Hiilidioksidin ilmaisimien ymmärtäminen

Vaikka kodin ja työpaikan savunilmaisimiin ja palohälyttimiin kiinnitetään usein paljon huomiota, myös hiilidioksidinilmaisimet ovat tärkeitä sisäympäristön terveellisyyden kannalta. Mikä on näiden laitteiden tehtävä? Miksi hiilidioksidin havaitseminen on tärkeää? Lue lisää saadaksesi lisätietoja.

Hiilidioksidin havaitsemisen merkitys

Mitä hiilidioksidi (CO2) on?

Hiilidioksidi on väritön ja hajuton kaasu, jota syntyy luonnollisesti hengityksen ja palamisprosessien yhteydessä. Kuitenkin, sisätiloissa, erityisesti huonosti ilmastoitavissa tiloissa tuuletettuhiilidioksidipitoisuudet voivat kertyä nopeasti, jolloin ne voivat saavuttaa vaarallisia pitoisuuksia ja heikentää sisäilman laatua.. Ilman hälytys-, ilmaisin- tai valvontajärjestelmää, joka toimisi varhaisvaroitusjärjestelmänä, ihmiset eivät välttämättä ole tietoisia tästä näkymättömästä uhasta.

Monet ihmiset saattavat sekoittaa hiilidioksidin (CO2) hiilimonoksidiin (CO). Vaikka nämä kaasut ovat samankaltaisia, sillä molemmat ovat värittömiä, mauttomia, hajuttomia ja vaarallisia suurina määrinä, ne ovat kuitenkin hyvin erilaisia. Hiilidioksidia syntyy luonnollisissa prosesseissa, ja se on välttämätöntä sekä kasvi- että eläinkunnalle maapallolla. Hiilidioksidia syntyy myös teollisuusprosesseissa, ja kun sitä vapautuu liikaa, se on kasvihuonekaasu. Sisätiloissa se on vaarallista, kun sitä kertyy, koska se korvaa hapen.

Hiilimonoksidia taas syntyy epätäydellisessä palamisessa. Tämä tarkoittaa, että kun polttoaineita, kuten hiiltä, maakaasua ja puuta, poltetaan, mutta ne eivät pala täysin, syntyy hiilimonoksidia. Kun hiilimonoksidi hengitetään keuhkojen kautta, se sitoutuu hemoglobiiniin, proteiiniin, joka helpottaa hapen liikkumista koko kehossa. Hiilimonoksidille pitkäaikainen altistuminen aiheuttaa oireita, kuten huimausta, päänsärkyä, pyörtymistä ja jopa kuolemaa. Kaikissa sisätiloissa on aina suositeltavaa olla hiilimonoksidi-ilmaisin tai -hälytin.¹⁰.

Miksi hiilidioksidipitoisuuksilla on merkitystä

CO2-tasot ovat tärkeä ilmanlaadun indikaattori. Korkeat pitoisuudet aiheuttavat terveysongelmia, kuten päänsärkyä, huimausta, levottomuutta ja jopa tukehtumista, jos pitoisuudet ovat riittävän korkeita. CO2-tasojen seuranta on tärkeä askel terveellisen sisäympäristön varmistamisessa. Kuten kaikkien Sisäilman epäpuhtaudet, lapset... vanhukset, raskaana olevat naisetja immuunipuutteiset henkilöt ovat suurimmassa vaarassa.

Ymmärrettävästi tieteellisissä tutkimuksissa keskitytään usein vaaroihin, joita aiheuttavat mm. pienhiukkasten aiheuttama pilaantuminen (savusta ja teollisuudesta) ja kemiallinen saastuminen (kuten haihtuvat orgaaniset yhdisteet tai VOC-yhdisteet). Aiempien tutkimusten mukaan hiilidioksidipitoisuuden pitäisi nousta 5 000 miljoonasosaan (ppm), joka on hyvin korkea pitoisuus, ennen kuin se aiheuttaisi vaaraa ihmisten tai eläinten terveydelle. Uusissa tutkimuksissa on kuitenkin havaittu, että jo 1 000 ppm:n hiilidioksidipitoisuus voi riittää aiheuttamaan terveyshaittoja, vaikka altistuminen olisi lyhytaikaista.¹.

