▶方案背景：
学校作为师生学习和生活的集中场所，包含教室、宿舍、实验室、食堂、操场等多种功能区域，各区域气体环境质量对师生的身体健康和学习生活有着直接影响。不同区域会产生各类特殊气体，若不能及时监测与有效控制，可能会引发一系列健康问题，影响正常的教学秩序。北京泓智环测科技有限公司依托其在环境监测领域的专业技术与丰富经验，为学校量身定制一套全面、精准且智能化的气体监测解决方案，致力于打造安全、健康、舒适的校园环境。
▶监测气体种类：
（一）教室
- 二氧化碳（CO₂）：教室是人员密集场所，师生呼吸会产生大量二氧化碳。二氧化碳浓度过高会导致空气混浊，使人出现头晕、注意力不集中等症状，严重影响学生的学习效率和教师的授课状态。理想情况下，教室二氧化碳浓度应控制在 1000ppm 以下。
- 甲醛：新装修的教室或新购置的课桌椅等可能释放甲醛。甲醛具有刺激性气味，长期接触低浓度甲醛会对师生的呼吸道、皮肤等造成损害，尤其对青少年学生的身体发育可能产生不良影响。室内甲醛浓度国家标准为 0.1mg/m³ 以下。
- 挥发性有机化合物（VOCs）：部分教学用品，如涂改液、胶水等可能释放 VOCs，这些物质会对室内空气质量产生综合影响，长期处于这类混合污染物环境中，会损害师生的神经系统和呼吸系统。
- 温湿度：适宜的温度和湿度能提升师生在教室的舒适度，促进学习效率的提高。温度方面，教室的最佳温度一般在 22 - 26℃，温度过高或过低都可能使师生感到不适，影响注意力和学习状态。湿度维持在 40% - 60% 的相对湿度较为理想，湿度过高易滋生霉菌，过低则空气干燥，可能引发呼吸道不适等问题。
（二）宿舍
- 二氧化碳（CO₂）：学生在宿舍休息、活动时，同样会因呼吸使二氧化碳浓度升高。较高的二氧化碳浓度会影响学生睡眠质量，导致第二天精神不佳。
- 氨气：宿舍卫生间若清洁不到位，可能产生氨气。氨气具有强烈刺激性气味，对眼、鼻、喉等黏膜有刺激作用，长期暴露在高浓度氨气环境中，会引起呼吸道炎症等疾病。一般室内氨气浓度应低于 0.2mg/m³。
- 甲醛及其他 VOCs：宿舍内的家具、装饰材料等也可能释放甲醛、苯等 VOCs，威胁学生身体健康。
- 温湿度：对于宿舍环境，合适的温湿度对于学生的休息至关重要。温度在 22 - 26℃有助于学生放松身心，进入良好的睡眠状态，而湿度保持在 40% - 60% 的相对湿度范围，可防止被褥潮湿滋生细菌，同时避免空气过于干燥引起皮肤和呼吸道不适。
（三）实验室
- 有害化学气体：不同学科实验室会使用各类化学试剂，产生多种有害化学气体。例如，化学实验室可能产生氯气、二氧化硫、氮氧化物等；生物实验室可能因微生物培养、试剂使用产生甲醛、乙醇蒸气等；物理实验室在一些特殊实验中也可能产生少量有害气体。这些气体具有毒性、腐蚀性或刺激性，若泄漏到实验室内空气中，会对师生的生命安全造成严重威胁。
- 易燃易爆气体：部分实验室使用易燃易爆的化学试剂，如氢气、乙炔等。当这些气体在空气中达到一定浓度范围（爆炸下限 - 爆炸上限），遇到火源就可能引发爆炸或火灾，如氢气的爆炸下限为 4%（体积比）。
（四）食堂
- 燃气（以天然气为例）：食堂使用天然气等燃气进行烹饪，若燃气管道、阀门、接口等部位出现泄漏，天然气（主要成分甲烷）在空气中浓度达到 5% - 15% 时，极易引发爆炸和火灾，严重危及师生生命和财产安全。
- 油烟废气：烹饪过程中产生的油烟废气含有多种有害物质，如多环芳烃、醛类等，不仅会污染室内空气，长期吸入还会对食堂工作人员和就餐师生的呼吸系统造成损害。
- 二氧化碳（CO₂）：食堂人员密集，就餐时段人员呼吸会使二氧化碳浓度升高，影响室内空气舒适度。
（五）操场
- 颗粒物（PM2.5、PM10）：操场周边若有施工、交通干道等，可能会导致空气中颗粒物浓度增加。PM2.5 和 PM10 可通过呼吸进入人体，引发呼吸道疾病，影响师生在操场进行体育活动时的健康。我国环境空气质量标准规定，PM2.5 24 小时平均浓度不宜超过 75μg/m³，PM10 24 小时平均浓度不宜超过 150μg/m³。
