СИСТЕМА МОНИТОРИНГА УРОВНЯ CO2 В ПРОЕКТНОМ ОФИСЕ.

COMPETENCE APPROACH IN TRAINING PERSONNEL OF ENTERPRISES

Denis Novikov

Student, 1-IIEiGO-22IIEGO-204M, Samara State Technical University,

Russia, Samara

Oleg Borovoy

Student, 1-INGT-22INGT-251M,  Samara State Technical University,

Russia, Samara

Kristina Babenchuk

Scientific supervisor, candidate of Sciences in Economics, associate professor, Samara State Technical University,

Russia, Samara

АННОТАЦИЯ

В статье рассмотрены основные нормативы, которые регулируют концентрацию диоксида углерода в офисных помещениях на рабочих местах специалистов. Представлены оптимальные и допустимые значения СО₂. Предложена концепция системы мониторинга и контроля воздуха в офисных помещениях для создания камфорных условий работы инженерно-технических специалистов.

ABSTRACT

The article discusses the main standards that regulate the concentration of carbon dioxide in office premises at the workplaces of specialists. Optimal and acceptable CO₂. values are presented. The concept of a system for monitoring and controlling air in office premises is proposed to create camphor working conditions for engineering and technical specialists.

Ключевые слова: СО₂; мониторинг; датчик, мониторинг, сеть.

Keywords: CO2; monitoring; sensor, monitoring, network.

По данным Adrie van der Luijt [1], исследования Middlex University (UK) и мониторинг качества воздуха в офисах, выполненный компанией KLMG, показали, что уровень углекислого газа в офисе должен составлять 600–800 ppm. В ходе наблюдений, проведенных с участием 300 взрослых людей, было установлено, что более высокий уровень СО2 снижает концентрацию внимания на 30 %. При концентрациях выше 1 500 ppm – 79 % опрошенных испытывали чувство усталости, а при уровне выше 2 000 ppm – две трети из них заявили, что не в состоянии сосредоточиться. 97 % из тех, кто страдает время от времени мигренью, заявили, что головная боль появляется у них уже при уровне 1 000 ppm [1].

По данным Olli Seppа.. nen [2] при концентрации углекислого газа в офисном помещении ниже 800 ppm такие симптомы, как воспаление глаз, заложенность носа, воспаление носоглотки, проблемы, связанные с дыхательной системой, головная боль, усталость и сложность с концентрацией внимания, которые возникали у сотрудников при более высокой концентрации СО₂, значительно снижались [2].

Свежесть воздуха — это эмпирическая величина, показывающая, насколько хорошо воздух насыщает организм кислородом, насколько им легко и приятно дышать. Однако содержание кислорода трудно измерять: датчики сложные и дорогостоящие. Поэтому в основном свежесть воздуха оценивается по уровню CO₂.

Содержание СО₂ в воздухе выражается в ppm (parts per million, то есть "частях на миллион"), что соответствует отношению количества кубических сантиметров CO₂ к кубическому метру воздуха.

Концентрация СО₂ в пределах от 0,1% оказывает отрицательное влияние на самочувствие человека. Считается, что содержание углекислого газа от 0,04 до 0,07% — это свежий воздух; от 0,07 до 0,1% — спертый воздух, но такая концентрация еще допустима; более 0,1 % — резко снижает работоспособность организма. При этом стоит отметить, что изменение концентрации кислорода в воздухе может изменяться в более широких пределах от 19 до 21%, не оказывая влияния на самочувствие здорового человека. ASHRAE установило приемлемое значение содержания углекислого газа в помещениях с пребыванием людей: на уровне до 1000 ppm, или 0, % от объема (об.). Многие международные и отечественные авторы при расчетах воздухообмена опираются именно на эту величину [3].

В Европейском стандарте 2004 года воздух в помещениях с пребыванием людей разделяется на категории качества от IDA 4 — низкое, IDA 2 и 3 — среднее, до IDA 1 — высокое. Предполагается несколько способов определения категории качества. В табл. 1 приведен пример одной из оценок по превышению уровня СО2 как индикатора в воздухе помещений над наружным воздухом (таблица 1) [4].

Таблица 1

Превышение уровня СО2 в помещении над его содержанием в наружном воздухе, ppm.

В проектном институте, нефтегазового комплекса РФ, соблюдены все нормы СанПин по содержанию рабочих мест, но при этом необходимо дополнительный инструмент контроля и мониторинга климата в помещении.

