Воздух которым мы дышим — контроль качества воздуха в учебных классах

контроль уровня CO2 в помещении

Важную роль в обучении играет не только современная школа, умелый учитель, удобная парта, дружественный класс, но и качество воздуха, а точнее соотношение в нем кислорода и углекислого газа. Вспомните случаи, когда оказавшись в людном месте, без доступа к свежему потокe воздуха, можно легко потерять сознание.

Если ребенок находится в классе, где есть большое количество учеников и не проводится постоянная вентиляция класса, то у него падает концентрация внимания, а затем присоединяется головная боль или наоборот, дети становятся возбужденными и неуравновешенными. Конечно, придя домой такой школьник будет жаловаться на то, что устал. И родители сделают достаточно логичный вывод, что программа очень тяжелая, ребенок не успевает, устает, и это может нивелировать все преимущества школьного образования.

Понимание, что в помещении не хватает кислорода не совсем правильно. На самом деле кислорода достаточно, а вот чем больше концентрация углекислого газа (СО2), тем хуже. С притоком свежего воздуха можно уменьшить его концентрацию. По показателю содержания углекислого газа в помещении говорят о чистоте воздуха.

Микроклимат в помещении определяется санитарно-гигиеническими нормами и зависит от времени года, то есть и от средней температуры. Уровень СО2 в помещении должен быть приближенным к такому, как на свежем воздухе, а это 400-500 ppm. Согласно последним санитарно-строительным нормам — не превышать 600 ppm. Порог в 1000 ppm считается критическим и требует немедленного проветривания помещения. Вот и получается, что для того, чтобы иметь «свежую» голову, быть сконцентрированным и учиться с высокой производительностью — уровень углекислого газа в классах должен составлять максимум 0,06%.

Как количество углекислого газа в воздухе влияет на человека
Уровень CO2, ppm Физиологические проявления
380-400ppm Атмосферный воздух — идеальный для здоровья и хорошего самочувствия
400-600ppm Нормальный уровень для помещения. Рекомендовано не превышать для детских садов, школьных помещений и других учебных заведений
600-1000ppm Появляются жалобы на качество воздуха. У людей с астматическими проблемами учащаются приступы
выше 1000 ppm Общий дискомфорт, слабость, головная боль, падает концентрация внимания, растет количество ошибок в работе. Могут быть определены негативные изменения в крови и отмечены общие проблемы дыхательной и кровеносной системы
выше 2000 ppm Значительное количество ошибок в работе, излишняя раздражительность и агрессия, большинство не может сосредоточиться на работе, повышенная лишняя гиперактивность

Средства нормализации качества воздуха в классе

  1. Вентиляция. Обычно это аэрация — сочетание вентиляционных шахт, которая позволяет двигаться воздуху в помещении. Учитывая, что учебный год охватывает преимущественно холодное время года — вентиляционные ходы часто закрывают для сохранения тепла в нарушение всех норм.
  2. Рекуперация. Система вентилирования воздуха без потерь тепла — это современное решение но не у всех на него найдется бюджет, чтобы обеспечить каждый учебный кабинет. Дешевые решения часто имеют близкие выход и вход через которые могут мало помогать с вопросом отвода углекислого газа.
  3. Кроме естественной вентиляции может использоваться механическая, а также неорганизованная вентиляция (открытые окна для проветривания, щели в окнах, под дверью). В отличие от естественной и механической вентиляции, неорганизованная малоэффективна. Проветривания класса за 5-10 минут перерыва не дает результата в снижении уровня CO2.

Все вышесказанное является сухими цифрами, выдержками из санитарно-эпидемиологических документов, то есть это все прописано на законодательном уровне. А что же имеем в реале?

А реальность наша невеселая — переполненные классы, закрытые наглухо старые окна или «немного открывается одна фрамуга». Даже если устанавливаются новые, теплоэффективные окна, которые имеют режим «проветривания», то либо снимаются ручки вообще, или открываются «на чуть — чуть» во время перерыва.

