In this article
溫度
  • 溫度
  • 濕度
  • 二氧化碳 (CO₂)
  • 揮發性有機化合物 (VOCs)
  • 懸浮微粒（PM₂.₅ 與 PM₁₀）
  • 用 BenQ 監控 IAQ
為什麼空氣品質在教室中有其重要性
  • BenQ
  • 2023-11-20

您的學生在課堂中感到昏昏欲睡嗎？這可能是空氣的關係。

從疫情開始，室內空氣品質 (IAQ) 已經成為教育界中一個很熱門的議題，因為大家都知道教室內空氣品質不佳會加速學生間空氣傳播疾病的發展1。但除此之外，無數的研究已經證明 IAQ 如何影響學業表現。

IAQ 指的是建築物內空氣狀況的總稱2，對期望改善學生成績並降低學生缺勤率的學校來說是一個重要的考量。根據美國國家環境保護局 (EPA) 統計，每十三位就有一位學生遭受慢性氣喘之苦3，這是學校缺勤的主要原因4。主要是因為 IAQ 不佳而加劇的呼吸系統狀況。

要預防這些問題，EPA 建議學校監控並依此調整會影響 IAQ 的不同因素，舉例來說像是溫度與懸浮微粒等。以下，我們將會簡短地審視這些因素，檢視這些因素對學生健康與表現的實際衝擊。

教室內空氣品質不良的影響

溫度

教室內溫度的細微變化似乎無關緊要，但研究卻顯示即使是室內暖氣與冷氣系統最細微的調整也會對學生的成績有顯著的影響。

哈佛大學與 UCLA 的研究者檢視了積溫對千萬名參加 PSAT 測驗者的影響，注意到在溫暖學習環境中即使只有 1°F 的溫度升高，也足以讓學習表現下降 1%。而且隨著溫度的上升，學習分數會逐漸下降5。這些發現與其他的案例結果一致，顯示高溫會削弱一個人的動作技能以及思考6。

同樣的理論也可用在寒冷環境中的學習表現。另一個在新南威爾斯的研究中顯示溫度的突然下降－因為寒流的關係－會導致考試分數下降 1.2%。研究者假設這是因為學生們突然暴露在身體還沒適應的情形下，才會有這樣的改變產生7。

濕度

與溫度很相似，室內濕度也會影響學生的表現。在 2021 年所做的一個研究中，一群大學生被分派在有不同濕度的房間內進行學習練習。研究者觀察到如果他們脫離了理想的相對濕度－40%－降低濕度到 20% 或提升到 60%，學生們就會開始覺得不舒服或分心。相對於待在相對濕度 40% 房間中學生的體驗，他們整體的分心程度下降 61.1%，疲累感減少 23.3%，且閱讀速度提升 12.2%8。

雖然很多學生可能本身的閱讀速度就比較快，學業表現也比較好，但未必真是如此。專家注意到「速讀」往往會影響到準確性與理解度9。這樣的研究結果支撐了這個論點。在 20% 濕度的環境中，學生的閱讀速度可能每分鐘增加一些字，但閱讀準確度下降 1.44%。在 60% 濕度的環境中，他們的速度也會提升，但準確度下降 0.52%10。

濕度的變化也與氣喘和類氣喘症狀的案例有關連。有一群超過 500 名的教師參與了研究，暴露在低 (< 30%) 和高 (> 60%) 濕度的教室環境中。很多老師都反應在低濕度或高濕度環境中，有呼吸急促、哮鳴、乾咳和胸痛的經驗11。

理想相對溼度對學生表現的影響

二氧化碳 (CO₂)

另外一個會影響教室內 IAQ 的因素就是二氧化碳 (CO2)，這是一種常見的氣體，在我們呼吸或其它自然過程中會產生的副產品。如果是低量的話，吸入是安全的，但一旦超過某個臨界點的量，就會開始影響學生的專注度與健康。

典型教室內的 CO2 含量大約是 400 到 1000 ppm，取決於教室內的通風度與擁擠程度。一間通風不良卻坐滿學生的教室會將二氧化碳困在密閉空間中，並且不斷提升它的濃度。只要超過 1000 ppm，學生們就會開始覺得昏昏欲睡，並有一些副作用產生，像是專注力不佳、心跳加速以及噁心想吐12。

2016 年所做的一個實驗中顯示，在二氧化碳濃度增加的房間內，認知功能分數會大幅降低。舉例來說，在二氧化碳平均濃度被維持在 1400 ppm 的室內，成績會下降 50%。像收集與處理新資訊這類的活動會變得更有挑戰性。據研究者表示，平均來說提高 400 ppm 就足以讓認知功能的分數下降至少 21%13。

