Monitorowanie powietrza na kilka sposobów

Prognoza pogody radiowa, telewizyjna, na stronie internetowej, z aplikacji na smartfonie to najpopularniejsze sposoby poznania warunków atmosferycznych na bieżący dzień czy dłuższy czas. Możemy przewidywać ją sami, wykorzystując domowe stacje pomiarowe oraz stacje pogody.

Ponad połowa ludzi reaguje na zmiany pogody gorszym samopoczuciem. Dobremu nastrojowi sprzyjają słoneczna pogoda, stabilne ciśnienie atmosferyczne, niezbyt duża wilgotność powietrza, umiarkowana temperatura. Niekorzystne warunki pogodowe są powodowane przede wszystkim przez przechodzące fronty atmosferyczne. Zatem główne czynniki, które wpływają na samopoczucie, to temperatura, ciśnienie atmosferyczne, wilgotność powietrza, promieniowanie słoneczne albo jego brak przy zachmurzeniu. Niestety, ostatnie lata to znaczne pogorszenie jakości powietrza, którą możemy kontrolować za pomocą stacji pomiarowych.

Stacje pomiarowe kontrolujące jakość powietrza

Informacje o stanie powietrza w wybranych miastach w Polsce są podawane w komunikatach radiowych, telewizyjnych czy Internecie. Standardowo w oczyszczaczach powietrza znajdziemy czujniki monitorujące stan powietrza. W domu możemy korzystać także z niewielkich mierników, nazywanych stacjami pomiarowymi.

Oferowane są stacje pomiarowe pyłów zawieszonych, które mierzą najczęściej parametr PM2,5. Mniej popularny jest pomiar pyłów PM1 i PM10. Liczby przy symbolach określają wielkość cząstek pyłów, mniejszych niż 1, 2,5 i 10 μm, wykrywanych przez miernik. Dla porównania średnica włosa wynosi 70 μm. Są też mierniki wykrywające lotne związki organiczne LZO (ang. VOC – Volatile Organic Compouds) i nieorganiczne: formaldehyd HCHO czy CO2.

VOC to substancje, które parują już przy niskich temperaturach, powodując gazowe zanieczyszczenie powietrza. Zaliczane są do lotnych związków organicznych. Zawartość w powietrzu jest określana przez sumaryczny parametr TVOC (Total Volatile Organic Compounds). Wnętrza pomieszczeń zawierają wiele źródeł substancji VOC. Wytwarzają je wykładziny podłogowe, farby, lakiery, uszczelki i kleje, meble i dywany. Przebywanie wewnątrz pomieszczeń zanieczyszczonych substancjami VOC może powodować problemy zdrowotne.

Drugi szkodliwy związek to aldehyd mrówkowy, potocznie nazywany formaldehydem. Jest substancją chemiczną stosowaną w wielu produktach przemysłowych, takich jak lakiery, farby, kleje, spoiny, a nawet substancje konserwujące. Ze względu na toksyczność jest zaliczony do klasy 1B jako substancja powodująca nowotwory. Wiele materiałów nasączonych formaldehydem, takich jak materiały drewniane, podłogi lub tekstylia, może wydzielać tę substancję przez długi czas, co jest szczególnie groźne w pomieszczeniach zamkniętych.

W miernikach do wykrywania obu rodzajów lotnych zanieczyszczeń są stosowane oddzielne czujniki. Wartości są podawane w dwóch jednostkach: ppm (parts per milion) lub mg/m³.

W stacjach pogody podawany jest indeks jakości powietrza AQI (Air Quality Index). To wskaźnik liczbowy stosowany do określania stopnia zanieczyszczenia powietrza w miastach. Odnosi się on do pomiaru głównych źródeł zanieczyszczeń: cząstek pyłów PM2,5, PM10, dwutlenku azotu, ozonu tlenku węgla (CO), oraz dwutlenku siarki (SO2). Im wyższy jest wskaźnik AQI, tym większe jest prawdopodobieństwo wystąpienia negatywnych skutków zdrowotnych. Wskaźnik AQI jest podzielony na sześć kategorii określających poziom zagrożenia dla zdrowia. Wartość AQI ponad 300 oznacza, że jakość powietrza jest zagrażająca zdrowiu, natomiast poniżej 50 oznacza bardzo dobrą.

