Analisi energetica e fluidodinamica di un’aula scolastica con un impianto VMC.

Following the health emergency caused by the SARS-CoV-2, the issue of indoor air quality has become evident, particularly in schools. The objective of this thesis is to analyze and evaluate the impact of mechanical ventilation in school classrooms, with a specific focus on a selected classroom at G. Ferraris Lower Secondary School located in Falconara Marittima (AN), where a decentralized mechanical ventilation system for air exchange has been installed. This research is based on a combination of experimental approaches, energy simulation, and computational fluid dynamics. Initially, the aim was to identify the most energy-efficient and cost-effective mode of mechanical ventilation, considering the quality of air and the behavior of the classroom under different climatic conditions. In the second part, airflow analysis within the classroom was conducted through computational fluid dynamics simulations to evaluate indoor comfort. Various modes of mechanical ventilation were compared under different climatic conditions. The collected data were analyzed and compared to assess the effectiveness of the controlled mechanical ventilation system in ensuring adequate air quality and indoor comfort. The results highlight the importance of proper sizing and management of the ventilation system to provide a healthy and comfortable learning environment for students. This thesis aims to contribute to the understanding of the effects of mechanical ventilation in school classrooms and can serve as a basis for future implementations and optimizations of indoor ventilation systems.

A seguito dell'emergenza sanitaria causata dal SARS-CoV-2, si è rivelato evidente il problema della qualità dell'aria negli ambienti interni, in particolare nelle scuole. L'obiettivo di questa tesi è analizzare e valutare l'effetto della ventilazione meccanica controllata nelle aule scolastiche, selezionando come riferimento un'aula presso la scuola Secondaria di I Grado G. Ferraris, situata nel comune di Falconara Marittima (AN), dove è stato installato un sistema decentralizzato di ventilazione meccanica controllata per il ricambio dell'aria. Il presente elaborato si basa su una combinazione di approcci sperimentali, di simulazione energetica e fluidodinamica computazionale. Inizialmente, si è cercato di individuare la modalità di ventilazione meccanica controllata più efficiente dal punto di vista energetico e con il migliore rapporto costi-benefici per la qualità dell'aria, considerando anche il comportamento dell'aula in diverse condizioni climatiche. Nella seconda parte, si è proceduto all'analisi del flusso d'aria all'interno dell'aula mediante simulazioni fluidodinamiche computazionali, al fine di valutare il comfort interno. Sono state confrontate diverse modalità di ventilazione meccanica in diverse condizioni climatiche. I dati raccolti sono stati analizzati e confrontati per valutare l'efficacia del sistema di ventilazione meccanica controllata nel garantire un'adeguata qualità dell'aria e comfort interno. I risultati evidenziano l'importanza di un corretto dimensionamento e gestione del sistema di ventilazione per garantire un ambiente di apprendimento salubre e confortevole per gli studenti. Questa tesi cerca di fornire un contributo alla comprensione degli effetti della ventilazione meccanica controllata nelle aule scolastiche e può servire come base per future implementazioni e ottimizzazioni dei sistemi di ventilazione in ambito indoor.