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溫度
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  • 濕度
  • 二氧化碳 (CO₂)
  • 揮發性有機化合物（VOCs）
  • 懸浮微粒（PM₂.₅ 和 PM₁₀)
  • 使用 BenQ 監測室內空氣品質
為什麼教室裡的空氣品質很重要
  • BenQ
  • 2022-11-30

您的學生上課時會感到疲憊嗎？ 這可能與空氣有關。

自疫情爆發以來，室內空氣品質 (IAQ) 已成為教育領域的熱門話題，因為眾所周知，教室空氣品質差會加速空氣傳播疾病在學生中的傳播1。但除此之外，大量研究也表明IAQ 會影響學習成績。

IAQ 是一個籠統術語，指建築物內的空氣狀況2 ，對於希望提高學生成績並降低長期缺勤率的學校來說，這是一個重要的考慮因素。據美國環保署(EPA) 稱，每13 名學生中就有1 名患有慢性氣喘，3 這是缺課的主要原因4 。這是一種因室內空氣品質不佳而加劇的呼吸系統疾病。

為了防止這些問題，美國環保署建議學校監測和調節影響 IAQ 的不同因素，例如溫度和懸浮顆粒等。下面，我們將簡要回顧每個因素，看看它們對學生健康和表現的真正影響。

教室空氣品質差的影響

溫度

教室溫度的微小變化看似無關緊要，但研究表明，即使是最小的室內供暖和冷卻調整，也會對學生的成績產生顯著影響。

哈佛大學和加州大學洛杉磯分校的研究人員在研究累積溫度對 1000 萬 PSAT 考生成績的影響時發現，在溫暖的學習環境中，即使溫度上升 1 華氏度，也足以使學習成績下降 1%。 5 這些發現與其他案例一致，顯示高溫會損害人們的運動技能和思考能力6。

在寒冷環境中的學習成績也是如此。 在新南威爾斯州進行的一項單獨案例研究顯示，寒流導致的氣溫驟降會使考試成績降低 1.2%。 研究人員假設，之所以會出現這種變化，是因為學生突然暴露在身體不適應的環境中7。

濕度

與溫度一樣，室內濕度也會影響學生的成績。 在 2021 年進行的一項研究中，一群大學生被要求在不同濕度的房間中進行學習練習。 研究人員觀察到，如果他們偏離理想的相對濕度（即 40%），將房間濕度降低到 20% 或提高到 60%，那麼學生就會開始感到不舒服和分心。 與在相對濕度保持在 40% 的房間裡的體驗相比，學生的整體分心程度下降了 61.1%，疲勞程度下降了 23.3%，閱讀速度下降了 12.2%8。

雖然很多人可能會把閱讀速度快與學生成績好聯繫起來，但事實並不一定如此。 專家指出，"快速閱讀 "往往會影響準確性和理解能力9。 濕度為 20% 時，學生的閱讀速度可能每分鐘增加幾個單詞，但閱讀準確率卻下降了 1.44%。 濕度為 60% 時，他們的閱讀速度也有所提高，但準確率卻下降了 0.52%10。

濕度變化也與氣喘和類似氣喘症狀的發生有關。 一組 500 多名教師參加了一項研究，他們暴露在低濕度（< 30%）和高濕度（> 60%）的教室環境中。 許多人報告說，在低濕度或高濕度環境中都會出現呼吸急促、喘息、乾咳和胸痛等症狀11。

理想相對濕度對學生成績的影響

二氧化碳 (CO₂)

影響教室室內空氣品質的另一個因素是二氧化碳（CO2），這是一種非常常見的氣體，是我們呼吸和其他自然過程的副產品。在低濃度時，吸入二氧化碳是安全的，但一旦超過一定的閾值，就會開始影響學生的注意力和健康。

典型教室的二氧化碳含量約為百萬分之 400 到 1000（ppm），取決於教室的通風和擁擠程度。一個滿員但通風不足的房間會在密閉空間中滯留二氧化碳，並使其濃度升高。超過 1000 ppm 時，學生會開始昏昏欲睡，並出現注意力不集中、心跳加快和噁心等其他副作用12。

2016 年進行的一項實驗表明，在二氧化碳濃度升高的房間裡，認知功能得分明顯下降。例如，在二氧化碳平均濃度保持在 1400 ppm 的房間裡，得分下降了 50%。收集和處理新資訊等活動變得更具挑戰性。據研究人員稱，平均每增加 400ppm 就足以使認知功能得分下降至少 21% 13。

不同的二氧化碳水平如何影響健康

揮發性有機化合物（VOCs）

與二氧化碳一樣，研究人員發現，空氣中高濃度的揮發性有機化合物（VOC）也會對認知能力產生負面影響。他們注意到，當室內總揮發性有機化合物（TVOC）濃度增加 500μg/m3 時，得分會下降 13% 14。

