Nghiên cứu ảnh hưởng của điều kiện vi khí hậu, nồng độ CO, CO2 trong phòng học đối với hiệu quả học tập của sinh viên và đề xuất phương án cải thiện hiệu quả học tập

Luận văn tốt nghiệp Nghiên cứu ảnh hưởng điều kiện vi khí hậu, nồng độ CO, CO2 phòng học hiệu học tập sinh viên đề xuất phương án cải thiện hiệu học tập NHẬN XÉT CỦA GIÁO VIÊN HƯỚNG DẪN …………………………………………………………………………………………………………… …………………………………………………………………………………………………………… …………………………………………………………………………………………………………… …………………………………………………………………………………………………………… …………………………………………………………………………………………………………… …………………………………………………………………………………………………………… …………………………………………………………………………………………………………… …………………………………………………………………………………………………………… …………………………………………………………………………………………………………… …………………………………………………………………………………………………………… …………………………………………………………………………………………………………… …………………………………………………………………………………………………………… …………………………………………………………………………………………………………… …………………………………………………………………………………………………………… …………………………………………………………………………………………………………… …………………………………………………………………………………………………………… …………………………………………………………………………………………………………… …………………………………………………………………………………………………………… …………………………………………………………………………………………………………… …………………………………………………………………………………………………………… …………………………………………………………………………………………………………… …………………………………………………………………………………………………………… …………………………………………………………………………………………………………… Tp,Hồ Chí Minh, ngày……tháng……năm 2016 Giảng viên hướng dẫn TS Nguyễn Lữ Phương SVTH: Phạm Gia Huấn GVHD: TS Nguyễn Lữ Phương iv Luận văn tốt nghiệp Nghiên cứu ảnh hưởng điều kiện vi khí hậu, nồng độ CO, CO2 phòng học hiệu học tập sinh viên đề xuất phương án cải thiện hiệu học tập NHẬN XÉT CỦA GIÁO VIÊN PHẢN BIỆN …………………………………………………………………………………………………………… …………………………………………………………………………………………………………… …………………………………………………………………………………………………………… …………………………………………………………………………………………………………… …………………………………………………………………………………………………………… …………………………………………………………………………………………………………… …………………………………………………………………………………………………………… …………………………………………………………………………………………………………… …………………………………………………………………………………………………………… …………………………………………………………………………………………………………… …………………………………………………………………………………………………………… …………………………………………………………………………………………………………… …………………………………………………………………………………………………………… …………………………………………………………………………………………………………… …………………………………………………………………………………………………………… …………………………………………………………………………………………………………… …………………………………………………………………………………………………………… …………………………………………………………………………………………………………… …………………………………………………………………………………………………………… …………………………………………………………………………………………………………… …………………………………………………………………………………………………………… …………………………………………………………………………………………………………… …………………………………………………………………………………………………………… Tp,Hồ Chí Minh, ngày… tháng… năm 2016 Giảng viên phản biện SVTH: Phạm Gia Huấn GVHD: TS Nguyễn Lữ Phương v Luận văn tốt nghiệp Nghiên cứu ảnh hưởng