Na odczuwanie komfortu cieplnego ma wpływ przede wszystkim ogrzewanie i chłodzenie pomieszczeń, ale także wentylacja. Wydajność energetyczna i środowisko wewnętrzne, w tym komfort cieplny ludzi i jakość powietrza wewnętrznego, w pasywnych budynkach szkolnych powinny być przedmiotem szczególnej uwagi ze względu na możliwość zastosowania w nich nowatorskich urządzeń wentylacyjnych z odzyskiem ciepła i systemu ogrzewania powietrznego.

Sprawna i dobrze zaprojektowana wentylacja ma kluczowe znaczenie nie tylko dla dobrego samopoczucia użytkowników pomieszczeń, ale również dla prawidłowego użytkowania budynku (przyczynia się np. do usuwania wilgoci). W kontekście komfortu cieplnego wentylacja grawitacyjna ma zapewnić odpowiednią prędkość powietrza i rozkład temperatury i oczyszczać powietrze z wydychanego dwutlenku węgla. Wentylacja wspomagana mechanicznie dostarczy ponadto świeżego powietrza i zatrzyma ciepło. Dobry system wentylacji czy klimatyzacji powinien zagwarantować odpowiedni komfort w pomieszczeniu. Ważne jest więc także zachowanie czystości powietrza (mechanicznej i fizykochemicznej) oraz niskiego poziomu hałasu.

W odpowiednim wentylowaniu pomieszczeń dużą rolę odgrywają także okna. Nowoczesne modele mają nie tylko nawiewniki, ale również funkcję oczyszczania powietrza z filtrami zatrzymującymi smog.

Parametry powietrza wewnętrznego – niezależnie od wyboru rodzaju wentylacji (grawitacyjna, mechaniczna, hybrydowa) – optymalizuje się i potwierdza za pomocą komputerowych symulacji obrazujących rozkład temperatur i prędkość powietrza.

Obowiązujące przepisy techniczno-budowlane w dosyć ogólnikowy sposób określają wymóg zapewnienia odpowiedniej jakości środowiska wewnętrznego. Rozporządzenie o warunkach technicznych jakim powinny odpowiadać budynki i ich usytuowanie (WT) ustala w par. 148: “Wentylację mechaniczną wywiewną lub nawiewno-wywiewną należy stosować w budynkach wysokich i wysokościowych oraz w innych budynkach, w których zapewnienie odpowiedniej wymiany powietrza nie jest możliwe za pomocą wentylacji grawitacyjnej lub wentylacji hybrydowej”. Na dzień przygotowania niniejszego opracowania w rozporządzeniu nie podano numeru aktualnej normy służącej do obliczania parametrów systemu wentylacji (istniejące odwołanie prowadzi do normy wycofanej, w jej miejsce wprowadzono inną normę – por. niżej).

W przypadku zastosowania wentylacji grawitacyjnej należy się liczyć z tym, że wentylacji tej nie da się “zaprojektować” – poza analizami CFD projektant nie ma narzędzi do weryfikacji ilości powietrza napływającego przez okna i odprowadzanego przewodami wentylacji grawitacyjnej. Jedynym narzędziem do projektowania takich przewodów jest norma kominiarska. W zależności od różnicy ciśnień pomiędzy pomieszczeniem a środowiskiem zewnętrznym wentylacja grawitacyjna może działać bardziej lub mniej sprawnie, a okresowo – zupełnie ustawać.

Pojęcie rekuperacji związane jest z odzyskiwaniem ciepła, dzięki czemu może być ono dalej przetwarzane. Pozwala to na ograniczenie strat ciepła przez system wentylacyjny. Ciepłe powietrze dostarczane z zewnątrz przez wentylator nawiewny przechodzi przez filtry, gdzie usuwane są zanieczyszczenia, kurz i pyłki, po czym jest tłoczone do wymiennika ciepła. W tym samym czasie zanieczyszczone powietrze z pomieszczenia jest pobierane przez wentylator wyciągowy i również doprowadzane do wymiennika ciepła. Obie masy powietrza są pompowane przez wymiennik ciepła, w którym następuje wymiana termodynamiczna. W okresie letnim chłód z powietrza wychodzącego jest przekazywany do powietrza nawiewanego, płynącego z zewnątrz. Następnie schłodzone powietrze wtłaczane jest do pomieszczenia, a zanieczyszczone usuwane na zewnątrz. Jest to proces odzyskiwania ciepła z usuwanego powietrza. W okresie zimowym proces ten przebiega w następujący sposób: chłodne powietrze pobierane z zewnątrz jest ogrzewane przez zanieczyszczone powietrze usuwane z wnętrza.

Komfort termiczny to pojęcie opisujące stan, w którym człowiek nie odczuwa nadmiernego ciepła lub zimna. Oznacza to, że warunki panujące w danym pomieszczeniu (np. temperatura, wilgotność) pozwalają zachować organizm w stanie zrównoważonego bilansu cieplnego. By móc określić, czy komfort termiczny został spełniony, należy przeprowadzić odpowiednie obliczenia. W Polsce wdrożono pewne normy, dzięki którym jest możliwe analityczne wyznaczenie komfortu termicznego z zastosowaniem obliczenia wskaźników PMV i PPD oraz kryteriów lokalnego komfortu termicznego.

