astАрхитектура, строительство, транспортArchitecture, Construction, Transport2782-232X2713-0770Industrial University of Tyumen10.31660/2782-232X-2025-1-39-51PIWUKLast-5Research ArticleСТРОИТЕЛЬСТВОCONSTRUCTIONВлияние периодического проветривания в учебном кабинете на качество воздуха и микроклиматEffect of periodic ventilation in a classroom on air quality and microclimatehttps://orcid.org/0000-0003-2434-5866СимоновД. С.SimonovD. S.

Симонов Денис Сергеевич, аспирант, старший преподаватель кафедры теплогазоснабжения и вентиляции

Екатеринбург

Denis S. Simonov, Postgraduate, Senior Lecturer in the Department of Heat and Gas Supply and Ventilation

Yekaterinburg

https://orcid.org/0009-0001-9772-6726МорозовА. Ю.MorozovA. Yu.

Морозов Антон Юрьевич, канд. техн. наук, доцент кафедры теплогазоснабжения и вентиляции

Екатеринбург

Anton Yu. Morozov, Cand. Sci. (Engineering), Associate Professor in the Department of Heat and Gas Supply and Ventilation

Yekaterinburg

https://orcid.org/0009-0006-0466-3794КоноваловаК. Д.KonovalovaK. D.

Коновалова Кристина Дмитриевна, магистрант кафедры теплогазоснабжения и вентиляции

Екатеринбург

Kristina D. Konovalova, Graduate Student in the Department of Heat and Gas Supply and Ventilation

Yekaterinburg

https://orcid.org/0009-0004-6957-4157МиськоваЕ. Л.MiskovaE. L.

Миськова Елизавета Леонидовна, магистрант кафедры теплогазоснабжения и вентиляции

Екатеринбург

Elizaveta L. Miskova, Graduate Student in the Department of Heat and Gas Supply and Ventilation

Yekaterinburg

Уральский федеральный университет имени первого Президента России Б. Н. ЕльцинаРоссияUral Federal University named after the first President of Russia B. N. YeltsinRussian Federation202528032025513951Copyright © Симонов Д.С., Морозов А.Ю., Коновалова К.Д., Миськова Е.Л., 20252025Симонов Д.С., Морозов А.Ю., Коновалова К.Д., Миськова Е.Л.Simonov D.S., Morozov A.Y., Konovalova K.D., Miskova E.L.Данная работа распространяется под лицензией Creative Commons Attribution 4.0.This work is licensed under a Creative Commons Attribution 4.0 License.https://ast.tyuiu.ru/jour/article/view/5

Качество воздуха и параметры микроклимата в учебных кабинетах влияют на здоровье и успеваемость обучающихся. Определить расчетом уменьшение концентрации углекислого газа при периодическом проветривании весьма затруднительно. Проведено экспериментальное исследование для оценки влияния проветривания в холодный период года на качество воздуха и параметры микроклимата. Объект исследования – учебный кабинет площадью 55.6 м2. В первый день исследования проветривание проводилось перед началом занятий и во время перерывов. Во второй и третий дни режим проветривания определялся обучающимися и преподавателями. Измерение концентрации углекислого газа, температуры и относительной влажности воздуха производилось измерителем качества воздуха, установленным в центре помещения на высоте 1.5 м. В первый день требуемое качество воздуха было зафиксировано на протяжении 16 % учебного времени, допустимое и низкое на протяжении 47 и 37 % соответственно. При этом максимальная концентрация углекислого газа составила 2 639 ppm, и наблюдался неустойчивый тепловой режим с максимальным увеличением температуры на 4.7 °C за 45 мин занятия. Без контроля за режимом проветривания и при закрытой двери в кабинет во время занятий продолжительность учебного времени при низком качестве воздуха увеличилась в 2.2 раза, а максимальная концентрация углекислого газа была выше в 1.3 раза. 

