学年的开始是谈论学校空气的时候。 一次，在怀旧之后，我们回顾了我们的学年。 食堂里的公文包，制服，普希金的肖像，在餐厅里滚动，在体育馆里的迪斯科舞，“手的森林”。 以及教室里的闷气，窗台上的灰尘，严格禁止打开窗户的叶子……总之，空气质量是中等的，即使不是更糟。 我们想知道从我们小时候起情况是否有所改变。 然后我们去了八所新西伯利亚的学校并进行了一次实验，从中学到了许多重要的东西。 现在，在学年开始时，他们想起了他，并决定与您分享。
去年，我们已经对其中一所学校的微气候进行了研究，并撰写
了有关该主题
的文章 。 然后，将Testo 480传感器用作主要工具，并且在一间莫斯科学校中仅记录了二氧化碳水平的数据。 在这项研究中，我们将学校的数量增加到八所，并将测量的参数增加到三个：二氧化碳水平，湿度和温度。
在继续实验本身及其结果之前，我们先转向理论。 学校的小气候应该是什么？在这方面的标准是什么？已经进行了哪些研究？ 如果您已经知道此数据，请立即进行体验和结果的描述。
气候理论：现有研究
总的来说，我们并不是第一个被学校小气候及其对人类影响的问题所困扰的人。 2015年，世界卫生组织称许多欧洲学校和幼儿园的空气质量不佳（新闻可在
此处阅读），并提出了自己的解决方案。 此外，世界各地已经进行了一些有趣的研究。
欧洲联盟。 科学家调查了二氧化碳含量超过1,000 ppm的房间中学生的状况和健康状况。 结果：定期和长时间在此类房间中的儿童患干咳的可能性高3.5倍，患鼻炎的可能性高2倍。
韩国 在首尔的110所房屋中，测量了房屋尘螨，蟑螂，霉菌孢子和CO2中的CO，NO，过敏原含量。 共有181名14岁以下的儿童被诊断患有哮喘，他们住在测试室。 韩国人的主要发现之一：二氧化碳含量的增加增加了哮喘发作的可能性。
美国 伯克利研究所研究了二氧化碳水平与劳动生产率之间的关系。 目的：评估二氧化碳对决策机制的影响。 实验对象是22个人，分别接受600、1,000和2500 ppm浓度的2.5小时二氧化碳中毒。 在研究过程中，受试者通过了需要做出决定的计算机测试。 600 ppm的水平被认为是基本的结果，当达到1,000 ppm的水平时，劳动生产率在9个指标中下降了6个，在2500 ppm的水平上下降了7个。 因此，证明了空气质量和劳动生产率之间的直接关系。 尽管科学家的结论仍需进一步证实，但这种经验的数据已经足以理解新鲜空气对智力活动的重要性。
俄罗斯有什么？ 迄今为止，不幸的是，到目前为止，我们还无法在俄罗斯学校中找到一项关于空气质量的严肃科学研究。 如果您知道类似的工作，我们将很高兴在评论中看到它。
事实：在芬兰，二氧化碳含量升高是解决通风问题之前关闭学校的充分理由。
小气候理论：规范和标准
在大多数欧洲国家中，目前有明确的教室微气候标准，尤其是基于对二氧化碳对人体影响的初步研究。 因此，俄罗斯的学校没有小气候标准。 但是，在我们国家，有一个非常有趣的文件-
“ GOST 30494-2011。 住宅和公共建筑。 室内小气候参数 。
” 它阐明了室内空气必须遵守的规范和标准。
该GOST中的CO2浓度标准表明室外空气中允许的二氧化碳含量超过其含量。 为了简化理解，我们立即重新计算了标准，将街道上的400 ppm二氧化碳作为默认值（顺便说一下，去年秋天大气中的二氧化碳水平达到了这一点，这
在GeekTimes的另
一篇文章中进行了讨论）。 根据GOST的规定，人们从事智力工作或学习的房间（包括学校课程）中的二氧化碳含量比街道空气中的二氧化碳含量高400-600 ppm。 通过简单的计算，我们计算出教室中允许的最大二氧化碳含量为800–1000 ppm。 我们做出了“让步”，并以1,000 ppm的上限为标准。
