Как измерить уровень углекислого газа в помещении

9

Лучшие устройства для измерения CO2 по версии Stiftung Warentest

Для чего нужны устройства для измерения CO2 в доме? Они предоставляют информацию о качестве воздуха. Многие модели также напоминают о том, что пора снова проветрить помещение. Это особенно полезно в период пандемии коронавируса. Немецкая организация Stiftung Warentest протестировала 15 новых устройств. Какие из них лучше брать?

Устройства для измерения CO2 предупреждают своего владельца о плохом качестве воздуха. Тем самым они повышают здоровую атмосферу в помещении.

Чем выше концентрация углекислого газа в помещении, тем труднее нам сосредоточиться. Особенно во времена коронавируса важна регулярная вентиляция.

С помощью устройства для измерения CO2 вы можете следить за качеством воздуха в помещении. Организация Stiftung Warentest протестировал 15 новых моделей в своем выпуске от 02/2022. Об этом сообщает новостное агентство t‑online.

Устройства для измерения CO2: более половины получили «хорошо»

Победителями теста стали модели нового поколения. Хотя в испытаниях принимали участие и прошлогодние устройства.

Восемь новых моделей показывают измеренные значения углекислого газа на дисплее. Кроме того, дна передает данные на мобильный телефон, а шесть оснащены цветным дисплеем без измеренных значений.

Две трети новых счетчиков Co2 получили при тестировании оценку качества «хорошо». Все измерительные приборы были протестированы по критериям измерения, обработки, энергопотребления и качества изготовления. Ценовой диапазон широк: от 83 до 430 евро.

Вот победители испытаний от Stiftung Warentest

Первое место разделили точный прибор AirCO2ntrol 5000 от специалиста TFA Dostmann и недорогой прибор для измерения качества воздуха Safe от Hama.

Лучший интеллектуальный детектор CO2 поставляется производителем Airthings. Датчик воздуха в помещении Airthings View Plus передает данные на смартфон или планшет. Также он измеряет температуру, влажность и мелкую пыль.

Если вам не нужны точные данные измерений, а достаточно экрана, который цветом предупреждает о слишком высокой концентрации CO2, рекомендуется Caru Air.

Какова связь между концентрацией CO2 и коронавирусами?

Институт Роберта Коха советует людям избегать пребывания в плохо проветриваемых помещениях. Увеличение концентрации CO2 в воздухе указывает на вероятное увеличение концентрации аэрозолей.

Поэтому, чем выше уровень углекислого газа, тем выше вероятность заражения коронавирусами через аэрозоли в воздухе помещения. Это особенно актуально для классных комнат и офисов.

Когда уровень CO2 в помещении становится слишком высоким?

По данным Федерального агентства по охране окружающей среды Германии, уровень CO2 в помещении не должен превышать 1 000 ppm. Эта классификация дает общее представление:

• Высокое качество воздуха в помещении: ниже 800 ppm
• Среднее качество воздуха в помещении: от 800 до 1,000 ppm
• Умеренное качество воздуха в помещении: 1,000 – 1,400 ppm
• Низкое качество воздуха в помещении: Выше 1 400 ppm

Ppm означает части на миллион и показывает концентрацию углекислого газа на миллион молекул воздуха.

Может ли CO2-метр обнаружить коронавирусы?

Устройства для измерения CO2 не могут обнаружить коронавирусы или аэрозоли. Он лишь показывает концентрацию углекислого газа в воздухе.

В зависимости от модели, они измеряют другие данные, например температуру и влажность. Поэтому он является прибором для определения качества воздуха в помещении.

Однако, поскольку в плохо проветриваемых помещениях риск инфекции возрастает, эти устройства являются хорошим подспорьем.

Как измерить уровень углекислого газа в квартире с помощью смартфона

Каждый день в процессе дыхания человек выделяет до 1 кг чистого углекислого газа и в каждом выдохе его содержание примерно в 100 раз больше, чем в обычном уличном воздухе. И несмотря на то, что сам по себе CO2 не считается токсичным, по воздействию на организм человека, он является удушающим газом и относится к веществам четвертого класса опасности.

Нормы концентрации углекислого газа

Углекислый газ принято измерять в миллионных долях (ppm) от общего объема воздуха. Для города концентрация углекислого газа варьируется на уровне 400−700 ppm, в зависимости от транспортной загруженности. Для жилых помещений нормой считается концентрация на уровне 600−800 ppm.

Предельно допустимой концентрацией для рабочей зоны считается уровень в 9000 ppm, однако уже при уровне CO2 в 1500—2500 ppm у человека уже может наблюдаться плохое самочувствие и общая утомляемость.

