Контроль воздушной среды на объектах транспортной инфраструктуры: метрополитены, вокзалы, аэропорты

Введение

Ежедневно через транспортные узлы крупных городов проходят миллионы пассажиров. Московский метрополитен перевозит около 7 миллионов человек в сутки, аэропорты столицы обслуживают сотни тысяч пассажиров, железнодорожные вокзалы работают в режиме 24/7. Все эти люди находятся в замкнутых пространствах, где параметры воздушной среды формируются не естественной вентиляцией, а сложными инженерными системами.

Контроль качества воздуха на объектах транспортной инфраструктуры — это не вопрос комфорта, а вопрос безопасности. В замкнутых пространствах с высоким пассажиропотоком воздушная среда непосредственно влияет на распространение инфекций, передающихся воздушно-капельным путем . Требования к чистоте воздуха в метрополитенах, на вокзалах и в аэропортах обоснованы санитарно-эпидемиологическими нормами и подлежат строгому государственному регулированию.

В этой статье мы проведем системный анализ задачи контроля воздушной среды на объектах транспортной инфраструктуры, рассмотрим нормативные требования, особенности различных типов объектов и современные технические решения для организации непрерывного мониторинга.

Чем транспортные объекты отличаются от обычных зданий

Транспортные объекты занимают особое место в классификации помещений по условиям воздушной среды. Их принципиальные отличия от офисных, торговых или производственных зданий определяют специфику подхода к контролю параметров воздуха.

Закрытый характер пространства

Метрополитены, особенно глубокого заложения, представляют собой полностью изолированные подземные сооружения, где естественный воздухообмен с атмосферой отсутствует. Вокзалы и аэропорты, хотя и имеют выходы наружу, проектируются как крупнообъемные пространства с ограниченными возможностями естественной вентиляции.

В отличие от открытого воздуха, где выражено естественное бактерицидное действие солнечного УФ-спектра, в замкнутых помещениях транспортных объектов поддержание чистоты воздуха невозможно без активных инженерных систем.

Динамически изменяющаяся нагрузка

Пассажиропоток на транспорте подвержен резким колебаниям. Часы пик сменяются периодами относительного затишья, и эти изменения происходят в течение коротких промежутков времени. Вместе с потоком людей меняется и нагрузка на систему вентиляции: выделение тепла, влаги, углекислого газа, бактериальных аэрозолей.

Исследования показывают, что в пределах одних и тех же помещений бактериальная обсемененность может резко меняться в течение суток в зависимости от численности и активности людей .

Многообразие источников загрязнений

На транспортных объектах действуют специфические источники загрязнения воздуха:

• подвижной состав (поезда, локомотивы) — выделение тепла, продуктов сгорания (для тепловозов), абразивной пыли от тормозных колодок;
• пассажиры — основной источник бактериальных аэрозолей, СО₂, тепла и влаги;
• инженерное оборудование — выделение тепла от работы эскалаторов, освещения, систем кондиционирования;
• грунт и окружающие породы (для метро) — выделение радона, влаги, теплопередача в грунт .

Повышенные требования к надежности

Остановка вентиляции на транспортном объекте даже на короткое время может привести к критическому ухудшению условий для тысяч людей. Поэтому системы контроля должны обладать высокой надежностью и резервированием.

Какие параметры нужно контролировать

Контроль воздушной среды на объектах транспортной инфраструктуры требует измерения комплекса параметров, определяющих безопасность и комфорт пребывания людей.

Микроклиматические параметры

Температура воздуха — базовый показатель, влияющий на теплоощущение человека. Нормы температуры различаются для разных зон транспортного объекта: платформы станций, вестибюли, кабины машинистов, служебные помещения.

Для кабин машинистов метрополитена разрабатываются специальные нормативы микроклимата, которые планируется закрепить в обновленной редакции СанПиН 1.2.3685-21.

Относительная влажность — параметр, определяющий не только комфорт, но и условия распространения микроорганизмов. Избыточная влажность способствует росту плесневых грибов, недостаточная — высушивает слизистые оболочки, снижая местный иммунитет.

Скорость движения воздуха — важный показатель для подземных сооружений. При слишком низкой скорости возникают застойные зоны с накоплением загрязнений, при слишком высокой — дискомфорт от сквозняков.

Газовый состав

Содержание углекислого газа (СО₂) — интегральный показатель интенсивности дыхания людей и эффективности вентиляции. Превышение концентрации СО₂ свидетельствует о недостаточном воздухообмене и потенциальном накоплении других продуктов метаболизма.

Современные системы вентиляции анализируют показатели концентрации СО₂ для управления воздухообменом в реальном времени . Такой подход позволяет исключить работу системы «вхолостую» в периоды низкой загрузки и обеспечивает значительную экономию ресурсов.

