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建筑科学

二氧化碳和你呼吸的空气

一个简单的电子表格使用室内空气中的二氧化碳级别来确定您难以释放的空气

我房间里的Awair Element室内空气质量监测器可以显示室内空气中的二氧化碳水平。当我拍这张照片时,它的读数是百万分之606。[图片来源:能源先锋]

你可能不想去想这个,但每次你吸气时,你吸入的空气都是从别人的肺里出来的。之一我最喜欢的通风报价把这一点讲清楚了。在一本书中通风和加热1893年,约翰·肖·比林斯写道:

最文明的男性和女性不愿意穿上内衣,刚刚被另一个人或放入嘴里的食物或饮料的文章最近在别人的嘴但是他们带毫不犹豫地进入肺部的空气,刚刚从别人的嘴巴和肺或密切接触他们的衣服和身体脏了。

二氧化碳来拯救我们

你每次吸入的空气中有多少是“再呼吸”的?室内空气中二氧化碳(CO2)的含量可以很好地指示你呼吸了多少空气。室外的二氧化碳浓度约为百万分之400。室内的二氧化碳浓度等于室外的二氧化碳浓度加上室内二氧化碳的浓度。室内的两个主要二氧化碳来源是燃烧和呼吸。

如果没有人在室内吸烟,如果有的话,如果有的话,如果有的话,户外,那么你的室内二氧化碳的主要来源是人。我们的肺部是精细调整的气体交换器官,含氧并释放二氧化碳。他们以常规价格这样做,因为二氧化碳不仅仅是来自我们新陈代谢的废物。它还用于将血液略微留在pH级的碱性侧(7.40±0.05),这需要不释放过多或太少。该规律使得可以将CO2级与rebebosted空气相关联,我们将在下面的最后一节中来。但首先,让我们谈谈室内二氧化碳水平。

监测二氧化碳

室内空气质量是一个比监测室内空气的单个组成部分更大的问题。然而,二氧化碳可以在帮助实现良好的室内空气质量方面发挥巨大作用,特别是在COVID-19方面。此外,测量你在家外面待过的室内环境中的二氧化碳水平可以让你了解风险的程度COVID-19的气溶胶传播在那个空间。

室内空气中的二氧化碳水平,用枕部元素IAQ显示器测量
室内空气中的二氧化碳水平,用枕部元素IAQ显示器测量

我一直在用两台Awair Element室内空气质量(IAQ)监测器监测家里的二氧化碳水平,一台在书房,另一台在主卧室。上面的图表显示了上周我房间里的二氧化碳水平。在最低的时候,我们室内的二氧化碳水平和室外一样。这个监测仪的读数不会低于400ppm,而如今户外的水平也不会低于400ppm。那一周我们经历的最高二氧化碳水平是653 ppm。(Awair元素的分辨率是±75ppm或10%,所以不要太在意确切的数字。完全忽略无意义的小数。)

室内空气中的二氧化碳浓度是多少?ASHRAE,美国环保署和其他空气质量来源说1000ppm是你不希望超过的数字。主要,二氧化碳水平被用作一个代理室内空气质量因为它表明室内和室外的空气交换量。当然,2.5微米或更小的颗粒物(PM2.5)是一种重要的室内空气污染物,随着通风的增加,它可能会变得更糟,所以你不能在看到低二氧化碳水平时就认为你的室内空气质量很好。同样的,你可能会有非常低的PM2.5,因为良好的过滤,但高二氧化碳,因为通风不良。

让我们专注于二氧化碳和通风。400 ppm以上的大多数室内二氧化碳是来自占据空间的人。上面的图表显示了我的妻子和在那里度过了时间,因为这是CO2级别的升高。当我们离开房间时,有二氧化碳水平就会下降。我们从来没有达到1000 ppm,这很好,但这是春天,我们有一些窗户打开。在冬季和夏季与房子关闭,没有全屋通风系统运行,二氧化碳水平走高。一旦我得到新的亿康先达ERV我希望,即使房子全部关闭,我也能看到二氧化碳水平保持在低水平。

室内空气的再呼吸部分

大卫Elfstrom他在领英(LinkedIn)和推特(Twitter)上发了很多关于呼吸空气的帖子。他甚至发了一张截屏电子表格(下图)他把室内二氧化碳水平与呼吸空气的比例联系在一起。埃尔夫斯特罗姆在2003年的一篇论文中使用了这些方程来建立联系。

二氧化碳水平与再呼吸空气的比例有关
二氧化碳水平与再呼吸空气的比例有关

对于低二氧化碳水平,您吸入的可轻质空气量低。它的500 ppm只有0.2%。达到800 ppm,我们在我们的巢穴中看到的最高,烤体空气的百分比高达1%。当您到达1500 ppm的时候,您每次呼吸的3%就是最近从某人的肺部呼出的空气。

请注意,我并没有说“别人的”肺,因为呼吸的空气中有一部分是你的。如果你是房间里仅有的两个人之一,那么大约有一半的再呼吸部分来自你。现在房间里有四个人,75%的再呼吸部分来自其他人。总的结论是,房间里的人越多,二氧化碳水平越高,你呼吸的其他人的空气就越多。

由于我们知道Covid-19主要通过气溶胶蔓延,可以通过气溶胶浮动时间,即释放空气的数量可以是您承包这种疾病的风险的决定因素。如果CO2水平很高,请务必佩戴一个好的面具或双面面具 - 如果您在家庭外面的人身边。否则,您可能交换内衣。

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Allison贝尔斯他是一位演说家、作家、建筑科学顾问和能源先锋公司的创始人。他也是这本书的作者能源先锋的博客,是写一本书.你可以在Twitter上关注他@EnergyVanguard