Wysoka temperatura otoczenia może spowodować omdlenie cieplne, kurcze cieplne, wyczerpanie i udar. Następuje przy tym utrata cennych elektrolitów (m.in. potasu i sodu). Wyziębienie organizmu spowalnia m.in. krążenie krwi, w skrajnych przypadkach prowadzi do hipotermii.

Niewłaściwa jakość powietrza wewnętrznego ma określone skutki, które można ogólnie opisać w zależności od rodzaju parametru jakości powietrza:

• temperatura:
  • zbyt wysoka – powoduje zmęczenie, dekoncentrację i zwiększenie podatności na choroby wskutek przegrzania organizmu,
  • zbyt niska – jest przyczyną niskiego komfortu pracy, zwiększa podatność na choroby wskutek przechłodzenia organizmu (brak możliwości utrzymania w pomieszczeniach temperatury 18°C upoważnia dyrekcję do odwołania zajęć);
• wilgotność:
  • zbyt niska (głównie zimą) – wpływa na dolegliwości nosa, gardła i oczu,
  • zbyt wysoka – powoduje uczucie duszności, sprzyja rozwojowi zarodników pleśni;
• prędkość:
  • zbyt duża (np. w miejscu nawiewu) – może powodować przeciągi,
  • zbyt mała (brak ruchu powietrza) – uniemożliwia skuteczną wentylację.

Aby utrzymać temperaturę powietrza na poziomie uważanym za optymalny, powietrze należy grzać lub chłodzić i odpowiednio wentylować. Odczuwanie temperatury powinno być równomierne. Zaleca się również zasadę „ciepłe stopy zimna głowa”, która jest zazwyczaj powiązana z ogrzewaniem podłogowym, ma uzasadnienie w fizjologii ludzkiego organizmu.

Jak już zaznaczono wcześniej, komfort cieplny odczuwamy indywidualnie, ponadto jedni lubią temperaturę cieplejszą, a inni chłodniejszą. Warto zaznaczyć, że na komfort termiczny wpływa też aktualny stan zdrowia, wiek, płeć (wiele kobiet preferuje cieplejsze klimaty), aktywność fizyczna, ubranie, pory roku (latem wolimy chłód, zimą jest odwrotnie).

Zainstalowanie sterowania oświetleniem i dodanie czujników ruchu dodatkowo zmniejsza zużycie energii, a dłuższa żywotność lamp LED pozwala obniżyć koszty utrzymania. Oprócz tych korzyści, nowe diody LED mogą również poprawić estetykę budynków i podnieść jakość środowiska nauczania i uczenia się.

Ważne jest, aby zidentyfikować miejsca, w których można oszczędzać energię. Spacer po szkole i współpraca z kierownikiem budowy, świadomym wszelkich codziennych problemów, może pomóc w ustaleniu obszarów do poprawy, takich jak pozostawienie otwartych okien, gdy grzejniki są używane, lub pozostawienie włączonych świateł, gdy nie są potrzebne – problem ten można łatwo rozwiązać za pomocą czujników oświetlenia.

Zużycie energii można również zmniejszyć poprzez aktualizację systemów kontroli energii. Nowe inteligentne technologie pozwalają na bardziej precyzyjną kontrolę, zwłaszcza jeśli są połączone z systemem zarządzania energią. Daje to szkołom możliwość szybkiego, łatwego i często automatycznego dostosowania systemów energetycznych do swoich potrzeb w czasie rzeczywistym.

Poza wymianą przestarzałego oświetlenia, inwestowanie w dodatkowe technologie energooszczędne powinno być na czele wszelkich planów. Proste działania, takie jak dodanie izolacji lub kontroli ogrzewania, mogą przynieść znaczne oszczędności energetyczne i finansowe.

Instalacja Systemu Zarządzania Energią w budynku (Building Management Systems – BMS), który działa jako centralny punkt kontroli wielu usług w budynku, może być bardzo skuteczna. Używany do kontroli ogrzewania, wentylacji i klimatyzacji w jednym miejscu, BMS zapewnia monitorowanie i szybką regulację sprzętu, poprawiając niezawodność i wydajność budynków oraz zapewniając znaczne oszczędności.

Odnawialne źródła energii, takie jak panele słoneczne i pompy ciepła, mogą być również realnymi opcjami pomagającymi w zabezpieczeniu budynków na przyszłość. Ponieważ koszty instalacji fotowoltaicznych spadły, jest to korzystne rozwiązanie dla szkół, które chcą obniżyć emisję dwutlenku węgla i zmniejszyć zależność od energii elektrycznej z sieci. Instalacje fotowoltaiczne są również popularnym sposobem na podniesienie świadomości na temat zrównoważonego rozwoju wśród uczniów i społeczności lokalnej.