ANALISI SPERIMENTALE PARAMETRICA: INCIDENZA DELLA VENTILAZIONE MECCANICA E DELLA TIPOLOGIA DI FINESTRE SUL COMFORT TERMICO INTERNO

This thesis analyzes the importance of school building design in relation to Indoor Environmental Quality (IEQ), focusing specifically on thermal comfort. The research examines three configurations of classrooms (square, wide, and deep) to evaluate how different spatial arrangements influence this aspect. The work is divided into several phases, starting with an analysis of the current context, previously conducted, of school buildings in Italy, highlighting the main structural deficiencies and the urgency for improvement interventions. Subsequently, an environmental monitoring was conducted in a test-room using advanced instruments such as the ComfortSense Dantec and a thermal mannequin to collect data on various environmental parameters, such as air and operative temperature, air velocity, draught rate, PMV, and PPD. The acquired data were analyzed and visualized through comfort maps created with Tecplot360, allowing the identification of critical zones within the classrooms. The results obtained show how the choice of heating type (Electric Heater, EH, and Electric Radiator, ER) can significantly influence the comfort perceived by occupants. The electric oil radiator demonstrated a more uniform heat distribution compared to the electric stove. A key aspect of the research is the analysis of the effect of glass thermal transmittance on the internal conditions of classrooms, showing that this has a more significant impact compared to the mechanical ventilation system. The thesis provides an analysis framework useful for improving school building design through recommendations regarding the adoption of low transmittance glass, the use of more efficient heating systems, and a spatial arrangement that maximizes comfort. These interventions would not only improve the occupants' comfort but also have a positive impact on the energy efficiency of schools.

Questa tesi analizza l'importanza della progettazione degli edifici scolastici in relazione alla Qualità Interna Ambientale (IEQ), concentrandosi sul comfort termico. La ricerca esamina tre configurazioni di aule scolastiche (quadrate, larghe e profonde) per valutare come le diverse disposizioni spaziali influenzino questo aspetto. Il lavoro si articola in più fasi, a partire dall'analisi del contesto attuale, svolta precedentemente, degli edifici scolastici in Italia, evidenziando le principali carenze strutturali e l'urgenza di interventi migliorativi. Successivamente, un monitoraggio ambientale è stato condotto in una test-room utilizzando strumenti avanzati come il ComfortSense Dantec e un Manichino termico per raccogliere dati su vari parametri ambientali, come la temperatura dell'aria e operativa, la velocità dell'aria, il draught rate, il PMV e il PPD. I dati acquisiti sono stati analizzati e visualizzati attraverso mappe del comfort create con Tecplot360, permettendo di identificare zone critiche all'interno delle aule. Dai risultati ottenuti emerge come la scelta della tipologia di riscaldamento (Electric Heater ,EH e Electric Radiator ,ER) possa influenzare significativamente il comfort percepito dagli occupanti. Il radiatore ad olio elettrico ha mostrato una distribuzione del calore più uniforme rispetto alla stufa elettrica. Un aspetto chiave della ricerca è l'analisi dell'effetto della trasmittanza termica del vetro sulle condizioni interne delle aule, dimostrando che questa incide più significativamente rispetto al sistema di ventilazione meccanica. La tesi restituisce un quadro di analisi utile a migliorare la progettazione degli edifici scolastici attraverso indicazioni riguardo l'adozione di vetri a bassa trasmittanza, l'uso di sistemi di riscaldamento più efficienti e una disposizione spaziale che massimizzi il comfort. Questi interventi non solo migliorerebbero il comfort degli occupanti, ma avrebbero anche un impatto positivo sull'efficienza energetica delle scuole.