Higrometr Stadler Form Selina określi poziom nawilżenia powietrza, czyli zawartość pary wodnej w powietrzu. Wilgotność powietrza wpływa między innymi na samopoczucie człowieka, wzrost roślin, rozsychanie drewnianych mebli i podłóg.

Jak pozbyć się dwutlenku węgla z mieszkania?

Z uwagi na fakt, że w wielu polskich mieszkaniach przynajmniej raz w tygodniu panują niezdrowe warunki, warto zwrócić większą uwagę na monitorowanie jakości powietrza w domu. Pomiar CO₂ jest istotnym wskaźnikiem świeżości powietrza w pomieszczeniu. Podwyższony współczynnik CO₂ świadczy o niewłaściwej wymianie powietrza, a przez to również o obecności innych potencjalnych zanieczyszczeń w powietrzu. Ponieważ CO₂ jest emitowany głównie przez osoby znajdujące się w mieszkaniu, świadczy on o ich obecności w pomieszczeniu i narażeniu na wszystkie występujące tam zanieczyszczenia. Przykładowo, jeśli w pomieszczeniu nie ma osób i współczynnik CO₂ jest niski, nie oznacza to, że nie ma w jego powietrzu innych substancji zanieczyszczających. Połowa Europejczyków nie otwiera okien z powodu chłodu. Jednak wietrzenie dwa do razy dziennie przez 5 minut umożliwia wymianę powietrza bez utraty ciepła. To nie ściany, podłogi, sufity i meble się ochładzają, a jedynie powietrze. Istotne jest także określenie właściwego momentu wietrzenia oraz tego, ile czasu potrzeba, aby obniżyć poziom CO₂. Pomóc w tym mogą inteligentne czujniki jakości powietrza oraz stacje pogodowe. Przykładowym urządzeniem tego typu jest Stacja Pogodowa Netatmo lub czujnik (Healthy Home Coach), który pomaga dbać o poprawę warunków otoczenia na co dzień.

Stężenie CO₂ w powietrzu na zewnątrz wynosi około 400 ppm. W momencie, gdy próg stężenia dwutlenku węgla w powietrzu osiągnie 1000 ppm, użytkownik otrzyma alert zalecający wietrzenie. Za pośrednictwem aplikacji na smartfona użytkownik może w czasie rzeczywistym kontrolować jakość powietrza w mieszkaniu i otrzymywać regularne komunikaty. A plikacja z apewnia również pełne wsparcie dla Apple HomeKit, włącznie z obsługą za pomocą komend głosowych. Urządzenie można szybko zintegrować z lokalnym systemem smart home. Często do stacji pomiarowych PM, VOC i HCOH jest dodawany pomiar temperatury i wilgotności.

Stacja pogody TechniSat iMeteo 4 CE współpracuje z trzema czujnikami iMeteo 4 OS mierzącymi temperaturę i wilgotność.

Temperatura i wilgotność

Jednym z podstawowych parametrów jest temperatura mierzona w stopniach Celsjusza. W stacjach pomiarowych i pogody przewidziano możliwość wyboru między skalą Celsjusza i skalą Fahrenheita (0 °C = 32 °F, 100 °C = 212 °F). W meteorologii jest jeszcze używane pojęcie temperatury odczuwalnej (ang. wind chill). Odpowiada ono odczuciu temperatury otoczenia w konkretnych warunkach pogodowych, z uwzględnieniem temperatury powietrza, prędkości (siły) wiatru i wilgotności. Zakres mierzonych temperatur przez mierniki i stacje pogodowe wynosi przeważnie od 0 do +50 °C we wnętrzach i od -25 do +60 °C na zewnątrz. Drugim ważnym parametrem w mieszkaniu jest wilgotność powietrza. Wilgotność bezwzględna jest określona przez masę pary wodnej, wyrażoną w gramach, zawartej w metrze sześciennym powietrza. Z kolei wilgotność względna to wyrażony w procentach stosunek ilości pary wodnej znajdującej się w powietrzu do maksymalnej ilości pary wodnej w powietrzu przy tej samej temperaturze. Zawartość pary wodnej w powietrzu w dużym stopniu zależy od temperatury. Jeżeli ilość pary wodnej staje się zbyt duża, jej nadmiar wydziela się z powietrza, tworząc mgłę albo rosę.

