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 LỜI CẢM ƠN Khóa luận thành q trình nghiên cứu học tập khơng đơn tháng nhận đề tài mà kết tinh kiến thức kinh nghiệm tích lũy em gần năm theo học trường đại học tài nguyên môi trường thành phố hồ chí minh May mắn sinh viên khóa trường, em ln nhận giúp đỡ ân cần, tận tâm tồn thầy cán nhà trường từ ngày đầu bỡ ngỡ nhập học Trong thực khóa luận quãng thời gian em học tập trường, sở vật chất nhiều thiếu thốn điều kiện nghiên cứu không thuận lợi, nhiệt huyết truyền đạt từ thầy cô, đặc biệt thầy cô từ khoa môi trường, cổ vũ tiếp sức cho em hoàn thành bước cuối đường sinh viên Em xin chân thành gửi lời cảm ơn tri ân thầy cô truyền đạt nâng tầm cho em với kiến thức quý báu suốt năm qua Em xin gửi lời cảm ơn chân thành đến thầy TS Nguyễn Lữ Phương, người ln gắn bó, theo sát dạy cho em kinh nghiệm q báu, khơng thời gian làm khóa luận mà q trình dài qng thời gian thầy chủ nhiệm Những buổi họp nhóm nghiên cứu, đề tài hay buổi nói chuyện , thảo luận ln dịp bổ ích để trau dồi thêm cho em kiến thức chuyên ngành mà tích lũy nhiều vấn đề khác sống Bước đầu thực nghiên cứu tìm hiểu đề tài em nhiều bỡ ngỡ, nhiên với trợ giúp thầy nhóm nghiên cứu, em bước hồn thành khóa luận Em xin gửi lời cám ơn đến bạn nhóm nghiên cứu ô nhiễm không khí nhà hỗ trợ đồng hành em suốt trình thực Sau cùng, em xin kính chúc q thầy khoa Mơi trường nói riêng tồn thể thầy Đại học Tài nguyên Môi trường Thành phố Hồ Chí Minh thật dồi sức khỏe, niềm tin nhiệt huyết tiếp tục sứ mệnh gây dựng trường năm vừa qua để hệ sinh viên ngày thành công Trân trọng Tp.HCM, ngày 14 tháng 12 năm 2016 Sinh viên thực đề tài Phạm Gia Huấn SVTH: Phạm Gia Huấn GVHD: TS Nguyễn Lữ Phương i 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 BỘ TÀI NGUN VÀ MƠI TRƯỜNG CỘNG HỊA XÃ HỘI CHỦ NGHĨA VIỆT NAM TRƯỜNG ĐH TÀI NGUYÊN VÀ MÔI TRƯỜNG THÀNH PHỐ HỒ CHÍ MINH Độc lập – Tự – Hạnh phúc KHOA MƠI TRƯỜNG Tp Hồ Chí Minh, ngày tháng năm 2015 NHIỆM VỤ LUẬN VĂN TỐT NGHIỆP BẬC ĐẠI HỌC CHÍNH QUY NGÀNH: CƠNG NGHỆ KỸ THUẬT MÔI TRƯỜNG BỘ MÔN: QL MÔI TRƯỜNG HỌ VÀ TÊN SINH VIÊN: PHẠM GIA HUẤN MSSV: 0150020020 LỚP: 01ĐH – QLMT1 Tên đề tài Khóa luận: “NGHIÊN CỨU ẢNH HƯỞNG CỦA ĐIỀU KIỆN VI KHÍ HẬU, NỒNG ĐỘ CO, CO2 TRONG PHONG HỌC ĐỐI VỚI HIỆU QUẢ HỌC TẬP CỦA SINH VIÊN VÀ ĐỀ XUẤT PHƯƠNG ÁN CẢI THIỆN HIỆU QUẢ HỌC TẬP” Nhiệm vụ Khóa luận: - Chế tạo thiết bị đo đạc tự động thơng số vi khí hậu, nồng độ CO CO2 phòng học theo thời gian liên tục tần suất lấy mẫu cao - Thu thập đánh giá số liệu vi khí hậu, nồng độ CO, CO2 phòng học - Khảo sát chất lượng học tập sinh viên có thay đổi điều kiện nhiệt độ điều hòa phòng Ngày giao Khóa luận: 26/08/2016 Ngày hồn thành Khóa luận: 19/12/2016 Họ tên người hướng dẫn: Phần hướng dẫn - TS NGUYỄN LỮ PHƯƠNG Tồn khóa luận Ngày bảo vệ Khóa luận: 28/12/2016 SVTH: Phạm Gia Huấn GVHD: TS Nguyễn Lữ Phương i 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 TÓM TẮT KHÓA LUẬN Ơ nhiễm khơng khí nhà nguyên nhân