Chương này hỏi: các máy đo gia dụng cho biết gì về không khí phòng ngủ, và sai theo hướng nào? Kết luận chính là mỗi loại cảm biến có một kiểu sai riêng, và các kiểu sai ấy đã được đo. Trong buồng thử, đa số máy đo CO₂ sai không quá 15%, phần lớn dùng cảm biến hồng ngoại không tán sắc (non-dispersive infrared, NDIR), nhưng có máy sai tới 48% trong điều kiện nóng ẩm. "CO₂ tương đương" suy từ cảm biến khí hữu cơ không theo được CO₂ thật, còn cảm biến bụi quang học giá rẻ đọc cao khi độ ẩm cao, từ khoảng 50% hoặc 75–80% RH tuỳ loại cảm biến. Con số tổng chất hữu cơ bay hơi của máy giá rẻ không có ngưỡng sức khoẻ để so, và vị trí đặt máy có thể làm số đo lệch so với phơi nhiễm ở vùng thở.
Cảm biến CO₂: hồng ngoại, ước tính và tự hiệu chuẩn#
Phần lớn bằng chứng về thông gió phòng ngủ trong tập này dựa trên CO₂ đo bằng cảm biến, nên độ đúng của cảm biến quyết định cách đọc các con số đó. Chỉ số này có trang riêng: CO₂ phòng ngủ.
Cơ quan Môi trường Quốc gia Singapore (National Environment Agency, NEA) đặt yêu cầu cho máy đo CO₂ dùng để đánh giá thông gió (NEA, 2022). Máy phải dùng NDIR, có dải đo ít nhất 300–3.000 phần triệu (parts per million, ppm) và ghi ít nhất mỗi phút. Sai số không quá ±50 ppm hoặc ±5%, độ phân giải 10 ppm, và máy phải hiệu chuẩn được. Đây là yêu cầu kỹ thuật cho đánh giá thông gió, không phải ngưỡng sức khoẻ.
Thẩm định trong buồng thử#
Theo đánh giá của chúng tôi SL, thẩm định độc lập đầy đủ nhất trong các nguồn chúng tôi thu thập là thử nghiệm trong buồng 63,3 m³ ở Fribourg, Thuỵ Sĩ (Demanega và cs., 2021). Nhóm tác giả thử 8 máy đo đa thông số (7 máy tiêu dùng, 1 máy cấp doanh nghiệp) và 8 cảm biến đơn. Có 8 nguồn ô nhiễm, mỗi nguồn thử ở 2 điều kiện: 20 °C với độ ẩm tương đối (relative humidity, RH) 30%, và 26 °C với RH 70%. Tổng cộng là 16 thí nghiệm, so với thiết bị chuẩn.
Đa số máy cho kết quả CO₂ chấp nhận được, sai trong 15% so với chuẩn. Nhưng NDIR không tự động bảo đảm độ đúng. Ở điều kiện nóng ẩm, ba máy NDIR tốt nhất có sai số tương đối trung bình 3%, 8% và 11%. Có máy NDIR vẫn sai 24% do phản hồi chậm, và một máy khác sai 48% do lệch cố định. Cảm biến đơn SCD40 sai 6%. Ở điều kiện mát khô, sai số của các máy là 5–31%.
Nghiên cứu được tài trợ bởi Hiệp hội Kỹ sư Sưởi, Lạnh và Điều hoà Không khí Hoa Kỳ (American Society of Heating, Refrigerating and Air-Conditioning Engineers, ASHRAE), chương trình COST Action CA16114 thuộc Horizon 2020 và hai cơ quan liên bang Hoa Kỳ. Tác giả tuyên bố không có xung đột lợi ích. Bài không nói rõ máy được mua hay được cung cấp.
"CO₂ tương đương" từ cảm biến khí hữu cơ#
Một số máy không có cảm biến CO₂ mà ước tính CO₂ từ cảm biến bán dẫn oxit kim loại (metal oxide, MOX) đo khí hữu cơ. Con số này thường được gọi là CO₂ tương đương (equivalent CO₂, eCO₂). Trong buồng thử của Demanega và cộng sự, máy duy nhất dùng eCO₂ có sai số tương đối trung bình 38% ở điều kiện mát khô và 122% ở điều kiện nóng ẩm (Demanega và cs., 2021). Số đo của nó tương quan âm với chuẩn (r = −0,36). Tác giả kết luận chưa có cách thay thế cảm biến CO₂ chuyên dụng. Chỉ một máy eCO₂ được thử.
