Er zijn veel onderzoeken uitgevoerd naar de kwaliteit van het binnenmilieu in scholen waarin is gekeken naar het effect op de gebruiker van vooral de binnentemperatuur en het CO2-gehalte. Uit ons onderzoek, uitgevoerd op 41 basisscholen in Nederland, blijkt dat de grenswaardes voor de binnentemperatuur en het CO2-gehalte grote delen van de lestijd worden overschreden, soms zelfs bijna drie keer de toegestane waarde. Dit resulteert in gezondheidsklachten, een afname van productiviteit en een vergrote kans op de besmetting door virussen.
In dit artikel wordt kort ingegaan op de resultaten uit deze onderzoeken, vervolgens worden deze gekoppeld aan de daadwerkelijk gemeten kwaliteit van het binnenmilieu in scholen uit twee verschillende situaties. In één situatie wordt de klimaatinstallatie aangestuurd op de conventionele manier en in één situatie wordt de klimaatinstallatie aangestuurd op basis van kunstmatige intelligentie. De binnentemperatuur, het CO2-gehalte en het energiegebruik worden tussen beide situaties vergeleken om zo te kijken of er een verhoging van de kwaliteit van het binnenmilieu gerealiseerd kan worden door de klimaatinstallatie aan te sturen op basis van kunstmatige intelligentie.
Binnenklimaat
Door de RVO is er een campagne opgesteld die zich focust op de gezondheid van schoolgebouwen: Frisse scholen. Vanuit deze campagne zijn er grenswaardes opgesteld voor verschillende onderdelen van het binnenmilieu, deze grenswaardes onderscheiden 3 niveaus: A, B en C. Waar categorie A als uitstekend wordt beoordeeld en categorie C net voldoet aan het bouwbesluit. Het is ook mogelijk dat scholen niet in een categorie vallen, dit zijn dan
‘ongezonde scholen’ (RVO, 2015).
Frisse Scholen heeft de volgende grenswaardes vastgesteld voor de binnentemperatuur (Kurvers & Leijten, 2013). Een onder- of overschrijding van de grenswaardes heeft tevens een negatief effect op de productiviteit van de leraren en leerlingen (Seppanen, Fisk, & Lei, 2006).
Als de grenswaardes worden vergeleken met de uitgevoerde metingen bij scholen wordt er duidelijk dat bij scholen waar de klimaatinstallatie op de conventionele manier wordt aangestuurd de grenswaardes van categorie C gemiddeld 33 % van alle tijd worden onder- of overschreden. Dit betekend dat de scholen waar gemeten is bijna 1/3de van de lestijd als ‘ongezond’ worden beoordeeld. Bij de scholen waar de klimaatinstallatie wordt aangestuurd door Hero Balancer worden de grenswaardes van categorie C gemiddeld 15 % onder- of overschreden. Dit komt neer op minder dan de helft van de conventionele situatie.
De duur van de overschrijdingen van beide situaties wordt weergegeven in onderstaande grafiek. De binnentemperatuur van deze scholen is gemeten tijdens het najaar van 2020, tijdens de coronacrisis. De ramen zijn tijdens deze periode verplicht geopend geweest waardoor de binnentemperatuur hoogstwaarschijnlijk lager uitpakt dan in een normale situatie.
CO² gehalte
Frisse Scholen heeft ook grenswaardes voor het CO2-gehalte in klaslokalen opgesteld. De hoogte van het CO2-gehalte in scholen en andere gebouwen ligt ten tijden van de coronacrisis onder een vergrootglas. De hoogte van het CO2-gehalte zegt namelijk iets over de hoeveelheid verse lucht die in een ruimte aanwezig is. Hoe hoger het CO2-gehalte is, des te meer uitgeademde lucht zich in een ruimte bevindt. Deze lucht heeft dus ook een grotere kans om virusdeeltjes te bevatten (Pong & Jimenez, 2020). Ook heeft een hoog CO2-gehalte een negatieve invloed op de productiviteit van de leraren en leerlingen (Pacurar & Cernazanu, 2015) en er kunnen gezondheidsklachten zoals hoofdpijn, gewrichtspijn, duizeligheid en (over)vermoeidheid optreden (GGZ, 2019).