关于温度，同一GOST指出，训练室的温度在寒冷季节为20-22℃，在温暖季节为22-25℃。 实验数据是在寒冷季节采集的，因此我们以22℃的“冬季”标准为标准。
湿度水平最取决于城市的气候，在新西伯利亚，空气干燥。 因此，作为研究的起点，我们采用GOST允许的最小值：寒冷季节的标准从30％起，温暖季节的标准从40％起（我们专注于30％）。
在研究过程中，以上所有标准均被视为规范，并成为讨论我们实验结果的起点。
实践：我们的经验
选择了新西伯利亚不同地区的八所学校和体育馆作为研究的试验场。 学校的小气候参数是使用MagicAir智能小气候系统的基站进行监控的，该系统具有内置的二氧化碳，温度和湿度传感器。 在13个教室中安装了基站，从星期一到星期五，五个课日的所有课程都按照通常的时间表举行。 学校不提供中央通风（5所学校），或者由于大声噪音干扰了课程中的学生（2所学校），或者仅在休息时间（1所学校）打开了中央通风。 有关机柜中二氧化碳含量，温度和湿度的所有数据均在线传输到云服务器。
1.一学日，一所学校
从研究地点获得的数据总量以数百个数字和图形计算。 为了清楚起见，我们将以一所学校一间办公室一天为例开始考虑结果。 让我们将其指定为“学校1”。 为了了解图片，我们结合了二氧化碳水平，湿度和温度的变化图以及上课时间表。
在下面的图表1-3中，圆圈中的数字表示课程编号，两个班次中的每班六个课程。 上课时间为8:00，持续45分钟，中间为10或20分钟。 轮班之间-休息10分钟。 图中的绿线表示参数的标准值。
所有数字数据都附加在参考文献列表之后的文章末尾（请参阅名称为“ School1_ cabinet1”的文件）。
二氧化碳
附表1.学校一天，学校1，房间1中的二氧化碳水平图1显示了在一个上学日（从8:00到20:00），学校1的自修室1中二氧化碳浓度的变化。 在不超过2300 ppm的浓度下，测量误差为±70 ppm，在超过2300 ppm的浓度下为±3％。在课程开始之前，CO2含量仍然符合标准，并且看起来有很大的“储备”：在7:30空气中只有约430 ppm。 但是接近八点钟，孩子们上课了，二氧化碳水平开始稳定增长。
第二课在770 ppm的8:55开始，并且在15分钟内，CO2含量超过了标准分数，超过了1,000 ppm。 通常，很容易看出，CO2的浓度在整个时间的压倒性部分中超出正常值（在研究的时间段中为8.3小时，即69％的时间）。
在第一班的第五节课中记录了最严重的过量，即3,170 ppm。
根据附表2（显示教室中气温的变化）（请参见下文），您可以跟踪窗户的打开时间：外面很冷，所以打开的窗户总是会导致温度降低。 例如，您可以注意到，在第一班的第三节课之前的休息时间的所述日期，办公室通风良好：温度下降了近3度，CO2浓度降至660 ppm。 但是在第三堂课开始时，窗户被关闭了，二氧化碳的浓度又开始增加（温度也开始升高），直到第五堂课达到临界的3169 ppm。 这是正常水平的三倍以上。 空气温度达到29℃。
在大约20至30个人的全班播出的效果在大约15至20分钟内消失了。
在第二班的第二节课中出现了一个有利的二氧化碳时期。 这种“运气”的解释很简单：首先，通过打开窗户为办公室通风。 其次，那里没有学生，班级是空的。 当学生在第三堂课中返回时，CO2浓度再次上升，达到了2,630 ppm（第二班的最大值）。
气温