Một thẩm định thực địa ở Glasgow (Scotland) cho kết quả cùng chiều (Moreno-Rangel và cs., 2018). Năm máy Foobot được đặt trong một phòng ngủ 10,5 m² có người ở, trong khoảng 81 giờ. Sau hiệu chuẩn, eCO₂ của máy chỉ đạt hệ số xác định R² = 0,180 so với CO₂ đo bằng NDIR. Hệ số Spearman thô là 0,397–0,525. Tác giả đánh giá eCO₂ gây hiểu sai khi dùng làm chỉ báo thông gió. Nghiên cứu được tài trợ bằng học bổng CONACyT của Mexico. Hãng sản xuất về sau đề nghị giảm giá thiết bị cho nghiên cứu tiếp, sau khi bài đã qua bình duyệt. Không rõ máy trong nghiên cứu có do hãng cung cấp hay không.
Cảm biến NDIR giá rẻ ở dải thấp#
Ở dải CO₂ ngoài trời, một thẩm định trên mái Đại học Yale so 9 cảm biến NDIR giá thấp và trung bình với máy phân tích khí nhà kính chuẩn (Dubey và cs., 2024). Khi chưa hiệu chuẩn, sai số căn quân phương (root mean square error, RMSE) trung bình là 13 ppm với Vaisala GMP343, 21 ppm với Senseair Sunrise và 59 ppm với Senseair K30. Riêng một cảm biến K30 sai tới 127 ppm. Bài có số liệu tự mâu thuẫn giữa các mục.
Hiệu chuẩn bằng mô hình học máy kết hợp nhiệt độ, độ ẩm và áp suất giảm RMSE trung bình từ 27,57 xuống 9,53 ppm, khoảng 65%. Riêng cảm biến K30 giảm từ 58,27 xuống 15,77 ppm. Hạn chế lớn là CO₂ trong lúc thử chỉ 387–593 ppm, trung bình 431 ppm. Dải này chưa đại diện cho phòng ngủ đóng kín ở 1.000–3.000 ppm. Nguồn tài trợ không có hãng cảm biến nào.
Tự hiệu chuẩn nền#
Nhiều cảm biến NDIR có thuật toán hiệu chuẩn nền tự động (automatic baseline correction, ABC). Theo trang kỹ thuật của nhà sản xuất Senseair, thuật toán theo dõi giá trị thấp nhất trong 8 ngày và coi đó là khoảng 400 ppm (Senseair, 2024). Thuật toán không hoạt động ở không gian luôn có người mà CO₂ không bao giờ xuống mức ngoài trời. Hãng nói khi đó máy cần hiệu chuẩn mỗi 2–3 năm. Đây là nguồn của hãng, có lợi ích thương mại.
Theo suy luận của chúng tôi SL, một phòng ngủ ít được thông gió cả ngày lẫn đêm có thể không bao giờ về mức ngoài trời. Khi đó máy có thể coi mức thấp nhất của phòng là 400 ppm và đọc thấp hơn thật. Chúng tôi chưa tìm được nghiên cứu độc lập nào định lượng sai số này trong phòng ngủ.
Các nghiên cứu thực địa ghi cảm biến ra sao#
Mức ghi chép thiết bị khác nhau nhiều. Nghiên cứu 20 phòng ngủ ở Wellington (New Zealand) dùng máy có cảm biến NDIR, độ chính xác ±30 ppm ±3% (Bennett và cs., 2026). CO₂ ban đêm có trung vị 907 ppm, dao động 420–8.150 ppm. Nghiên cứu 38 phòng ngủ Đan Mạch, công bố dưới dạng bài hội nghị, dùng Vaisala GMW22, một cảm biến NDIR, cho CO₂ (Liao và cs., 2022). Ngược lại, nghiên cứu 2 nhà ở Hà Nội ghi 5 phút/lần bằng bộ cảm biến do Daikin cung cấp, không nêu loại cảm biến CO₂ (Nguyen và cs., 2025).