Eräässä tällaisessa tutkimuksessa osallistujat altistettiin kolmelle 2,5 tunnin mittaiselle 600 ppm:n, 1 000 ppm:n ja 2 500 ppm:n hiilidioksidipitoisuudelle toimiston kaltaisessa kammiossa. Tutkimuksessa havaittiin "kohtalaisia ja tilastollisesti merkitseviä heikentymiä" päätöksenteon suorituskyvyssä 1 000 ppm:n lämpötilassa ja "suuria ja tilastollisesti merkitseviä heikentymiä" 2 500 ppm:n lämpötilassa.².

Toisessa tutkimuksessa havaittiin, että altistuminen kohonneille CO2-tasoille vaikuttaa seuraaviin tekijöihin unen laatuun. Tutkimuksessa todettiin, että unen laatu heikkeni merkittävästi, kun osallistujat nukkuivat ympäristöissä, joissa oli 1 000 ppm ja 1 300 ppm hiilidioksidia. Unen laatu heikkeni 1,3 prosenttia ja tehokkuus 1,8 prosenttia. Myös unen kesto lyheni. Tämä osoittaa, että kohonnut hiilidioksidipitoisuus lisää stressitasoja ja sympaattista toimintaa kehossa.³.

Eräässä lisätutkimuksessa todettiin, että korkeat hiilidioksidipitoisuudet heikentävät työntekijöiden suorituskykyä. Siinä todettiin, että kun CO2-tasot olivat alhaisemmat, työntekijöiden testitulokset nousivat 12 prosenttia. Eräässä tutkimuksessa testatuista rakennuksista työntekijät suoriutuivat 60-prosenttisesti alhaisemmissa hiilidioksidipitoisuuksissa: he suorittivat testit keskimäärin 8,2 minuutissa, kun taas korkeammissa hiilidioksidipitoisuuksissa he suorittivat testit 13,3 minuutissa.⁴.

CO2:n kannalta riskialttiit ympäristöt

Tietyissä ympäristöissä kohonneiden hiilidioksidipitoisuuksien riski on suurempi kuin muissa ympäristöissä. Teollisuusympäristöt, maatalouslaitoksetja sisätilat, joissa on huono ilmanvaihto (mukaan lukien kodit ja ammatilliset tilat) muodostavat suurimman riskin näiden tilojen käyttäjille. Tällaisissa tiloissa CO2-ilmaisimet ovat korvaamattomia, sillä niiden avulla tilan käyttäjät voivat valvoa altistumistaan vaarallisille haitallisten kaasujen pitoisuuksille ja varmistaa kodin ja työpaikan turvallisuuden. Se on myös indikaattori siitä, onko ilmanvaihto riittävä.

Hiilidioksidianturityypit ja niiden toimintaperiaatteet

Hiilidioksidianturit, joita kutsutaan myös hiilidioksidiantureiksi, jaetaan yleensä kolmeen ryhmään, joilla kullakin on omat etunsa ja haittansa.⁵:

NDIR- eli ei-dispersiiviset infrapuna-anturit (CO2-anturit)

Tämäntyyppiset anturit käyttävät tiettyjä valon aallonpituuksia ilmassa olevan hiilidioksidipitoisuuden määrittämiseen. Ilma johdetaan anturiin, anturi aktivoi tiettyyn aallonpituuteen asetetun valon toisessa päässä, ja toisessa päässä oleva astia mittaa toiselle puolelle päässeen valon määrän. Absorboituvan valon määrä määräytyy ilmassa olevan hiilidioksidin määrän mukaan: mitä enemmän hiilidioksidia on, sitä enemmän valoa absorboituu. Tämä on sama tekniikka, jota käytetään Eoleaf Smart CO2-anturissa.