Специфика проектной дельности, подразумевает долгое нахождение специалистов в замкнутом помещении, и необходимость проветривания или запуск климатических систем.

На практике поддерживать приемлемый уровень CO₂ в офисе — трудновыполнимая задача, так как не всегда есть возможность регулярно проветривать помещение — рабочие места некоторых сотрудников расположены рядом с окном и им будет некомфортно или холодно сидеть у постоянно открытого окна.

Кондиционер также не решит проблему, так как не отвечает за поступление свежего воздуха с улицы, а гоняет воздух внутри помещения, охлаждая его. То есть становится прохладнее и многие ошибочно думают, что воздух стал свежим. Но это не так, уровень содержания углекислого газа будет только расти.

Выстроенная независимая система мониторинга позволит иметь представление о текущем микроклимате, что поможет принять решение о необходимости проветривания помещения или включение принудительных систем вентиляции.

Датчиком для исследования выбран: MH-Z19.

Оптический инфракрасный датчик. Работа основана на законе Бера-Ламберта.

Рисунок 1. Внешний вид датчика СО₂ MH-Z19

Проект взят с сайта https://alexgyver.ru/meteoclock

Достоинством данного устройства является возможность просмотреть концентрацию СО2, также реализована простая индикация. Красный цвет сигнального светодиода - «превышение», зеленый «норма».

Рисунок 2. Внешний вид собранного устройства (отмечены показания и индикация)

Рекомендации по установке устройства мониторинга СО₂:

• Минимальное рассеяние от места постоянного нахождения людей 1 метр.
• Минимальное рассеяние от приточной вентиляции 1 метр.
• Минимальная скорость воздуха 0,5 м/с.

Просмотрев данные за день, получили соответчике содержания углекислого газа нормам СанПиН 2.2.3670-20.

Один прибор работает в одном помещении. Для мониторинга содержания СО2 в разных кабинетах специалистам охраны труда будет значительно удобней видеть всю информацию в одном месте. Осуществить сбор данных возможно, объединив информацию со всех устройств. Например, объединив устройства в единую локальную сеть WiFi.

Вывод показаний с устройства осуществляется микроконтроллером ESP 32.

Среда для разработки программы является Arduino IDE [5].

Рисунок 4. Внешний вид среды разработки Arduino IDE

Модуль ESP позволит нам организовать работу автономной сети, где одно устройство сконфигурировано для работы в качестве точки доступа «AP» (роутера), а остальные устройства подключаются к нему в качестве клиентов. Количество клиентов может находится в диапазоне от 1 до 8-ми [6].

Рисунок 5. Принципиальная схема локальной сети

В данной конфигурации, в качестве клиента, может быть подключен компьютер (ноутбук, планшет или смартфон), при помощи которого осуществляется доступ к любому устройству локальной сети.

Интерфейс программы мониторинга представлен на рисунке 6

Рисунок 6. Интерфейс программы мониторинга СО₂

Полученные показания записываются в промежуточный файл и конвертируются в формат .xslx. Данный формат позволит нам сформировать любые формы отчета, построить графики, провести программный анализ полученных результатов.

Исследования выявили соответствие значений концентрации углекислого газа, необходимых для нормальной трудовой деятельности работников в офисных помещениях. Разработанная концепция автоматического контроля концентрации диоксида углерода позволяет сформировать базу данных о качестве воздуха рабочих помещений офиса, включая его колебание в течении дня. Полученные данные, при условии дальнейшего развития системы мониторинга, возможно встроить в комплекс системы вентиляции и кондиционирования воздуха для создания оптимальных условий трудовой деятельности и увеличения производительности труда в офисах проектных организаций и не только.

Список литературы:

1. Adrie van der Luijt. Management CO2 levels cause office staff to switch off // Director of Finance online. 11.19.2007.
2. Olli Seppa..nen. Tuottava toimisto 2005. Raportti b77. Loppuraportti 2005.
3. D. S. Robertson. The rise in the atmospheric concentration of carbondioxide and the effects on human health. Med. Hypotheses, 2001, 56.
4. Стандарт EN 13779:2004. Ventilation for non-residential buildings – Performance requirements for ventilation and room-conditioning systems.
5. https://ru.wikipedia.org/wiki/Arduino_IDE
6. Стандарт EN 13779:2004. Ventilation for non-residential buildings – Performance requirements for ventilation and room-conditioning systems