| Nghiên cứu hoặc nguồn | Điều kiện thử | Loại cảm biến | Sai số báo cáo | Nhãn |
|---|---|---|---|---|
| Demanega và cs., 2021 | Buồng 63,3 m³; 20 °C/30% RH và 26 °C/70% RH | NDIR (đa số máy) | Đa số trong 15%; nóng ẩm: 3%, 8%, 11%, 24%, 48% | ĐO |
| Demanega và cs., 2021 | Như trên | eCO₂ từ MOX (1 máy) | 38% (mát khô); 122% (nóng ẩm); r = −0,36 | ĐO |
| Moreno-Rangel và cs., 2018 | 1 phòng ngủ có người, khoảng 81 giờ | eCO₂ (Foobot) | R² 0,180 so với NDIR | ĐO |
| Dubey và cs., 2024 | Ngoài trời, 387–593 ppm | NDIR giá thấp và trung bình | RMSE 13–59 ppm; 9,53 ppm sau hiệu chuẩn | ĐO |
| NEA Singapore, 2022 | Yêu cầu kỹ thuật | NDIR | Không quá ±50 ppm hoặc ±5% | TC |
| Senseair, 2024 | Tài liệu của hãng | NDIR có ABC | Nền 400 ppm theo giá trị thấp nhất 8 ngày | NGÀNH |
Theo suy luận của chúng tôi SL, bảng cho thấy câu hỏi "máy dùng NDIR hay không" là cần nhưng chưa đủ.
Cảm biến bụi quang học giá rẻ và độ ẩm cao#
Cảm biến bụi giá rẻ chiếu sáng dòng khí, đo ánh sáng tán xạ từ hạt, rồi quy ra khối lượng bụi mịn PM2.5. Nó không cân bụi như phương pháp chuẩn, nên yếu tố nào làm hạt trông lớn hơn cũng đổi con số. Chỉ số bụi mịn có trang riêng: PM2.5.
Độ ẩm làm số đọc tăng#
Ở Brisbane (Úc), cảm biến Plantower PMS1003 bắt đầu đọc cao rõ rệt khi RH trên khoảng 75% (Jayaratne và cs., 2018). Trong phòng thí nghiệm, PM2.5 đọc được tăng gần 80%, từ khoảng 9 lên 16 µg/m³, khi RH tăng từ 78% lên 89%. Trong sương mù ngoài trời, bụi PM10 do cảm biến báo cao hơn trạm chuẩn 46%. PM2.5 của cảm biến tăng gần gấp đôi từ 00:00 tới 06:30, trong khi trạm chuẩn không tăng có ý nghĩa. Khung giờ ấy trùng với giờ ngủ.
Theo sàng lọc trước đó của cùng nhóm, các cảm biến rẻ hơn như Sharp GP2Y và Shinyei PPD42NS bị ảnh hưởng độ ẩm từ khoảng 50% RH. Nova SDS011 và Innociple PSM305 lệch từ 75–80% RH.
Dữ liệu thô của cảm biến PurpleAir đo cao hơn PM2.5 thực khoảng 40% ở phần lớn nước Mỹ (Barkjohn và cs., 2021). Kết quả dựa trên 50 cảm biến tại 39 trạm ở 16 bang, khoảng 12.000 cặp số đo 24 giờ đặt cạnh trạm chuẩn. Các tác giả thuộc Cơ quan Bảo vệ Môi trường Hoa Kỳ (Environmental Protection Agency, EPA).
Phương trình hiệu chỉnh toàn quốc của EPA có một hệ số cho độ ẩm: PM2.5 = 0,524 × PA_cf1 − 0,0862 × RH + 5,75. Ở đây PA_cf1 là số đọc thô của cảm biến. Phương trình giảm RMSE từ 8 xuống 3 µg/m³, ở nồng độ chuẩn trung bình 9 µg/m³. Nó được xây dựng cho Mỹ và chưa được kiểm định ở Việt Nam.