Критически опасным для человека принято считать уровень концентрации выше 50 000 ppm, то есть когда содержание углекислого газа в воздухе выше 5%. Такая концентрация СО2 может приводить к тахикардии, одышке и даже к потере сознания. Концентрация выше 80 000 ppm приводит к быстрому отравлению и смерти.

Какие факторы приводят к скоплению CO2 в квартире

Основных причин повышенной концентрации CO2 в помещении может быть несколько:

Плохая вентиляция

Ухудшению качества воздуха в квартире, в первую очередь, способствует плохая вентиляция. Часто люди не уделяют должного внимания вытяжке на кухне и в санузле. А между тем, кухня с работающей газовой или электрической плитой — самый большой источник скопления углекислого газа в квартире. Эксперименты показывают, что даже одна газовая горелка, несмотря на работающую вытяжку, способна поднять уровень CO2 до значений в 1500—2000 ppm за довольно короткий промежуток времени.

Чрезмерная герметичность помещения

В погоне за экономией тепла, многие привыкли как следует герметизировать свои жилища. Еще больше эта ситуация усугубилась после наступления эры пластиковых окон и натяжных потолков. Несмотря на всю эстетику и функциональность, современные пластиковые окна несут в себе опасность в виде излишней герметизации помещения, что, в свою очередь, способствует росту концентрации углекислого газа в квартире. И если летом эта проблема не так актуальна, так как часто мы держим окна открытыми, то зимой концентрация CO2 часто может доходить до критических отметок.

Для создания комфортных условий в квартире советуем вам установить современные системы очистки воздуха, такие как:

• Бризеры
• Рекуператоры
• Пассивные и активные проветриватели
• Мойки воздуха и увлажнители
• Фильтровые очистители воздуха
• Озонаторы и ионизаторы
• УФ-очистители

Более подробно о том, как можно очистить воздух в квартире, мы писали здесь.

Чем измерить уровень CO2 в квартире

Для того, чтобы лучше понять, когда стоит использовать приточную вентиляцию, не лишним будет знать текущий уровень концентрации CO2 в квартире. Контролировать уровень углекислого газа вам помогут компактные детекторы CO2. До недавнего времени детекторы из-за дороговизны были практически недоступны для бытового применения, но сегодня ситуация изменилась, а хороший детектор можно приобрести практически на любых популярных маркетплейсах по цене до 100$.

Для измерения современные устройства используют несколько методов. Для измерения самых низких концентраций CO2 в технологических газах или в атмосферном воздухе используют газохроматографический метод, основанный на распределении компонентов анализируемой смеси между двумя несмешивающимися и движущимися относительно друг друга фазами.

В большинстве портативных детекторов получил распространение метод недисперсионной инфракрасной спектрометрии (NDIR). Прибор с помощью инфракрасного светодиода измеряет поглощение света длины волны в зависимости от концентрации углекислого газа в анализируемом пространстве, и переводит значение в миллионные доли.

Контроль уровня углекислого газа (CO2) в квартире

Сегодня, особенно в России, люди недооценивают важность контроля и поддержания нормального уровня углекислого газа (CO2) в квартире (офисе, школе, в любом помещении, где мы проводим хотя бы пол часа). В этой статье, я бы хотел подробнее рассказать про качество воздуха в доме:

• о важности поддержания правильного уровня СО2 в помещениях;
• о методах измерения уровня СО2;
• вкратце об организации правильной системы вентиляции воздуха.

Почему важно контролировать уровень углекислого газа в помещениях?

Про важность соблюдения уровня CO2 сказано уже много (советую почитать: статья на Хабре 1, 2, ветка на форуме iXBT, статья на Wikipedia). Но вкратце: углекислый газ выделяется при дыхании человека (основной источник, а при плохой вентиляции скапливается в больших концентрациях в помещении. Незначительное повышение концентрации СО2 вызывает у людей ощущение «спертости» воздуха, духоты. При более значительном повышении концентрации симптомы становятся хуже: «тяжелая» голова, головокружение, головные боли и вплоть до необратимых изменений в организме человека. Концентрацию углекислого газа принято измерять в ppm (parts per million — частей на миллион).

Реакция организма взрослого человека в зависимости от уровня CO2

Опасные концентрации СО2

Почему в квартире высокий уровень CO2?

Основных причин — три:

• Пластиковые окна
• Не работающая вытяжка и отсутствие приточной вентиляции
• Несоблюдение санитарных нормативов — большое количество людей в комнате.

