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    室內空氣品質：CO2、PM2.5、TVOC 的監測與改善

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    charles

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    發表於 3 天前 | 顯示全部樓層 |閱讀模式
    你可能整天待在一個 CO2 超標的房間裡而不知道。



    四個要測的東西

    一、CO2（二氧化碳）


    • 人呼吸產生的
    • 濃度高會昏沉、注意力下降、頭痛
    • 台灣《室內空氣品質標準》的八小時值是 1000 ppm


    參考值：
    1. 400-600 ppm     戶外的水準，很好
    2. 600-1000 ppm    室內正常
    3. 1000 ppm        法規標準的八小時值
    4. 1000-2000 ppm   開始昏沉、注意力下降
    5. 2000 ppm 以上   明顯不舒服
    複製代碼

    什麼時候會超標：


    • 關窗開冷氣的房間，兩三個人待一小時就會超過 1000
    • 睡覺的臥室（門窗全關八小時）
    • 開會的會議室


    這是最容易被忽略、但最影響日常感受的一項。

    二、PM2.5（細懸浮微粒）


    • 台灣的標準是 24 小時值 35 μg/m³
    • 室內的來源：煮菜、抽菸、燒香、外面飄進來


    重要：煮菜產生的 PM2.5 可能比外面的空污還高。

    三、TVOC（總揮發性有機化合物）


    • 來自裝潢建材、傢俱、清潔劑、香氛
    • 新裝潢的房子特別高
    • 便宜的感測器準度有限，但看「趨勢」還是有用


    四、甲醛


    • 主要來自木製傢俱和裝潢
    • 便宜的感測器通常不準（很多其實是測 TVOC 推算的）
    • 要準確的話要用專業檢測




    怎麼測

    CO2 感測器


    • 一定要買 NDIR 原理的（紅外線）
    • 不要買「等效 CO2（eCO2）」的 —— 那是用 TVOC 推算的，不準
    • 常見型號：SCD40 / SCD41（I2C）、MH-Z19（UART）
    • 價格 600-1200 元


    怎麼分辨：


    • 規格寫「NDIR」→ 真的
    • 寫「eCO2」或「estimated CO2」→ 推算的
    • 價格低於 300 元的幾乎都是推算的


    PM2.5 感測器


    • PMS5003、SDS011 是常見的
    • 約 500-900 元
    • 有風扇，會有輕微的聲音
    • 壽命約 3 年


    延長壽命的技巧：
    1. # 只在需要時開啟
    2. switch:
    3.   - platform: gpio
    4.     pin: GPIO25
    5.     id: pm_power
    7. interval:
    8.   - interval: 10min
    9.     then:
    10.       - switch.turn_on: pm_power
    11.       - delay: 30s              # 等風扇穩定
    12.       - component.update: pm25_sensor
    13.       - delay: 1s
    14.       - switch.turn_off: pm_power
    複製代碼

    每十分鐘測一次，每次只開三十秒 ——
    可以把壽命延長好幾倍。

    完整的空氣品質站
    1. esphome:
    2.   name: 空氣品質-客廳
    4. esp32:
    5.   board: esp32dev
    7. i2c:
    8.   sda: GPIO21
    9.   scl: GPIO22
    11. uart:
    12.   rx_pin: GPIO16
    13.   tx_pin: GPIO17
    14.   baud_rate: 9600
    16. sensor:
    17.   # CO2 + 溫濕度
    18.   - platform: scd4x
    19.     co2:
    20.       name: 客廳CO2
    21.       filters:
    22.         - median:
    23.             window_size: 5
    24.             send_every: 5
    25.     temperature:
    26.       name: 客廳溫度
    27.     humidity:
    28.       name: 客廳濕度
    29.     update_interval: 60s
    31.   # PM2.5
    32.   - platform: pmsx003
    33.     type: PMSX003
    34.     pm_2_5:
    35.       name: 客廳PM2.5
    36.       filters:
    37.         - median:
    38.             window_size: 3
    39.             send_every: 3
    40.     pm_10_0:
    41.       name: 客廳PM10
    43.   # 氣壓（選配）
    44.   - platform: bmp280_i2c
    45.     pressure:
    46.       name: 客廳氣壓
    複製代碼