Кислород — критический параметр для глубоких подземных сооружений. Снижение концентрации кислорода ниже нормы создает прямую угрозу жизни людей.

Угарный газ (СО) и другие токсичные газы — контроль необходим на объектах, где возможно присутствие тепловозной тяги, а также в зонах въезда автотранспорта (подземные парковки при вокзалах и аэропортах).

Радон — для метрополитенов глубокого заложения актуален контроль выделений радона из грунта.

Аэрозольное загрязнение

Взвешенные частицы (пыль) — на транспортных объектах присутствует специфическая пыль, образующаяся при истирании колесных пар, тормозных колодок, контактного провода. Частицы металлической и абразивной пыли могут оказывать раздражающее действие на дыхательные пути.

Бактериальные аэрозоли — важнейший показатель для мест массового скопления людей. Основной источник микроорганизмов — сами пассажиры и персонал. При разговоре в воздух выделяется до сотен частиц в минуту, при чихании — десятки тысяч частиц, формирующих бактериальный аэрозоль.

Для оценки микробиологической чистоты воздуха используются два ключевых индикатора:

• общий микробный показатель (ОМЧ) в колониеобразующих единицах на кубический метр (КОЕ/м³);
• суммарный показатель гемолитической кокковой флоры.

Исследования показывают, что для обеспечения одинаковой заболеваемости стрептококковой инфекцией при размере аэрозольной капли порядка 1,2 мкм достаточно сотен клеток, тогда как при каплях около 12 мкм требуются уже десятки тысяч . Это подчеркивает важность контроля именно мелкодисперсной фракции аэрозолей.

Физические факторы

Инфразвук и шум — специфические факторы для метрополитенов и железнодорожного транспорта. Проект изменений в СанПиН 1.2.3685-21 вводит допустимые уровни инфразвука в поездах и метрополитене .

Освещенность — влияет на безопасность пассажиров и условия работы персонала.

Разбираем объекты по порядку

Каждый тип транспортных объектов имеет свою специфику, определяющую требования к контролю воздушной среды.

Метрополитены

Метрополитены представляют наиболее сложный объект для организации контроля воздушной среды. Фундаментальные работы в этой области, такие как монография В.Я. Цодикова «Вентиляция и теплоснабжение метрополитенов», заложили основы расчета тепло- и воздухообмена в подземных сооружениях .

Тоннели — протяженные пространства, где воздушная среда формируется под влиянием движения поездов (поршневой эффект), выделения тепла от тяговых двигателей и систем торможения, теплообмена с грунтом. Температура грунта на глубине заложения метрополитена стабильна в течение года (обычно +5…+10°С), что создает эффект естественного теплообменника .

Контроль воздуха в тоннелях требует размещения датчиков с учетом направления движения поездов, расположения вентиляционных стволов и зон возможных застоев.

Станции — зоны массового скопления людей с высокой динамикой изменения нагрузки. Здесь критически важны контроль СО₂, температуры и влажности, а также микробиологических показателей.

Служебные и технические помещения — требуют контроля согласно их функциональному назначению (щитовые, вентиляционные камеры, мастерские).

Железнодорожные вокзалы

Вокзальные комплексы сочетают:

• зоны ожидания — длительное пребывание людей, требования к комфорту;
• платформы и переходы — кратковременное пребывание, но высокие пиковые нагрузки;
• кассовые залы — очереди, интенсивное выделение СО₂;
• объекты торговли и питания — дополнительные источники запахов и аэрозолей;
• подземные переходы и тоннели — специфика, сходная с метрополитенами мелкого заложения.

Для локомотивов и специального подвижного состава действуют Санитарные правила СП 2.5.1336-03, устанавливающие требования к параметрам микроклимата в кабинах.

Аэропорты

Аэропорты отличаются наибольшими объемами помещений и специфическими источниками загрязнений:

• терминалы — огромные пространства с неравномерным распределением нагрузки, сложной аэродинамикой воздушных потоков;
• зоны прилета и вылета — кратковременные, но очень высокие пиковые нагрузки;
• зоны предполетного досмотра — очереди, повышенное выделение СО₂;
• выходы на посадку (гейты) — локальные зоны скопления;
• служебные помещения — диспетчерские, комнаты отдыха экипажей.

Международные исследования подчеркивают, что пространства в терминалах аэропортов, а также на станциях метро и вокзалах могут быть особенно уязвимы с точки зрения распространения загрязнений из-за их размеров и плотности населения . Это требует особого внимания к проектированию систем мониторинга.

Нормативная база

Контроль воздушной среды на объектах транспортной инфраструктуры регулируется многоуровневой системой нормативных документов.

