Intelligent ventilated window performance and further improvements: a case study in a Danish Primary School
Authors
Bonet Arbos, Marta ; Remiro, Leire Chavarri ; Tutaj, Aleksandra Maria
Term
4. term
Publication year
2019
Submitted on
2019-06-07
Pages
139
Abstract
Mange ældre bygninger med behov for renovering bruger meget energi. Energiforbedringer bør ikke kun handle om energirammer, men også sikre et godt indeklima med behagelige temperaturer, god luftkvalitet og dagslys. Vinduer spiller en central rolle, men naturlig ventilation, der afhænger af at brugerne åbner vinduer, giver ikke altid nok frisk luft eller stabile temperaturer. Denne afhandling undersøger to design af ventilerede vinduer – vinduer med et hulrum, der trækker udeluft ind og forvarmer den, før den føres ind i rummet. Vinduerne kan skifte driftstilstande og dermed tilpasse sig skiftende ude- og indeforhold. Undersøgelsen vurderer, hvordan disse løsninger påvirker indeklimaet i en folkeskole, med fokus på både varmeegenskaber og luftkvalitet. Hovedresultaterne viser, at ydeevnen forbedres mest, når ventilerede vinduer kombineres med en kontrolleret mekanisk udsugning, som hjælper med at trække luften gennem bygningen. En større hulrumshøjde og persienner mellem glaslagene øger forvarmningen af den tilførte luft, mens meget høje luftstrømme mindsker denne effekt. Det første vinduesdesign gav ikke tilstrækkelig ventilation eller en passende styringsstrategi til at bringe de høje CO2-niveauer i klasselokalerne ned. Derfor foreslås et revideret vinduesdesign og en styring, der skal forbedre luftkvaliteten. Samlet peger resultaterne på, at ventilerede vinduer kan være en lovende løsning i lokaler med høj og varierende belægning og kan reducere behovet for separate decentrale ventilationsenheder. For at lykkes kræves en kontrolleret mekanisk udsugning, en vinduesudformning der fremmer en nyttig temperaturstigning gennem vinduet, samt tilstrækkeligt mange vinduer til at levere den nødvendige luftmængde. Yderligere studier bør afprøve den foreslåede styringsstrategi i praksis.
Many older buildings in need of renovation use a lot of energy. Upgrades should not only target energy use but also protect the indoor environment, including comfortable temperatures, good air quality, and daylight. Windows are key to all of these, but natural ventilation that relies on users opening windows does not consistently provide enough fresh air or stable temperatures. This thesis evaluates two designs of ventilated windows—windows with an air cavity that draws in outdoor air and warms it before it enters the room. The windows can switch operating modes to adapt to changing outdoor and indoor conditions. The study examines their impact on the indoor environment in a primary school, focusing on thermal performance and classroom air quality. The main findings show that performance improves most when ventilated windows are paired with a controlled mechanical exhaust that helps pull air through the building. A taller cavity and blinds between the panes increase the warming of the supply air, while very high airflow reduces this effect. In the first window design, ventilation and control were not sufficient to lower the high CO2 levels measured in classrooms, so a revised window design and a control strategy are proposed to improve air quality. Overall, the results suggest that ventilated windows could be a promising solution for rooms with high and variable occupancy, potentially reducing the need for separate decentralized ventilation units. To work well, they require controlled mechanical exhaust, window geometry that produces a useful temperature rise across the window, and enough windows to deliver the necessary airflow. Further studies should test the proposed control strategy in practice.
[This abstract was generated with the help of AI]
Keywords
Documents