điều kiện vi khí hậu, nồng độ CO, CO2 phòng học hiệu học tập sinh viên đề xuất phương án cải thiện hiệu học tập MỤC LỤC DANH MỤC BẢNG DANH MỤC HÌNH DANH MỤC CHỮ VIẾT TẮT MỞ ĐẦU Đặt vấn đề Phương pháp nghiên cứu Mục đích, đối tượng phạm vi nghiên cứu Nội dung thực .4 Kết đạt đề tài Ý nghĩa khoa học thực tiễn đề tài CHƯƠNG TỔNG QUAN TÀI LIỆU 1.1 KHÁI QUÁT VỀ THỰC TRẠNG Ơ NHIỄM KHƠNG KHÍ 1.2 TỔNG QUAN VỀ MỘT SỐ ĐỘC CHẤT Ô NHIỄM KHƠNG KHÍ .7 1.2.1 Khái qt chung số chất nhiễm khơng khí .7 1.2.2 Benzen .8 1.2.3 Formaldehyde 1.2.4 Naphthalene 10 1.2.5 Nitrogen Dioxide 10 1.2.6 Carbon Monoxide (CO) 11 1.2.7 Carbon Dioxide (CO2) 13 1.3 KHÁI QUÁT VỀ CHẤT LƯỢNG MÔI TRƯỜNG TRONG NHÀ .15 1.4 CHẤT LƯỢNG KHƠNG KHÍ TRONG NHÀ .16 1.4.1 Khái niệm .16 1.4.2 Cảm nhận chất lượng không khí nhà .17 1.4.3 Các yếu tố tác động đến cảm nhận chất lượng khơng khí người 17 SVTH: Phạm Gia Huấn GVHD: TS Nguyễn Lữ Phương vi Luận văn tốt nghiệp Nghiên cứu ảnh hưởng điều kiện vi khí hậu, nồng độ CO, CO2 phòng học hiệu học tập sinh viên đề xuất phương án cải thiện hiệu học tập 1.4.4 Mối liên hệ chất lượng khơng khí nhà hiệu suất làm việc, học tập 18 1.4.5 Tình hình nhiễm độc khí CO giới Việt Nam 20 1.4.6 Mối liên hệ nồng độ khí CO2 khơng khí hiệu suất làm việc 22 1.5 CHẤT LƯỢNG NHIỆT TRONG NHÀ 23 1.5.1 Khái niệm chất lượng nhiệt .23 1.5.2 Cơ chế điều nhiệt thể người .23 1.5.3 Cân lượng thể người 23 1.5.4 Điều kiện để đạt thoải mái nhiệt 25 1.5.5 Tác động chất lượng nhiệt nhà làm việc học tập 26 1.6 Chất lượng độ ẩm nhà .27 1.6.1 Khái niệm độ ẩm .27 1.6.2 Tác động chất lượng độ ẩm đến sức khỏe người .27 1.7 Giới thiệu cảm biến nồng độ khí CO, CO2, nhiệt độ độ ẩm 28 1.7.1 Giới thiệu cảm biến nhiệt độ độ ẩm - DHT22 28 1.7.2 Giới thiệu Sensor cảm biến nồng độ CO – MQ07 .30 1.7.3 Giới thiệu cảm biến nồng độ CO2 – MG811 32 1.8 GIỚI THIỆU VỀ MÁY LẠNH DAIKIN ỐP TRẦN FFQ-B9V 33 1.8.1 Tổng quan máy điều hòa khơng khí 33 1.8.2 Phương trình cân nhiệt ẩm 33 1.8.3 Giới thiệu máy lạnh Daikin ốp trần FFQ-B9V 36 1.9 Giới thiệu phương pháp thống kê 37 1.9.1 Các giá trị thống kê mô tả 37 1.9.2 Phân tích phương sai yếu tố 38 1.9.3 Phân tích tương quan .40 CHƯƠNG PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU 42 2.1 Sơ đồ tổng quát 42 2.2 Tiến hành khảo sát .43 2.2.1 Giới thiệu trường Đại học Hoa Sen – Cơ sở Tản Viên .43 SVTH: Phạm Gia Huấn GVHD: TS Nguyễn Lữ Phương vii Luận văn tốt nghiệp Nghiên cứu ảnh hưởng điều kiện vi khí hậu, nồng độ CO, CO2 phòng học hiệu học tập sinh viên đề xuất phương án cải thiện hiệu học tập 2.2.2 Tiến hành đo đạc số hóa lớp học 44 2.2.3 Chế tạo thiết bị cảm biến vi khí hậu quan trắc nồng độ CO, CO2 47 2.2.4 Tiến hành đo xử lý số liệu .49 2.2.5 Tiến hành khảo sát chất lượng học tập 51 CHƯƠNG Kết thảo luận 52 3.1 Kết so