"Indoor Air Quality" topic is the basis of the thesis work that follows three main steps: “think” trough the theoretical groundwork, “design” the measurement setup and the wireless sensor network, “execute” the experimental measurements in a real case. Temperature, Relative humidity, indoor pollutants as volatile organic compounds (VOCs), and CO2 concentrations are defined as the most influencing factors affecting the IAQ concept. These parameters' acceptable limits are investigated according to humans’ comfort and health, ventilation strategies, and the Covid-19 pandemic perspective. The designed sensors’ system aims to develop a methodology to monitor the real-time IAQ parameters outlined in the groundwork phase, and detect the window and door state to determine a link between the indoor and outdoor variables. In addition, the subjective votes on IAQ coming from the students through a feedback board provide a correlation between the occupants’ perceptions and environmental parameters. The systems development follows some key streaks, simplicity in architecture, the integrity of different components, flexibility in network, affordability, and availability on the eCommerce, repeatability, and non-dependency on in-depth knowledge. Finally, the deployed system has been tested in a naturally ventilated Italian school during the COVID-19 pandemic. Students’ centered analysis was carried out on the dataset to provide qualitative indoor scenarios. In conclusion, the thesis proposes smart and repeatable devices’ architecture to provide data that can be interpreted and integrated into some future developments of active control systems, based on the “Indoor Air Quality” monitoring.

L'argomento "Indoor Air Quality" è alla base del lavoro di tesi che segue tre fasi principali: "pensare" attraverso le basi teoriche, "progettare" il setup di misura e la rete di sensori wireless, "eseguire" le misurazioni sperimentali in un caso reale. La temperatura, l'umidità relativa, gli inquinanti interni come composti organici volatili (COV) e le concentrazioni di CO2 sono definiti come i fattori che influenzano maggiormente il concetto di IAQ. I limiti accettabili di questi parametri vengono studiati in base al comfort e alla salute degli esseri umani, alle strategie di ventilazione e alla prospettiva della pandemia Covid-19. Il sistema di sensori progettato mira a sviluppare una metodologia per monitorare i parametri IAQ in tempo reale delineati nella fase di lavoro di base e rilevare lo stato di finestre e porte per determinare un collegamento tra le variabili interne ed esterne. Inoltre, i voti soggettivi sulla IAQ provenienti dagli studenti attraverso un pannello di feedback forniscono una correlazione tra le percezioni degli occupanti e i parametri ambientali. Lo sviluppo dei sistemi segue alcune linee chiave, semplicità nell'architettura, integrità dei diversi componenti, flessibilità nella rete, convenienza e disponibilità sull'eCommerce, ripetibilità e non dipendenza da una conoscenza approfondita. Infine, il sistema implementato è stato testato in una scuola italiana a ventilazione naturale durante la pandemia COVID-19. L'analisi centrata degli studenti è stata condotta sul set di dati per fornire scenari interni qualitativi. In conclusione, la tesi propone un'architettura di dispositivi intelligenti e ripetibili per fornire dati che possono essere interpretati e integrati in alcuni futuri sviluppi dei sistemi di controllo attivo, basati sul monitoraggio della "Qualità dell'aria interna".

Sensor networks development for indoor air quality assessment in a school. Validation procedure and experimental tests during the COVID-19 pandemic

Nabilou, Fatemeh;Maresca, Matteo
2019/2020

Abstract

"Indoor Air Quality" topic is the basis of the thesis work that follows three main steps: “think” trough the theoretical groundwork, “design” the measurement setup and the wireless sensor network, “execute” the experimental measurements in a real case. Temperature, Relative humidity, indoor pollutants as volatile organic compounds (VOCs), and CO2 concentrations are defined as the most influencing factors affecting the IAQ concept. These parameters' acceptable limits are investigated according to humans’ comfort and health, ventilation strategies, and the Covid-19 pandemic perspective. The designed sensors’ system aims to develop a methodology to monitor the real-time IAQ parameters outlined in the groundwork phase, and detect the window and door state to determine a link between the indoor and outdoor variables. In addition, the subjective votes on IAQ coming from the students through a feedback board provide a correlation between the occupants’ perceptions and environmental parameters. The systems development follows some key streaks, simplicity in architecture, the integrity of different components, flexibility in network, affordability, and availability on the eCommerce, repeatability, and non-dependency on in-depth knowledge. Finally, the deployed system has been tested in a naturally ventilated Italian school during the COVID-19 pandemic. Students’ centered analysis was carried out on the dataset to provide qualitative indoor scenarios. In conclusion, the thesis proposes smart and repeatable devices’ architecture to provide data that can be interpreted and integrated into some future developments of active control systems, based on the “Indoor Air Quality” monitoring.
CADENA, JUAN D.B.
POLI, TIZIANA
ARC I - Scuola di Architettura Urbanistica Ingegneria delle Costruzioni
15-dic-2020
2019/2020
L'argomento "Indoor Air Quality" è alla base del lavoro di tesi che segue tre fasi principali: "pensare" attraverso le basi teoriche, "progettare" il setup di misura e la rete di sensori wireless, "eseguire" le misurazioni sperimentali in un caso reale. La temperatura, l'umidità relativa, gli inquinanti interni come composti organici volatili (COV) e le concentrazioni di CO2 sono definiti come i fattori che influenzano maggiormente il concetto di IAQ. I limiti accettabili di questi parametri vengono studiati in base al comfort e alla salute degli esseri umani, alle strategie di ventilazione e alla prospettiva della pandemia Covid-19. Il sistema di sensori progettato mira a sviluppare una metodologia per monitorare i parametri IAQ in tempo reale delineati nella fase di lavoro di base e rilevare lo stato di finestre e porte per determinare un collegamento tra le variabili interne ed esterne. Inoltre, i voti soggettivi sulla IAQ provenienti dagli studenti attraverso un pannello di feedback forniscono una correlazione tra le percezioni degli occupanti e i parametri ambientali. Lo sviluppo dei sistemi segue alcune linee chiave, semplicità nell'architettura, integrità dei diversi componenti, flessibilità nella rete, convenienza e disponibilità sull'eCommerce, ripetibilità e non dipendenza da una conoscenza approfondita. Infine, il sistema implementato è stato testato in una scuola italiana a ventilazione naturale durante la pandemia COVID-19. L'analisi centrata degli studenti è stata condotta sul set di dati per fornire scenari interni qualitativi. In conclusione, la tesi propone un'architettura di dispositivi intelligenti e ripetibili per fornire dati che possono essere interpretati e integrati in alcuni futuri sviluppi dei sistemi di controllo attivo, basati sul monitoraggio della "Qualità dell'aria interna".
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Utilizza questo identificativo per citare o creare un link a questo documento: https://hdl.handle.net/10589/170191