в обеих группах. Низкий V _T с высоким давлением в дыхательных путях был получен торакоабдоминальной перевязкой во время вентиляции с положительным давлением в дыхательных путях.У крыс, подвергнутых высокому V _T и вентиляции с высоким давлением в дыхательных путях, быстро развилось вызванное вентилятором повреждение легких. Однако у животных, перенесших торакоабдоминальную перевязку и искусственно вентилируемых с высоким давлением в дыхательных путях, но нормальным V _T, не развилось вызванное вентилятором повреждение легких. Предположительно, легкие животных с пониженным C _CW подвергались меньшему стрессу. Другая группа крыс получила вентиляцию легких с отрицательным давлением с высоким V _T, и у этих животных развилось вызванное вентилятором повреждение легких.

Совсем недавно Йошида и др. ⁶⁷ оценили спонтанное дыхание и мышечный паралич при двух различных степенях тяжести экспериментального повреждения легких. Они обнаружили, что у кроликов с легким повреждением легких спонтанное дыхание способствует восстановлению легких. Однако у животных с тяжелым повреждением легких спонтанное дыхание усугубляет повреждение легких, что позволяет предположить, что мышечный паралич может быть более защитным для поврежденных легких, предотвращая опасно высокий P _L. В другом экспериментальном исследовании Йошида и др. ⁶⁸ обнаружили, что спонтанное дыхание вызывает pendelluft во время раннего раздувания, что было связано с более отрицательным локальным P _pl в зависимых областях легких по сравнению с независимыми областями.Это произошло, несмотря на ограничение V _T до <6 мл / кг. Сопоставимое раздувание зависимого легкого во время паралича потребовало почти в 3 раза большего управляющего давления (и V _T) по сравнению со спонтанным дыханием. Эти данные предполагают, что спонтанное дыхание может быть вредным при умеренном или тяжелом повреждении легких. Действительно, в нескольких отчетах описывалась баротравма у пациентов со спонтанным дыханием, получавших ИВЛ с поддержкой давлением или ИВЛ с сбросом давления в дыхательных путях.^69,70

Потенциальные преимущества режимов, ориентированных на давление, заключаются в улучшенном взаимодействии пациента с аппаратом ИВЛ, возможности уменьшения седации, улучшенной способности участвовать в лечении, таком как мобилизация и передвижение, и лучшая вентиляция задних отделов легких с последующим улучшением рекрутирования альвеол и артериальной оксигенации . Тем не менее, эти возможные преимущества необходимо сопоставить с потенциалом чрезмерного растяжения альвеол при самопроизвольном дыхании. Представьте пациента, которого вентилируют в режиме с заданным давлением, например, с контролем давления, поддержкой давлением или вентиляцией с сбросом давления в дыхательных путях.Аппарат ИВЛ будет обеспечивать поток для поддержания постоянного давления в дыхательных путях, а самопроизвольные дыхательные усилия пациента будут снижать P _pl, тем самым увеличивая P _L. Как показано на рисунках 26 и 27, потенциально опасный P _L может произойти при использовании давления в дыхательных путях, которое в противном случае могло бы считаться безопасным.

Рис. 26.

Рисунок, показывающий, как сильное вдоховое усилие может привести к высокому транспульмональному давлению (P _L). P _aw = давление в дыхательных путях; PS = поддержка давлением; P _R = падение давления из-за сопротивления дыхательных путей; P _alv = альвеолярное давление; P _атм = атмосферное давление; P _pl = плевральное давление.

Рис. 27.

Давление в дыхательных путях, давление в пищеводе и транспульмональное давление (P _L) для пациента, находящегося на ИВЛ с поддержкой давлением (PSV). Обратите внимание на высокий P _L из-за сильного вдоха пациента.

Респираторные вариации центрального венозного давления, которые обычно доступны у пациентов с механической вентиляцией легких, могут предоставить информацию об изменениях P _pl во время дыхательного цикла. Значительные колебания центрального венозного давления при спонтанном дыхании указывают на высокое значение P _L.Возможно, наиболее важным и легким для наблюдения у постели пациента является V _T, который создается в результате вдоха пациента. Если V _T не является чрезмерным, в большинстве случаев будет приемлемым P _L. Однако из-за неоднородности процесса болезни высокий P _L может привести к региональному чрезмерному растяжению, несмотря на приемлемый V _T. Независимо от режима аппарата ИВЛ для тяжелобольных пациентов целевой показатель V _T должен составлять 6 мл / кг идеальной массы тела.