sánh giá trị thiết bị đo với thiết bị đo chuẩn kiểm định 52 3.2 Kết quan trắc thơng số vi khí hậu nồng độ CO, CO2 52 3.2.1 Kết quan trắc thơng số vi khí hậu phòng học 54 3.2.2 Kết quan trắc nồng độ CO phòng học 64 3.2.3 Kết quan trắc nồng độ CO2 phòng học 68 3.3 Kết đánh giá hiệu học tập sinh viên có biến đổi điều kiện vi khí hậu, nồng độ co co2 phòng học 71 3.4 Giải pháp cải thiện chất lượng học tập sinh viên .75 3.4.1 Giải pháp nhiệt độ điều hòa phòng học 75 3.4.2 Giải pháp cải thiện chất lượng thơng gió 75 CHƯƠNG KẾT LUẬN – KIẾN NGHỊ 78 SVTH: Phạm Gia Huấn GVHD: TS Nguyễn Lữ Phương viii Luận văn tốt nghiệp Nghiên cứu ảnh hưởng điều kiện vi khí hậu, nồng độ CO, CO2 phòng học hiệu học tập sinh viên đề xuất phương án cải thiện hiệu học tập DANH MỤC BẢNG Bảng 1.1 Phân loại mức độ nhạy cảm đối tượng khảo sát 17 Bảng 1.2 Triệu chứng nhiễm độc ngườitiếp xúc với CO nồng độ 20 Bảng 1.3 Thông số kỹ thuật cảm biến DHT22 29 Bảng 1.4 Thông số kỹ thuật cảm biến MQ07 31 Bảng 1.5 Mơ hình thí nghiệm phân tích phương sai yếu tố 39 Bảng 1.6 Bảng tính tốn ANOVA 39 Bảng 2.1 Ví dụ mẫu câu hỏi sử dụng bảng khảo sát 51 Bảng 3.1 Kết giá trị kiểm định thiết bị so với thiết bị chuẩn khác 52 Bảng 3.2 Bảng số liệu trích dẫn ngày đo 10-10-2016 53 Bảng 3.3 Các giá trị thực đo ngày so với tiêu chuẩn REHVA 54 Bảng 3.4 Một số giá trị thống kê mơ tả nhiệt độ phòng qua ngày đo 55 Bảng 3.5 Giá trị trung bình nhiệt độ phòng số giá trị liên quan khác 55 Bảng 3.6 Tính tốn giá trị ANOVA nhiệt độ ngày đo 56 Bảng 3.7 Một số giá trị thống kê mô tả độ ẩm phòng qua ngày đo 60 Bảng 3.8 Giá trị trung bình độ ẩm phòng số giá trị liên quan khác 60 Bảng 3.9 Tính tốn giá trị ANOVA độ ẩm ngày đo 61 Bảng 3.10 Một số giá trị thống kê mô tả nồng độ CO qua ngày đo 65 Bảng 3.11 Giá trị trung bình độ ẩm phòng số giá trị liên quan khác 65 Bảng 3.12 Một số giá trị thống kê mô tả nồng độ CO phòng 68 Bảng 3.13 Mức độ hài lòng sinh viên điều kiện nhiệt 74 Bảng 3.14 So sánh chất lượng thông gió phòng học giải pháp đề xuất 76 SVTH: Phạm Gia Huấn GVHD: TS Nguyễn Lữ Phương ix Luận văn tốt nghiệp Nghiên cứu ảnh hưởng điều kiện vi khí hậu, nồng độ CO, CO2 phòng học hiệu học tập sinh viên đề xuất phương án cải thiện hiệu học tập DANH MỤC HÌNH Hình 1.1 Cấu trúc thiết kế cảm biến DHT22 29 Hình 1.2 Cấu trúc kỹ thuật cảm biến MQ-07 32 Hình 1.3 Cấu trúc kỹ thuật cảm biến MG-811 33 Hình 1.4 Máy lạnh ốp trần Daikin 12000 BTU FFQ-B9V 36 Hình 1.5 Mặt cắt kích thước kỹ thuât máy lạnh Daikin FFQ-B9V 36 Hình 1.6 Mơ tả trường hợp biến ngẫu nhiên 40 Hình 2.1 Sơ đồ tổng quát phương pháp nghiên cứu 42 Hình 2.2 Cơ sở Tản Viên – trường Đại học Hoa Sen 43 Hình 2.3 Một số hình ảnh lớp học Trường Đại học Hoa Sen 44 Hình 2.4 Tiến hành đo đạc kích thước lớp học 45 Hình 2.5 Hình dạng lớp