Mechanical ventilation schemes for existing school classrooms: numerical simulation on ventilation effectiveness

The recent COVID-19 pandemic has emphasized the important role of building ventilation to reduce the infection risk besides providing a general improvement of Indoor Air Quality (IAQ). Among ventilation strategies, mechanical ventilation stands out as the only approach capable of ensuring both adequate ventilation rates and thermal comfort, particularly when combined with heat recovery from exhaust air. Therefore, it is highly recommended for use in classrooms, especially during the heating season. In this context, the thesis focuses on assessing various mechanical air distribution systems that are suitable for retrofitting Italian school buildings. Using advanced simulation tools, the ventilation effectiveness of the proposed solutions are evaluated and compared within typological Italian classroom layouts. The findings aim to guide facility managers and policymakers in selecting ventilation schemes based on ventilation performances and classroom constrains.

La recente pandemia di COVID-19 ha sottolineato l’importante ruolo della ventilazione degli edifici per ridurre il rischio di infezione oltre a fornire un miglioramento generale della qualità dell’aria interna (IAQ). Tra le strategie di ventilazione, la ventilazione meccanica si distingue come l’unico approccio in grado di garantire sia tassi di ventilazione adeguati che comfort termico, in particolare se combinato con il recupero di calore dall’aria esausta. Pertanto, se ne consiglia vivamente l'uso nelle aule, soprattutto durante la stagione di riscaldamento. In questo contesto, la tesi si concentra sulla valutazione di vari sistemi meccanici di distribuzione dell'aria adatti al retrofit degli edifici scolastici italiani. Utilizzando strumenti di simulazione avanzati, l'efficacia della ventilazione delle soluzioni proposte viene valutata e confrontata con i layout tipologici delle aule italiane. I risultati mirano a guidare i gestori delle strutture e i responsabili politici nella scelta degli schemi di ventilazione basati sulle prestazioni di ventilazione e sui vincoli della classe.