Федеральный уровень

Базовым документом является Федеральный закон № 52-ФЗ «О санитарно-эпидемиологическом благополучии населения», который устанавливает общие требования к среде обитания человека.

Санитарные правила и нормативы

СанПиН 1.2.3685-21 «Гигиенические нормативы и требования к обеспечению безопасности и (или) безвредности для человека факторов среды обитания» — основной документ, устанавливающий предельно допустимые концентрации загрязняющих веществ, нормативы микроклимата, освещенности, шума.

В 2025 году опубликован проект изменений в этот СанПиН, который предусматривает:

• введение нормативов микроклимата для кабин машинистов метрополитена;
• установление предельно допустимых уровней инфразвука в поездах и метро;
• обновление нормативов для ряда веществ в воде (косвенно влияет на оценку качества воздуха через системы увлажнения) .

Если проект будет принят, изменения вступят в силу с 1 марта 2026 года.СП 2.5.1336-03 «Санитарные правила по проектированию, изготовлению и реконструкции локомотивов и специального подвижного состава железнодорожного транспорта» — устанавливает требования к микроклимату в кабинах локомотивов .

Ведомственные и отраслевые нормы

Для метрополитенов действуют ведомственные строительные нормы и правила технической эксплуатации, которые регламентируют работу систем тоннельной вентиляции.

Методические указания

Для контроля микробиологических показателей применяются методические указания МУК 4.2.2948-11 «Санитарно-бактериологические исследования воздушной среды» и аналогичные документы, регламентирующие методы отбора проб и анализа бактериальной обсемененности.

Оборудование для транспортной инфраструктуры

Для организации эффективного контроля воздушной среды на объектах транспортной инфраструктуры АО «ЭКСИС» предлагает комплексные решения на базе приборов собственного производства.

Контроль микроклимата

Стационарные термогигрометры ИВТМ-7, комплектуемые измерительными преобразователями ИПВТ-03 — оптимальное решение для непрерывного контроля температуры и относительной влажности в вестибюлях, на платформах, в кассах и залах ожидания, в служебных помещениях. Приборы обеспечивают:

• высокую точность измерений, подтвержденную внесением в Госреестр СИ РФ;
• возможность работы в расширенном диапазоне температур (актуально для неотапливаемых переходов и платформ);
• энергонезависимую память для регистрации параметров в течение длительного времени;
• различные цифровые интерфейсы (RS-485, RS-432, USB, Ethernet) для интеграции в единую систему мониторинга.

Модификации ИВТМ-7 Н предназначены для передачи измерительных данных в в различные промышленные контроллеры с помощью RS-485 и токовых выходов, поддерживают протокол Modbus RTU.

Анализаторы качества воздуха ИКВ-8, выпускаемые АО «ЭКСИС», контролируют до 5 показателей микроклимата одновременно: относительную влажность, температуру, атмосферное давление, два газа из пяти (O2, CO2, CO, H2S, NO2).

Контроль газового состава

Газоанализаторы серии МАГ-6 — многофункциональные приборы для контроля содержания кислорода, углекислого газа, оксида углерода и других токсичных компонентов.

Для объектов транспортной инфраструктуры актуальны следующие модификации:

• портативные газоанализаторы МАГ-6 — для оперативного контроля, обследования зон перед началом работ, проверки эффективности вентиляции;
• стационарные газоанализаторы МАГ-6 С — для непрерывного контроля в пассажирских зонах, кассах, служебных помещениях;
• щитовые газоанализаторы МАГ-6 — для встраивания в пульты управления системами вентиляции.

Особое внимание следует уделить контролю содержания кислорода в подземных сооружениях. Для этих целей предназначены газоанализаторы кислорода ПКГ-4 К, обеспечивающие высокую точность и быстродействие.

Системы сбора и обработки данных

Ключевой элемент современного контроля — программное обеспечение и сетевое оборудование, позволяющие объединять отдельные приборы в единую распределенную систему мониторинга. Eksis Visual Lab (EVL) - современное, интуитивно понятное и гибкое программное обеспечение, включенное в реестр российского ПО (р.з. № 15948 от 13.12.2022 г.) предназначено для эффективной работы с контрольно-измерительными приборами и автоматизации техпроцессов.

Преимущества системного подхода:

• централизованный сбор данных от всех точек контроля;
• оперативное оповещение о выходе параметров за допустимые пределы;
• накопление архива для анализа динамики и прогнозирования;
• формирование отчетов для контролирующих органов;
• возможность интеграции с системами диспетчеризации и управления вентиляцией.

Для удаленных объектов (отдельные станции метро, удаленные вокзалы) может быть организован мониторинг через интернет с передачей данных в облачное хранилище.

