Это третья статья в серии статей об использовании устройств CO2 для контроля вентиляции в помещении и обзоре нескольких проектов DIY по созданию этих устройств. Когда началась пандемия, мы осветили гражданскую реакцию создателя в серии статей и видеороликов, которые мы назвали «План C». Поскольку теперь мы ожидаем постепенного возвращения к нормальной деятельности, приближаясь к концу пандемии, мы называем эту новую серию «План CO2» - как мы могли бы безопасно воссоединиться.
Во время изоляции Тим Дай и группа друзей, живущих в жилом комплексе в Петалуме, штат Калифорния, решили, что они не собираются встречать Новый год в одиночку. Вместе они выяснили, какие протоколы помогут им устроить вечеринку: маски, открытые окна с вентиляторами, нагнетающими свежий воздух в комнату, и портативное устройство для мониторинга CO2.«Все немного запутались», - сказал Тим. Когда на вечеринку пришло все больше людей, Тим проверил свой коммерческий монитор CO2. «Конечно, это цифра 600», - сказал он. «Если здесь работает 600 человек, и мы все здесь тусуемся, это не проблема. Я чувствую комфорт. Мне комфортно это делать».
Я спросил Тима, какой уровень начнет вызывать у него дискомфорт. Он сказал, что если число превысит 800-1000, он начнет беспокоиться. «Показания от 430 до 450, это для окружающего воздуха снаружи, чистого воздуха». он сказал. «600 означает, что там есть немного CO2 - он накапливается, но все равно нормально».
Когда я разговаривал с Тимом через Zoom, он был в своем однокомнатном офисе и смотрел на монитор CO2 на своем столе. «Здесь сейчас 1300. Я не открывал дверь уже пару часов и общался с людьми (удаленно). Оно может стать еще выше, - сказал он, протягивая руку, чтобы открыть дверь. В течение минуты или двух уровень CO2 снизился вдвое. Уровни CO2 являются относительным показателем, пояснил он, а не абсолютным.«Датчик CO2 очень отзывчив», - сказал он. «Это один из интересных и уникальных ракурсов. Это не то, что вам нужно ждать четыре часа, чтобы понять. Вы можете видеть, что цифры меняются довольно быстро». Если у вас есть датчик CO2, если дышать прямо на него, цифры возрастут.
«Что касается Covid-19, если бы на вечеринке был кто-то, кто кашлял прямо на меня и распространял капли, в которых много вируса, они могли бы попасть в меня. Был шанс, что я смогу это получить». Чтобы внести ясность, измерение CO2 не говорит вам, есть ли в воздухе вирусные частицы. Однако это может указывать на то, что воздух внутри больше похож на воздух снаружи и что помещение хорошо вентилируется. Это не безрисковая стратегия для людей, собравшихся в одной комнате, а всего лишь способ снизить риск путем предоставления обратной связи.
Ощущение изменений качества воздуха
Тим Дай из TD Environmental Services - ведущий эксперт в области датчиков качества воздуха. Он знает кое-что о CO2. Когда я впервые начал думать о том, как мы могли бы использовать CO2 для измерения надлежащей вентиляции помещений, я подумал о Тиме и его работе над мониторами качества воздуха, как в профессиональном, так и в государственном секторе, над такими проектами, как Airnow.gov, а также развертывание гражданами распределенной сети датчиков для мониторинга загрязнения воздуха.
Тим выступал на Maker Faire и в 2014 году написал для нас статью «Датчики качества воздуха: насколько хорошо - это достаточно хорошо», в которой сравнивал дорогие датчики профессионального уровня с более дешевыми, готовыми к использованию датчиками, сделанными своими руками. (Он сделал это в своем гараже, разжег пожар в мусорном баке и немедленно потушив его, а затем собрав параллельные показания с ряда устройств.) Теперь он проводит время, консультируясь с организациями по эффективному использованию датчиков воздуха. и недавно выступил с докладом о состоянии датчиков воздуха.
Прошлой осенью 2020 года, когда в воздухе было много дыма от лесных пожаров в Калифорнии, воздух на улице временами был нездоровым.«Я сделал замедленную съемку этого датчика, когда на улице было дымно и когда я открывал и закрывал окно. Я прикреплял к нему небольшие стикеры с описанием того, что я делаю.»
