Об углекислом газе в помещении
В данной статье речь пойдёт об углекислом газе (СО2) в помещении, в частности, в школьных классах, его влиянии на учеников и процесс обучения, а также о возможных путях решения возникающих проблем. Начнём с небольшого введения о допустимых концентрациях углекислого газа в помещениях и посмотрим на сколько реальность отвечает нормам.
Углекислый газ присутствует в окружающем нас воздухе всегда и не является чем-то вредным до тех пор, пока его концентрация находится в безопасных пределах.
В России существует ПДК углекислого газа в помещениях (и школьных классах) в ГОСТ 30494. Стандарт устанавливает допустимый уровень углекислого газа (СО2) в помещениях от 1000 до 1400 ppm. Оптимальный уровень находится в диапазоне от 400 до 800 ppm.
Превышение ПДК углекислого газа в помещении провоцирует снижение концентрации внимания, активности и мыслительной деятельности.
В чём проблема углекислого газа в помещениях школы?
Концентрация углекислого газа в школьных помещениях влияет на внимание и активность учеников; определяет способности учеников к восприятию и усвоению материала, решению задач и обучению в общем.
Критическое повышение концентрации углекислого газа в школьных классах до 1500-2000 ppm (и более) приводит к утомляемости, сонливости, невнимательности и раздражительности.
Учитывая, что в классах обычно имеется много учеников (25-30), сосредоточенных в ограниченном для такой массы пространстве (классе) мы понимаем, что содержание углекислого газа (СО2) в помещении является достаточно стабильным параметром, то есть привычным долговременным показателем. Этому способствует отсутствие современной системы приточно-вытяжной вентиляции, настроенной на работу в зависимости от уровня концентрации углекислого газа в помещении.
Получается, что ученики 40-45 минут проводят в стесненных условиях без необходимой смены воздуха. Становится ясно, что именно поддержание комфортной концентрации СО2 в школьных помещениях определяет качество восприятия и результат усвоения материала, другими словами, от этого напрямую зависит результат работы учителя.
Так и получается, что если 2 «Б» класс с 23-мя учениками, размещенными в просторном помещении, к концу урока не успевает «надышать» критичную концентрацию углекислого газа в классе, то вот 3 «Г» с 32-мя учениками в маленьком классе уже к 20-й минуте начинает засыпать и отключаться. И эти процессы имеют хронический характер.
Стоит ли удивляться, что успеваемость учеников Марии Ивановны из 2 «Б» в целом выше успеваемости учеников Веры Петровны из 3 «Г»?
И уж точно не стоит рассчитывать, что ученики Веры Петровны будут иметь тягу к точным наукам, требующим концентрации внимания. Не поэтому ли в классах мало учеников, показывающих успехи в математике. Ведь всю начальную школу они хронически дышали и душили свое внимание.
Сейчас, когда оценка работы учителей стала зависеть от достижений учеников, проблема повышения успеваемости и достижений стала актуальна и для руководства школ.
Варианты контроля углекислого газа в школьных помещениях
Регуляция уровня СО2 в помещениях, как правило, достигается проветриванием. Но тут есть детали:
- Во-первых, далеко не всегда при проветривании на переменах классы остаются пустыми;
- Во-вторых, в течение урока повышение уровня СО2 в разных классах происходит с разной скоростью.
Проветривание в течение урока в школах практикуется мало из-за боязни простудить учеников и мнения, что перемены достаточно для того, чтобы дети "проветрились".
Наша организация предлагает несколько вариантов контроля углекислого газа в школьных помещениях.
Контроль углекислого газа при помощи датчиков СО2
Самый простой – установка датчика содержания СО2 в классе.
Например, установка углекислого газа модели GS23 с дисплеем позволяет видеть изменение концентрации СО2 в режиме реального времени. Однако, установка одного прибора не слишком эффективная мера, так как необходимо контролировать содержание углекислого газа в классе в целом, а не в конкретной точке. И второе неудобство – кто и когда будет смотреть на дисплей во время урока?
Поэтому, изучив проблему, наши специалисты разработали Систему мониторинга микроклимата в школьных помещениях «Воздух Знаний».
Система мониторинга углекислого газа в школьных помещениях "Воздух Знаний"
Система представляет собой программно-аппаратный комплекс, состоящий из несколько датчиков содержания углекислого газа в помещении (а также влажности, температуры и, по заказу, микрочастиц пыли PM2.5), микроконтроллера опроса датчиков, программного обеспечения для архивирования и обработки информации, а также информационного табло для отображения измерений и сигнализации по достижении критических значений.
Размещение датчиков углекислого газа в помещении производится в определенно рассчитанных точках класса, учитывая объем помещения, наличие и производительность системы вентиляции, направления тяги (сквозняков), высоту потолков и другие параметры.
Установленные в классе датчики углекислого газа передают информацию на табло, установленное в классе, на котором отображается изменение концентрации СО2 в цифрах, цвете и графиках. При достижении предельной концентрации срабатывает сигнальное оповещение - дальнейшее продолжение занятий становится менее эффективным с точки зрения восприятия задач и их решения.
Система микроклимата «Воздух Знаний» позволяет также передавать данные в единый информационный центр или на единое информационное табло, куда стекается информация о содержании углекислого газа из всех классов школы.
Таким образом, руководство школы решает несколько задач:
- Управление процессами восприятия информации учениками;
- Контроль затрат на вентиляцию и обогрев помещений;
- Прогнозирование затрат на ремонт и модернизацию вентиляции.
Последний пункт особенно важен, так как проветривание помещений требует либо установки износостойких оконных элементов, либо внедрения системы автоматического проветривания. А после проветривания классов в зимний период возрастают затраты на обогрев помещения.
Контроль СО2, влажности и температуры
Следует сказать, что содержание углекислого газа в классе хоть и является наиболее важным параметром, но имеются также другие показатели, требующие внимания к здоровью детей. К ним относятся показатели влажности, температуры и содержания микрочастиц пыли (PM2.5) воздуха. В отдельных регионах интересен также контроль шума, серы и т.д.
В качестве альтернативы простого датчика СО2 можно использовать комбинированные приборы:
- THG03 - комбинированный датчик СО2, влажности и температуры в помещении класса.
- TGP03 - комбинированный датчик СО2, влажности, температуры и PM2.5 в помещении.
Система микроклимата школьных помещений позволяет контролировать различные параметры, требуемые заказчику, поэтому мы можем под заказ дооснастить её дополнительными сенсорами - например, датчиками СО, шума, освещения и т.д.
В заключение обратим внимание, что система микроклимата «Воздух Знаний» является отечественной разработкой, поэтому ее внедрение не отяготит бюджет школы или региона.
При возникновении интереса или вопроса к системе микроклимата «Воздух Знаний», пожалуйста, обращайтесь к нашим специалистам. Мы будем рабы дать разъяснения и предложить решение, адаптированное под ваши требования.