Плевральное давление и гемодинамика при искусственной вентиляции легких

Распространенный клинический вопрос касается влияния вентиляции с положительным давлением на P _pl. P _pl не зависит от C _L ¹⁷: P _pl = объем легких / C _CW. Таким образом, неправильно ссылаться на величину давления, передаваемого в плевральную полость, потому что P _pl определяется объемом легких (V _T и PEEP) и C _CW.P _pl как фракция P _alv определяется соотношением: ΔP _pl / ΔP _alv = C _L / (C _L + C _CW) или ΔP _pl / ΔP _alv = C _RS / C _CW. В нормальных условиях, когда C _L и C _CW равны, ΔP _pl будет составлять половину от ΔP _alv. Когда C _CW уменьшается относительно C _L, ΔP _pl будет большей долей ΔP _alv.С другой стороны, когда C _L уменьшается относительно C _CW, ΔP _pl будет меньшей долей ΔP _alv.

P _pl влияет на гемодинамику за счет воздействия на сердце и центральное кровообращение. Когда P _pl увеличивается из-за пониженного C _CW, использование PEEP, которое уравновешивает эффект коллапса грудной стенки, не должно ставить под угрозу гемодинамику до тех пор, пока PEEP не превысит P _pl из-за эффектов грудной стенки.Sarge et al. ⁷¹ сообщили, что у субъектов с ОРДС индивидуальная настройка ПДКВ для оптимизации P _L с использованием манометрии пищевода не нарушает гемодинамическую функцию.

Сводка

У пациентов с искусственной вентиляцией легких можно оценить различные респираторные механизмы. Это может быть полезно в качестве исследования основной патофизиологии. Оценка респираторной механики также может быть использована для настройки аппарата ИВЛ, чтобы минимизировать повреждение легких.

Сноски

Переписка: Дин Р Хесс, доктор философии, RRT FAARC, Респираторная служба, Эллисон 401, Массачусетская больница общего профиля, 55 Fruit Street, Бостон, Массачусетс 02114.
No related posts.

Расчет системы вентиляции — Стандарт Климат

Расчет по площади помещения

Расчет по санитарно-гигиеническим нормам

Расчет по кратностям

Кратность воздухообмена в помещениях жилых зданий

Рассчет основных параметров при выборе оборудования

Производительность по воздуху

Мощность калорифера

Расчёт объёма вентиляции и

5. Расчет объема вентиляции помещения

Расчет вентиляции, формула расчета вытяжной и приточной вентиляции помещения

Расчет вентиляции: что нужно знать

Выписка из ГОСТ 30494-2011

Расчет вентиляции: вытяжной и приточной

Расчет вытяжной вентиляции: пример

Вместо вывода

Расчет воздухообмена по различным параметрам

Содержание

1.1. Расчет по кратностям

Последовательность расчета вентиляции по кратностям следующая:

Рассмотрим расчеты на примере.

Расчет по площади помещения

Рассмотрим расчеты на примере.

Расчет по санитарно-гигиеническим нормам

Рассмотрим расчеты на примере.

Сравнение расчетов

Подбор воздуховода

Расчет воздухообмена, его виды и формулы

Расчет по кратности

Воздухообмен по теплоизбыткам

Расчет воздухообмена по влаговыделениям

Воздухообмен по газовыделениям

Воздухообмен по санитарным нормам

Расчетный воздухообмен

Читайте также:

Правильный воздухообмен — залог здоровья | iFresh

Калькулятор дыхательного объема — Глубина эндотрахеальной трубки (ЭТТ)

Оценка идеальной позиции ETT

Целевой дыхательный объем

Список литературы

Руководство по ИВЛ — Формулы и параметры ИВЛ

Формулы, расчеты и уравнения респираторной терапии (Учебное пособие)

Механическая вентиляция

Краткий обзор механической мощности: простой заменитель вентиляции с регулируемым объемом | Экспериментальная интенсивная терапия

Калькулятор дыхательного объема | Идеальная глубина ЭТТ

ЭТТ — использование эндотрахеальной трубки

Характеристики эндотрахеальной трубки

Определение дыхательного объема — что такое дыхательный объем?

Что такое калькулятор дыхательного объема?

Приступим к делу!

Механика дыхания у пациентов с механической вентиляцией

Резюме

Введение

Давление

Давление в дыхательных путях

Уравнение движения

Альвеолярное давление

Давление плато

Авто-PEEP

Среднее давление в дыхательных путях

Давление в пищеводе

Транспульмональное давление

Внутрибрюшное давление

Трансдиафрагмальное давление

Асинхронность

Индекс стресса

Расход и объем

Постоянная времени

Инспираторный поток

Расход выдоха

Дыхательный объем

Объем легких в конце выдоха

Производные измерения

Соответствие дыхательной системы

Податливость грудной клетки к стенке

Соответствие легких

Сопротивление дыхательных путей

Работа дыхания

Кривые давление-объем

Петли расхода-объема