Khi đọc thấp và khi lấy trung bình#
Sai số bụi không chỉ theo một chiều. Trong buồng thử của Demanega và cộng sự, các máy đo bụi thấp hơn chuẩn tới 50%, và có máy thấp hơn khoảng 90% khi đốt nhang muỗi (Demanega và cs., 2021).
Thời gian lấy trung bình cũng đổi độ khớp. Ở Durham (Hoa Kỳ, nồng độ thấp), Plantower PMS3003 so với máy đo suy giảm tia beta (beta attenuation monitor, BAM) chỉ đạt R² trung bình 0,40 ở dữ liệu 1 giờ (Zheng và cs., 2018). Sai số giảm mạnh khi lấy trung bình dài hơn. Tác giả quy một phần sai số cho nhiễu của chính máy chuẩn ở nồng độ thấp. Ở Kanpur (Ấn Độ, nồng độ cao), cảm biến đáp ứng phi tuyến trên khoảng 125 µg/m³. Sau hiệu chỉnh độ ẩm bằng phương trình phi tuyến và hiệu chuẩn theo máy chuẩn, sai số tốt nhất khoảng 10%.
Số liệu ở Việt Nam#
Một đánh giá tại TP.HCM đặt PMS3003 cạnh máy BAM trên mái Khoa Môi trường, Đại học Khoa học Tự nhiên (Nguyen và To, 2019). Theo tóm tắt, cảm biến khớp tốt ở trung bình 24 giờ, R² 0,95, độ dốc 1,05. Thân bài lại ghi R² 0,90 và độ dốc 0,88. Ở dữ liệu 1 giờ R² chỉ còn 0,69, và ở dữ liệu 1 phút là 0,62. Nghiên cứu không kiểm tra ảnh hưởng độ ẩm, và tác giả đề nghị nghiên cứu thêm điểm này.
Tại Hà Nội, một cảm biến nhỏ gọn cho dữ liệu PM2.5 theo giờ tương quan R² = 0,73 với máy BAM cách 3 km, qua một năm đối chiếu (Ly và cs., 2018). Trang chúng tôi đọc không nêu hãng hay mẫu cảm biến.
R² 0,95 ở TP.HCM và mức phóng đại 40% ở Mỹ trông như mâu thuẫn, nhưng hai con số đo hai thứ khác nhau SL: R² là độ tương quan, còn 40% là độ lệch hệ thống của số đọc thô. Trung bình 24 giờ làm mờ sai số theo giờ và theo đêm ẩm, nhưng không giải thích được độ lệch 40% của PurpleAir, vì số liệu Mỹ cũng là trung bình 24 giờ SL. Đánh giá ở TP.HCM cũng có hiệu chuẩn tại chỗ, thời gian ngắn và không kiểm tra độ ẩm. Theo suy luận của chúng tôi SL, phòng ngủ cần số đo theo giờ hoặc theo đêm, đúng thang thời gian mà sai số lớn nhất.
Theo suy luận của chúng tôi SL, độ ẩm phòng ngủ ở vùng nóng ẩm có thể nằm trong vùng gây lệch. Phòng ngủ thông gió tự nhiên ở 3 căn hộ Singapore có RH 70–75% (Wong và cs., 2002). Trong đợt nồm ở Hà Nội tháng 3/2025, độ ẩm không khí ngoài trời lên tới 90–95% (Báo Sài Gòn Giải Phóng, 2025). Theo suy luận của chúng tôi SL, phòng ngủ không điều hoà ở Việt Nam trong mùa nồm hay mùa mưa thường vượt 75% RH, vùng mà PMS1003 bắt đầu đọc cao.