Air quality and microclimate parameters in classrooms impact student health and academic performance. Calculate the precise reduction in carbon dioxide concentration achieved through periodic ventilation is challenging. Therefore, an experimental study was conducted to evaluate the effect of ventilation on air quality and microclimate parameters during the cold season. The research object was a classroom with an area of 55.6 m2. On the first day of the study, ventilation was implemented before the start of classes and during breaks. On the second and third days, the ventilation schedule was determined by the students and lecturers. Carbon dioxide concentration, air temperature and relative humidity were measured using an air quality meter positioned in the center of the room at a height of 1.5 meters. On the first day, the air quality met the required standard for 16% of the teaching time, while it was acceptable and low for 47 and 37% of the time, respectively. The maximum carbon dioxide concentration reached 2639 ppm, and an unstable thermal environment was observed, with a maximum temperature increase of 4.7 °C over a 45-minute class period. Without control over the ventilation schedule and with the classroom door closed during classes, the duration of study time with poor air quality increased by 2.2 times, and the maximum carbon dioxide concentration was 1.3 times higher.

вентиляциякачество воздухамикроклиматотносительная влажностьтемпературауглекислый газучебный кабинетventilationair qualitymicroclimaterelative humiditytemperaturecarbon dioxideclassroomReferencesДенисихина Д. М. Численное исследование закономерностей распределения CO2 в общественных зданиях. Инновации и инвестиции. 2023;(5):368–372. URL: https://www.innovazia.ru/archive/39071/.Denisikhina D. M. Numerical simulation of CO2 distribution in public buildings. Innovation & Investment. 2023;(5):368–372. (In Russ.) URL: https://www.innovazia.ru/archive/39071/.Мансуров Р. Ш., Мухин А. И., Костин В. И., Омельченко Д. А., Гавриленко В. А., Соколов Ю. Г. Воздушный режим помещений небольшого объема общественных зданий при нестационарном характере работы. Известия высших учебных заведений. Строительство. 2023;(9):46–57. https://doi.org/10.32683/0536-1052-2023-777-9-46-57Mansurov R. Sh., Mukhin A. I., Kostin V. I., Omelchenko D. A., Gavrilenko V. A., Sokolov Yu. G. The air regime of the premises of a small volume of public buildings with a non-stationary nature of work. News of Higher Educational Institutions. Construction. 2023;(9):46–57. (In Russ.) https://doi.org/10.32683/0536-1052-2023-777-9-46-57Уляшева В. М., Иванова Ю. В., Аншукова Е. А. Численное моделирование микроклимата в торговых помещениях. Сантехника. Отопление. Кондиционирование. 2024;(9):64–67. URL: https://www.c-o-k.ru/archivecok?num=9&year=2024.Ulyasheva V. M., Ivanova Yu. V., Anshukova E.A. Numerical simulation of the microclimate in commercial premises. Plumbing. Heating. Air-conditioning. 2024;(9):64–67. (In Russ.) URL: https://www.c-o-k.ru/archive-cok?num=9&year=2024.Дацюк Т. А., Гримитлин А. М., Таурит В. Р., Иванова Ю. В. Численное моделирование вентиляции спацентра. Сантехника. Отопление. Кондиционирование. 2024;(10):50–52. URL: https://www.c-o-k.ru/archivecok?num=10&year=2024.Datsyuk T. A., Grimitlin A. M., Taurit V. R., Ivanova Yu. V. Numerical simulation of spa ventilation. Plumbing. Heating. Airconditioning. 2024;(10):50–52. (In Russ.) URL: https://www.c-o-k.ru/archive-cok?num=10&year=2024.Sadrizadeh S., Yao R., Yuan F., Awbi H., Bahnfleth W., Bi Ya. et al. Indoor air quality and health in schools: a critical review for developing the roadmap for the future school environment. Journal of Building Engineering. 