học nhìn từ mặt cắt 45 Hình 2.6 Hình dạng lớp học nhìn theo góc nhìn khơng gian 46 Hình 2.7 Sơ đồ cấp gió thơng khí máy điều hòa phòng học 46 Hình 2.8 Sơ đồ mạch thiết bị 48 Hình 2.9 Sơ đồ mạch xây dựng máy tính 48 Hình 2.10 Quá trình chế tạo xây dựng thiết bị 49 Hình 2.11 Vị trí đặt máy phòng học 50 Hình 3.1 Sự thay đổi nhiệt độ nhiệt độ phòng theo ngày đo 58 Hình 3.2 Tổng hợp kết đo đạc nhiệt độ qua ngày 59 Hình 3.3 Sự thay đổi độ ẩm nhiệt độ phòng theo ngày đo 63 Hình 3.4 Tổng hợp kết đo đạc độ ẩm qua ngày 64 Hình 3.5 Sự thay đổi nồng độ CO nhiệt độ điều hòa theo thời gian 67 Hình 3.6 Tổng hợp kết đo đạc nồng độ CO qua ngày đo 68 Hình 3.7 Sự thay đổi nồng độ CO2 nhiệt độ số người theo thời gian 70 SVTH: Phạm Gia Huấn GVHD: TS Nguyễn Lữ Phương x Luận văn tốt nghiệp Nghiên cứu ảnh hưởng điều kiện vi khí hậu, nồng độ CO, CO2 phòng học hiệu học tập sinh viên đề xuất phương án cải thiện hiệu học tập Hình 3.8 Phân bố điểm khảo sát sinh viên mức nhiệt độ 71 Hình 3.9 Thời gian hồn thành khảo sát theo số thứ tự 72 Hình 3.10 Thời gian hồn thành khảo sát phân theo ngày 73 SVTH: Phạm Gia Huấn GVHD: TS Nguyễn Lữ Phương xi Luận văn tốt nghiệp Nghiên cứu ảnh hưởng điều kiện vi khí hậu, nồng độ CO, CO2 phòng học hiệu học tập sinh viên đề xuất phương án cải thiện hiệu học tập DANH MỤC CHỮ VIẾT TẮT ANOVA: Analysis of Variance – Phân tích phương sai yếu tố ASHRAE: American Society of Heating, Refrigerating and Air-Conditioning Engineers – Hiệp hội kỹ sư thơng gió, điều hòa làm mát sửa ấm Mỹ COP: Coefficient of Performance – Hệ số sử dụng hiệu điện ĐHNĐ: Điều hòa nhiệt độ IAQ: Indoor Air Quality – Chất lượng khơng khí nhà IEQ: Indoor Environment Quality – Chất lượng môi trường nhà PMV: Predicted Mean Vote – Giá trị đánh giá cảm nhận nhiệt người REHVA: Federation of European Heating, Ventilation and Air Conditioning Associations – Hiệp hội thông gió, điều hòa làm mát sưởi ấm châu Âu SBS: Sick Building Syndromes – Các loại bệnh lý môi trường nhà VBA: Visual Basic for Applications – Ngơn ngữ lập trình Visual Basic VOCs: Volatile Organic Compounds – Các loại hợp chất hữu bay WHO: World Health Organization – Tổ chức y tế giới SVTH: Phạm Gia Huấn GVHD: TS Nguyễn Lữ Phương xii Luận văn tốt nghiệp Nghiên cứu ảnh hưởng điều kiện vi khí hậu, nồng độ CO, CO2 phòng học hiệu học tập sinh viên đề xuất phương án cải thiện hiệu học tập MỞ ĐẦU ĐẶT VẤN ĐỀ Cùng với phát triển không ngừng khoa học kỹ thuật, nước ta ngày hội nhập khẳng định trường giới Nền cơng nghiệp, đại hóa đất nước ngày phát triển kèm theo ô nhiễm môi trường dẫn đến thảm họa khơng thể tránh khỏi tương lai Trong vấn đề chất lượng mơi trường khơng khí ngày quan tâm nhiều Do việc quản lí, giám sát, khắc phục, ngăn ngừa hoạt động có tác động xấu đến môi trường tương lai điều cần thiết Thông thường người giành khoảng để di chuyển ngày, có nghĩa giành 80-90% thời gian sinh sống làm việc nhà; đó, ngày để làm việc quan xí nghiệp,….