ảnh hưởng đến chất lượng hiệu làm việc người Các thông số vi khí hậu, nồng độ CO2 CO yếu tố quan trọng nhằm đánh giá sơ chất lượng khí hậu nhà khảo sát tác động đến hiệu học tập sinh viên Khóa luận thành cơng việc xây dựng thiết bị quan trắc vi khí hâu, nồng độ CO2 CO phù hợp với yêu cầu lấy mẫu liên tục tần suất cao, đồng thời lưu trữ liệu dạng số hóa dễ tiến hành xử lý Kết quan trắc phòng học trường đại học Hoa Sen cho thấy điều kiện số sinh viên khoảng 30 người khơng có thay đổi đáng kể cấu trúc lớp học nhiệt độ (trung bình 25,75oC) độ ẩm (trung bình 26,62%) phòng đạt mức chuẩn REHVA (châu Âu) có thay đổi phụ thuộc vào khả hệ thống điều hòa Trong đó, nồng độ CO (trung bình 107,46 ppm) CO2 (trung bình 865,64 ppm) cao so với yêu cầu REHVA Theo khảo sát, nồng độ CO CO2 có thay đổi theo số lượng sinh viên phòng hoạt động hệ thống thơng gió Đó điều kiện thực tế để khóa luận có giải pháp thay đổi nhằm giảm thiểu lượng cải thiện hiệu học tập giảng dạy phòng học SVTH: Phạm Gia Huấn GVHD: TS Nguyễn Lữ Phương ii 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 ABSTRACT Indoor Air Polution is of potential threats that impose low – effectiveness in working environment and many Sick Building Symptoms on human It is obvious that microclimate condition and CO2, CO concentration has played an important role for not only Indoor Air Quality assessment but also student learning effectiveness evaluation This work has succeed in designing and building a new monitoring device that adapted all requirements for continuous and high frequency sampling as well as simultaneously store data in digital form to easily handle afterward The results has pointed out that in the condition of 30 inhabitants and no critical impacts the average temperature (25,75oC) and humidity (26,62%) was in the acceptable range of the REHVA Standard threshold and also effected by the conditioner levels Meanwhile, the CO2 (865,64 ppm average) and CO (107,46 ppm average) was far over the hazardous point of REHVA It was also found that the CO2 concentration in classroom was controlled by the work of ventilating system and the number of inhabitants This was the key status for imposing several plans to improve the Indoor Air Quality of classroom and also the quality of learning Keywords: Indoor Air Quality, microclimate, ventilating system SVTH: Phạm Gia Huấn GVHD: TS Nguyễn Lữ Phương iii 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 QT VỀ THỰC TRẠNG Ơ NHIỄM KHƠNG KHÍ 1.2 TỔNG QUAN VỀ MỘT SỐ ĐỘC CHẤT Ô NHIỄM KHÔNG KHÍ .7 1.2.1 Khái quát 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 KHÔNG KHÍ TRONG NHÀ .16 1.4.1 Khái niệm .16 1.4.2 Cảm nhận chất lượng khơng 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 mô 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 mơ 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 thơng 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 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