Системный подход к воздуху на объектах транспортной инфраструктуры

Эффективное управление сложной и динамичной системой, какой является воздушная среда транспортного объекта, возможно только на основе сбора и анализа непрерывного потока информации о ее состоянии.

Мониторинг как система

Рассматривая контроль воздушной среды с позиции системного подхода, мы выделяем три уровня:

Наблюдение — непрерывное измерение параметров в контрольных точках. На этом уровне решаются задачи выбора репрезентативных мест установки датчиков, обеспечения их метрологической прослеживаемости, гарантии бесперебойной работы.

Анализ и оценка — сопоставление текущих значений с нормативами, выявление тенденций, раннее обнаружение отклонений. На этом уровне критически важны квалифицированная интерпретация данных и понимание взаимосвязей между различными параметрами.

Управленческие решения — корректировка режимов работы вентиляции, планирование профилактических мероприятий, оптимизация энергопотребления. Здесь данные мониторинга становятся основой для действий.

Интеграция с системами вентиляции

Наиболее прогрессивным подходом является интеграция систем мониторинга микроклимата с автоматизированными системами управления вентиляцией.

Преимущества интеграции:

• экономия энергоресурсов (вентиляция работает только там и тогда, где и когда она действительно нужна);
• повышение комфорта за счет адаптации к реальной нагрузке;
• увеличение ресурса оборудования благодаря работе в щадящих режимах;
• своевременное выявление проблем (например, засорения фильтров).

Метрологическое обеспечение

Все средства измерений, используемые для контроля воздушной среды на объектах транспортной инфраструктуры, должны:

• быть внесены в Государственный реестр средств измерений РФ;
• иметь действующие свидетельства о поверке;
• обеспечивать единство и прослеживаемость измерений к государственным эталонам.

Большинство приборов АО «ЭКСИС» соответствуют этим требованиям и внесены в Госреестр СИ РФ.Техническое обслуживание

Для обеспечения непрерывной и достоверной работы системы контроля необходимо регулярное техническое обслуживание:

• периодическая поверка приборов/датчиков (в соответствии с межповерочным интервалом);
• очистка чувствительных элементов от загрязнений;
• контроль работоспособности линий связи и источников питания;
• обновление программного обеспечения;
• анализ архивов для выявления деградации характеристик.

Заключение

Контроль воздушной среды на объектах транспортной инфраструктуры — сложная, многоплановая задача, требующая комплексного подхода и применения высококачественного измерительного оборудования.

Современные тенденции развития транспортных объектов идут в направлении:

• ужесточения нормативных требований (введение новых показателей для метрополитенов);
• автоматизации управления вентиляцией на основе данных мониторинга;
• перехода к системам непрерывного контроля с централизованным сбором и анализом данных;
• повышения энергоэффективности за счет адаптивных алгоритмов.

АО «ЭКСИС» предлагает полный спектр решений для организации контроля воздушной среды — от отдельных приборов/датчиков температуры, влажности и газового состава до комплексных систем мониторинга с возможностью интеграции в АСУ ТП и диспетчерские системы транспортных объектов.

Наши приборы, внесенные в Государственный реестр СИ, обеспечивают точность, надежность и единство измерений — фундамент, на котором строится безопасность и комфорт миллионов пассажиров ежедневно.

Источники

1. Цодиков В.Я. Вентиляция и теплоснабжение метрополитенов. — 2-е изд., перераб. и доп. — М.: Недра, 1975.
2. Калиничев В.П. Метрополитены. — М.: Транспорт, 1988.
3. Резниченко Е.Д. Огни подземных магистралей. — М.: Недра, 1969.
4. Постановление Главного государственного санитарного врача РФ от 28.01.2021 № 2 (ред. от 24.12.2025) «Об утверждении санитарных правил и норм СанПиН 1.2.3685-21 "Гигиенические нормативы и требования к обеспечению безопасности и (или) безвредности для человека факторов среды обитания"» (Зарегистрировано в Минюсте России 29.01.2021 № 62296).
5. Постановление Главного государственного санитарного врача РФ от 30.05.2003 № 112 «О введении в действие "Санитарных правил по проектированию, изготовлению и реконструкции локомотивов и специального подвижного состава железнодорожного транспорта. СП 2.5.1336-03"» (с изм. от 12.07.2010).
6. СП 120.13330.2022. Свод правил. Метрополитены. Актуализированная редакция СНиП 32-02-2003. — М.: Минстрой России, 2022.
7. ANSI/ASHRAE Standard 217-2020. Non-Emergency Ventilation in Enclosed Road, Rail, and Mass Transit Facilities. — American Society of Heating, Refrigerating and Air-Conditioning Engineers, Inc., 2020.