Warto zaznaczyć, że wilgotność powietrza wywiera istotny wpływ na nasze samopoczucie w mieszkaniu. Przy wysokiej temperaturze powietrza nadmiar wilgoci powoduje wrażenie duszności. Przy temperaturze niskiej zwiększa się wrażenie zimna. Zdaniem specjalistów optymalna wilgotność w mieszkaniach powinna się zawierać w granicach 40–60 proc. Za dolną granicę przyjmuje się 30 proc. Zakres pomiaru wilgotności wynosi od 0 do 99 proc., a dokładność pomiaru 1 proc.

Przykładem stacji pogody z zewnętrznymi czujnikami temperatury i wilgotności są urządzenia marki TechniSat. Zawansowana stacja pogody TechniSat iMeteo 4 CE współpracuje z trzema czujnikami iMeteo 4 OS mierzącymi temperaturę i wilgotność natomiast TechniSat iMeteo 2CE współpracuje z jednym czujnikem iMeteo 2 OS.

W miernikach oprócz konkretnej wartości, podawanej w procentach, może być podawane odczucie wilgotności powiązane z wartością temperatury – tzw. współczynnik komfortu, który służy do szybkiego oszacowania warunków temperatury i wilgotności w miejscu ustawienia urządzenia (Dry – za sucho, Comfort – idealnie, Wet – wilgotno). Odpowiadają one następującym zakresom parametrów temperatury i wilgotności powietrza (RH – wilgotność względna):

• Dry: -5÷50 °C, wilgotność poniżej 40% RH,
• Comfort: 20÷25 °C, wilgotność 40–70% RH,
• Wet: -5÷50°C, wilgotność ponad 70% RH.

Popularność zyskują higrometry – mierniki wilgotności połączone z pomiarem temperatury, atrakcyjne wzorniczo, z dużym wyświetlaczem, które warto stosować z nawilżaczem powietrza.

Możliwości stacji pomiarowej Meteo SP76.

Stacje pogody

Najwięcej informacji, nie tylko na temat powietrza, podają stacje pogodowe. Mogą być źródłem wzorcowego czasu i daty, synchronizowanych za pomocą radiowego sygnału DCF 77. Jeżeli stacja pogody znajdzie się w zasięgu sygnału DCF 77, czas i data automatycznie się w niej ustawią.

Dla osób, które interesują się fazami Księżyca, wyświetlane są ikony pokazujące jego położenie względem Słońca. Znajomość faz Księżyca może być przydatna dla działkowiczów, którzy korzystając z zaleceń kalendarza upraw biodynamicznych, powinni sadzić rośliny według określonych dla nich faz Księżyca.

Ważnym parametrem dla zdrowia jest wartość aktualnego natężenia promieniowania ultrafioletowego. Wartości ultrafioletowego indeksu UVI są podawane w określonych przedziałach i informują o ewentualnych skutkach długiego oddziaływania promieniowania na organizm.

Stacje pogodowe Netatmo kontrolują m.in. poziom CO₂, wilgotność i temperaturę w domu i na zewnątrz.

Ciśnienie atmosferyczne

Ze względu na pogodę szczególnie ważny jest pomiar ciśnienia, którego wartość może być podawana w różnych jednostkach (mmHg, hPa, mbar lub InHg).

Wizualizowany może być przebieg zamian ciśnienia w ciągu 24 lub 36 godzin, co dobrze pokazuje tendencje zmian. Z reguły nadejście deszczu lub burzy sygnalizuje szczególnie szybko spadające ciśnienie atmosferyczne. Zmianom ciśnienia towarzyszą ikony o pogodzie, takie jak słońce czy deszcz, które szybko pokazują, jaka będzie pogoda danego dania.

Stacja pogodowa Camry CR1166. Urządzenie mierzy poziom komfortu wilgotności powietrza oraz informuje o przewidywanym zachmurzeniu.

Pomiar wiatru

Zewnętrznego czujnika, nazywanego anemometrem, wymaga pomiar prędkości wiatru. Prędkość wiatru może być podawana w m/s lub km/h. Dla pasjonatów żeglarstwa wartość ta może być wyrażana w węzłach lub umownej 12-stopniowej skali Beauforta.

Stacja pogodowa Meteo SP89 z Wi-fi z pomiarem prędkości i kierunku wiatru oraz ilości opadów.

