Contributions to the assessment of indoor air quality, thermal comfort and ventilation in educational buildings

Abstract

(English) Indoor air quality and thermal comfort in educational buildings have significant impacts on students’ health, well-being, productivity, and learning performance. Schools, where students spend most of their day, are often challenged to maintain good indoor air quality due to high occupancy density and long occupancy duration. Students have different thermal sensations than adults, and they tend to passively adapt to the indoor environment without complaining. This creates challenges in maintaining a comfortable thermal environment in classrooms. Moreover, indoor air quality and thermal comfort often have complex interactions with ventilation, leading to difficulties in balancing the two aspects. Therefore, the assessment of indoor air quality, thermal comfort, and ventilation of educational buildings has always been the focus of the educational and scientific community. This doctoral research aims to assess indoor air quality, thermal comfort, and ventilation in educational buildings in the Mediterranean climate, contributing to a number of identified important research gaps on the topic. The main results include: the comprehensive assessment of indoor air quality and thermal comfort in educational buildings, the development of a data-driven predictive model for indoor air quality and thermal comfort in educational buildings, the modeling of students' thermal comfort, and the enhancement of field thermal comfort survey data in schools. This doctoral thesis presents the core of this doctoral research. These results contribute to the topic from both scientific and practical perspectives and provide useful references for relevant research.

(Català) La qualitat de l'aire interior i el confort tèrmic en els edificis educatius tenen impactes significatius en la salut, el benestar, la productivitat i el rendiment d'aprenentatge dels estudiants. Les escoles, on els estudiants passen la major part del dia, sovint tenen dificultats per mantenir una bona qualitat de l'aire interior a causa de l'alta densitat d'ocupació i la llarga durada de l'ocupació. Els estudiants tenen sensacions tèrmiques diferents de les dels adults i tendeixen a adaptar-se passivament a l'ambient interior sense queixar-se. Això crea reptes per mantenir un ambient tèrmic confortable a les aules. A més, la qualitat de l'aire interior i el confort tèrmic sovint tenen interaccions complexes amb la ventilació, cosa que dificulta l'equilibri entre els dos aspectes. Per tant, l'avaluació de la qualitat de l'aire interior, el confort tèrmic i la ventilació dels edificis educatius sempre ha estat el focus de la comunitat educativa i científica. Aquesta investigació doctoral té com a objectiu avaluar la qualitat de l'aire interior, el confort tèrmic i la ventilació en edificis educatius en el clima mediterrani, contribuint a una sèrie de llacunes de recerca importants identificades sobre el tema. Els principals resultats inclouen: l'avaluació exhaustiva de la qualitat de l'aire interior i el confort tèrmic en edificis educatius, el desenvolupament d'un model predictiu basat en dades per a la qualitat de l'aire interior i el confort tèrmic en edificis educatius, la modelització del confort tèrmic dels estudiants i la millora de les dades d'enquestes de confort tèrmic de camp a les escoles. Aquesta tesi doctoral presenta el nucli d'aquesta recerca doctoral. Aquests resultats contribueixen al tema des de perspectives tant científiques com pràctiques i proporcionen referències útils per a la recerca pertinent.

(Español) La calidad del aire interior y el confort térmico en los edificios educativos tienen un impacto significativo en la salud, el bienestar, la productividad y el rendimiento académico del alumnado. Los centros educativos, donde el alumnado pasa la mayor parte del día, suelen tener dificultades para mantener una buena calidad del aire interior debido a la alta densidad y la larga duración de la ocupación. Los estudiantes tienen sensaciones térmicas diferentes a las de los adultos y tienden a adaptarse pasivamente al ambiente interior sin quejarse. Esto dificulta el mantenimiento de un ambiente térmico confortable en las aulas. Además, la calidad del aire interior y el confort térmico suelen interactuar de forma compleja con la ventilación, lo que dificulta el equilibrio entre ambos aspectos. Por lo tanto, la evaluación de la calidad del aire interior, el confort térmico y la ventilación de los edificios educativos siempre ha sido el foco de atención de la comunidad educativa y científica. Esta investigación doctoral tiene como objetivo evaluar la calidad del aire interior, el confort térmico y la ventilación en edificios educativos de clima mediterráneo, contribuyendo a cubrir importantes lagunas de investigación identificadas sobre este tema. Los principales resultados incluyen: la evaluación integral de la calidad del aire interior y el confort térmico en edificios educativos, el desarrollo de un modelo predictivo basado en datos para la calidad del aire interior y el confort térmico en edificios educativos, la modelización del confort térmico del alumnado y la mejora de los datos de encuestas de campo sobre confort térmico en centros educativos. Esta tesis doctoral presenta el núcleo de esta investigación doctoral. Estos resultados contribuyen al tema desde perspectivas tanto científicas como prácticas y proporcionan referencias útiles para la investigación relevante.