H πανδημία Covid έφερε στο προσκήνιο με επιτακτικό τρόπο τα θέματα αερισμού των κλειστών χώρων συνάθροισης ανθρώπων. Σκοπός του παρόντος ερευνητικού θέματος είναι η διερεύνηση των δυνατοτήτων και των τεχνικών ελέγχου του φυσικού αερισμού για την βελτίωση της ποιότητας του αέρα των εσωτερικών χώρων και ιδιαίτερα για τον περιορισμό της διασποράς των αερομεταφερόμενων λοιμώξεων όπως του Covid-19. Η έρευνα εστιάζει στην μελέτη και την συγκριτική αξιολόγηση εναλλακτικών σεναρίων φυσικού αερισμού για σχολικά κτίρια με κύριο στόχο την απομάκρυνση των παθογόνων σωματιδίων και την ελαχιστοποίηση της μετάδοσης του ιού. Οι σχολικές αίθουσες παρουσιάζουν ιδιαίτερο μελετητικό ενδιαφέρον λόγω της υψηλής πυκνότητας συγκέντρωσης μαθητών σε σύγκριση με άλλους χώρους συνάθροισης π.χ. γραφεία.

Στην παρούσα εργασία παρουσιάζονται αρχικά οι τεχνικές φυσικού αερισμού, καθώς και οι ιδιαίτερες προκλήσεις και απαιτήσεις που δημιουργεί η πανδημία Covid-19 για τον σχεδιασμό του αερισμού σε εσωτερικούς χώρους.

Στην συνέχεια παρουσιάζονται υφιστάμενα διεθνή και τοπικά πρότυπα / συστάσεις για τον φυσικό αερισμό σε εκπαιδευτικά κτίρια και ακολουθούν παραδείγματα σχολικών κτιρίων από το διεθνές περιβάλλον που έχουν υλοποιήσει συστήματα φυσικού αερισμού και τεχνικές ελέγχου των ροών αέρα στοχεύοντας κυρίως στη βελτίωση της ποιότητας του εσωτερικού αέρα και την ενεργειακή εξοικονόμηση.

Η έρευνά μας εξέτασε με την μέθοδο της προσομοίωσης και σύγκρινε τέσσερα εναλλακτικά σενάρια φυσικού αερισμού για μια τυπική αίθουσα διδασκαλίας. Ως κύρια κριτήρια αξιολόγησης χρησιμοποιήσαμε τον ρυθμό ανανέωσης του αέρα, την κατεύθυνση των ροών και την ενεργειακή κατανάλωση.  Για την μοντελοποίηση και προσομοίωση των σεναρίων έγινε χρήση του λογισμικού DesignBuilder. Επιπρόσθετα για την ακριβέστερη αποτύπωση των ροών αέρα εφαρμόσθηκαν τεχνικές ανάλυσης CFD(ComputerFluidDynamics- Υπολογιστική Ρευστοδυναμική) με χρήση της αντίστοιχης λειτουργικότητας του παραπάνω λογισμικού. Τα αποτελέσματα περιλαμβάνουν γραφικές αποτυπώσεις των ροών του αέρα στον χώρο καθώς και του μέσου χρόνου ζωής (LMA) του αέρα.

Με βάση την ανάλυση των αποτελεσμάτων της προσομοίωσης και του CFDτο βέλτιστο σενάριο αναφορικά με την αντιμετώπιση του Covidείναι ο φυσικός αερισμός εκτόπισης (displacementventilation) που βασίζεται στην δημιουργία αποτελεσματικής ροής αέρα βάσει των θερμοκρασιακών διαφορών και του φαινομένου της άνωσης. Παρουσιάσαμε τα πλεονεκτήματα και τις προκλήσεις της προτεινόμενης προσέγγισης και συμπληρώσαμε την προσέγγιση με προτάσεις για δυναμικό έλεγχο των ροών μέσω αισθητήρων ώστε να διαμορφώσουμε μια «έξυπνη στρατηγική ελέγχου” του φυσικού αερισμού που να εξασφαλίζει ταυτόχρονα με την βελτίωση της ποιότητας του αέρα και τον περιορισμό των αερομεταφερόμενων μολύνσεων, την θερμική άνεση και την ενεργειακή εξοικονόμηση.