Такая картина, к сожалению есть в школах всех форм собственности. Важно отметить, что установка кондиционеров картину не улучшает, так как кондиционер, даже в лучшей комплектации с фильтром, только фильтрует воздух не отводя углекислый газ. Его надворная часть не захватывает свежего воздуха — она как у холодильника работает на теплообмен для охлаждения или обогрева, и не более того.

Контроль качества воздуха в учебных кабинетах

Реальное состояние качества воздуха в школе на низком уровне, но стоит начать бороться за то, чтобы в школах измеряли уровень углекислого газа. Это позволит уменьшить количество «гиперактивных» детей, улучшить самочувствие и способность к восприятию новой информации.

В средней школе в 8 классе на уроках химии есть лабораторная работа, где измеряется уровень углекислого газа. Благодаря современным цифровым датчикам такая работа проводится с легкостью, и вы покупаете датчик не на несколько лабораторных работ за год, а для постоянного контроля состояния воздуха в классах.

Современные датчики, которые предлагаются для школ, изготавливаются с широкими диапазонами работы, чтобы не только выполнить базовые лабораторные работы, а чтобы дети почувствовали себя настоящими учеными и могли исследовать все процессы окружающей среды.

Мониторинг показателей с LabQuest2 и датчиком CO2-BTA

Попробуйте датчик газа СО2 — CO2-BTA (сенсор углекислого газа) с подключением к АЦП (лабораторный интерфейс) Vernier LabQuest 2 для опытов. Он позволяет измерять уровень СО2 как малых объектов (растения, которые прорастают, террариумы, химические реакции), так и для крупных объектов (дыхание человека). С ним можно определять уровень СО2 в комнате.

Такой датчик рекомендуется для образовательных учреждений для проведения биологических и химических исследований. Также он будет полезен для профильных учебных программ и индивидуальных проектов в обучении, для факультативов и отслеживания уровня углекислого газа в классе.

Основные свойства датчика:

  • Скорость определения: за 120 секунд 95% конечного значения
  • Типовая точность (при стандартному давлении, 1 атм): 0 – 1000 ч/Млн : ± 100 ppm
    • Низкий диапазон от 1000 до 10 000 ppm : ± 10% показателя
    • Высокий диапазон от 1000 до 100 000 ppm : ± 20% показателя
  • 1 деление:
    • 0 – 10000: 3 ppm
    • 0 – 100 000: 30 ppm
ученики с датчиками
определение CO2

Лабораторный интерфейс LabQuest2 это мощное портативное устройство для сбора и анализа полученных данных. Он имеет большой сенсорный экран, где можно не только собирать и анализировать, а и обмениваться данными экспериментов без подключения к компьютеру учителя. Имеет USB-порт и может быть использован с программным обеспечением Logger Pro или с графически-аналитическим приложением на базе iOS, Android или Chrome для передачи данных и построения графиков для демонстрации на класс.

Основные свойства АЦП:

  • Сенсорный экран с высоким разрешением
  • Быстрый сбор данных — 100000 выборок в секунду для любых экспериментов
  • Бесплатное обновление программного обеспечения
  • Совместная работа с устройствами на базе iPad, Android, Chromebook, Windows, Macintosh
  • Беспроводная связь Wi-Fi и Bluetooth
  • Встроенные датчики (например GPS и акселерометры)
  • Устойчив к брызгам
  • Имеет прочный корпус, рассчитанный на падение с высоты лабораторного стола
  • Поддержка работы до 5 внешних датчиков одновременно

Просто подключите датчик для измерения СО2 к лабораторному интерфейсу LabQuest2, создайте группу школьников во главе с учителем и исследуйте процессы в вашей жизни. Можно время от времени проверять чистоту воздуха в школе — не ограничивайтесь учебной программой, побуждайте учащихся к проведению их собственных опытов.


В конце хочется сказать, что проблема гигиены воздуха в детских учреждениях, это прежде всего задача административного характера. Нужно по возможности устанавливать качественные системы приточно-вытяжной вентиляции с рекуперацией воздуха, для того, чтобы уровень углекислого газа в помещении отвечал санитарно-гигиеническим нормам.