Empirical assessment of air quality and thermal conditions in schools with natural and controlled ventilation: A case study in Czech Republic

Abstract

Viele Schulen in der Tschechischen Republik werden in den kommenden Jahren mit finanzieller Unterstützung von Förderprogrammen, die den Einbau von kontrollierten Lüftungssystemen fördern, saniert. Die Leistung von kontrollierten Lüftungssystemen in Schulen wird typischerweise mehrere Jahre nach der Installation nicht mehr überwacht oder gewartet. Innenraumluftparameter (Kohlendioxid, Temperatur und Luftfeuchtigkeit) wurden im Verlauf eines typischen Schultages in einer Gruppe von Schulen mit kontrollierter Lüftung und natürlich belüfteten Schulen untersucht, um Unterschiede zu identifizieren. Die gemessenen Parameter wurden mit den aktuellen Anforderungen der europäischen Norm verglichen. Vorgeschriebene Konzentrationswerte wurden sowohl in den Musterschulen mit kontrollierter Lüftung als auch in den Schulen mit natürlicher Lüftung gefunden. In einer Schule mit kontrollierter Lüftung wurden die vorgeschriebenen Konzentrationswerte zusammen mit den zulässigen Temperatur- und Feuchtebereichen erreicht. In einer natürlich belüfteten Schule waren die Werte zufriedenstellend, nur die Mindesttemperatur lag leicht unter dem akzeptierten Wert. In einer Schule mit kontrollierter Lüftung wurde ein Sonderfall festgestellt, der nicht mit den anderen Ergebnissen übereinstimmte und auf eine nicht funktionierende Lüftungsanlage schließen lässt. Die Ergebnisse haben gezeigt, dass korrelative Beziehungen zwischen der Kohlendioxidkonzentration, der Temperatur und der Luftfeuchtigkeit helfen können, die Lüftungsstrategie anzugeben. Die Schülerinnen und Schüler wurden nach ihrer Wahrnehmung bezüglich der Raumluftqualität und des thermischen Empfindens befragt. Sie empfanden die Raumluft meist als neutral, unabhängig von den tatsächlichen Konzentrationswerten. Die Studie zeigt, dass zufriedenstellende Bedingungen sowohl durch kontrollierte als auch durch natürliche Lüftung erreicht werden können. Außerdem ist es von Notwendigkeit, auf die Einstellung und Wartung einer kontrollierten Lüftungsanlage zu achten und die Aufklärung der Bewohnerinnen und Bewohner über die Lüftung und ihr Verhalten zu betonen.

Many schools in the Czech Republic will be refurbished in the following years with the financial support of subsidy programs, which promote the installation of controlled ventilation systems. Performance of controlled ventilation systems in schools is not monitored and maintained several years after installation. Indoor air parameters (carbon dioxide, temperature, and humidity) were studied over the course of one typical school day in a group of schools with controlled ventilation and naturally ventilated schools to find differences. Measured parameters were compared with the current European standard requirements. Prescribed concentration values were found both in controlled ventilation and natural ventilation sample schools. Prescribed concentration values together with acceptable temperature and humidity ranges were fulfilled in one school with controlled ventilation. In one naturally ventilated school values were satisfactory, only minimum temperature was slightly under the accepted value. One special case of school with controlled ventilation was found, which was not in line with the other results and suggests a non-operating ventilation unit. The results have shown that correlative relationships between carbon dioxide concentration, temperature, and humidity can help indicate the ventilation strategy. Pupils were asked about their perception of indoor air quality and thermal perception. They perceived the indoor air mostly as neutral regardless ofthe actual concentration values. The study shows that satisfactory conditions can be achieved via both controlled and natural ventilation. It is important to pay attention to the setting and maintenance of a controlled ventilation systems and to emphasize educating occupants about ventilation and their behaviour.