15除了影響學生的學業成績外，接觸揮發性有機化合物還會導致眼睛、鼻子和喉嚨不適、疲勞、頭暈和噁心，在極端情況下還會損害肝臟、腎臟和中樞神經系統等內臟器官16。

最常見的揮發性有機化合物之一是劇毒化學物質甲醛 (CH2O)，在新地毯和木製家具（如椅子和刨花板）中都能找到這種物質。 17 美國職業安全與健康管理局認為，100 ppm 的 CH2O 就已經很危險了18，因為長時間吸入會導致嚴重的肺部反應。

空氣品質變化如何影響認知能力

懸浮微粒（PM₂.₅ 和 PM₁₀)

最後一種常見的教室污染物是 "懸浮微粒"，它是一個用來描述懸浮在空氣中的微小顆粒混合物的術語。它們可以是灰塵、煙霧、花粉或其他固體碎片或液滴。根據其大小，它們被分為 PM10（小於 10μm）或 PM2.5（小於 2.5μm）。

健康專家認為，PM2.5 對健康的危害更大19 ，因為眾所周知，PM2.5 會滲入呼吸道和血液，引起各種症狀，如咳嗽、呼吸困難、氣喘和心律不整20 。長期吸入 PM2.5 也會導致慢性支氣管炎、癌症和心臟病21。

22 史丹佛大學的研究人員檢測了暴露在野火煙霧中的兒童的血液，發現一種參與 T 細胞發育和功能的基因發生了變化，而 T 細胞對預防過敏和感染至關重要23。

由於PM2.5的大小和密度，無論學校是否靠近工廠、空地或大道等常見污染源，這些顆粒都很容易傳播到很遠的地方並進入教室。研究人員指出，在通風不良的教室中使用粉筆會使室內 PM2.5 濃度增加近 400%。 25 為了調節教室中的 PM2.5 濃度，學校已經開始投資安裝空氣濾網和離子產生器，作為暖通空調系統升級的一部分。

相關: 了解 BenQ Board 空氣負離子機的工作原理

懸浮微粒的常見來源

使用 BenQ 監測室內空氣品質

BenQ Board內置空氣品質感應器*，當教室的空氣品質未滿足時，會透過Widget提醒老師。 學校可以在BenQ Board主螢幕上自訂小工具，只顯示與學校相關的讀數。下面的快速指南解釋了每個等級的含義。

了解BenQ Board室內空氣品質感測器讀數

透過小工具，他們可以輕鬆查看教室室內空氣品質水平的即時狀態摘要。如果室內空氣品質較高，教師只需打開窗戶或調整教室的暖通空調設置，就能立即改善通風狀況。如果BenQ Board與學校的智慧暖通空調系統配合使用，教師甚至不需要動一根手指。 BenQ Board 可以將即時讀數發送到雲端，智慧系統可以處理這些讀數，並立即調整教室的空氣品質。

