好了,是时候把这些白纸黑字说清楚了,因为这里似乎有些混乱。监测二氧化碳,就像我一直在做的Aranet4便携式二氧化碳监测器在过去的几年里,这是一件好事。它并不是衡量室内空气质量的完美指标。它更像是你车上的"检查引擎"灯。因此,以下是你需要知道的一些基本知识,以便明智地使用二氧化碳监测结果。
二氧化碳监测基础
室内的二氧化碳主要来自人们的呼吸或燃烧。如果一个空间里没有非排气管的燃烧,那么二氧化碳的水平主要来自人们呼出的气体。(有时是动物。我的一个承包商朋友有一次去了一所房子,房主在屋里养了一头驴。真的!虽然听起来很奇怪,但这并不是故事中最糟糕的部分。)
当你带着二氧化碳监测器去餐馆、机场或贸易展览会时,你可能会看到二氧化碳的范围有一个下限。室内的二氧化碳不会比室外的低。自工业革命以来,户外活动的数量一直在稳步上升,因为我们燃烧了大量的化石燃料。我们现在室外空气中的二氧化碳含量约为420 ppm。它确实会有一些波动,但你永远不会得到一个精确的测量值,比如说300ppm。
你可能会看到二氧化碳水平的上限是百万分之千。我经常看到它在1500到3000 ppm的范围内。我见过的最高浓度超过7000ppm。(详情见下文。)
消费级设备,比如Aranet4*(花费约250美元)是惊人的准确。Aranet4规范声称精度为±30ppm,但对于我在这里谈论的这种监测,±100ppm(甚至更高)就足够了。
最后,二氧化碳(CO2)不是一氧化碳(CO)。我们呼出的二氧化碳是无色无味的气体,在正常浓度下是无害的。不完全燃烧产生一氧化碳,这是一种无色无味的气体,在相对较低的浓度下可以致命。你需要一种不同的监测一氧化碳.
不是二氧化碳
本周,我参加了暖通空调行业的大型贸易展——AHR Expo。我带了二氧化碳监测器在领英上发了几张照片展示展厅的二氧化碳浓度。一些人认为问题在于高浓度的二氧化碳本身。但事实是这样吗?
有一些关于二氧化碳浓度升高对人类影响的研究。其中一些研究发现二氧化碳确实会影响我们的认知能力。其他人则发现效果甚微。的ASHRAE关于室内二氧化碳的立场文件(pdf)说:
现有的证据表明,在常见的室内浓度下,二氧化碳对健康、福祉、学习成果和工作表现的直接影响是不一致的,因此目前还不能证明需要改变通风和室内空气质量标准、法规或指南。
在室内使用二氧化碳监测器与二氧化碳无关。而是二氧化碳浓度告诉你什么。但在此之前,还有一件事它没有告诉你。
它不是衡量室内空气质量的指标
室内的二氧化碳水平并不能告诉你室内质量是好是坏。它不会告诉你是哪一个室内空气污染物或者你的风险等级是多少。这是因为二氧化碳读数只能告诉你一件事:监测仪采样的空气中二氧化碳的浓度。但它暗示了其他一些东西,这就是它的用处所在。
虽然二氧化碳的读数很高,但室内空气质量实际上仍然很好。为什么?因为良好的室内质量源于分层的方法.这些层次包括源头控制、气密性、湿度控制、过滤和通风。二氧化碳浓度只能给你其中一层的提示。
这是一个有用的指标
那么这暗示了什么呢?这是相对于二氧化碳源的通风速率。为什么这很重要?因为通风是上面提到的一层。这是一种用室外空气代替室内空气的稀释方法。只要室外空气比室内空气干净,室内空气就会改善。或者至少不会像没有通风系统那样糟糕。
促使人们开始携带二氧化碳监测器的主要原因是传染病的空气传播。科学家在COVID-19大流行早期就了解到冠状病毒是罪魁祸首主要通过空气传播.被感染者排出到空气中的颗粒可以携带大量病毒。
通风是降低通过空气传播感染疾病风险的一种方法。不过,由于它们是颗粒,你也可以通过过滤去除它们。的Corsi-Rosenthal箱式风机空气净化器是一种方法。
二氧化碳水平说明了一个问题
有一点很好Aranet4*它有一个应用程序,可以向你显示一段时间内二氧化碳水平的图表。下面你可以看到我本周周一的图表,当时我去了亚特兰大市中心的AHR博览会。让我们来看看这里讲述的故事。
- 上午10点前:左边的峰值是我开车去办公室的时候。
- 上午10点到下午2点:在办公室。我们的二氧化碳含量通常在700到900 ppm之间,但那天稍微高了一些。
- 下午2点到3点:当我在火车站的户外,然后在火车上,然后在火车站和格鲁吉亚世界会议中心之间的户外,500到1000ppm。
- 下午3点到3点20分:在大厅和登记区。该地区人口密度不高,二氧化碳浓度在1000到1500 ppm之间。
- 下午3时20分至5时30分在展厅里,二氧化碳浓度飙升至近2600 ppm。下午4:30到5点之间,我和迈克尔·里德勒和罗伯特·宾一起去大堂区接受采访。然而,即使在那里,二氧化碳水平仍然高于1000ppm。