Czujnik opadu deszczu

To zbiornik, w którym gromadzi się woda. Poziom wody jest zamieniany na sygnał elektryczny i za pomocą wbudowanego nadajnika informacja o nim przesłana zostaje do stacji pogody. Informacja o opadach może zależeć od oprogramowania stacji pogodowej. W rozbudowanych wersjach można otrzymać informacje o aktualnej ilości opadów (np. 1,0 mm/h), w ostatniej godzinie, z ostatnich 24 godzin, wczoraj, w ostatnim tygodniu lub miesiącu. Przekroczenie ustawionej ilości opadów w pamięci może być sygnalizowane dźwiękiem.

Aplikacja współpracująca z miernikiem jakości powietrza Healthy Home Coach, poinformuje co należy zrobić, aby zapewnić czyste powietrze.

Prezentacja zmierzonych danych

Przy pomiarach wielu parametrów stacje pogodowe są wyposażone w wyświetlacz LCD lub OLED (rzadziej są dotykowy) monochromatyczny lub kolorowy z możliwością wyświetlania cyfr i grafik. Im większa przekątna wyświetlacza (najczęściej od 6 do 10 cali w stacjach pogody), tym ikony i liczby są większe, a więc bardziej czytelne. Większa rozdzielczość wyświetlacza sprawia, że ikony są bardziej dopracowane graficznie i lepiej się prezentują. Dla osób, które nie chcą analizować liczb, najbardziej atrakcyjna jest forma ikon funkcji o zmiennych kolorach, np. w kolorze zielonym – norma, czerwonym – przekroczenie zakresu stan zagrożenia. Stan przekroczenia wartości może być także sygnalizowany dźwiękowo.

Współpraca z aplikacją

Stacje pomiarowe i pogodowe mogą współpracować bezprzewodowo (łącze Wi-fi lub Bluetooth) z aplikacjami na smartfon, a także z czujnikami instalowanymi na zewnątrz. Aplikacja na smartfon zazwyczaj daje więcej informacji. Może pobierać informacje z Internetu i domowego czujnika. Najnowsze rozwiązania to zastosowanie asystenta głosowego. Na przykład model Kaiterra Laser EGG2 współpracuje z systemem Apple Home Kit. Można się z nim komunikować za pomocą asystenta Siri, np. włączając oczyszczacz powietrza lub ogrzewanie, kiedy spada temperatura.

Stacja pogodowa Meteo SP76 z Wi-fi mierzy ciśnienie atmosferyczne, temperaturę i wilgotność powietrza. Bezprzewodowy czujnik przesyła dane do stacji głównej. Dane o prędkości, kierunku wiatru (wskazania danych z portalu pogodowego) są przekazywane są za pośrednictwem sieci Wi-Fi. Prognoza pogody na najbliższe 4 dni pokazywana na ekranie w postaci piktogramów, jest aktualizowana codziennie. Możliwość odczytania pomiarów za pośrednictwem aplikacji mobilnej z każdego miejsca na świecie to dodatkowa zaleta.

Zasilanie urządzeń

Mierniki mogą być stawiane na półce lub być przenośne, co warunkuje sposób zasilania. Stacje pomiarowe w większości są to urządzenia niewielkie z zasilaniem akumulatorowym, przez co można je zabrać w podróż lub na działkę. Warto sprawdzić, czy mają zasilanie USB, aby np. ładować akumulator z power banku. Stacje pogody są zasilane z sieci 230 V. Analizując dane z domowych stacji pomiarowych i pogodowych, należy mieć świadomość, że jest to przybliżona prognoza pogody. Większą dokładność mają stacje pomiarowe mierzące konkretny parametr.

Stacja pomiarowa Webber SP86

Stacja SP86 umożliwia prowadzenie pomiarów zanieczyszczeń powietrza w pomieszczeniach zamkniętych jak i na zewnątrz. To niewielkie, przenośne urządzenie 15 × 7 × 3 cm ma laserowy czujnik zanieczyszczeń powietrza. Mierzy w mg /m³ stężenie: pyłów zawieszonych PM2,5 oraz PM10, lotnych związków organicznych TVOC i formaldehydu HCHO. Dla szybkiej orientacji w poziomie zanieczyszczeń, wyświetlacz zmienia kolor w zależności od stężenia. Możliwość ustawienia alarmu to dodatkowa zaleta. Wyniki pomiarów w dłuższym okresie czasu można śledzić w postaci diagramu. W domu przyda się składana podstawka. Urządzenie ma zasilanie akumulatorowe, z możliwością ładowania z USB np. power banku.