    成本大約 1500-2000 元，比市售的空氣品質偵測器便宜很多，
    而且資料完全在你手上。



    測到了要做什麼

    CO2 超標 → 提醒開窗
    1. automation:
    2.   - alias: CO2 太高
    3.     mode: single
    4.     triggers:
    5.       - trigger: numeric_state
    6.         entity_id: sensor.客廳CO2
    7.         above: 1000
    8.         for: "00:15:00"
    9.     conditions:
    10.       - condition: state
    11.         entity_id: binary_sensor.客廳有人
    12.         state: "on"
    13.     actions:
    14.       - action: script.通知
    15.         data:
    16.           等級: 一般
    17.           標題: 客廳空氣悶
    18.           訊息: >
    19.             CO2 {{ states('sensor.客廳CO2') }} ppm，
    20.             {% if is_state('binary_sensor.適合開窗', 'on') %}
    21.             現在適合開窗
    22.             {% else %}
    23.             外面空氣不好，建議開新風或換氣扇
    24.             {% endif %}
    25.       # 有全熱交換器或換氣扇的話
    26.       - action: fan.turn_on
    27.         target:
    28.           entity_id: fan.換氣扇
    29.         continue_on_error: true
    30.       # 等降下來
    31.       - wait_for_trigger:
    32.           - trigger: numeric_state
    33.             entity_id: sensor.客廳CO2
    34.             below: 800
    35.         timeout: "01:00:00"
    36.         continue_on_timeout: true
    37.       - action: fan.turn_off
    38.         target:
    39.           entity_id: fan.換氣扇
    40.         continue_on_error: true
    複製代碼

    PM2.5 超標 → 開空氣清淨機
    1. automation:
    2.   - alias: PM2.5 太高
    3.     triggers:
    4.       - trigger: numeric_state
    5.         entity_id: sensor.客廳PM2.5
    6.         above: 35
    7.         for: "00:05:00"
    8.     actions:
    9.       - action: fan.turn_on
    10.         target:
    11.           entity_id: fan.空氣清淨機
    12.         data:
    13.           percentage: 100
    14.       # 如果是外面飄進來的，關窗
    15.       - if:
    16.           - condition: numeric_state
    17.             entity_id: sensor.室外PM2.5
    18.             above: 35
    19.         then:
    20.           - action: cover.close_cover
    21.             target:
    22.               entity_id: cover.客廳窗
    23.           - action: script.通知
    24.             data:
    25.               等級: 一般
    26.               標題: 外面空污，已關窗開清淨機
    複製代碼

    煮菜偵測

    煮菜產生的 PM2.5 可以到幾百甚至上千。
    1. automation:
    2.   - alias: 煮菜了，開排油煙
    3.     triggers:
    4.       - trigger: numeric_state
    5.         entity_id: sensor.廚房PM2.5
    6.         above: 80
    7.     conditions:
    8.       - condition: numeric_state
    9.         entity_id: sensor.瓦斯爐功率
    10.         above: 10
    11.         # 或者用溫度判斷
    12.     actions:
    13.       - action: switch.turn_on
    14.         target:
    15.           entity_id: switch.排油煙機
    16.       # 煮完再多抽十分鐘
    17.       - wait_for_trigger:
    18.           - trigger: numeric_state
    19.             entity_id: sensor.廚房PM2.5
    20.             below: 40
    21.         timeout: "01:00:00"
    22.         continue_on_timeout: true
    23.       - delay: "00:10:00"
    24.       - action: switch.turn_off
    25.         target:
    26.           entity_id: switch.排油煙機
    複製代碼

    「煮完再多抽十分鐘」很重要 ——
    很多人一關火就關抽油煙機，油煙還沒排乾淨。



    改善空氣品質的實際手段（依效果排序）

    一、通風（最有效，而且免費）


    • 每天開窗幾次，每次十到十五分鐘
    • 對流通風（開兩邊的窗）效果最好
    • 外面空污的時候不要開


    二、全熱交換器 / 換氣扇


    • 可以持續換氣而不用開窗
    • 全熱交換器還能回收冷氣的能量
    • 但要裝潢時做，事後很難加


    三、空氣清淨機


    • 對 PM2.5 有效
    • 對 CO2 完全沒效 ← 很多人不知道
    • 活性碳濾網對 TVOC 有幫助


    重點：空氣清淨機不能取代通風。


    • 它只是把空氣裡的顆粒過濾掉
    • CO2 還是會累積
    • 所以密閉房間開清淨機，CO2 照樣會超標


    四、減少污染源


    • 煮菜一定要開抽油煙機
    • 不要在室內抽菸、燒香
    • 新傢俱先通風幾天
    • 少用香氛和噴霧（那些會產生 VOC）


    五、植物

    說實話：效果很有限。


    • 研究顯示要非常多植物才有可測量的效果
    • NASA 那個實驗是在密閉的小空間做的
    • 放植物是因為好看和心情好，不是為了淨化空氣


    一個實用的儀表板
    1. type: entities
    2. title: 空氣品質
    3. entities:
    4.   - entity: sensor.客廳CO2
    5.     name: CO2
    6.   - entity: sensor.客廳PM2.5
    7.   - entity: sensor.室外PM2.5
    8.     name: 室外 PM2.5（比較用）
    9.   - type: divider
    10.   - entity: binary_sensor.適合開窗
    11.   - entity: fan.空氣清淨機
    12.   - entity: sensor.清淨機濾網剩餘
    13.   - type: divider
    14.   - entity: sensor.客廳溫度
    15.   - entity: sensor.客廳濕度
    複製代碼

    「室外 PM2.5」放進來很重要 ——
    可以判斷「是外面飄進來的還是自己產生的」。

    ---

    下一篇：廚房的智慧應用。
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