Điều có nghĩa chiếm khoảng 30% thời gian để hít thở khơng khí nhà máy xí nghiệp, chất lượng khơng khí nhà máy xí nghiệp đóng vai trò quan trọng, ảnh hưởng nhiều đến người lao động Các thơng số vi khí hậu, CO, CO2 thông số luôn diện môi trường dễ đo đạc có ảnh hưởng trực tiếp đến sức khỏe người hệ sinh thái Khơng có tác động đến sức khỏe hiệu lao động, ô nhiễm môi trường khơng khí nhà xem nguyên nhân gây nên hao phí lượng q trình sử dụng tòa nhà (thơng qua việc sử dụng máy lạnh thiết bị thơng gió, chiếu sáng tòa nhà) gia tăng chi phí việc bảo trì bảo dưỡng thiết bị Sinh viên, học sinh đối tượng nhạy cảm với thay đổi mơi trường khơng khí hệ miễn dịch chưa hoàn thiện đầy đủ, đặc trưng làm việc đòi hỏi tập trung cao độ, cường độ làm việc cao yếu tố sức khỏe tác động trực tiếp tới hiệu học tập, môi trường làm việc tiếp xúc với nhiều người không gian cố định chật hẹp gây nên lây nhiễm, lây lan dễ dàng bệnh suy hô hấp bệnh lý nhà (SBS) khác Nhận mối nguy hại đó, giới, vấn đề nhiễm mơi trường khơng khí ln vấn đề nóng nhiều diễn đàn khoa học, đặc biệt vấn đề nhiễm khơng khí nhà Nhiều nghiên cứu báo cáo chủ yếu tập trung làm rõ tầm quan trọng việc thơng thống khơng khí sức khỏe cảm nhận người nhiều môi trường khác nhau: học tập, ăn uống, làm việc, nghỉ dưỡng bệnh viện, …và đề nhiều phương án chương trình giảm thiểu cụ thể Ngoài ra, số tổ chức quốc SVTH: Phạm Gia Huấn GVHD: TS Nguyễn Lữ Phương Luận văn tốt nghiệp Nghiên cứu ảnh hưởng điều kiện vi khí hậu, nồng độ CO, CO2 phòng học hiệu học tập sinh viên đề xuất phương án cải thiện hiệu học tập dayOfMonthRTC = dayOfMonthRTC + 1; case 04:{ //Kiem tra thang nao nam: if(dayOfMonthRTC>30) dayOfMonthRTC=0; switch(monthRTC){ } //Kiem tra 31:T1-3-5-7-8-10-12 break; case 01:{ case 06:{ if(dayOfMonthRTC>31) dayOfMonthRTC=0; if(dayOfMonthRTC>30) dayOfMonthRTC=0; } } break; break; case 03:{ case 9:{ if(dayOfMonthRTC>31) dayOfMonthRTC=0; if(dayOfMonthRTC>30) dayOfMonthRTC=0; } } break; break; case 05:{ case 11:{ if(dayOfMonthRTC>31) dayOfMonthRTC=0; if(dayOfMonthRTC>30) dayOfMonthRTC=0; } } break; break; case 07:{ //Kiem tra 28: if(dayOfMonthRTC>31) dayOfMonthRTC=0; case 02:{ } if(dayOfMonthRTC>28) dayOfMonthRTC=0; break; } case 8:{ break; if(dayOfMonthRTC>31) dayOfMonthRTC=0; } } } break; //Neu Nhan Phim giam: case 10:{ if(digitalRead(giam_button)==LOW){ if(dayOfMonthRTC>31) dayOfMonthRTC=0; } delay(100); break; dayOfMonthRTC = dayOfMonthRTC - 1; case 12:{ //Kiem tra thang nao nam: if(dayOfMonthRTC>31) dayOfMonthRTC=0; switch(monthRTC){ } //Kiem tra 31:T1-3-5-7-8-10-12 break; case 01:{ //Kiem tra 30: if(dayOfMonthRTC