- 臭氧（O₃）：在阳光强烈、气温较高的天气条件下，操场周边空气中的氮氧化物和挥发性有机物在紫外线照射下可能发生光化学反应生成臭氧。低浓度臭氧会刺激呼吸道，引起咳嗽、呼吸困难等症状，高浓度臭氧还会对人体免疫系统造成损害。一般规定，空气中臭氧 8 小时平均浓度不应超过 160μg/m³。
- 跑道挥发气体：部分质量不达标的跑道材料，在日晒、雨淋及学生长期使用过程中，可能会释放出多种有害挥发气体。例如，一些塑胶跑道中使用的聚氨酯材料，若在生产过程中添加了过量的有机溶剂，可能会挥发出甲苯二异氰酸酯（TDI）等有害物质，长期接触可能会刺激呼吸道，引发过敏反应，对师生的身体健康造成危害。此外，跑道中使用的增塑剂等添加剂也可能释放出邻苯二甲酸酯类物质，这类物质具有内分泌干扰作用，可能影响人体正常的生理功能。
▶监测设备选型：
（一）固定式多气体监测仪
- 教室、宿舍：选用泓智环测研发的小型化、智能化固定式多气体监测仪，可同时监测二氧化碳、甲醛、VOCs、温湿度等多种指标。针对二氧化碳检测，采用红外吸收式传感器，检测精度高、稳定性好；对于甲醛和 VOCs，运用光离子化传感器（PID），能够精准识别和测量其浓度；温湿度监测则采用高精度的温湿度传感器，确保数据准确可靠。设备防护等级达到 IP54，可适应教室、宿舍环境中的灰尘、水汽等，通过 蓝牙、Wi-Fi、5G等通讯技术，将监测数据实时传输至学校监控中心或云端平台。
- 实验室：配备高性能固定式多气体监测仪，根据实验室的化学试剂使用种类，定制化配置多种传感器，如用于检测氯气的电化学传感器、检测氢气的催化燃烧式传感器等，可同时对多种有害化学气体和易燃易爆气体进行 24 小时实时监测。仪器防护等级达到 IP66，具备良好的抗腐蚀性能，能有效抵御实验室复杂化学环境的侵蚀。通过 5G、Wi-Fi 或有线以太网通讯技术，确保数据稳定传输至监控中心，保障实验室安全。
- 食堂：选用专门为食堂环境设计的固定式多气体监测仪，可同时监测燃气（甲烷）、油烟浓度、二氧化碳等。燃气检测采用催化燃烧式传感器，对甲烷泄漏反应灵敏；油烟浓度监测采用光学散射原理的传感器，能够准确测量油烟废气中的颗粒物浓度；二氧化碳检测采用红外吸收式传感器。设备防护等级达到 IP55，具备防尘、防水、防油污功能，通过 Wi-Fi 或有线以太网将数据传输至监控系统。
- 操场：部署具备颗粒物（PM2.5、PM10）、臭氧和跑道挥发气体监测功能的固定式监测仪。颗粒物监测采用激光散射原理的传感器，通过检测激光照射颗粒物时产生的散射光强度，精确计算出 PM2.5 和 PM10 的浓度；臭氧监测采用紫外吸收式传感器；对于跑道挥发气体，可选用基于气相色谱 - 质谱联用（GC - MS）技术的传感器，能够准确识别和定量检测跑道挥发的多种有害气体成分。设备具备良好的户外防护性能，防护等级达到 IP67，可抵御风吹、日晒、雨淋等恶劣天气，通过 5G 或无线传输模块将监测数据实时传输至学校环境监测平台。
（二）便携式气体检测仪
- 通用型：为满足学校日常巡检、应急处置以及对新装修区域、新购置设备等进行临时检测的需求，配备通用型便携式气体检测仪。其小巧轻便，易于携带，可快速检测多种常见气体，如二氧化碳、甲醛、氨气、VOCs、温湿度等。设备操作简单，一键启动后即可进行检测，通过高清显示屏实时显示气体浓度数值以及温湿度数据，并伴有声光报警功能。当检测到气体浓度或温湿度超出预设安全范围时，立即发出警报，方便巡检人员及时发现问题并采取措施。
- 专业型（实验室专用）：针对实验室特殊气体检测需求，配备专业型便携式气体检测仪，可根据不同实验室的具体情况，定制化配置多种高精度传感器，如检测特定有害化学气体的电化学传感器、检测易燃易爆气体的催化燃烧式传感器等。该设备具备防爆功能，适用于实验室危险区域的检测，同样具备操作简便、快速检测、实时显示浓度和报警等功能，为实验室安全巡检提供有力保障。