- 5点半到下班:坐火车回办公室,在办公室呆一会儿,开车回家,然后晚上回家。
这里重要的结论是,不同地方的二氧化碳总体水平是多少。高于1000ppm意味着通风不能很好地保持二氧化碳的输出。室内空气质量可能还好,但如果有人感染了通过空气传播的疾病,你生病的风险就会增加。当它超过2000 ppm时,你的风险甚至更高。
一种方法是考虑再呼吸的空气。二氧化碳含量越高,你就会吸入越多最近从别人肺部呼出的空气。我写了一篇文章展示了工程师David Elfstrom的电子表格将二氧化碳浓度与再呼吸空气的百分比联系起来.例如,在2500ppm时,该模型预测你吸入的空气中有5.5%是再呼吸的空气。不过,不要把这个数字看得太字面上。相反,把它看作一个指标。
环境很重要
这一切的另一个重要因素是背景。上图显示了在拥挤的室内活动中,二氧化碳含量非常高。如果你一个人在家,二氧化碳含量很高,你可能不需要太担心。是的,如果你的二氧化碳浓度高于1000ppm,你可以多通风,但你不太可能得COVID或流感。
这是另一张二氧化碳图表,这张显示了我测量过的最高的二氧化碳水平。去年夏天的一次会议结束后,我们四个人租了一辆车,开了大约一个小时去机场。我们坐在那里聊了一会儿,我想起了我的Aranet4,看着它。我很震惊地看到我们的浓度超过了700ppm。空调不知怎么被切换到循环系统了,所以有一段时间里面有很多人在换气。
另一个二氧化碳浓度上升并保持在1000 ppm以上的地方是商业航班。你和一群人挤在一个长长的金属管里,呼吸着循环空气,里面几乎没有新鲜空气。但是飞机上的过滤效果很好。除非你坐在病人旁边,否则不戴口罩可能没问题。
结论和实质很简单:观察室内二氧化碳水平就像留意你车上的“检查引擎”灯一样。它并不总是意味着什么是错的,但它确实意味着你可能应该做些什么。
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Allison A. Bailes III,博士是一个演讲者作者、建筑科学顾问、乔治亚州迪凯特能源先锋(Energy Vanguard)的创始人。他拥有物理学博士学位,并著有一本关于建筑科学的畅销书.他还写了能源先锋博客.你可以在推特上关注他@EnergyVanguard.
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4评论
艾莉森,
伟大的东西!直接到参考文件夹。
谢谢,马尔科姆!
二氧化碳经常被用作空气质量的替代品,因此,对二氧化碳何时起作用以及它的局限性给出一个很好的解释是非常有用的。
Alison,一如既往的好文章:-)但这一次,你是在对唱诗班说教!
在商业方面,二氧化碳传感和需求通风已经有一段时间了,我们使用了一些相对便宜的(350美元左右)24伏壁挂式二氧化碳传感器/继电器来连接我们的建筑HRV系统,作为广泛能源改造的一部分。这个系统运行得很好,我的员工已经习惯了经常检查LED显示屏上的颜色编码,以检查“空气质量”。
在家庭方面,我一直在使用Ecowitt WH45 (PM25 & PM10 & CO2),它提供免费的基于网络的绘图,但更重要的是与家庭自动化系统集成。这反过来控制HRV ECM风扇配置文件,以改变50、65、75和90 CFM的交付,如果零占用,将使系统完全关闭几个小时。有了PM25数据和二氧化碳数据,就会有一些有趣的观察结果,包括我的女儿们每次使用发胶都会对数据产生影响的“危险”。不幸的是,这个单元不监控VOC,因为这将是一个很好的系统补充。
这些技术在消费者口味上相对较新,提供了一些非常有趣的机制来进一步完善节能。在我们的7a区冬季低温区,降低需求可使ECM风机的功耗降低约80%,提高换热器的热效率(从90 CFM增加到50 CFM,提高约10%),还可将补热系统的功耗降低近50%。
由于如此多的注意力集中在空气质量上,这些传感器使得设计反应性通风系统相对简单,并最大限度地减少能源消耗。对于建筑科学爱好者来说,这是一个非常令人兴奋的时代:-)Ecowitt有各种各样的传感器,可以为房屋自动化中心提供数据,正如您所附的图片所示。网页界面将所有这些都绘制成图表,这样你就可以将内部/外部RH联系起来,例如,当查看C02水平与通风速率时。非常酷的东西。
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