相關: 了解 BenQ Board 如何與智慧暖通空調系統搭配使用

有關 BenQ Board 空氣品質感測器的更多信息，請查看下面的相關產品。

References

  1. Bartzokas, N., et. al, “Why Opening Windows Is a Key to Reopening Schools”, The New York Times, 26 February 2021, https://www.nytimes.com/interactive/2021/02/26/science/reopen-schools-safety-ventilation.html, last accessed 20 September 2022. 
  2. “Introduction to Indoor Air Quality”, United States Environmental Protection Agency, 16, December 2021, https://www.epa.gov/indoor-air-quality-iaq/introduction-indoor-air-quality, last accessed 20 September 2022.
  3. “Why Indoor Air Quality is Important to Schools”, United States Environmental Protection Agency, 9 December 2021, https://www.epa.gov/iaq-schools/why-indoor-air-quality-important-schools, last accessed 20 September 2022.
  4. Balfanz, R. and Byrnes, V., “The Importance of Being in School: A Report on Absenteeism in the Nation’s Public Schools”, Johns Hopkins University School of Education, 16 May 2012, https://new.every1graduates.org/wp-content/uploads/2012/05/FINALChronicAbsenteeismReport_May16.pdf, last accessed 20 September 2022.
  5. Goodman, J, et. al, “Heat and Learning”, National Bureau of Economic Research, May 2018, https://scholar.harvard.edu/files/joshuagoodman/files/w24639.pdf, last accessed 20 September 2022.
  6. Zhong, R., “How Extreme Heat Kills, Sickens, Strains and Ages Us”, The New York Times, 13 June 2022, https://www.nytimes.com/2022/06/13/climate/extreme-heat-wave-health.html, last accessed 20 September 2022.
  7. Baker, J, “Cold snaps hurt student academic results more than heat: study”, 26 October 2021, https://www.smh.com.au/national/nsw/cold-snaps-hurt-student-academic-results-more-than-heat-study-20211025-p592ya.html, last accessed 20 September 2022.
  8. Liu, Chao, et. al, “Influence of indoor air temperature and relative humidity on learning performance of undergraduates”, Case Studies in Thermal Engineering, Volume 28, December 2021, https://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S2214157X21006213#, last accessed 20 September 2022
  9. Seidenberg, M., “Sorry, But Speed Reading Won’t Help You Read More”, Wired, 24 January 2017, https://www.wired.com/2017/01/make-resolution-read-speed-reading-wont-help/, last accessed 20 September 2022.
  10. Liu, Chao, et. al, “Influence of indoor air temperature and relative humidity on learning performance of undergraduates”.
  11. Angelon-Gaetz, K., et. al, “Exploration of the effects of classroom humidity levels on teachers’ respiratory symptoms”, International Archives of Occupational and Environmental Health Vol. 89, p. 729-737, 27 January 2016, https://www.ncbi.nlm.nih.gov/pmc/articles/PMC4873430/, last accessed 20 September 2022.
  12. “Carbon Dioxide”, Wisconsin Department of Health Services, 15 June 2022, https://www.dhs.wisconsin.gov/chemical/carbondioxide.htm#, last accessed 20 September 2022.
  13. Allen, J., et. al, “Associations of Cognitive Function Scores with Carbon Dioxide, Ventilation, and Volatile Organic Compound Exposures in Office Workers: A Controlled Exposure Study of Green and Conventional Office Environments”, Environmental Health Perspectives, Vol. 124, No. 6, June 2016, https://dash.harvard.edu/bitstream/handle/1/27662232/4892924.pdf, last accessed 20 September 2022.
  14. Ibid.
  15. “Controlling Pollutants and Sources: Indoor Air Quality Design Tools for Schools”, United States Environmental Protection Agency, 14 September 2022, https://www.epa.gov/iaq-schools/controlling-pollutants-and-sources-indoor-air-quality-design-tools-schools, last accessed 20 September 2022.
  16. “Volatile Organic Compounds' Impact on Indoor Air Quality”, United States Environmental Protection Agency, 26 August 2022, https://www.epa.gov/indoor-air-quality-iaq/volatile-organic-compounds-impact-indoor-air-quality, last accessed 20 September 2022.
  17. Ribeiro, I., et. al, “Formaldehyde levels in traditional and portable classrooms: A pilot investigation”, Journal of Environmental Health, Vol. 78, No. 7, p. 8-44, 1 March 2016, https://www.ncbi.nlm.nih.gov/pmc/articles/PMC4876979/, last accessed 20 September 2022.
  18. “1910.1048 App C - Medical surveillance - Formaldehyde”, United States Department of Labor Occupational Safety and Health Administration, https://www.osha.gov/laws-regs/regulations/standardnumber/1910/1910.1048AppC#, last accessed 20 September 2022.
  19. "Particulate Matter (PM) Basics", United States Environmental Protection Agency, 18 July 2022, https://www.epa.gov/pm-pollution/particulate-matter-pm-basics, last accessed 20 September 2022.
  20. “Health and Environmental Effects of Particulate Matter (PM)”, United States Environmental Protection Agency, 30 August 2022, https://www.epa.gov/pm-pollution/health-and-environmental-effects-particulate-matter-pm, last accessed 20 September 2022.
  21. “Fine Particles (PM2.5) Question and Answers”, New York State Department of Health, February 2018, https://www.health.ny.gov/environmental/indoors/air/pmq_a.htm#, last accessed 20 September 2022.
  22. Popovich, N., et. al, “See How the World’s Most Polluted Air Compares With Your City’s”, The New York Times, 2 December 2019, https://www.nytimes.com/interactive/2019/12/02/climate/air-pollution-compare-ar-ul.html, last accessed 20 September 2022.
  23. Marill, M., “The Health Effects of Wildfire Smoke May Last a Lifetime”, Wired, 27 June 2019, https://www.wired.com/story/the-health-effects-of-wildfire-smoke-may-last-a-lifetime/, last accessed 20 September 2022.
  24. “Health and Environmental Effects of Particulate Matter (PM)”.
  25. Lin, C., "Effects of Chalk Use on Dust Exposure and Classroom Air Quality", Aerosol and Air Quality Research. Vol. 15, April 2015, https://aaqr.org/articles/aaqr-15-04-oa-0216.pdf, last accessed 20 September 2022.

 

Note

    *The air quality sensors are available on all models of the BenQ Board Pro.

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