Датчики воздуха - очень полезны для обнаружения невидимого и понимания нашего воздуха. https://t.co/yRtD9WKc37airsenors co2 indoorair
- Тим Дай (@timsdye) 30 марта 2021 г.
“Вы можете видеть, как цифры меняются, увеличиваются и уменьшаются. Например, когда я открывал дверь, индикатор твердых частиц поднимался, но уровень CO2 снижался, пока я не закрывал дверь.»
Наблюдать за этими изменениями интересно, и датчик можно рассматривать как расширение наших ограниченных чувств. «Лично я думаю, что мы, люди, намного умнее, чем думают люди. Мы можем привыкнуть к индикаторам и изменениям, если сможем их почувствовать и увидеть. Мы можем ощущать своим телом такие вещи, как температуру, но наши тела не могут обнаруживать загрязнение воздуха, поэтому датчики позволяют нам видеть невидимое, вредное загрязнение воздуха. Внезапно мы начинаем понимать, как загрязнение воздуха меняется ежеминутно и изо дня в день».
Используя датчики воздуха в классе или в любом помещении, вы позволяете находящимся в комнате чувствовать, что происходит, и, что немаловажно, они могут предпринимать небольшие соответствующие действия для изменения условий, открывая двери и окна или уменьшая уровень шума. количество людей в помещении. «Что значит иметь не просто более умных, но и более внимательных учеников?» - спросил Тим.
CO2 и передача воздушно-капельным путем
Тим поделился ссылкой на статью исследователей из Тайваня, опубликованную в 2019 году, в которой изучалось влияние вентиляции помещений на распространение туберкулеза во время вспышки в университетском кампусе.
Туберкулез - заболевание, передающееся воздушно-капельным путем, которое распространяется через инфекционный аэрозоль, выделяемый больным во время кашля. В помещении инфекционный аэрозоль постепенно накапливается и подвергает риску всех, кто находится в помещении, если только воздух в помещении не будет постоянно заменяться свежим наружным воздухом с помощью вентиляции.
Это исследование предоставляет первые эмпирические данные, показывающие, что улучшение вентиляции помещений до уровня CO2<1000 ppm является высокоэффективным в борьбе со вспышкой туберкулеза, которая произошла в плохо вентилируемых помещениях.
Чун-Ру Ду, Эффект улучшения вентиляции во время вспышки туберкулеза в недостаточно вентилируемых университетских зданиях
Исследователи обнаружили, что в плохо проветриваемых помещениях университета уровень CO2 превышал 3000 ppm, но когда уровень CO2 в помещении снизился ниже 600 ppm, вспышка туберкулеза прекратилась.
CO2 и деятельность человека
Известно, что более высокий уровень CO2 ухудшает когнитивные функции, и это еще одна причина следить за ним в закрытых помещениях. Если люди не могут обнаружить углекислый газ (CO2) или его более смертоносный родственник, угарный газ (CO), мы часто не осознаем его воздействия на нас. Если вы когда-нибудь находились в закрытом конференц-зале после обеда и чувствовали сонливость, то это не пищеварение вызывает у вас такое чувство. Это повышение уровня CO2 в помещении.
Хотя в федеральных директивах в качестве порога вреда используется цифра 5000 ppm, исследователи обнаружили, что воздействие более низких уровней CO2 может повлиять на принятие решений. Посмотрите на диаграмму ниже, чтобы увидеть, где уровни при 1000 ppm начинают влиять на различные виды принятия решений.
В реальном мире концентрация CO2 в офисных зданиях обычно не превышает 1000 ppm, за исключением конференц-залов, когда группы людей собираются в течение длительного времени. время.
В классах концентрация часто превышает 1000 частей на миллион, а иногда и 3000 частей на миллион. Предполагалось, что CO2на этих уровнях указывает на плохую вентиляцию и повышенное воздействие других загрязняющих веществ внутри помещений, представляющих потенциальную опасность, но сам CO2 на уровне эти уровни не вызывают беспокойства.
