THERMAL COMFORT AND INDOOR AIR QUALITY IN EDUCATIONAL BUILDINGS: ASSESSMENT AND STRATEGIES FOR IMPROVEMENT

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Main Author: Simões, João Gabriel Ruas
Publication Date: 2023
Format: Master thesis
Language: eng
Source: Repositórios Científicos de Acesso Aberto de Portugal (RCAAP)
Download full: https://hdl.handle.net/10316/110509
Summary: Dissertação de Mestrado em Energia para a Sustentabilidade apresentada à Faculdade de Ciências e Tecnologia
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Despite newer constructions increasingly adopting mechanically ventilating systems, many buildings only have natural ventilation. It makes especially important the development of efficient naturally ventilation strategies that maintain comfortable thermal environments and ensure high level of energy efficiency. This work was developed in the context of the 3SQair European project and evaluates the situation regarding Indoor Air Quality (IAQ) and Thermal Comfort (TC) parameters in classrooms during a four-month monitoring period. Also, a short-term study was performed by means of a survey concerning the situation of IAQ and TC during a class. This work has as subjects of study two classrooms in the Department of Mechanical Engineering of the University of Coimbra and a classroom of the Escola Secundária Infanta Dona Maria in Coimbra. The CO2 concentration levels, Temperature and Relative Humidity of two classrooms of the Department of Mechanical Engineering (one with mechanical ventilation and another without) were evaluated in terms of compliance with the existing Portuguese law and characterized according to the categories of comfort proposed in EN 16798-1:2019. On several occupation periods the objects of study at the Department of Mechanical Engineering did not comply with the threshold of CO2 maximum concentration established by national law, during occupancy periods with CO2 concentrations reaching as high as 3142 ppm in the natural ventilated room and 3080 ppm in the room with a mechanical ventilation system. The analysis of TC showed that December was the period of worst performance considering that 52% of the occupation periods were classified as category IV (for the mechanically ventilated room) and 42% (for the naturally ventilated room). The analysis performed on the relative humidity revealed that it was always compliant during the occupation periods.This work investigates the creation of a management system for the naturally ventilated space. Additionally proposes the implementation of a traffic light system of CO2 to shape occupant behaviour to act upon the improvement of IAQ. Also, it is recommended for the mechanically ventilated room, that a certified technician verifies the Heating, Ventilation and Air Condition (HVAC) system in place to check for possible malfunctions.A conhecida questão da má Qualidade Ambiental Interior em edifícios escolares, em que muitas vezes não cumpre os padrões de saúde e conforto, é motivo de preocupação. Na qual pode não só causar desconforto aos ocupantes das salas de aula, como também contribuir ao desenvolvimento de sintomas de saúde em pessoas que estão expostas continuadamente, ao aumento da taxa de absentismo e, em geral, à deterioração do processo de aprendizagem dos alunos. Apesar das novas construções adotarem cada vez mais sistemas de ventilação mecânica, muitos edifícios ainda são ventilados naturalmente. Isso torna especialmente importante o desenvolvimento de estratégias de ventilação natural eficientes que por um lado mantenham ambientes térmicos confortáveis e também garantam um alto nível de eficiência energética. Este trabalho foi desenvolvido no âmbito do projeto europeu 3SQair e avalia a situação em relação aos parâmetros de Qualidade do Ar Interior e Conforto Térmico em salas de aula durante um período de monitorização de quatro meses. Além disso, foi realizado um estudo de curto prazo por meio de um inquérito sobre a situação da Qualidade do Ar Interior e Conforto Térmico durante uma aula. Este trabalho tem como objetos de estudo duas salas de aula do Departamento de Engenharia Mecânica da Universidade de Coimbra e uma sala de aula da Escola Secundária Infanta Dona Maria, em Coimbra. Os níveis de concentração de CO2, temperatura e humidade relativa em duas salas de aula do Departamento de Engenharia Mecânica (uma com ventilação mecânica e outra apenas ventilação natural) foram avaliados em termos de conformidade com a legislação portuguesa vigente e caracterizados de acordo com as categorias de conforto propostas na EN 16798-1:2019. Em vários períodos de ocupação, os objetos de estudo no Departamento de Engenharia Mecânica não cumpriram o limite de concentração máxima de CO2 durante os períodos de ocupação, estabelecido pela legislação nacional, com concentrações de CO2 atingindo até 3142 ppm na sala de ventilação natural e 3080 ppm na sala com sistema de ventilação mecânica. A análise do CT mostrou que dezembro foi o período de pior desempenho, considerando que 52% dos períodos de ocupação foram classificados como categoria IV (para a sala com ventilação mecânica) e 42% (para a sala com ventilação natural). A análise à humidade relativa revelou que as salas estiveram sempre em conformidade durante os períodos de ocupação.Este trabalho investiga a criação de um sistema de gestão para o espaço com ventilação natural. Além disso, propõe a implementação de um sistema de semáforo de CO2 para moldar o comportamento dos ocupantes visando à melhoria da Qualidade do Ar Interior. Também é recomendado, para a sala com ventilação mecânica, que um técnico certificado verifique o sistema de Aquecimento, Ventilação e Ar Condicionado (AVAC) instalado para verificar a existência de possíveis falhas.2023-10-30info:eu-repo/semantics/publishedVersioninfo:eu-repo/semantics/masterThesishttps://hdl.handle.net/10316/110509https://hdl.handle.net/10316/110509TID:203398637engSimões, João Gabriel Ruasinfo:eu-repo/semantics/openAccessreponame:Repositórios Científicos de Acesso Aberto de Portugal (RCAAP)instname:FCCN, serviços digitais da FCT – Fundação para a Ciência e a Tecnologiainstacron:RCAAP2023-11-23T23:02:03Zoai:estudogeral.uc.pt:10316/110509Portal AgregadorONGhttps://www.rcaap.pt/oai/openaireinfo@rcaap.ptopendoar:https://opendoar.ac.uk/repository/71602025-05-29T06:02:29.919354Repositórios Científicos de Acesso Aberto de Portugal (RCAAP) - FCCN, serviços digitais da FCT – Fundação para a Ciência e a Tecnologiafalse
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