▶数据处理与传输：
（一）数据采集
- 各类监测设备均内置高精度数据采集模块，能够快速、准确地获取对应区域的气体浓度、温湿度等数据。对采集到的原始数据进行前置滤波处理，去除环境噪声干扰，确保数据的准确性和可靠性。
- 通过高效的模数转换电路，将模拟信号转化为数字信号，便于后续的数据传输与深度分析。不同类型的传感器采集的数据经过相应的信号调理电路后，统一传输至数据采集模块进行整合。
（二）数据传输
- 教室、宿舍、食堂：固定式多气体监测仪利用学校现有的 Wi-Fi 网络，将实时监测数据稳定上传至云端服务器或学校内部监控平台。对于一些临时检测或网络信号不佳的区域，便携式气体检测仪可通过蓝牙与手机等移动设备连接，将数据临时传输至移动设备，后续再同步至云端或学校平台。数据传输过程采用加密协议，保障数据安全，防止数据泄露或被篡改。
- 实验室：由于实验室对数据传输的稳定性和安全性要求较高，固定式监测仪优先采用有线以太网连接方式将数据传输至监控中心。对于部分无法布线的区域，可采用 5G 无线通信技术作为补充，确保数据传输的不间断。便携式专业型气体检测仪在实验室内部使用时，可通过蓝牙或 Wi-Fi 与实验室专用的数据采集终端连接，再由终端将数据上传至监控平台。
- 操场：操场固定式监测仪通过 5G 无线通信模块将数据实时传输至学校环境监测平台。为确保数据传输的稳定性，设备配备高性能的天线，增强信号接收能力。同时，在学校网络中心设置数据接收服务器，对操场监测数据进行实时接收和存储。
（三）数据存储与分析
- 云端服务器或学校内部服务器对接收的大量监测数据进行安全存储，建立长期的历史数据库。数据库按照不同区域（教室、宿舍、实验室、食堂、操场）、不同气体种类、不同时间以及温湿度等维度进行分类存储，方便数据的查询和管理。
- 运用大数据分析技术和专业算法，对数据进行深度挖掘和分析。生成不同时间段（小时、日、周、月、学期、学年）内各区域、各类气体浓度以及温湿度的变化趋势图，分析数据之间的关联性，如不同季节、不同教学活动时段气体浓度和温湿度的变化规律等。通过数据分析及时发现环境异常情况，如实验室有害气体泄漏、食堂燃气泄漏、教室甲醛超标、教室或宿舍温湿度异常、操场跑道挥发气体超标等，为学校制定合理的环境改善措施提供科学依据。
- 基于数据分析结果，为学校提供环境质量评估报告，包括各区域气体环境质量达标情况、潜在风险分析、改进建议等，帮助学校全面了解校园气体环境状况，提升校园环境管理水平。
▶监控平台功能：
（一）实时数据展示
- 在学校监控中心的平台界面或学校专属 APP 上，以直观、清晰的图形界面实时展示各区域的气体浓度、温湿度等数据。采用动态图表形式，如折线图展示气体浓度和温湿度随时间的变化趋势，柱状图对比不同区域的气体浓度和温湿度数值，方便学校管理人员、教师和相关工作人员一目了然地了解校园气体环境状况。
- 可根据需求切换不同区域（教室、宿舍、实验室、食堂、操场）、不同气体种类以及温湿度的监测数据界面，实现精准监控。对于重点区域（如实验室）和关键气体指标以及温湿度指标，设置突出显示，便于及时关注异常情况。
（二）报警功能
- 根据学校不同区域、不同气体以及温湿度的安全标准和学校实际需求，在监控平台上为每种气体和温湿度设置个性化的报警阈值。例如，教室二氧化碳浓度超过 1000ppm 报警，实验室某种有害化学气体超过其职业接触限值报警，教室温度高于 26℃或低于 22℃报警，教室相对湿度高于 60% 或低于 40% 报警，操场跑道挥发气体中 TDI 等有害物质超过国家标准规定浓度报警等。
