Towards Health and Comfort: Architectural Design and Indoor Air Quality in Naturally Ventilated Classrooms

• Marina Silva Garcia ^[1] ; Roberta Vieira Gonçalves Souza ^[1] ; Fernando José Silva ^[1]
  1. [1] Universidade Federal de Minas Gerais

     Universidade Federal de Minas Gerais

     Brasil

     
• Localización: Proceedings of CIRMARE 2023: recovery, maintenance and rehabilitation of buildings, 2024, ISBN 978-3-031-48460-5, págs. 403-413
• Idioma: inglés
• Texto completo no disponible (Saber más ...)
• Resumen
  • español

    El mantenimiento de una adecuada calidad ambiental en interiores es crucial para la salud y el rendimiento de los ocupantes de los edificios. En los edificios educativos, se debe prestar especial atención a la calidad del aire debido a los altos niveles de ocupación y al impacto significativo que un entorno de aprendizaje propicio puede tener en los logros de los estudiantes a lo largo de la vida. La literatura existente sugiere que las estrategias de diseño pueden influir en la calidad del aire al promover la ventilación y la circulación del aire. Sin embargo, en Brasil, este campo de estudio sigue siendo relativamente inexplorado. Por lo tanto, el objetivo de este artículo es examinar la relación entre las características arquitectónicas de las aulas de educación superior y su calidad del aire interior. Para lograrlo, se compiló una base de datos completa que comprende las características arquitectónicas de 527 aulas de una universidad pública que utiliza ventilación natural como modo principal de aire acondicionado. El enfoque se centró en los factores que podrían afectar potencialmente la calidad del aire interior, como la relación ventana-pared, la presencia de ventilación cruzada y la densidad de ocupación. Se calculó el número de cambios de aire por hora para un aula representativa con y sin ventilación cruzada, y los resultados se compararon con las tasas de renovación del aire recomendadas que se encuentran en la literatura. Los resultados revelaron que solo el 12% de la base de datos estaba compuesta por aulas con ventilación cruzada en entornos con ventilación natural. Además, las tasas de renovación del aire calculadas para las aulas con ventilación cruzada fueron 3,8 veces más altas que las de las aulas con ventilación unilateral. Dada la limitada investigación sobre este tema en Brasil, este estudio tiene como objetivo contribuir al debate en curso y generar conciencia sobre la importancia de la calidad del aire en los entornos académicos y su correlación con el diseño arquitectónico.

  • English

    The maintenance of adequate indoor environmental quality is crucial for the health and performance of building occupants. In educational buildings, particular attention should be given to air quality due to high occupancy levels and the significant impact that a conducive learning environment can have on a student’s lifelong achievements. Existing literature suggests that design strategies can influence air quality by promoting ventilation and air circulation. However, in Brazil, this field of study remains relatively unexplored. Therefore, the aim of this paper is to examine the relationship between architectural features of higher education classrooms and their indoor air quality. To accomplish this, a comprehensive database comprising architectural characteristics of 527 classrooms from a public university that utilizes natural ventilation as the primary air conditioning mode was compiled. The focus was placed on factors that could potentially affect indoor air quality, such as the window-to-wall ratio, the presence of cross ventilation, and occupancy density. The number of air changes per hour was calculated for a representative classroom with and without cross-ventilation, and the results were compared to recommended air renovation rates found in the literature. The findings revealed that only 12% of the database consisted of classrooms with cross-ventilation design in naturally ventilated settings. Moreover, the calculated air renovation rates for cross-ventilated classrooms were 3.8 times higher than those for single-sided ventilated classrooms. Given the limited research on this topic in Brazil, this study aims to contribute to the ongoing discussion and raise awareness about the significance of air quality in academic environments and its correlation with architectural design.