附表2。在学校一天，学校1，房间1的气温图2显示了在一个上学日（从8:00到20:00）学校1的自修室1的气温变化。 测量误差为±1.5°C（测量极限-10 ... + 85°C）。整个教学日的气温超过正常水平，达到近30摄氏度。 “最佳”结果为23°C，但仅在短时间内实现。 通过更改温度，您可以设置办公室中打开窗户的时间。 由于这项研究是在寒冷季节进行的，因此打开的窗户总是会导致办公室温度降低。 通过设置通风时间，可以将它们与CO2图进行比较。 窗户一旦关闭，温度和二氧化碳水平都会恢复增长。
空气湿度
附表3.在上课期间，学校1，房间1的湿度图3显示了在一个上学日（从8:00到20:00），学校1的自修室1的空气湿度的变化。 测量误差为±4％（测量极限0 ... 95％）。如您所见，湿度也远远不够。 在大多数情况下，它的湿度会降低并且很少达到标准标记-正常情况下，正常湿度（30％或更高）在每个教学日仅持续2.8小时（23％的时间）。 尽管我们以GOST 30％作为标准，而不是许多生理学家推荐的40-60％，但事实并非如此。
我们也不能不注意到正常的湿度时期会伴随着空气温度（28–29°）和二氧化碳水平（2 3770-3 170 ppm）的显着过量。
结论因此，根据我们的数据，在自习室观察到的上课日中，课程中的平均CO2水平为1,250 ppm，最大峰值为3,170 ppm。 平均湿度为19％，平均温度为27℃。
整个教学日的气温高于正常水平。 相反，湿度显着降低。 与其他参数相比，空气中的二氧化碳含量显示出较大的振荡幅度，但基本上超过了正常水平，有时甚至超过了3000 ppm。
通常，在整个研究期间或大部分研究期间，对于舒适度，幸福感和大脑的完整功能最重要的微气候参数均未达到标准。 当所有三个小气候参数都同时满足标准时，没有记录任何差距。
2.一学期，所有学校
接下来，我们获取了所有学校的数据，确定了周一至周五的工作日从8:00到19:00的时间间隔（大多数时间在大多数学校上课），并计算了平均小气候参数。
图片如下：
在“平均二氧化碳水平”，“平均湿度”和“平均温度”列中，我们分别在整个观察期内，在每所研究学校中分别记录了二氧化碳浓度，湿度和气温的平均指标。 对于2的平均水平，我们还指出了数值的分散性-可靠性水平为95％的平均标准偏差（偏差）。
“平均CO2峰值”列包含整个观察期（星期一至星期五的五个教学日，从8:00到19:00）中每所学校的平均二氧化碳水平的最大值。
如您所见，平均温度只有三所学校符合标准温度（20-22℃）。 平均湿度为四。 但是没有一所学校可以通过二氧化碳考试：在所有八种情况下，它都超过了1,000 ppm的标准分数，通常是一倍半到两倍。
图4显示了空气中CO2的平均值（取了8所学校的所有13个教室的数据），以及上课日的平均最高和最低平均值。
图4.所有学校的空气中二氧化碳水平汇总但是，应注意，上课时间的长短因学校而异。 孩子们在某个地方进行两次轮班，而在一个地方则只进行一次轮班，因此下午的教室是空的。 这说明了图形右侧的线的轨迹。 例如，第二次移位期间的平均最小值的线稳定地保持在正常范围内。 但是，您不应误会：这根本不是播出的问题。 只是二氧化碳源回家了。 在第一个班次中（所有教室无一例外地都上课时），甚至平均下限也基本上超过了标准。
在“平均”行上，您可以导航以想象典型学校在典型上课日的典型空气状况。 大多数时候，二氧化碳水平高于正常水平。 值得注意的是，随着课程的开始，CO2的浓度如何快速增长。 在第一节课结束（大约9:00）之前，即使是凌晨的“新鲜”课程也变得闷闷不乐。
在参考文献列表之后，我们在本文末尾附上了所有学校的数字数据。
结论
根据我们的数据，我们得出一个普遍的结论，即在所研究的新西伯利亚学校中，上课时二氧化碳过多，平均为500 ppm，湿度不足且温度过高。 换句话说，学校的小气候不符合法规要求。 教室中的空气状况不仅不利于有效的智力工作，而且经常会阻碍学习。