| Nghiên cứu | Nơi | Cảm biến | So với | Kết quả chính | Nhãn |
|---|---|---|---|---|---|
| Jayaratne và cs., 2018 | Brisbane, Úc | Plantower PMS1003 | Máy chuẩn trong phòng thí nghiệm và ngoài trời | Đọc cao từ khoảng 75% RH; tăng gần 80% khi RH 78–89% | ĐO |
| Barkjohn và cs., 2021 | 16 bang Mỹ | PurpleAir | Trạm quan trắc chuẩn | Đọc cao khoảng 40%; RMSE 8 → 3 µg/m³ sau hiệu chỉnh | ĐO |
| Zheng và cs., 2018 | Durham (Mỹ); Kanpur (Ấn Độ) | Plantower PMS3003 | Máy BAM và máy chuẩn khác | R² 1 giờ khoảng 0,40; phi tuyến trên khoảng 125 µg/m³ | ĐO |
| Demanega và cs., 2021 | Buồng thử, Thuỵ Sĩ | Nhiều máy đa thông số | Thiết bị chuẩn | Thấp hơn tới 50%; khoảng 90% với nhang muỗi | ĐO |
| Nguyen và To, 2019 | TP.HCM | Plantower PMS3003 | BAM | R² 0,95 theo tóm tắt, 0,90 theo thân bài (24 giờ); 0,69 (1 giờ); 0,62 (1 phút) | ĐO |
| Ly và cs., 2018 | Hà Nội | Không nêu | BAM cách 3 km | R² 0,73 (theo giờ) | ĐO |
Chưa có dòng nào trong bảng là phòng ngủ Việt Nam ban đêm có ghi độ ẩm.
Cảm biến bán dẫn và chỉ số tổng chất hữu cơ#
Hợp chất hữu cơ bay hơi (volatile organic compounds, VOC) là một nhóm rất rộng. Nhiều máy đo gia dụng hiển thị tổng các chất này (total VOC, TVOC) từ cảm biến MOX. Cảm biến MOX phản ứng khác nhau với từng hợp chất, nên con số phụ thuộc hỗn hợp VOC có trong phòng. Chỉ số này có trang riêng: TVOC.
Máy giá rẻ đo TVOC tới đâu#
Trong thẩm định ở Glasgow, chỉ số TVOC của Foobot đạt R² = 0,697 so với máy TVOC chuẩn sau hiệu chuẩn tại chỗ (Moreno-Rangel và cs., 2018). Hệ số Spearman thô là 0,827–0,869. Trong buồng thử của Demanega và cộng sự, kết quả TVOC phân tán và khớp định lượng kém với máy chuẩn (Demanega và cs., 2021). Dù vậy, phần lớn thiết bị phát hiện được sự kiện phát thải và tương quan mạnh với máy chuẩn.
Hai nghiên cứu gặp nhau ở một điểm. Máy giá rẻ nhận ra lúc có nguồn phát thải, nhưng theo chúng tôi SL con số tuyệt đối không đáng tin. Theo suy luận của chúng tôi SL, hệ số R² sau hiệu chuẩn tại một căn hộ cũng khó chuyển sang nhà khác có hỗn hợp VOC khác.
TVOC không phải chỉ số sức khoẻ#
Vấn đề sâu hơn nằm ở chính đại lượng. Báo cáo số 19 năm 1997 của chương trình Hợp tác châu Âu về chất lượng không khí trong nhà (European Collaborative Action, ECA) bàn trực tiếp câu hỏi này. Báo cáo kết luận không thể đưa ra hướng dẫn chính xác mức TVOC nào đáng lo về sức khoẻ và tiện nghi (ECA, 1997). Báo cáo viết TVOC không thể dùng làm đại diện cho cường độ hay mức chấp nhận được của bất kỳ tác động nào.
Báo cáo ghi phần lớn mức TVOC đo trong môi trường không công nghiệp dưới 1 mg/m³ và hiếm khi vượt 25 mg/m³. Trong thí nghiệm buồng với hỗn hợp 22 VOC, mùi được nhận biết ở 3–5 mg/m³. Phản ứng chủ quan và suy giảm thần kinh–hành vi được báo ở 25 mg/m³ trên người từng có triệu chứng hội chứng bệnh toà nhà (sick building syndrome). Một nghiên cứu khác với cùng hỗn hợp không thấy bằng chứng thuyết phục về rối loạn thần kinh–hành vi. Kết quả của một hỗn hợp cố định không áp được cho hỗn hợp khác.