Данные из классов начальной школы показали, что концентрации CO2 часто близки к уровням, указанным в исследовании лаборатории Беркли, или превышают их. Хотя в их исследовании проверялось только принятие решений, а не обучение, Фиск и Менделл говорят, что возможно, что учащиеся могут оказаться в невыгодном положении в плохо проветриваемых классах или в комнатах, в которых собирается большое количество людей для сдачи теста. «Мы не можем исключить влияние на обучение», - говорится в их отчете.
Джули Чао. 17 октября 2012 г. Повышенное содержание углекислого газа в помещениях ухудшает эффективность принятия решений. Получено с https://newscenter.lbl.gov/2012/10/17/elevated-indoor-carbon-dioxy-impairs-decision-making- Performance
Образовательная программа по мониторингу качества воздуха
Тим показал мне другое устройство мониторинга качества воздуха (AQM), которое измеряет твердые частицы, CO (окись углерода), CO2, температуру и влажность. Он отправляет отчеты в режиме реального времени на мобильный телефон.
Это устройство является частью образовательной программы Air Actions, разработанной компанией Тима. Это учебная программа по разработке «многодисциплинарной программы на стыке загрязнения воздуха, гражданской науки и гражданских действий для учащихся средних и старших классов». Программа «даёт студентам возможность учиться, измерять и действовать». Осенью 2019 года он принес это устройство в школы Петалумы и научил его учителю.
«Учитель дал это ученикам, и они пошли вокруг и начали делать измерения», - сказал он. И что они нашли? «Они обнаружили высокий уровень угарного газа в мужской раздевалке из-за неисправного котла. Затем они обнаружили в классе высокий уровень CO2, что неудивительно, поскольку в классе есть дети, которые дышат и разговаривают. Учитель сказал, как мы собираемся это исправить? Дети сказали: откройте окна, и выбросы CO2 мгновенно уменьшились. Они смогли это понять.»
Создать или купить
Я спросил Тима о создании собственных устройств, таких как первые наборы DIY AQM, которые были разработаны сообществом производителей. «Сделай сам» был популярен среди производителей», - сказал он. «Вы видели, как это делали ребята из Maker Faire. Были статьи об этом. Это было действительно ново. Затем произошло следующее: появилось множество стартапов, и вы увидели переход от экспериментальных проектов к стартапам. Сейчас существует множество компаний, которые создают продукты и делают действительно хорошую работу».
Если вам просто нужен монитор CO2, вы можете найти коммерческое устройство на Amazon и в других местах. Они варьируются от чуть менее 100 до нескольких сотен долларов. Тим отказался рекомендовать конкретные устройства, поскольку он является независимым экспертом в этой области.
Тим добавляет: «Люди звонят мне и говорят: «Эй, я хочу сделать свой собственный датчик воздуха». Первое, что я говорю: ты действительно хочешь это сделать? Ага. Если вы хотите, если вы во что бы то ни стало хотите поиграть с электроникой, идите и делайте это. Но если вам нужно что-то серьезное, вам, вероятно, лучше купить устройство.»
Однако, хотя учащиеся могут научиться, просто используя монитор CO2, можно многому научиться, изготовив его. Создав устройство, учащиеся смогут лучше понять, как оно работает (это не волшебство!), как датчик обнаруживает частицы и как аппаратное и программное обеспечение тесно взаимодействуют друг с другом. Они создают инструменты для нового восприятия мира. Самое главное, что собираемые ими данные можно рассматривать как информацию общественного здравоохранения и использовать для инициирования действий.
Вентиляция имеет значение
«Я заметил, что вентиляция имеет значение», - сказал Тим, рассказывая о своем собственном опыте объединения людей во время пандемии.«Нам удалось успешно провести несколько вечеринок с участием 13 или 14 человек в квартире площадью 1300 квадратных футов, и мы хорошо провели время. Мы отметили Новый год вечеринкой и смогли чувствовать себя в большей безопасности. Я смог чувствовать себя комфортно с сенсорным устройством.»
“Я думаю, что использование датчиков воздуха в повседневной жизни имеет массу преимуществ.”
Если вы установили устройство мониторинга CO2 для контроля вентиляции в классе, офисе или розничном магазине, дайте мне знать. (Дейл из make.co)
Источники: фотографии предоставлены Тимом Даем.