Mikroklima učeben v průběhu
roku a
jejich
vliv
na zdraví a
pozornost studentů
Autor: Martin Malinda
Školitelka: RNDr. Naděžda Zíková, Ph.D.
Oponent: RNDr. Ludmila Mašková, Ph.D.
Cíl práce
- naměřit hodnoty intenzity světla, koncentrace CO2, relativní vlhkosti a teploty v průběhu letního a zimního semestru v roce 2015
- data zpracovat a analyzovat
- diskutovat vliv na zdraví a pozornost studentů
Metodika
- využití přístrojů a data loggerů
- měření na přednáškách na kterých byl autor přítomen
- zaznamenávat počet lidí na přednáškách a významné události jako např. stínění a otevírání oken popř. rozsvěcení světel
- pro každou přednášku spočítat medián pro jednotlivé měřené veličiny
- hledání souvislostí s externími hodnotami (letiště Kbely)
Mikroklima, zdraví a pozornost
- Virus influenza se nejsnáze šíří při rel. vlhkosti 20% - 30% (Lowen 2007)
- Produktivita klesá zhruba o 2% s každým stupněm nad 24°C (Sepannen et al., 2006)
- Teploty pod 21°C mohou zvýšit poroznost v krátkodobém měřítku (Kwok 2003)
- Při únavě studenti podávají lepší výsledky při 1000 lx oproti 200 lx (Smolders et al 2014)
Oxid uhličitý
- sledováno 24 zaměstnanců po dobu jednoho týdne
- různé úrovně ventilace
- každodenní vypracování testu SMS
- Oproti 1400 ppm, výsledky lepší o 61% při 945 ppm a o 101% při 550 ppm
24 studentů (6x4), 2.5 h expozice, test SMS (Satish et al)
Analýza dat
Souhrn výsledků
| Letní semestr 2015 | Zimní semestr 2015 | |
|---|---|---|
| Teplota | 23.2 °C | 22.2 °C |
| Relativní vlhkost | 33.4% | 41.8% |
| Intenzita světla | 70.0 lx | 172.4 lx |
| Koncentrace CO 2 | 872.0 ppm | 1258.0 ppm |
Tabulka 1
Zimní semestr 2015
Graf 1 - počet lidí na přednáškách v průběhu ZS 2015
Graf 2 - koncentrace CO2 na přednáškách v průběhu ZS 2015
Graf 3 - vztah mezi koncentrací CO2 a počtem lidí na přednáškách se zavřenými okny a zavřenými dveřmi
Graf 4 - rozdíl v koncentraci CO2 mezi malými a velkými přednáškovými sály
Graf 5 - koncentrace CO2 na dopoledních a odpoledních přednáškách v ZS a LS 2015
Graf 6 - teplota na odpoledních a odpoledních přednáškách v ZS a LS 2015
Graf 7 - korelace mezi venkovní a vnitřní RH na přednáškách s otevřenými okny
Možnosti zlepšení
- Umělá ventilace
- Snižování cen sensorů, Internet of Things
- "Chytré" osvětlení
- Proaktivnější přístup
- dřívější otevírání oken
- menší míra stínění oken
Reference
Lowen, Anice C., et al. "Influenza virus transmission is dependent on relative humidity and temperature." PLoS Pathog 3.10 (2007): e151.
Seppanen, Olli, William J. Fisk, and Q. H. Lei. "Effect of temperature on task performance in office environment." Lawrence Berkeley National Laboratory(2006).
Smolders, Karin CHJ, and Yvonne AW de Kort. "Bright light and mental fatigue: Effects on alertness, vitality, performance and physiological arousal." Journal of environmental psychology 39 (2014): 77-91.
Satish, Usha, et al. "Is CO2 an indoor pollutant? Direct effects of low-to-moderate CO2 concentrations on human decision-making performance."Environmental health perspectives 120.12 (2012): 1671.
Kwok, Alison G., and Chungyoon Chun. "Thermal comfort in Japanese schools." Solar Energy 74.3 (2003): 245-252.
Děkuji za pozornost
Tabulka 2 - přehled měřených místností
Graf 8 - závislost počtu lidí na frekvenci rozsvícení světel
Graf 9 - závislost velikosti učebny na intenzitě světla
F = (CO 2(Measured) - CO 2(Ambient))/N,
"we introduce a
variable that takes into account both occupancy and CO2 levels."
"The factor was 36 ppm for summer semester and 42 ppm for winter semester and it can be read as such: on average, one occupant caused an increase of 36 ppm and 42 ppm in CO2 levels in summer and winter semester, respectively.. This may indicate that ventilation rates tend to be lower in cold months."