ECA đề xuất rằng số đọc của đầu dò tích hợp đơn giản trên 0,3 mg/m³ nên kích hoạt phân tích chi tiết. Đây là mức sàng lọc, không phải ngưỡng sức khoẻ. Báo cáo cũng trích thang của Mølhave: dưới 0,2 mg/m³ là tiện nghi, 0,2–3 là vùng đa yếu tố, 3–25 là khó chịu và trên 25 mg/m³ là độc. ECA lưu ý các khoảng này được khái quát từ tài liệu, không suy từ dữ liệu liều–đáp ứng đã kiểm chứng. Theo quan sát của chúng tôi SL, nhiều ứng dụng và máy đo gia dụng dùng mốc kiểu này để tô màu "tốt" hay "xấu".
Cơ quan Môi trường Đức (Umweltbundesamt, UBA) năm 2007 phân năm bậc TVOC theo giá trị vệ sinh (UBA, 2007). Mức ≤ 0,3 mg/m³ là "an toàn vệ sinh". Mức 0,3–1 là "còn an toàn nếu từng chất không vượt giá trị hướng dẫn". Mức 1–3 là "đáng chú ý", 3–10 là "đáng báo động" và trên 10 là "không chấp nhận được". Đây là giá trị vệ sinh, không phải ngưỡng độc học.
Mục tiêu TVOC trong các tiêu chuẩn và chứng nhận công trình khác nhau nhiều, theo một bảng so sánh thứ cấp (RESET). Mục tiêu là 400–500 µg/m³ với RESET, WELL, LEED v5 O+M và Fitwel, 600 µg/m³ với GB/T 18883-2022 (trung bình 8 giờ), và 1.000 µg/m³ với BOMA BEST. SS 554 của Singapore đặt 1.000 phần tỉ (parts per billion, ppb), được RESET quy đổi thành 2.300 µg/m³. Phép quy đổi này phụ thuộc chất quy chiếu. Nguồn so sánh là một tổ chức chứng nhận có sản phẩm riêng, nên có xung đột lợi ích.
| Nguồn | Mốc TVOC | Bản chất | Nhãn |
|---|---|---|---|
| ECA, 1997 | > 0,3 mg/m³: phân tích chi tiết | Mức sàng lọc; không có ngưỡng sức khoẻ | TC |
| Mølhave (trích trong ECA) | < 0,2; 0,2–3; 3–25; > 25 mg/m³ | Đề xuất của một tác giả, khái quát từ tài liệu; không phải tiêu chuẩn | TC |
| UBA, 2007 | ≤ 0,3; 0,3–1; 1–3; 3–10; > 10 mg/m³ | Giá trị vệ sinh | TC |
| RESET, WELL, LEED v5 O+M, Fitwel | 400–500 µg/m³ | Mục tiêu chứng nhận công trình | NGÀNH |
| GB/T 18883-2022 | 600 µg/m³ (8 giờ) | Tiêu chuẩn quốc gia Trung Quốc, qua bảng thứ cấp | TC |
| SS 554, Singapore | 1.000 ppb (2.300 µg/m³ theo RESET) | Tiêu chuẩn quốc gia, qua bảng thứ cấp | TC |
Theo suy luận của chúng tôi SL, khi một máy đo gia dụng hiển thị TVOC "xấu", điều chắc chắn duy nhất là cảm biến MOX đang phản ứng với một hỗn hợp nào đó. Con số không cho biết đó là chất gì, nồng độ thật bao nhiêu, và có liên quan sức khoẻ hay không. Formaldehyde, chất có giá trị hướng dẫn riêng, được bàn ở chương về formaldehyde, VOC và nệm.
Đặt máy ở đâu: vùng thở khi ngủ#
Phép đo ở giữa phòng hay trên tủ đầu giường có thể không phản ánh không khí người ngủ hít vào. Dữ liệu trực tiếp nhất đến từ thực nghiệm buồng với nệm cũi trẻ em (Boor và cs., 2014). Với hình nộm nhiệt trẻ sơ sinh nằm trên nệm, nồng độ TVOC ở vùng thở cao hơn không khí chung trong phòng 1,8–2,4 lần. Khí trong lỗ xốp của nệm cao hơn 7,5–21 lần.