• Plussaa: pitkäikäinen ja kestävä, tunnettu tarkkuudestaan ja luotettavuudestaan, ei häiriöitä muista aineista, täydellinen tavanomaisten CO2-pitoisuuksien havaitsemiseen (noin 1000 ppm).
• Miinukset: herkkä kosteudelle ja lämpötilalle

Lähde ⁶

Sähkökemialliset CO2-anturit

Sähkökemialliset CO2-anturit käyttävät sähkövirtaa tai sähkönjohtavuutta mittaamaan ilman CO2-pitoisuuksia. Kun hiilidioksidi pääsee anturiin, tapahtuu kemiallinen reaktio, joka saa aikaan sähköisen muutoksen anturissa. Tämä voi tarkoittaa uuden sähkövirran ottamista, olemassa olevan sähkövirran muuttamista tai sen muuttamista, miten anturi kuljettaa sähkövirtaa. Sähköisen muutoksen tyyppi ja määrä on se, miten anturi määrittää CO2:n määrän.

• Plussaa: vähemmän altis kosteuden ja lämpötilan muutoksille, antaa visuaalisen merkin CO2-tasoista.
• Miinukset: Muiden aineiden aiheuttamia häiriöitä voi esiintyä, paristo ja yleinen käyttöikä eivät kestä yhtä kauan kuin muilla antureilla.

Lähde ⁷

Metallioksidipuolijohdeanturit (MOS)

Viimeinen CO2-anturityyppi käyttää ilmaan altistuvassa metalliliuskalla olevan metalliyhdisteen resistiivisyyttä (tai johtavuutta). Liuskan läpi kulkeva sähkövirta on vuorovaikutuksessa, kun hiilidioksidi joutuu kosketuksiin sen kanssa, metallin johtavuus muuttuu, mikä aiheuttaa muutoksen, joka määrittää hiilidioksidipitoisuuden.

• Plussaa: yksinkertainen rakenne
• Miinukset: herkkä kosteudelle ja lämpötilalle, käytetään useammin korkeampiin, harvinaisempiin CO2-pitoisuuksiin (>2000 ppm).

Lähde ⁸

Kalibrointi ja huolto

Kun hankit CO2-anturin, varmista, että noudatat valmistajan ohjeita kalibroinnin, turvallisuuden ja huollon osalta. Tämä takaa CO2-ilmaisimen tarkkuuden ja pitkäikäisyyden. Suorita säännölliset paristotarkastukset ja varaosien saatavuus. Varmista, että uusi paristo on mahdollista hankkia tarvittaessa.

CO2-ilmaisimien ja -hälyttimien asennusvihjeitä

Ihanteelliset asennuspaikat

Aivan kuten ilmanpuhdistimen sijoittaminen, CO2-anturi tai -ilmaisin on sijoitettava oikeaan paikkaan, jotta sen CO2-havaitseminen olisi optimaalisen tehokasta. Sijoita se kodin tai toimiston alueelle, jossa on suurin riski CO2:n kertymiselle. Tämä tarkoittaa, että sitä ei saa sijoittaa liian lähelle ilmanvaihto- tai poistojärjestelmiä tai ikkunoiden tai ovien lähelle. Muista, että jos laite vaatii säännöllistä kalibrointia, sen on oltava helposti saatavilla.⁹.

Tee-se-itse-asennus vs. ammattimainen asennus

CO2-ilmaisimet ja -hälyttimet ovat yleensä helppoja asentaa, ja ne voidaan asentaa ilman ammattilaisen kokemusta. Jos olet kuitenkin huolissasi oikeasta sijoittelusta sisäilman laadun parantamiseksi, ammattilainen voi auttaa sinua optimaalisen suorituskyvyn ja ilmanlaadun takaamiseksi.

Eoleaf-ilmanpuhdistimet: ihanteellinen ratkaisu sisäilman laatuun sisätiloissa

Kuten edellä mainittiin, korkeat hiilidioksidipitoisuudet kotona tai työpaikalla ovat osoitus huonosta yleisestä sisäilman laadusta ja aiheuttavat turvallisuusriskin. Hiilidioksidia syntyy ihmisen hengityksessä, samalla menetelmällä, jolla monet ilmassa olevat bakteerit ja virukset leviävät (kuten monet meistä muistavat COVID-19-pandemia). Virukset leviävät aerosolipisaroiden välityksellä, jotka vapautuvat ihmisten hengittäessä, puhuessa, yskiessä, aivastellessa, laulaessa tai jopa syödessä.