- 当监测数据超出预设阈值时，平台立即通过多种方式发出警报，包括声光报警、短信通知提醒等，及时告知相关管理人员、教师、实验室负责人以及维修人员。报警信息详细显示报警时间、报警地点、超标气体种类及浓度或温湿度超标数值等关键信息，以便迅速采取应对措施，如疏散人员、通风换气、排查泄漏源、调节空调温度和湿度设置等，保障师生安全和舒适的环境。
（三）智能联动控制
- 教室、宿舍：将气体监测系统与教室、宿舍的通风系统、空气净化设备、空调系统等进行智能联动。当检测到室内二氧化碳浓度超标、有害气体浓度升高或温湿度异常时，监控平台自动触发通风设备开启，增加空气流通，降低有害气体浓度；对于安装了空气净化设备的区域，当有害气体浓度超标时，自动启动空气净化设备进行净化处理；当温湿度异常时，自动调节空调系统，将温度和湿度调节至适宜范围。
- 实验室：与实验室的通风系统、紧急排风系统、气体泄漏报警装置等进行联动。当监测到实验室有害气体或易燃易爆气体浓度超标时，立即启动紧急排风系统，快速排出有害气体；同时，触发气体泄漏报警装置，通知实验室内人员紧急撤离，并联动关闭相关实验设备和电源，防止发生火灾或爆炸事故。
- 食堂：与食堂的燃气切断装置、油烟净化设备、通风系统等进行联动。当检测到燃气泄漏时，自动切断燃气供应，并启动通风设备排出燃气；同时，根据油烟浓度监测数据，自动调节油烟净化设备的运行功率，确保油烟排放达标，保障食堂环境安全和空气质量。
（四）数据查询与报表生成
- 学校管理人员、教师和相关工作人员可随时在监控平台上查询历史监测数据，支持按时间范围、监测区域、气体种类、温湿度等多种条件进行灵活筛选查询。查询结果以图表和数据相结合的形式呈现，便于直观了解校园气体环境以及温湿度的长期变化情况。
- 平台具备强大的报表生成功能，能够自动生成日报表、周报表、月报表、学期报表以及年度报表等。报表内容涵盖各区域、各类气体浓度以及温湿度的平均值、最大值、最小值、超标次数等详细数据，并以图表和文字相结合的形式呈现，方便学校进行数据分析、存档以及向上级教育部门汇报，为学校环境管理工作提供有力的决策依据。
（五）师生健康提示功能
- 在学校专属 APP 上，为师生提供实时的气体环境和温湿度信息以及健康提示。当所在区域气体浓度或温湿度接近或超过安全阈值时，APP 自动推送健康提示信息，提醒师生注意防护，如佩戴口罩、减少在该区域的停留时间、适当增减衣物等。
- 定期向师生推送校园气体环境质量和温湿度报告，让师生了解校园整体气体环境和温湿度状况，增强师生的环保意识和健康意识，共同关注校园环境安全。
▶方案实施与维护：
（一）方案实施
- 泓智环测专业技术团队在项目实施前，将深入学校各区域进行实地勘察，结合学校建筑布局、各区域功能特点、人员活动规律等因素，制定科学合理的监测设备安装方案。在安装过程中，严格按照相关标准和规范进行操作，确保监测设备安装位置精准，能够准确反映不同区域的气体环境以及温湿度状况。
- 例如，在教室将监测仪安装在人员密集区域的上方，确保能够准确监测二氧化碳等气体浓度以及温湿度；在实验室根据化学试剂存储和使用区域，合理布置监测设备，重点监测可能产生有害气体泄漏的位置；在食堂将燃气监测仪安装在靠近燃气设备的位置，油烟浓度监测仪安装在油烟排放口附近；在操场将跑道挥发气体监测仪安装在跑道周边具有代表性的位置等。安装完成后，对监测设备和监控平台进行全面调试，确保数据传输稳定、平台各项功能运行正常，与学校现有信息系统实现无缝对接。
（二）培训服务
- 为学校相关工作人员提供专业、系统的培训服务，包括设备操作培训、监控平台使用培训以及常见故障排除培训等。培训方式采用线上视频教程与线下现场指导相结合，通过直观的演示和实际操作，让工作人员熟练掌握监测设备和监控平台的使用方法。
- 针对不同岗位的工作人员，制定个性化的培训内容。例如，对学校后勤管理人员重点培训设备的日常巡检和维护方法、监控平台的数据分析和管理功能；对实验室教师重点培训实验室专用监测设备的操作方法、应对有害气体泄漏的紧急处理措施等；对负责操场维护的工作人员培训跑道挥发气体监测设备