Cùng nghiên cứu thử phát thải 20 nệm cũi mới và cũ. Tốc độ phát thải TVOC theo diện tích trung bình là 56 µg/m²·giờ ở 23 °C và 139 µg/m²·giờ ở 36 °C, gần nhiệt độ cơ thể. Đây là dữ liệu buồng thử với nệm trẻ em, không có người thật. Theo suy luận của chúng tôi SL, máy đo đặt trên tủ đầu giường có thể đánh giá thấp phơi nhiễm vùng thở với các chất phát ra từ nệm và chăn gối.
Người ngủ cũng là một nguồn. Đo VOC thời gian thực nhiều tuần tại một ngôi nhà ở Mỹ ghi nhận gần 100 VOC và chất khác phát thải cao trong phòng ngủ khi ngủ (Molinier và cs., 2024). Chúng gồm sản phẩm oxy hoá dầu da và thành phần sản phẩm chăm sóc cá nhân.
Thang thời gian và các yếu tố đi cùng nhau#
Thang thời gian cũng quan trọng. Basner và cộng sự đặt cảm biến PM2.5, CO₂, nhiệt độ, độ ẩm và tiếng ồn trong phòng ngủ của 62 người lớn tại Hoa Kỳ trong 2 tuần (Basner và cs., 2023). Giấc ngủ được ghi bằng actigraphy, tức ước tính ngủ và thức từ cử động cổ tay, cùng nhật ký. Hiệu quả giấc ngủ được tính theo từng giờ.
So với nhóm 20% giờ có mức thấp nhất, nhóm 20% giờ có mức cao nhất đi kèm hiệu quả giấc ngủ thấp hơn 3,2% với PM2.5. Mức chênh là 4,0% với CO₂, 4,7% với tiếng ồn và 3,4% với nhiệt độ. Các yếu tố này đi cùng nhau. Theo suy luận của chúng tôi SL, một máy chỉ đo một chất sẽ không tách được chất ấy khỏi các yếu tố đi cùng.
Nghiên cứu 38 phòng ngủ Đan Mạch là một ví dụ ghi đủ thiết bị: PM2.5 đo bằng cảm biến quang Plume Labs FLOW mỗi 60 giây, CO₂ bằng Vaisala GMW22, giờ ngủ từ Fitbit Alta (Liao và cs., 2022). Cảm biến bụi này là loại cảm biến quang giá rẻ, không phải máy chuẩn.
Thiết bị đo giấc ngủ cũng có sai số riêng. So với đa ký giấc ngủ (polysomnography, PSG) tại nhà ở 14 người, vòng đeo tay khớp với tổng thời gian ngủ và thời gian trên giường (Liao và cs., 2021). Nó chỉ khớp vừa phải với ngủ nông. Nó không khớp có ý nghĩa với giấc ngủ cử động mắt nhanh (rapid eye movement, REM) và ngủ sâu (N3).
Một tổng quan 22 nghiên cứu thực địa về không khí trong lúc ngủ ghi chỉ 18% nghiên cứu đo carbon monoxide (CO), VOC hoặc formaldehyde (Canha và cs., 2021). Hiếm nghiên cứu đo đồng thời nhiều chất. Với CO, báo động gia dụng theo UL 2034 được thiết kế không kêu khi phơi nhiễm liên tục 30 ppm trong 30 ngày, theo tài liệu của nhà sản xuất (BRK Electronics). Theo suy luận của chúng tôi SL, báo động vì vậy không phải máy đo phơi nhiễm qua đêm (xem chương về ẩm, nấm mốc và carbon monoxide, và trang Than sưởi và khí CO).
Một phép đo phòng ngủ ở Việt Nam cần ghi lại những gì#
Từ các kiểu sai số ở trên, chúng tôi rút ra danh sách thông tin mà một báo cáo đo phòng ngủ cần có để người đọc đánh giá được con số SL. Đây là khung đọc, không phải khuyến nghị chọn thiết bị. Cách các máy đo hoạt động được mô tả ở trang Máy đo chất lượng không khí.