Пластиковые окна без клапанов — источник повышенного уровня СО2 в квартире

Сегодня мы любим устанавливать пластиковые окна и гордиться тем, что они полностью герметизируют квартиру (ведь дома станет тепло!), но не задумываемся о будущих последствиях (особенно если дома есть дети!). Причина в том, что современные окна полностью перекрывают приток воздуха с улицы и тем самым блокируют работу естественной системы вентиляции квартиры, а как следствие — воздух в квартире не обновляется и повышается уровень СО2. Некоторые устанавливают специальные оконные клапаны, через которые проходит воздух с улицы — это хоть какое-то, но решение.

К стати, старые советские окна с немаленькими щелями так проектировались специально, чтобы обеспечить хоть какой-то приток свежего воздуха!

Неработающая вытяжка

Часто люди не обращают внимание на вытяжные вентиляционные отверстия в кухне и сан.узле. Некоторые даже «закладывают» их при ремонте. Иногда сетка на вентиляционных отверстий настолько засорена, что практически останавливает работу вентиляции. Эти факторы способствуют ухудшению качества воздуха в квартире. Представьте, что вы и еще несколько человек находятся в одном небольшом замкнутом пространстве, активно двигаются, готовят кушать и т.д. Через какое-то время, если воздух не обновляется, в этом пространстве становится очень тяжело находиться, в воздухе сконцентрировано много загрязняющих веществ, в том числе углекислого газа. А теперь представьте, что многие из нас так живут годами после установки пластиковых окон! А потом удивляемся откуда у нас/наших детей появляются хронические болезни?

Чтобы проверить качество работы вытяжной вентиляции в вашей квартире лучше обратиться к профессионалам. Как правило достаточно звонка в управляющую компанию с жалобой на плохо работающую вентиляцию. Но, чтобы понять действительно ли вентиляция плохо работает лучше предварительно проверить менее точными, но «подручными» способами. Сделать это можно, поднеся к вентиляционным отверстиям тонкую полоску бумаги, свечу или горящую спичку, а можно попробовать тлеющими ароматическими палочками — от них достаточно умеренный и безопасный дым (Соблюдайте правила пожарной безопасности!). Бумажка или дым должны «всасываться» потоком воздуха внутрь вентиляционного отверстия. Если этого не происходит или поток воздуха очень слаб, попробуйте открыть окно, чтобы «разгерметизировать» квартиру. Даже если это не помогло — то с вентиляцией проблемы и их нужно обязательно исправлять! В многоквартирных домах ответственность за работу вентиляции несет управляющая компания и в большинстве случаев они должны заниматься восстановлением работы вентиляции, не требуя с вас дополнительной оплаты. Возможно, вас будут убеждать, что сделать ничего уже нельзя (или вымогать оплату), что в вашем доме старая и засоренная система вентиляции — рекомендую быть более настойчивым и в случае отказа УК исправлять работу вентиляции обратиться с заявлением в вышестоящие инстанции.

В Интернете существует несколько отличных форумов, посвященных теме вентиляции в доме, там вы можете найти много полезной информации и задать интересующие вас вопросы профессионалам:

Приточная вентиляция

Если в вашем доме/квартире исправна система вытяжной вентиляции и у вас хорошо утепленные или пластиковые окна, то для создания условий для естественной очистки воздуха в квартире я бы очень рекомендовал устанавливать приточную вентиляцию. Сегодня это не очень дорого и установка не портит ремонт в вашей квартире.

У меня установлены пассивные клапаны Домвент, в ближайшее время напишу про них отдельную статью. Очень много информации по поводу приточной вентиляции можно найти на форуме iXBT в этой ветке.

Несоблюдение санитарных нормативов

Соблюдайте санитарные нормы. Даже самая хорошо работающая вентиляция может не справиться с большим количеством людей в комнате. Существуют некоторые способы расчета необходимого притока свежего воздуха в зависимости от количества людей в помещении (конечно же, они очень условные, но для грубой оценки вполне полходят):

• поступление свежего воздуха 15 cfm = 25,5 м3/час на одного человека, находящегося в помещении, соответствует уровню концентрации CO2 в 1000 ppm
• поступление свежего воздуха 20 cfm = 34 м3/час на одного человека, находящегося в помещении, соответствует уровню концентрации CO2 в 800 ppm

Что делать?

• Контролировать уровень СО2
• Проверить хорошо ли работает у вас дома вытяжка (и работает ли вообще)
• Установить приточную вентиляцию (пассивную — клапаны; или активную — бризеры с электромоторами и подогревом воздуха)
• Если приточной вентиляции нет, то рекомендуется проветривать помещение (малоэффективный способ, т.к. вставать ночью, особенно зимой, чтобы открыть окно на несколько минут — вряд ли получится)

Как измерить уровень углекислого газа?