2022;57:104908. https://doi.org/10.1016/j.jobe.2022.104908Sadrizadeh S., Yao R., Yuan F., Awbi H., Bahnfleth W., Bi Ya. et al. Indoor air quality and health in schools: a critical review for developing the roadmap for the future school environment. Journal of Building Engineering. 2022;57:104908. https://doi.org/10.1016/j.jobe.2022.104908Wargocki P., Wyon D. P. Providing better thermal and air quality conditions in school classrooms would be cost-effective. Building and Environment. 2013;59:581–589. https://doi.org/10.1016/j.buildenv.2012.10.007Wargocki P., Wyon D. P. Providing better thermal and air quality conditions in school classrooms would be cost-effective. Building and Environment. 2013;59:581–589. https://doi.org/10.1016/j.buildenv.2012.10.007Симонов Д. С., Морозов А. Ю., Коновалова К. Д., Миськова Е. Л. Обзор результатов исследований влияния качества воздуха на обучение и посещаемость. Сантехника. Отопление. Кондиционирование. 2024;(10):54–56. URL: https://www.c-o-k.ru/archive-cok?num=10&year=2024.Simonov D. S, Morozov A. Yu., Konovalova K. D, Miskova E. L. Review of research findings on the impact of air quality on learning and attendance. Plumbing. Heating. Air-conditioning. 2024;(10):54–56. (In Russ.) URL: https://www.c-o-k.ru/archive-cok?num=10&year=2024.Andamon M. M., Rajagopalan P., Woo J. Evaluation of ventilation in Australian school classrooms using long-term indoor CO2 concentration measurements. Building and Environment. 2023;237:110313. https://doi.org/10.1016/j.buildenv.2023.110313Andamon M. M., Rajagopalan P., Woo J. Evaluation of ventilation in Australian school classrooms using long-term indoor CO2 concentration measurements. Building and Environment. 2023;237:110313. https://doi.org/10.1016/j.buildenv.2023.110313Cabovská B., Bekö G., Teli D., Ekberg L., Dalenb ck Ja. O., Wargocki P. et al. Ventilation strategies and indoor air quality in Swedish primary school classrooms. Building and Environment. 2022;226:109744. https://doi.org/10.1016/j.buildenv.2022.109744Cabovská B., Bekö G., Teli D., Ekberg L., Dalenb ck Ja. O., Wargocki P. et al. Ventilation strategies and indoor air quality in Swedish primary school classrooms. Building and Environment. 2022;226:109744. https://doi.org/10.1016/j.buildenv.2022.109744Ding E., Zhang D., Hamida A., García-Sánchez C., Jonker L., De Boer A. R. et al. Ventilation and thermal conditions in secondary schools in the Netherlands: Effects of COVID-19 pandemic control and prevention measures. Building and Environment. 2023;229(4):109922. https://doi.org/10.1016/j.buildenv.2022.109922Ding E., Zhang D., Hamida A., García-Sánchez C., Jonker L., De Boer A. R. et al. Ventilation and thermal conditions in secondary schools in the Netherlands: Effects of COVID-19 pandemic control and prevention measures. Building and Environment. 2023;229(4):109922. https://doi.org/10.1016/j.buildenv.2022.109922Zhang D., Ding E., Bluyssen P. M. Guidance to assess ventilation performance of a classroom based on CO2 monitoring. Indoor and Built Environment. 2022;31(4):1107–1126. https://doi.org/10.1177/1420326X211058743Zhang D., Ding E., Bluyssen P. M. Guidance to assess ventilation performance of a classroom based on CO2 monitoring. Indoor and Built Environment. 2022;31(4):1107–1126. https://doi.org/10.1177/1420326X211058743Симонов Д. С., Морозов А. Ю., Жилина Т. С. Воздухообмен и воздухораспределение в учебных кабинетах образовательных организаций. Сантехника. Отопление. Кондиционирование. 