- Loại cảm biến CO₂: NDIR hay eCO₂ suy từ MOX, tên cảm biến, ABC bật hay tắt, lần hiệu chuẩn gần nhất. Yêu cầu của NEA (sai số không quá ±50 ppm hoặc ±5%, ghi ít nhất mỗi phút) là một mốc để so.
- Cảm biến bụi và độ ẩm đi kèm: tên cảm biến, RH đo đồng thời, có hiệu chỉnh độ ẩm hay không, và phần thời gian đêm có RH trên khoảng 75%.
- TVOC: ghi là chỉ số tương đối của cảm biến MOX, không đặt cạnh ngưỡng sức khoẻ.
- Vị trí: độ cao, khoảng cách tới đầu người ngủ, gần nệm hay ở giữa phòng.
- Thang thời gian: số đo theo phút, theo giờ hay trung bình cả đêm, và khung giờ ngủ thực tế.
- Trạng thái phòng: cửa đóng hay mở, điều hoà bật hay tắt, số người ngủ, mùa (nồm, mùa mưa), và các nguồn đốt trong hoặc gần phòng như nhang, than, máy phát điện, thiết bị gas.
- Giấc ngủ đo bằng gì: PSG, actigraphy, vòng đeo tay tiêu dùng, bảng hỏi hay nhật ký.
- Ai cung cấp thiết bị: như nghiên cứu ở Hà Nội ghi rõ bộ cảm biến do hãng sản xuất thiết bị thông gió cung cấp.
Theo suy luận của chúng tôi SL, một con số CO₂, PM2.5 hay TVOC không kèm các thông tin này chỉ cho biết máy đã hiển thị gì, chưa cho biết không khí ở vùng thở ra sao. Muốn quy đổi CO₂ đo được ra tốc độ trao đổi khí, xem công cụ tính trao đổi khí.
Điều chưa biết#
- Thẩm định eCO₂ từ cảm biến MOX mới có 1 thiết bị trong buồng thử của Demanega và cộng sự và 1 phòng ngủ ở Glasgow. Chúng tôi chưa tìm được nghiên cứu độc lập định lượng sai số do hiệu chuẩn nền tự động trong phòng ngủ đóng kín.
- Thẩm định hiệu chuẩn bằng học máy cho cảm biến NDIR giá rẻ chỉ làm ở dải 387–593 ppm. Độ đúng ở dải 1.000–3.000 ppm của phòng ngủ đóng kín, trong điều kiện nóng ẩm, chưa được kiểm định trong các nguồn của tập này.
- Chúng tôi chưa tìm được nghiên cứu hiệu chỉnh cảm biến bụi giá rẻ theo độ ẩm trong điều kiện khí hậu Việt Nam. Đánh giá ở TP.HCM không kiểm tra độ ẩm, và chưa có số liệu Hà Nội mùa nồm.
- Dữ liệu vùng thở khi ngủ chỉ có từ hình nộm trẻ sơ sinh trên nệm cũi. Chúng tôi chưa tìm được nghiên cứu ở người lớn so số đo vùng thở với số đo đầu giường.
- Dữ liệu CO₂ phòng ngủ ban đêm ở Việt Nam trong các nguồn của tập này rất ít, chỉ có 2 nghiên cứu nhỏ. Chúng tôi chưa tìm được nghiên cứu Việt Nam nào đo đồng thời CO₂ và giấc ngủ.
- Chúng tôi chưa tìm được nghiên cứu đo formaldehyde hay TVOC trong nhà hoặc phòng ngủ ở Hà Nội và TP.HCM có công bố khoa học mở.
Viết tắt trong trang
- PSG
- đa ký giấc ngủ (polysomnography)
- REM
- giấc ngủ cử động mắt nhanh (rapid eye movement)
- VOC
- hợp chất hữu cơ bay hơi (volatile organic compounds)
Cách trích dẫn trang này
Ban biên tập giacngungon.vn (2026). Đo không khí phòng ngủ: cảm biến và sai số. Trong: Tập 10 — Không khí phòng ngủ: CO₂ và thông gió, bụi mịn, hoá chất trong nhà và cách đo. giacngungon.vn. https://giacngungon.vn/nghien-cuu/khong-khi-phong-ngu/do-khong-khi-phong-ngu/