Eoleaf markkinoi huippuluokan CO2-anturia, joka havaitsee hiilidioksidin ja ilmoittaa, tarvitseeko tuulettaa vai ei. Lisätietoja löytyy täältä: Eoleaf Smart CO2.

Eoleaf-ilmanpuhdistimissa on anturi, joka havaitsee kaikki haihtuvat orgaaniset yhdisteet (VOC-yhdisteet), ei vain hiilidioksidia.. Lisäksi ilmanpuhdistajamme torjuvat kaikenlaisia ilmansaasteita: kemiallisia saasteet (kuten VOC-yhdisteet ja otsoni), bakteerit (bakteerit ja virukset), pienhiukkasten aiheuttama saastuminen (PM10, PM2.5, PM0.1). savusta, liikenteestä, teollisuudesta tai muista lähteistä) ja allergeenit (pöly ja pölypunkit, siitepöly, lemmikkieläinten karvat ja hilse, home ja sen itiöt). Paras tapa suojella sinua, läheisiäsi ja työtovereitasi sisäilman epäpuhtauksien vaaroilta on poistaa kaikki tyypit Eoleafin laadukkaalla ilmanpuhdistimella.

Usein kysytyt kysymykset

Mikä on hiilidioksidianturi ja miten se toimii?

Hiilidioksidi-ilmaisin on laite, jota käytetään hiilidioksidipitoisuuden (CO2) seuraamiseen osoitteessa sisätiloissa. Hiilidioksidiantureita on kolmea eri tyyppiä, jotka toimivat eri tavoin: NDIR CO2-anturit, sähkökemialliset CO2-anturit ja MOS-anturit. Katso yllä olevasta artikkelista lisätietoja siitä, miten kukin toimii.

Miksi hiilidioksidipitoisuuksien seuranta sisätiloissa on tärkeää?

Kohonneet hiilidioksidipitoisuudet kotona tai työpaikalla ovat osoitus huonosta yleisestä sisäilman laadusta ja ovat turvallisuusriski. Korkeat hiilidioksidipitoisuudet korvaavat hapen sisätiloissa, mikä johtaa kielteisiin terveysvaikutuksiin. Tämä voi johtua siitä, että monet ihmiset kokoontuvat yhteen tilaan ja/tai riittämättömästä ilmanvaihto.

Voivatko hiilidioksidianturit havaita muita kaasuja?

Ei. Hiilidioksidiantureita käytetään ainoastaan hiilidioksidipitoisuuksien valvontaan. Jotkin laitteet, kuten Eoleaf-ilmanpuhdistimet, valvovat kaikkien haitallisten kaasujen ja haihtuvien orgaanisten yhdisteiden (VOC-yhdisteiden) tasoja, myös hiilidioksidia.

Minne hiilidioksidianturi pitäisi asentaa, jotta se toimisi optimaalisesti?

Hiilidioksidianturi tulisi sijoittaa alueille, joissa hiilidioksidipitoisuuksilla on taipumus kerääntyä. Joitakin parhaita paikkoja voivat olla keittiöt, olohuoneet ja/tai makuuhuoneet. CO2-anturit olisi asennettava etäälle ilmanvaihto-/poistoilmanvaihtojärjestelmistä, ikkunoista ja ovista.

Kuinka usein hiilidioksidianturit on kalibroitava tai vaihdettava?

Noudata aina valmistajan suosituksia kalibroinnin ja/tai vaihdon osalta. Ohjeet vaihtelevat mallista ja laitteesta riippuen.

Miten hiilidioksidipitoisuudet vaikuttavat terveyteen ja mitä oireita minun pitäisi varoa?