10评论

  1. 威廉Hullsiek||# 1

    你觉得有一天你会像我们对加热/冷却那样对ERV进行“分区”吗?比如一个基于传感器的ERV,当传感器显示不安全的二氧化碳水平时,它就会打开通风口?只有在二氧化碳超过设定值时才通风。

    1. 杰森斯。||#2

      问得好,我也很好奇艾莉森是怎么想的。我知道有些单位已经可以设置为基于测量的二氧化碳或VOC水平运行,但据我所知,唯一的“分区”是单独的单位,例如,单独的hrv的公寓或穿墙单位同步对。

    2. arossti||# 5

      我们在我的房子里拿出来,vanee 150erv和一个新的Ecobee4恒温器。虽然有用于ECOBEE的iFTTT的小程序,但我们有ERV由ECOBEE控制 - 目前没有IFTTT小程序从我们的航空(或其他)CO2显示器中采取结果并用作ERV的触发器。我们所能做的就是当CO2达到一定的水平时,运行空气处理程序recirc但不是ERV。似乎智能恒温器还没有想出空气。Google Nest甚至无法直接连接到ERV / HRV。直到Ecobee开发出正确的applet - 我们将要等待,因为我不应该编写低压IFTTT的开关,以便单独触发HRV ......(已经炸了一个ERV主板 - 我已经完成了它!)

    3. W拉姆齐||#8

      我认为二氧化碳的含量变化太快了,这是无效的。正如你在艾利森的例子中所看到的,两个人在一个房间里呆了一会儿,二氧化碳水平上升得很快。也许更重要的是,二氧化碳是其他污染物的代理物,如挥发性有机化合物和病原体,它们可以在房子的任何地方传播。

      一般来说,家中二氧化碳含量最高的地方是晚上封闭的卧室。在我看来,一个好的策略是把浴室里的空气抽出来,然后把新鲜空气送到空气处理机之前的回风口,或者直接送到卧室。我认为最好是在醒着的时候回到卧室,在睡觉的时候回到卧室,因为卧室的供应可能会直接短路到当地的浴室,这样就不会给整个家通风了。

  2. 乔恩·R||# 3

    “相对于600ppm(百万分之一),当二氧化碳浓度达到1000ppm时,在决策表现的9个尺度中有6个出现了适度和统计上显著的下降。”

    https://pubmed.ncbi.nlm.nih.gov/23008272/

    所以我不会设计一个百万分之千的高质量房子。因此,在闭门的房间中使用>=每人20 CFM的新风,而在闭门的办公室中使用30 CFM是合理的。

    它加起来很快,所以自动分区可能是一个好主意。

    1. W拉姆齐||#9

      是的。在20世纪90年代,OSHA说10000 ppm的二氧化碳是可以接受的。:-)

      我们在家里的目标是700ppm,但尽量降低,尤其是在蒸桑拿的时候。

      更多:https://bamasotan.us/2020/12/sauna-ventilation/

  3. 安东尼奥•奥利弗||# 4

    嗯,我们有很多共同的书。

  4. Stephen_Pate||#6

    几年前我读过戴夫·埃尔斯特罗姆写的一篇文章。他试图通过二氧化碳来控制他的HRV,但没有成功。我使用Netatmo健康家庭教练监视器来测量二氧化碳以及湿度、温度和噪音水平。从一台设备开始,我很快意识到我有问题。当亲戚们来度假时,二氧化碳含量可以超过1500 ppm。关上卧室的门,凌晨4点就会升到1100。

    我在3600平方英尺的房子里移动了这个设备来诊断问题。为了解决这个问题,我为较低的水平添加了一个单独的HRV,改变了输入和输出的数量,平衡了系统,并添加了3个设备来监控我手机上的空气。我设置了通知的阈值,以避免报告过多或过少。

    空气变好了,但我还是会收到二氧化碳浓度超过700-800的通知。

    我们更经常地打开窗户。

  5. 丹•摩尔||# 7

    这是一篇非常有帮助的和及时的文章。我有一个1965年的房子,当我们进入和空气质量时,ACH50的ACH50〜7.5不令人担忧。快速通过大量的绝缘和空气密封改进,我们的ACH50是〜3.5(在几周后安装后的最后4窗后的最终鼓风机门测试)。我怀疑我们需要增加一些机械通风来解释空气密封的改善,但并不确定。我在看到这篇文章后购买的监视器已经让我们需要一些新鲜空气。一年中的这一时期我们经常有窗户开放,但在关闭它们的几个小时内,二氧化碳升至1200-1600,具体取决于家庭回家(见附图)。我怀疑这将更加关注,因为我们在夏天和冬天的热量中更持续地封闭件事。倾向于松下FV10VEC2,但仍有一点研究完成。谢谢你的文章。

  6. W拉姆齐||#10

    在选择监视器时要谨慎。一些没有实际NDIR传感器的机器人,如Foobot,是完全不可靠的。其他的,如uRad A3,不能准确补偿温度和压力,因此可以提供非常不准确的信息。Awair v1在PMx方面很差,在CO2方面也不太好,不过v2要好得多。

    我们找到的最好的是Iqair。CO2通常在约5-10%之内(如果CO 2往往,如果往往延迟,则实际上在约2%内,因此延迟差异差异)。在这些上的RH可以截止约11分(11%RH),因此如果实际为53%RH,这些可能会说出42%至64%。

    屏幕v2似乎是第二个最好的和netatmo背后。

    对于这些设备来说,有一些可验证的标准和测试是很好的,因为像Foobot和uRad这样的设备惊人地不准确和具有误导性。

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