2024;(7):62–65. URL: https://www.c-o-k.ru/archive-cok?num=7&year=2024.Simonov D. S, Morozov A. Yu., Zhilina T. S. Air exchange and air distribution in classrooms. Plumbing. Heating. Airconditioning. 2024;(7):62–65. (In Russ.) URL: https://www.c-o-k.ru/archive-cok?num=7&year=2024.Korsavi S. S., Montazami A. Children's thermal comfort and adaptive behaviours; UK primary schools during nonheating and heating seasons. Energy and Buildings. 2020;214:109857. https://doi.org/10.1016/j.enbuild.2020.109857Korsavi S. S., Montazami A. Children's thermal comfort and adaptive behaviours; UK primary schools during nonheating and heating seasons. Energy and Buildings. 2020;214:109857. https://doi.org/10.1016/j.enbuild.2020.109857Wargocki P., Porras-Salazar J. A., Contreras-Espinoza S. The relationship between classroom temperature and children’s performance in school. Building and Environment. 2019;157:197–204. https://doi.org/10.1016/j.buildenv.2019.04.046Wargocki P., Porras-Salazar J. A., Contreras-Espinoza S. The relationship between classroom temperature and children’s performance in school. Building and Environment. 2019;157:197–204. https://doi.org/10.1016/j.buildenv.2019.04.046Mohamed S., Rodrigues L., Omer S., Calautit J. Overheating and indoor air quality in primary schools in the UK. Energy and Buildings. 2021;250:111291. https://doi.org/10.1016/j.enbuild.2021.111291Mohamed S., Rodrigues L., Omer S., Calautit J. Overheating and indoor air quality in primary schools in the UK. Energy and Buildings. 2021;250:111291. https://doi.org/10.1016/j.enbuild.2021.111291Wargocki P., Foldbjerg P., Eriksen K. E., Videbæk L. E. Socio-economic consequences of improved indoor air quality in Danish primary schools. In: Indoor Air 2014. The 13th Conferenceof the International Sosiety of Indoor Air Quality and Climate. Hong Kong, July 7 to 12, 2014. Vol. 5. 2014. P. 953–958.Wargocki P., Foldbjerg P., Eriksen K. E., Videbæk L. E. Socio-economic consequences of improved indoor air quality in Danish primary schools. In: Indoor Air 2014. The 13th Conferenceof the International Sosiety of Indoor Air Quality and Climate. Hong Kong, July 7 to 12, 2014. Vol. 5. 2014. P. 953–958.Каменев П. Н., Тертичник Е. И. Вентиляция. Москва: АСВ; 2008. 624 с. URL: https://djvu.online/file/SYF0pFbiklm8F?ysclid=m88oek1oz901811982Kamenev P. N., Tertichnik E. I. Ventilation. Moscow: ASV; 2008. (In Russ.). URL: https://djvu.online/file/SYF0pFbiklm8F?ysclid=m88oek1oz901811982Горбаткова Е. Ю., Ахмадуллина Х. М., Ахмадуллин У. З., Зулькарнаев Т. Р., Хуснутдинова З. А., Мануйлова Г. Р. Гигиеническая оценка состава воздушной среды студенческих аудиторий. Гигиена и санитария. 2022;101(4):453–458. https://doi.org/10.47470/0016-9900-2022-101-4-453-458Gorbatkova E. Yu., Аkhmadullina Kh. М., Ahmadullin U. Z., Zulkarnaev T. R., Husnutdinova Z. A., Manuilova G. R. Hygienic assessment of the air environment of student classrooms. Hygiene and Sanitation. 2022;101(4):453–458. (In Russ.) https://doi.org/10.47470/0016-9900-2022-101-4-453-458Исаева Г. Ш., Зиатдинов В. Б., Габидуллина С. Н. Гигиенический и микробиологический мониторинг воздушной среды в начальной школе. Здравоохранение Российской Федерации. 2016;60(2):83–88. URL: https://www.elibrary.ru/item.asp?id=25717378.Isaeva G. Sh., Ziatdinov V. B., Gabidullina S. N. The hygienic and microbiological monitoring of air in grade school. Health Care of the Russian Federation. 2016;60(2):83–88. (In Russ.) URL: https://www.elibrary.ru/item.asp?id=25717378.

The authors declare that there are no conflicts of interest present.