По мере пребывания людей в помещении качество воздуха в нем ухудшается. В воздухе помещения увеличивается содержание углекислого газа. Человек в покое в обычных условиях выдыхает 12 л CO2 в час, при выполнении легкой физической работы — 22,6 л/час. Параллельно с накоплением углекислого газа происходит увеличение содержания других продуктов обмена веществ (аммиак, сероводород, индол, скатол, меркаптан, летучие жирные кислоты и др.), повышается температура и влажность воздуха, увеличивается бактериальная его загрязненность. Помимо этого, на некоторых промышленных предприятиях, в частности химико-фармацевтических заводах, галеновых фабриках, в аптечных учреждениях и др., в воздух производственных помещений могут поступать различные токсические вещества в виде пыли, паров, газов, выделяющиеся в процессе производства лекарственных препаратов. Таким образом, в помещении создаются условия, пребывание людей в которых становится субъективно тягостным, а возможно, и вредным для здоровья. Поэтому возникает необходимость в вентиляции помещения, замещении испорченного воздуха чистым наружным воздухом.
Количество воздуха, необходимое для вентиляции помещения в единицу времени (объем вентиляции), зависит от кубатуры помещения, числа людей и характера работы, выполняемой в этом помещении. Если в нем производится работа, не связанная с загрязнением воздуха вредными веществами и с изменением микроклиматических условий помещения, если изменения химического состава и физических свойств воздуха обусловливаются только присутствием людей (например, жилые и общественные здания), то объем воздуха, необходимый для вентиляции, определяется исходя из накопления в помещении углекислого газа как косвенного показателя степени чистоты воздуха. Задачей вентиляции в данном случае является обеспечение содержания CO2 в воздухе помещения в количествах, не превышающих норму — 0,1% или 1‰ (1 л CO2 в 1000 л или в 1 м3 воздуха). Расчет производится по формуле:
где L — необходимый объем воздуха в кубических метрах в час; 22,6 — количество углекислого газа в литрах, выдыхаемое взрослым человеком в час в обычных условиях при легкой физической работе; N — число людей в помещении; I — допустимая концентрация углекислого газа в воздухе помещения в промилле; 0,4 —среднее содержание углекислого газа в атмосферном воздухе в промилле.
Если в помещении имеет место изменение химического состава или физических свойств воздуха, связанное с процессом производства, то определение потребного количества вентиляционного воздуха производится с учетом соответствующего фактора, создающего неблагоприятные условия для пребывания людей (тепловыделения, влаговыделения, вредные химические вещества). В таких случаях вентиляция рассчитывается на удаление избытка тепла, влаги, вредных веществ и пр.
Исходя из расчетного количества вентиляционного воздуха и объема помещения, определяют кратность воздухообмена, т. е. скорость обмена воздуха в час. Кратность воздухообмена — это величина, показывающая, сколько раз в течение часа воздух помещения замещается наружным воздухом. Чтобы ее определить, нужно количество воздуха (в кубических метрах), поступающего в помещение в час, разделить на кубатуру помещения. Например: в помещение необходимо ввести 500 м3 чистого воздуха в час, объем помещения 250 м3. Отсюда кратность воздухообмена равна 500: 250=2. Это значит, что за час воздух в помещении обменивается 2 раза.
Поскольку размеры отдельных помещений установлены в строгом соответствии с количеством одновременно пребывающих в них людей и с учетом протекающих в этих помещениях бытовых и производственных процессов, то кратность воздухообмена практически является величиной, по которой судят о достаточности вентиляции. Нормы кратности воздухообмена для различных помещений регламентированы санитарным законодательством СССР (СН 245-63).