Сегодня существует огромное количество разных приборов для измерения CO2. Приведу пример нескольких из них, самых надежных и распространенных.

Sensair K-30

Нужны навыки программирования, пайки и работы с микроэлектроникой, но самый универсальный по соотношению цена/качество. Я использую именно его. Где купить в России, к сожалению, я не нашел и заказал на сайте co2meter.com

Подключение к сенсора K-30 к Raspberry Pi или Arduino расскажу в следующих статьях.

TIM (ссылка)

Симпатичный, кроме измерения CO2 умеет измерять влажность и температуру, существуют версии со встроенной памятью, для хранения замеров. Купить можно там же — co2meter.com.

Netatmo

Симпатичный, дорогой, удобный, мега-многофункциональный. Можно купить в России.

Заключение

Надеюсь в данной статье я смог донести о важности контроля уровня СО2 и обеспечении свежего воздуха в помещениях, где мы проводим много времени. Это ваше здоровье и здоровье ваших близких! В следующей серии статей я расскажу о том, как подключать датчики СО2 в единую систему Умного дома и как правильно организовывать вентиляцию (с автоматизацией или без).

Контроль уровня углекислого газа (CO2) в квартире : 3 комментария

Спасибо большое за пост и рекомендацию по измерителям. Как считаете, выбирать лучше именно из этих трех?

Алексей, добрый день! Зависит от множества факторов: начиная от того, готовы ли вы ждать долгой доставки или хотите купить сразу в Москве, заканчивая ценой �� Мой выбор пал в сторону К-30, правда пришлось ждать его из Штатов около трех недель.

Приток воздуха 30кбм/ч это около 8л/сек.
Куда столько одному человеку?

Не задохнуться: замеры уровня CO2 в различных местах и ситуациях

На улице, в общественном транспорте, офисе, однушке, включая кухню, и в салоне автомобиля с закрытой заслонкой. В последнем случае шанс умереть отнюдь не призрачный, а вполне реальный, и его можно легко вычислить.

В чем проблема

Вдыхаем кислород, выдыхаем углекислый газ. В выдохе его примерно 4,5%, в то время как в окружающем пространстве должно быть около 0,04%. Исследованиями доказано, что даже при достаточном количестве кислорода увеличение доли углекислого газа приводит к появлению головной боли, сонливости, сложности с концентрацией внимания, а при высоком содержании (5-7% и выше) к потере сознания.

В чем измеряется и сколько должно быть

Из-за малых величин концентрацию CO2 обычно выражают в количестве частей на миллион (ppm), что эквивалентно десятитысячным долям процента.

Ниже наименее пугающая картинка из интернета, которая расскажет как повышенная концентрация углекислого газа сказывается на самочувствии. Цифры на шкале — те самые ppm.

Важный вопрос – сколько может “надышать” человек? В интернете мне удалось найти такую цифру: за один час в закрытом помещении 20 м2 один человек поднимет уровень СО2 на 50 ppm. По моим собственным наблюдениям это вполне похоже не правду.

Ну а теперь к методике и замерам.

Чем измерялось

Все измерения проводились недорогим комнатным прибором HT-501, обзор которого я постил вот тут.

В нем установлен датчик CO2 шведской компании SenseAir. Приборчик может сохранять статистику с заданным интервалом и потом выгружать ее в специальную прогу на ПК. Делая замеры я просто носил прибор в руке или открытой сумке и потом изучал полученные данные.

Сами замеры производились в феврале.

Замеры на улице

В мегаполисе (Москве), если не подходить к дорогам с интенсивным движением, прибор показывает значения в пределах 400-450 ppm. В центре города на тротуарах оживленных улиц показатели могут подняться до 620 ppm.

Замеры в офисе

В нашем просторном опенспейсе с хорошей вентиляцией воздух был примерно как на улице — 450-500 ppm. Но в какой-то из дней вентиляция дала сбой, и типичным значением CO2 стало 950 ppm. Причем к вечеру оно поднималось до 1200 ppm.

Из личных ощущений: как только показатели уходили за 1100 ppm, у окружающих возникало коллективное желание проветрить. После короткого проветривания показатели опускались до 850 ppm.

Замеры в однушке

Если регулярно не проветривать, типичный уровень углекислого газа в квартире 28 м2 и потолками 2,5 м при нахождении в ней двух взрослых колеблется от 800 до 1300 ppm в зависимости от забортной температуры. И чем холоднее на улице, тем лучше начинает работать вентиляция (это в моем доме так, в других может быть по-другому).

