CO2 Cao Trong Lớp Học Kín Ảnh Hưởng Học Sinh Ra Sao, Đo Bằng Cách Nào, Lắp Cảm Biến Ở Đâu Cho Đúng
Lớp học có hàng chục học sinh, sinh viên ngồi sát nhau, vào giờ nắng nóng thì bật điều hòa và đóng kín cửa, nên CO2 từ hơi thở tích lại rất nhanh. Bài viết giải đáp lần lượt những câu hỏi mà ban giám hiệu, giáo viên, phụ huynh và đơn vị quản lý trường hay đặt ra, từ tác động lên học sinh, ngưỡng CO2 cần theo dõi, tới cách chọn và lắp cảm biến cho đúng.
CO2 cao trong lớp học có làm học sinh buồn ngủ, mất tập trung và học kém đi không?
Có, và dấu hiệu thường thấy là học sinh ngáp nhiều, uể oải, dễ cáu, đau đầu nhẹ vào cuối tiết. Các nghiên cứu đo trực tiếp trong lớp học ghi nhận tập trung giảm, mệt mỏi tăng và học sinh mắc nhiều lỗi hơn khi CO2 trong phòng tăng cao. Một thí nghiệm cho học sinh lớp 7 làm bài sắp xếp chữ cái thành từ cho thấy số câu đúng giảm rõ rệt và số lỗi tăng khi CO2 vượt 2.000 ppm, so với lúc nồng độ dưới 1.000 ppm.
Giáo viên có thể nhận ra sớm qua 3 tín hiệu. Lớp có mùi ngột sau chừng nửa tiết, học sinh hay ngáp và xin ra ngoài, phụ huynh phản ánh con đau đầu vào cuối buổi, nhất là ở những lớp đông và hay đóng kín cửa.
Nồng độ CO2 bao nhiêu ppm trong phòng học là vượt ngưỡng, vì sao lớp học tăng nhanh hơn văn phòng?
Mốc 1.000 ppm được dùng rộng rãi để đánh giá một phòng có thông gió đạt hay chưa. Không khí ngoài trời có khoảng 400 ppm ở nơi trong lành và khoảng 500 ppm ở khu đô thị. Vượt 1.000 ppm là lúc cần xem lại lượng khí tươi cấp cho phòng.
Lớp học tăng nhanh hơn văn phòng vì chứa nhiều người hơn trên cùng diện tích. Tiêu chuẩn thông gió ASHRAE 62.1 tính mật độ mặc định cho lớp học từ 25 đến 35 người trên 1.000 ft² sàn, trong khi văn phòng chỉ tính 5 người, tức gấp 5 đến 7 lần. Tính thô cho một lớp 40 em trong phòng khoảng 50 m², trần cao 3,3 m, đóng kín cửa, CO2 có thể chạm 1.000 ppm chỉ sau chừng 10 đến 20 phút, tùy cửa kín đến đâu.
Số đo thực tế còn cao hơn nhiều người nghĩ. Trong một lớp học mô hình kích thước thật, 35 học sinh, thể tích 170 m³, không có thông gió, CO2 trung bình đạt 2.150 ppm và cao nhất 2.740 ppm. Một số nghiên cứu khác trên học sinh lớp 5 ghi nhận từ 1.900 đến 3.300 ppm sau tiết học đầu tiên của buổi sáng.
Một lớp học cần bao nhiêu khí tươi thì đủ?
Với lớp học, tiêu chuẩn ASHRAE 62.1 yêu cầu 5 lít mỗi giây cho mỗi người, cộng thêm 0,6 lít mỗi giây cho mỗi m² sàn. Công thức gồm hai phần, một phần theo số học sinh để pha loãng hơi thở, một phần theo diện tích để pha loãng chất phát ra từ bàn ghế, sơn, sách vở.
Áp vào lớp 40 học sinh trong phòng 50 m², lượng khí tươi tối thiểu là 40 nhân 5 cộng 50 nhân 0,6, tức 230 lít mỗi giây, tương đương khoảng 830 m³ mỗi giờ. Con số này khớp với một thử nghiệm khác, nơi lớp 35 học sinh được cấp 800 m³ mỗi giờ thì CO2 trung bình xuống 962 ppm và cao nhất 1.380 ppm. Đây là mức tối thiểu, lớp nào đông hơn hoặc phòng nhỏ hơn thì cần nhiều hơn.