不同的二氧化碳濃度如何影響健康

揮發性有機化合物 (VOCs)

與二氧化碳一樣，同一批研究者發現空氣中高濃度的揮發性有機化合物 (VOCs) 也會對認知表現有負面影響。他們發現當室內總揮發性有機化合物 (TVOCs) 濃度提高 500μg/m3 的話，分數就會下降 13%14。

揮發性有機化合物是常在建築材料、殺蟲劑、以及工業清潔產品中被發現的氣態化合物15。除了對學生學業表現的影響外，眾所皆知暴露在揮發性有機化合物中會刺激眼睛、鼻子和喉嚨，產生疲累感、頭暈及噁心想吐，在一些極端案例中，會造成如肝臟、腎臟與中樞神經系統等內部器官的損害16。

其中一種最常見的揮發性有機化合物就是具有高度毒性的化學物質，名為甲醛 (CH2O)，常可在新的地毯與壓合板家具，像是椅子與塑合板材中被發現。美國職業安全衛生署認為 100 ppm 的甲醛就足以造成危害，因為長期吸入甲醛會造成嚴重的肺部損傷18。教室內若甲醛濃度過高，校方應立即採取行動以確保大家的安全。

空氣品質怎樣的改變會影響認知表現

懸浮微粒（PM₂.₅ 與 PM₁₀）

最後一個常見的教室汙染物就是「懸浮微粒」，這是用來形容飄浮在空氣中細小微粒混合物的一個詞彙。它們有可能是來自灰塵、煙霧、花粉或其它固體碎片或液態微滴中的任何東西。依它們的尺寸來分類，可分成 PM10 (< 10μm) 或 PM2.5 (< 2.5μm)。

在這兩者之間，保健專家認為 PM2.5 會為健康帶來最大的風險19，因為它會浸潤氣管與血流，引發像咳嗽、呼吸困難、氣喘以及心律不整等各種症狀20。長期吸入 PM2.5，也會導致慢性支氣管炎、癌症以及心臟疾病21。

更多的研究也發現 PM2.5 與幼童的發展問題有所關聯22。史丹福大學研究者測試了暴露在野火煙霧中孩童的血液，發現到與發展相關的基因與 T 細胞的功能起了變化，T 細胞有助於預防過敏與感染23。

因為 PM2.5 的大小與密度，這些微粒可以輕易地長途傳播並進入教室內，無論學校是否鄰近像是工廠，空地或幹道等常見設施。至於仍使用黑板的教室，學生和老師們也持續暴露在從粉筆灰塵產生的大量 PM2.5 中。研究者有注意到使用粉筆卻通風不良的教室，會增加幾乎 400% 的室內PM2.5濃度25。為了調節教室內的 PM2.5 濃度，學校已經開始投資空氣過濾器與負離子產生器當作 HVAC 系統升級的一部分。

相關文獻：了解 BenQ 互動觸控顯示器的負離子產生器如何運作

懸浮微粒的常見來源

用 BenQ 監控 IAQ

BenQ 電子白板配有內建的空氣品質感測器*，當教室空氣品質不理想時，可透過小工具警示老師們。學校可以選擇將他們的小工具在 BenQ 電子白板的主頁螢幕上做客製化設定，只顯示對他們來說重要的指數。下列快速導覽說明每一層內含的意思。

了解 BenQ 電子白板室內空氣品質感測器的指數

從這小工具上，能輕鬆地看到教室內 IAQ 濃度即時狀態的概況。任何高濃度的狀況下，老師們可以透過開一扇窗或調節教室內的 HVAC 設定，立即改善通風狀況。如果他們的 BenQ 電子白板被規劃要與學校的智慧型 HVAC 系統一起使用，他們甚至不需要動一根手指。BenQ 電子白板可將現場的數據傳送到雲端，智慧型系統就能於此處理數據，立即調節室內的空氣品質。

相關文獻：了解 BenQ 互動觸控顯示器如何與智慧型 HVAC 系統合作

欲了解 BenQ 電子白板空氣品質感測器的更多訊息，看看以下的相關產品。

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.

趨勢與知識 BenQ 大屏 ClassroomCare BenQ Edtech 教育科技

了解更多
趨勢與知識 BenQ 大屏 ClassroomCare BenQ Edtech 教育科技

認識教育大型觸控互動顯示器

教育互動觸控顯示器旗艦系列 RP03
教育互動觸控顯示器 | RP03
旗艦系列 - 最完整的 Classroomcare® 技術保護健康

聯絡我們

了解更多
Cookie Setting

本網站會使用cookies. 若您繼續瀏覽本網站，代表您同意我們使用cookies。

本網站會使用cookies. 若您繼續瀏覽本網站，代表您同意我們使用cookies。

了解使用條款