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CO2濃度を測定して集中力低下と眠気の原因を特定する

2019-04-07
2024-06-17

CO2濃度と集中力の関係#

二酸化炭素濃度と集中力には密接な関連がある。ハーバード大学の研究(Allen et al., 2016)では、CO2濃度が1,000ppmを超えると認知機能が有意に低下することが示されている。

一般的な目安:

CO2濃度状態
〜600ppm屋外レベル。快適
600〜1,000ppm許容範囲。換気していれば問題なし
1,000〜1,500ppm集中力低下・眠気が出始める
1,500ppm〜頭痛・倦怠感。即座に換気が必要

CO2センサを3台買って、車・オフィス・自宅で計測できるようにした。

参考記事: https://www.daringdaddy.com/entry/2018/01/03/%E3%82%AA%E3%83%95%E3%82%A3%E3%82%B9%E3%81%AE%E4%BA%8C%E9%85%B8%E5%8C%96%E7%82%AD%E7%B4%A0%E6%BF%83%E5%BA%A6%EF%BC%88CO2%E6%BF%83%E5%BA%A6%EF%BC%89%E3%81%8C%E3%80%81%E3%83%91%E3%83%95%E3%82%A9%E3%83%BC

計測結果#

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普段は暖房効率と外気の臭いを避けるため内気循環にしている。長時間ドライブで眠くなることが多かったが、計測してみると内気循環だと短時間でCO2濃度が急上昇した。ドライブ中の眠気はCO2濃度が大きな原因だと考えられる。

対策としては、定期的に外気導入に切り替えるか、窓を少し開ける。眠気を感じたらまずCO2濃度を疑うのが良い。

オフィス#

室内でも、1部屋あたりの人数が多いとすぐにCO2濃度が上がる。計測値は上下が大きいので、瞬間値ではなく履歴のトレンドで判断するのが良い。

締め切った会議室は特に危険で、数十分で1,000ppmを超える。環境によっては常時換気が必要。

オフィスに設置したCO2モニター

タブレットの横に設置しておけば、作業中に常時確認できる。

タブレット横のCO2モニター

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自宅#

自宅でも仕事をするのでCO2モニタを設置した。いくつかわかったこと:

  • ガスコンロ: 換気扇なしでお湯を沸かすだけで、あっという間に1,000ppmを超える
  • エアコン+24時間換気のみ: 1人で過ごしていても数時間で700ppm程度になる。たまに窓を開けて換気が必要
  • 寝室: 見落としがちだが、寝るときは換気しないためCO2濃度が上がる。寝ている間は酸欠に気づけないので、寝室の換気は意識的に行う必要がある

モニタリング環境の構築#

デバイス#

市販のディスプレイ付きCO2モニタは1万円前後。その中でも以下の商品はUSB経由でセンサ値を取得できるので、プログラムとの連携に便利(参考記事)。

Raspberry Pi + mackerelで常時監視#

Raspberry Pi 4にUSB接続して、mackerel-agentからカスタムメトリクスとして送信している。

mackerelでのCO2濃度モニタリンググラフ

mackerelに送信するPythonスクリプト:

from CO2Meter import *
import time
from datetime import datetime
sensor = CO2Meter("/dev/hidraw0")
time.sleep(5) # 認識待ち
data = sensor.get_data()
timestamp = int(time.time())
print("co2mini.co2\t{}\t{}".format(data["co2"], timestamp))
print("co2mini.temp\t{}\t{}".format(data["temperature"], timestamp))

mackerel-agentの設定でこのスクリプトを定期実行すれば、CO2濃度と室温をグラフで可視化・アラート設定ができる。

CO2濃度を測定して集中力低下と眠気の原因を特定する
https://blog.teraren.com/posts/co2-concentration/
作者
Yuki Matsukura
公開日
2019-04-07
ライセンス
CC BY-NC-SA 4.0
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