Korkeat hiilidioksidipitoisuudet vaikuttavat terveyteen monin tavoin, kuten aiheuttamalla päänsärkyä, huimausta, levottomuutta ja jopa tukehtumista (jos pitoisuudet ovat äärimmäisiä). Kohonneet hiilidioksidipitoisuudet ja huono sisäilman laatu yleensä liittyvät myös tuottavuuden ja keskittymiskyvyn heikkenemiseen sekä huonoon unenlaatuun.

Mitä eroa on kemiallisella CO2-ilmaisimella ja infrapuna CO2-ilmaisimella?

Kemiallinen CO2-ilmaisin, joka tunnetaan myös nimellä sähkökemiallinen CO2-anturi, käyttää sähkövirtaa tai sähkönjohtavuutta mittaamaan ilman CO2-pitoisuuksia. Infrapuna-CO2-ilmaisin, joka tunnetaan myös nimellä NDIR (non-dispersive infrared) CO2-anturi tai -monitori, käyttää tiettyjä valon aallonpituuksia määrittääkseen ilmassa olevan CO2:n pitoisuudet.

Voidaanko hiilidioksidianturit integroida älykotijärjestelmiin?

Ehdottomasti! Hiilidioksidianturi tai -monitori on erinomainen lisä mihin tahansa kotiin sisäilman laadun parantamiseksi.

Resurssit

¹ Davis, N. (2019, 8. heinäkuuta). Sisätilojen hiilidioksidipitoisuudet voivat olla terveysriski, tutkijat varoittavat. The Guardian. https://www.theguardian.com/environment/2019/jul/08/indoor-carbon-dioxide-levels-could-be-a-health-hazard-scientists-warn.

² Satish U, Mendell MJ, Shekhar K, Hotchi T, Sullivan D, Streufert S, Fisk WJ. Onko hiilidioksidi sisäilman epäpuhtaus? Matalien ja kohtalaisten CO2-pitoisuuksien suorat vaikutukset ihmisen päätöksentekokykyyn. Environ Health Perspect. 2012 Dec;120(12):1671-7. doi: 10.1289/ehp.1104789. Epub 2012 Sep 20. PMID: 23008272; PMCID: PMC3548274.

³ Kang, M., Yan, Y., Guo, C., Liu, Y., Fan, X., Wargocki, P., & Lan, L. (2024). Ilmanvaihto, joka aiheuttaa keskimääräisen 1000 ppm:n CO2-pitoisuuden, vaikuttaa negatiivisesti uneen: Kenttälaboratoriotutkimus terveillä nuorilla. Building and Environment, 249, 111118. doi:10.1016/j.buildenv.2023.111118. doi:10.1016/j.buildenv.2023.111118

⁴ Tutkimus paljastaa, että toimistojen C02-pitoisuudet "vahingoittavat hiljaisesti Yhdistyneen kuningaskunnan tuottavuutta". Work in Mind. (2018, 12. toukokuuta). https://workinmind.org/2018/12/05/study-reveals-c02-levels-in-offices-are-silently-damaging-uk-productivity/

⁵ Smith, D. (n.d.). CO2-anturit: Which type should you be looking for?. Kaiterra. https://learn.kaiterra.com/en/air-academy/carbon-dioxide-sensors

⁶ Capteur de CO2 Portable Ndir 3 en 1 - détecteur de qualité de l'air. Signalétique Express. (n.d.). https://www.signaletique-express.fr/capteur-de-co2-portable-ndir-3-en-1-p-1238.html

⁷ MG811 hiilidioksidi CO2-anturimoduuli. Cytron Technologies Singapore. (n.d.). https://sg.cytron.io/p-mg811-carbon-dioxide-co2-sensor-module

⁸ Pickering, P., Tewari, S., & Twanow, C. (2018, April 10). Metallioksidikaasuanturimateriaali ja MEMS-prosessi. Fierce Electronics. https://www.fierceelectronics.com/components/metal-oxide-gas-sensing-material-and-mems-process

⁹ CO2-anturin oikea sijainti - mihin ndir-anturi kannattaa asentaa. Atlas Scientific. (2021, 14. joulukuuta). https://atlas-scientific.com/blog/co2-sensor-location/