Bài viết liên quan: Thiếu Khí Tươi Trong Văn Phòng Gây Hại Ra Sao, Đo Bằng Chỉ Số Nào, Xử Lý Bằng Giải Pháp Nào?
Mở cửa lớp trong giờ ra chơi có đủ để CO2 xuống không?
Chưa đủ. Một khảo sát tại trường học điển hình cho thấy dù lớp được thông gió giữa các tiết, CO2 vẫn vượt 2.100 ppm. Lý do dễ hiểu, CO2 tăng liên tục suốt 45 phút học, còn lúc ra chơi chỉ vài phút, không bù được.
Quạt trần cũng không giải quyết được vấn đề, vì quạt chỉ đảo không khí trong phòng chứ không đưa khí ngoài trời vào. Cách làm hiệu quả hơn là mở cùng lúc cửa chính và cửa sổ phía đối diện để gió xuyên phòng, thêm quạt hút hoặc quạt cấp khí. Lớp nào phải bật điều hòa và đóng cửa thì nên dùng thiết bị cấp khí tươi có thu hồi nhiệt VAM, giữ lại phần lớn hơi mát. Trường nằm sát đường lớn cần gắn thêm lọc bụi mịn ở đầu cấp khí, nếu không bụi từ ngoài sẽ theo gió vào lớp.
Nên dùng loại cảm biến nào để đo CO2 trong lớp học?
Nên chọn cảm biến NDIR, loại đo trực tiếp phân tử CO2 bằng tia hồng ngoại. Nhiều thiết bị giá rẻ chỉ ước lượng CO2 dựa trên các chất hữu cơ bay hơi nên số hiển thị có thể lệch xa thực tế, dùng để theo dõi thông gió thì không đáng tin.
Một thiết bị dùng được trong lớp học nên có dải đo tối thiểu từ 400 đến 5.000 ppm, sai số chỉ vài chục ppm, màn hình hoặc đèn báo nhìn rõ từ cuối lớp, có cảnh báo khi vượt ngưỡng, và ghi được dữ liệu để xuất file xem lại. Kèm thêm nhiệt độ và độ ẩm càng tốt, vì ba chỉ số này cùng quyết định lớp có dễ chịu hay không.
Tham khảo các dòng máy đo CO2 và chất lượng không khí do EMIN phân phối chính hãng.
Lắp cảm biến CO2 ở đâu, cao bao nhiêu, mỗi lớp cần mấy cái?
Mỗi lớp thường chỉ cần một cảm biến, đặt trên tường bên hoặc tường cuối lớp, ở độ cao từ 1,1 đến 1,5 m, ngang vùng hô hấp của học sinh đang ngồi. Phòng rộng như hội trường, phòng thực hành, phòng máy nên lắp hai điểm để so sánh.
Vị trí lắp quyết định số đo có đúng hay không. Cần tránh sát cửa sổ, cửa ra vào, miệng gió điều hòa và quạt, nên cách các vị trí này khoảng 2 m. Không đặt ngay trước mặt học sinh, vì hơi thở thổi trực tiếp làm số nhảy lên đột ngột. Tránh góc kín sát trần và nơi nắng chiếu vào.
Về cài đặt, nhiều trường chọn đèn xanh khi dưới 800 ppm, vàng từ 800 đến 1.200 ppm, đỏ khi trên 1.200 ppm. Giáo viên thấy đèn vàng thì mở thêm cửa và bật quạt hút, thấy đèn đỏ thì cho cả lớp ra ngoài một lúc. Cảm biến NDIR trôi số theo thời gian. Nhiều mẫu tự hiệu chỉnh bằng cách coi mức thấp nhất trong vài ngày là khoảng 400 ppm, nên lớp nào có người gần như cả ngày cần được kiểm tra lại bằng thiết bị đo chuẩn mỗi năm một lần.
Quy trình khảo sát và cải thiện thông gió cho trường học gồm những bước nào?
Với nhà trường, bộ số đo giúp trả lời phụ huynh bằng dữ liệu thay vì cảm giác. Với đơn vị cải tạo, số liệu trước và sau là căn cứ rõ ràng để đánh giá việc đầu tư có hiệu quả hay chưa.