就平均二氧化碳水平而言，没有一所学校的水平低于1,000 ppm。 我们在实验期间记录的最大CO2值为4,230 ppm！ 这种过量已经构成严重的健康危害。
根据Middlesex大学的研究人员的研究结果，该研究组由300名成年人组成的研究组得出的结论是，当二氧化碳水平达到800 ppm时注意力降低了30％，而当浓度超过1500 ppm时，有79％的参与者感到疲劳和头痛。 此外，在英国另一位科学家的研究中，D.S。
罗伯茨（Roberts）在600 ppm的二氧化碳水平下已经观察到疲劳和浓度下降，并且随着二氧化碳含量的增加而增加。 根据这些实验和其他研究的结果，我们可以说二氧化碳直接影响着幸福感（
在这里有更多
信息 ）以及学生的学习成绩，使他无法集中精力学习本课程中的信息。
此外，由于种种原因（通常是财务上的原因），人们没有意识到或忽略了空气中二氧化碳过多的问题。 现在，在上课之间，进行了“微型通风”或通过走廊通风，但是，随着孩子们出现在教室里，使用它们的效果几乎立即消失了。 还应注意的是，并非在每个办公室都进行窗户通风，因为窗台通常衬有培训所需的教科书，鲜花或视觉材料。 无论如何，现在班上的空气交换不足。
高温和湿度不足也被认为是从事智力工作的不利条件。 高温会降低血液中的氧饱和度水平，进而转化为虚弱的感觉，还可能出现嗜睡，头晕和呼吸急促。 在大约30℃的气温下，汗液增加，并且人体的水盐平衡受到干扰。 至于干燥的空气，它会作用于眼睛，引起发红，干燥和疲劳。
由于考虑了城市中不同地区的学校，因此我们假设可以将实验结论和众所周知的假设推算到西伯利亚联邦区的所有学校以及气候相似的地区。
但是，区域之间的气候差异只会影响温度和湿度，而不会影响CO2的水平。因此，我们假设关于学校通风状况和二氧化碳浓度的结论对整个俄罗斯（甚至在世界各地）的大多数学校都是有效的（西方研究人员也不无理由也关注这个问题）。
您可以在学校中安装MagicAir基站，在自己的城市中独立进行类似的实验。也许您会在GeekTimes上分享结果。结论
我们在新西伯利亚的八所学校进行了一项空气质量研究，在五个教学日中每五分钟测量五个基本微气候参数：温度，空气湿度和二氧化碳水平。结果，我们发现在所有研究的学校中，这些参数中的一个或多个与标准不符（GOST 30494-2011）。在这种情况下，八所学校中没有一所学校的平均二氧化碳浓度是不正常的。小气候问题不仅与学校有关，而且与幼儿园，运动场和各个圈子有关—通常，对于许多孩子同时聚集的所有房间来说，都是如此。同时，大量研究证明，这些房间的微气候，尤其是二氧化碳的水平，直接影响着学生的幸福感，注意力和学习成绩。没有人会争辩说，在教育机构中，良好的条件是使这种成长和培训得以有效，舒适地进行的必要条件。但是，不幸的是，很少有人仍然理解“良好条件”不仅是新的书桌，投影仪和塑料窗户，而且还是舒适的微气候：具有正常温度和湿度的新鲜空气。参考文献：- DS罗伯逊 大气中二氧化碳浓度增加对健康的影响//当前的科学。2006年 90，N 12。
- KE Schaefer。环境二氧化碳水平升高对人类和动物的影响//体验。1982年。38。
- 葛瑞娜（IV.Gurina）。谁负责房间的闷热？//化学与生命。2010年。
- 校舍内部环境的不利条件
- 二氧化碳中毒时
- 寻找闷空气，第1部分。莫斯科的二氧化碳含量是多少？
- 通风性能良好的丹尼斯
- CO2是室内污染物吗？中低二氧化碳的直接影响。
- 专注于人类决策绩效。《环境卫生观点》，2012年12月，N 12。
- GOST 30494-2011。住宅和公共建筑。室内小气候参数。
→ 实验数据