The optimal amount of air for the natural ventilation of classrooms as a function of the rate of outdoor air leakage from windows

• Autorzy: Lis Piotr

Identyfikatory

DOI

10.17512/znb.2020.1.16

Warianty tytułu

PL

Właściwa ilość powietrza dla wentylacji naturalnej sal lekcyjnych w funkcji wartości współczynnika infiltracji powietrza zewnętrznego dla okien

• Języki publikacji: EN

Abstrakty

EN

In the last few years there has been a tendency towards the air-tight sealing of buildings. This phenomenon can be seen both in older buildings being refurbished, as well as in those that are new or thermally upgraded. The use of excessively air-tight windows in educational buildings with gravity (natural) ventilation system limits the inflow of external air to classrooms. The analysis covered 50 educational buildings in Częstochowa, which are used by primary and middle schools. Windows in those buildings were in a bad or very bad technical condition and their air-permeability was very high. Their defects cause excessive heat losses from heated rooms. It turns out, however, that the high air-permeability of windows (rate of outdoor air leakage (a) at the level of 6-7 m3/(hmdaPa2/3) allows for a relatively beneficial level of natural ventilation and sufficient inflow of fresh air in the absence of other inflow of outside air solutions. Unfortunately, as a result of the replacement of old windows with new ones and no changes in the existing system of natural ventilation, a considerable deterioration of microclimate in classrooms can be expected, especially due to non-compliance with the requirements related to the sufficient supply of fresh air. To prevent this, it is necessary to take action to improve existing ventilation systems.

PL

Od kilku lat obserwuje się tendencję do uszczelniania budynków. Zjawisko to można zaobserwować zarówno w remontowanych starszych budynkach, jak i w nowych lub poddawanych termomodernizacji. Ponieważ większość budynków edukacyjnych jest wyposażona w systemy wentylacji naturalnej (grawitacyjnej), zastosowanie okien nadmiernie szczelnych znacznie ogranicza dopływ powietrza z zewnątrz do pomieszczeń. Z tego punktu widzenia zbadano kompletną statystyczną populację miejską 50 budynków edukacyjnych zlokalizowanych w Częstochowie. Okna w tych budynkach były w złym lub bardzo złym stanie technicznym, a ich przepuszczalność powietrza była bardzo wysoka. Ich wady powodują nadmierne straty ciepła z ogrzewanych pomieszczeń. Okazuje się jednak, że wysoka przepuszczalność powietrza okien (współczynnik infiltracji powietrza z zewnątrz (a) na poziomie 6-7 m3/(hmdaPa2/3) pozwala na stosunkowo prawidłowe funkcjonowanie naturalnej wentylacji i wystarczający dopływ powietrza z zewnątrz przy braku innych rozwiązań np. nawiewników. Niestety w wyniku wymiany starych okien na nowe i braku zmian w istniejącym systemie wentylacji naturalnej można spodziewać się znacznego pogorszenia mikroklimatu w salach lekcyjnych, szczególnie z powodu niespełnienia wymagań związanych z dostarczaniem dostatecznej ilości świeżego powietrza, aby temu zapobiec konieczne jest podjęcie działań modernizacyjnych instalacji wentylacyjnej.

Słowa kluczowe

EN

educational building; outdoor air leakage; air infiltration; natural ventilation

PL

budynek edukacyjny; sala lekcyjna; szczelność okien; infiltracja powietrza; wentylacja

• Wydawca: Wydawnictwo Politechniki Częstochowskiej
• Czasopismo: Zeszyty Naukowe Politechniki Częstochowskiej. Budownictwo
• Rocznik: 2020
• Tom: Z. 26 (176)
• Strony: 108--113
• Opis fizyczny: Bibliogr. 11 poz., rys.

Twórcy

autor

Lis Piotr

• Czestochowa University of Technology, Faculty of Infrastructure and Environment, J.H. Dąbrowskiego 73, 42-201 Czestochowa, Poland

Bibliografia

• [1] Jenkins D.P., Peacock A.D., Banfill P.F.G.: Will future low-carbon schools in the UK have an over heating problem? Building and Environment 44 (2009), pp. 490-501.
• [2] Clements-Croome D.J., Awbi H.B., Bako-Biro Z., Kochhar N., Williams M.: Ventilation rates in schools. Building and Environment 43 (2008), pp. 362-367.
• [3] Lis P., Seria Monografie nr 263, Cechy budynków edukacyjnych a zużycie ciepła do ogrzewania, Wydawnictwo Politechniki Częstochowskiej, Częstochowa 2013.
• [4] Lis P.: Normatywna ilość powietrza do wentylacji sali lekcyjnej a możliwości infiltracji powietrza przez okna. Ciepłownictwo, Ogrzewnictwo, Wentylacja nr 1/47/2016, s. 22-29; ISSN 0137-3676.
• [5] Lis P., Janik M.: Natural ventilation of classrooms in relation to air-tightness of window. W: Nowoczesne rozwiązania w inżynierii i ochronie środowiska. Praca zbiorowa. Wydawnictwo Instytutu Klimatyzacji i Ogrzewnictwa Wydziału Inżynierii Środowiska Politechniki Wrocławskiej, Wrocław 2014, s. 123-128, ISBN 978-83- 929704-7-7.
• [6] Sedlakova A.: Energy saving as a result of suitable design of building`s bottom constructions. Technical Magazine 103 n. 5-B (2006), pp. 531-536.
• [7] Sowa J.: Ventilation and air quality in school buildings. Heating Sector, Heating and Ventilation 3 (2002), pp. 24-29.
• [8] Nantka M. B.: Relations between the windows tightness and realization of the natural ventilation tasks in multi-family buildings. Heating Sector, Heating and Ventilation 1 (2004), pp. 21-24; 2 (2004), pp. 21-24.
• [9] Ferdyn-Grygierek J.: Energy efficiency of heating and ventilation in the modernized school buildings. Heating Sector, Heating and Ventilation 10 (2005), pp. 28-31.
• [10] Laskowski L.: Thermal protection and building energy performance. Publishing House - Warsaw University of Technology. Warsaw 2005.
• [11] Meklin T., Reponen T., Toivola M., Koponen V., Husman T., Hyvärinen A., Nevalainen A.: Size distributions of airborne microbes in moisture-damaged and reference school buildings of two construction types. Atmospheric Environment 36 (2002), pp. 6031-6039.

Uwagi

Opracowanie rekordu ze środków MNiSW, umowa Nr 461252 w ramach programu "Społeczna odpowiedzialność nauki" - moduł: Popularyzacja nauki i promocja sportu (2021).