Кухня 5,5 м2 с газовой плитой

Кухня — самое интересное место в плане замеров. При закрытой двери одна включенная в полсилы конфорка (на фото ниже) за 15 минут нагоняет более 2300 ppm (вентиляция при этом тянет исправно).

Тот же самый эксперимент, но с открытой дверью и выставленным на зимнее проветривание окном, дает за этот же промежуток времени цифру в 1600 ppm. Ну а если с закрытой дверью и две конфорки — через 15 минут будет 2700 ppm на столе и 3300 ppm на уровне головы в центре помещения.

Комната 15 м2

С закрытой дверью и закрытыми пластиковыми окнами двое взрослых и один ребенок за восемь часов сна поднимают уровень CO2 с 1000 до 2100 ppm. Если оставить окно на зимнее проветривание (щель), то уровень будет стабилизироваться примерно на 1350 ppm. Все то же, но с открытой дверью — 900-1200 ppm.

Почему открытие на зимнее проветривание дает такой заметный эффект? Просто воздух начинает протягиваться из щели окна через комнату и в вентиляцию. Если закрыть щель, комната становится полностью изолированным помещением.

Просто для справки: как себя чувствуешь, когда проснулся, а на датчике 2800 ppm? Духота, жара, тяжелая голова как с похмелья, хочется поскорее выйти на улицу или постоять, подышать у открытого окна.

Замеры в московском метро

Вообще в метро душновато. На станциях и переходах показатели колебались в пределах 750-1250 ppm. Причем день ото дня показатели менялись. В полупустом вагоне “Оки” (все сидячие заняты и немного стоячих) датчик фиксировал примерно 1300 ppm. А в час пик там начинался ад.

Когда люди набивались как селедка в бочку, датчик на уровне пояса стабильно фиксировал 1850 ppm. Поднять его на уровень головы и сделать замеры было уже невозможно. Думаю, он бы зашкаливал, поскольку все вокруг выдыхают именно в верхнее пространство.

Ощущение от нахождения в таких условиях: легкое головокружение, учащенное дыхание и огромное желание выйти и подышать немного. Как люди так катаются каждый день — не представляю.

В подмосковной электричке

В забитом тамбуре гуляют сквозняки, однако уровень CO2 находится примерно на отметке 1400 ppm. В самом вагоне ситуация хуже. При полностью занятых сидячих местах, но в отсутствии стоячих пассажиров, уровень углекислоты составил 2200 ppm.

В автомобиле

В качестве “тестовой площадки” выступал салон старенького Тигуана. В обычных городских поездках с одним водителем в салоне уровень CO2 колебался в пределах 400-600 ppm. В пробках можно было наблюдать примерно 650 ppm. Но самое интересное, разумеется, при включенной рециркуляции воздуха. Ровно за 15 минут CO2 подскакивал с 620 до 1780 единиц! Т.е. рост идет примерно по 80 ppm в минуту и, например, за час он мог бы скакнуть до 4800 единиц. В общем, теперь вы знаете, почему в машине нельзя спать с закрытыми окнами и оставлять в салоне детей или животных. Причем, таких смертельных случаев регистрируется достаточно много. Погуглите.

Выводы: кто виноват и что делать

Эта часть специально для тех, кто начал читать отсюда.

Начнем с общественного транспорта. В нем практически везде душновато, за исключением, пожалуй, маршруток с высокими потолками, где еще можно увидеть приемлемый уровень в 700 ppm.

Очень туго в метро в час пик и ничуть не лучше в электричках. Там зашкаливает даже когда есть сидячие места.

В офисах раз на раз не приходится. И примерно у половины населения опенспейсов возникает желание проветрить, когда уровень начинает превышать 1100 ppm.

В квартире этот уровень воспринимается по-другому, и проветрить хочется когда на датчике более 1300-1400 ppm. И главный совет всем владельцам пластиковых окон — проветривайте почаще, а лучше всегда оставляйте открытой щель зимнего проветривания (это когда ручка повернута градусов на 40 от вертикали).

Это зимой. А летом окна лучше держать открытыми.

Из прочего, самый ад — на кухне с газовыми плитами. Если включена вполсилы пара конфорок и закрыты окна и двери, то через 15 минут на уровне головы будет 3500 ppm. И это при хорошо работающей вентиляции.

Отдельный привет любителям поспать в машине с закрытыми окнами. Очень велик шанс не проснуться. То же можно сказать и про ситуацию, когда вы забыли открыть заслонку забортного воздуха после обгона чадящего грузовика. Показатели в салоне начинают шкалить очень быстро.

Пожалуй, это пока все. Единственное, где я еще хотел бы провести замеры, так это летом в лесу. Надеюсь доживу и проапдейчу данный материал.