De grenswaardes voor het CO2-gehalte worden hieronder weergegeven, de buitenlucht bevat ongeveer een CO2-gehalte van 400 ppm.
Ook ligt de gemiddelde hoogste waarde per dag bij de conventionele situatie op 1262 parts per million, bij de situatie waar de klimaatinstallatie wordt aangestuurd op basis van kunstmatige intelligentie is dit 858 ppm. Dit betekent dat de grenswaarde van categorie C gemiddeld gezien elke dag in elk klaslokaal van de conventionele situatie wordt overschreden. In sommige gevallen wordt zelfs een CO2-gehalte van boven de 3000 parts per million behaald. Dit resulteert in toenemende gezondheidsklachten, een toenemende kans op besmetting van virussen en een lagere productiviteit.
In het figuur hieronder wordt het verloop van het CO2-gehalte op de schooldag met de hoogst gemeten waarde laten zien. Hierin is te zien dat het CO2-gehalte een groot deel van de dag hoger ligt dan de bovengrens van 1200 ppm. Als dit naast de tijden wordt gehouden worden de volgende aannames gedaan:
- Rond 08:15/08:30 komen de leerlingen binnen: Het CO2-gehalte stijgt snel;
- Rond 10:15 gaan de kinderen buiten spelen of hebben gym: Het CO2-gehalte daalt snel;
- Rond 12:15 hebben de kinderen pauze: Het CO2-gehalte daalt snel;
- Rond 14:00/14:15 is de schooldag afgelopen.
Alle metingen van het CO2-gehalte zijn gedaan in het najaar van 2020, tijdens de coronacrisis. De ramen zijn tijdens deze periode verplicht geopend geweest waardoor het CO2-gehalte hoogstwaarschijnlijk lager uitpakt dan in een normale situatie.
Lees ons onderzoek ook op
Energiegebruik
Maar om de basisscholen toekomstbestendig te maken is niet alleen een gezond binnenmilieu nodig, maar ook het energieverbruik speelt hier een belangrijke rol. Daarom wordt er ook gekeken naar het verschil in energieverbruik per vierkante meter tussen de twee situaties.
Het energieverbruik tijdens de meetperiode is gemonitord bij de scholen waar de verwarming op basis van kunstmatige intelligentie wordt aangestuurd en vergeleken met het verbruik van voor deze periode. Omdat het waarschijnlijk kouder is geweest in één van deze periodes is het energieverbruik gecompenseerd op het weer door middel van de gewogen graaddagen methode, ook is er een factor toegepast om het energieverbruik te compenseren op de verplicht geopende ramen in klaslokalen vanwege de corona-pandemie.
Als het energieverbruik vervolgens vergeleken wordt komt er uit dat het energie verbruik met 24 % gedaald is van 83 naar 60 kWh / m2 / jaar. Dit wordt in het figuur hieronder weergegeven.
Samenvatting
Uit het onderzoek blijkt dat de grenswaardes voor de binnentemperatuur en het CO2-gehalte grote delen van de lestijd worden overschreden, soms zelfs bijna drie keer de toegestane waarde. Dit resulteert in gezondheidsklachten, een afname van productiviteit en een vergrote kans op de besmetting door virussen. Wanneer de klimaatinstallatie wordt aangestuurd op basis van kunstmatige intelligentie ligt de duur van de overschrijdingen lager, maar er kan niet volledig voorkomen worden dat er nog overschrijdingen zijn. Dit wordt ook weergegeven in het figuur hieronder. De afname van de overschrijdingen is tegelijkertijd met een reductie van het energieverbruik van 24 % voor verwarmen gerealiseerd.
Dit is het moment om jouw school te verduurzamen en jouw binnenklimaat te verbeteren.
Hero koppelt op jouw nieuwe of bestaande ventilatiesysteem en helpt jou om inzicht te krijgen in jouw binnenklimaat en dit tevens op automatische piloot te verbeteren.
Wil jij ook gebruiksvriendelijk afstandsbeheer, slimme aansturing en monitoring begrijpelijk voor jan modaal, ongeacht het merk of type regeltechniek? Neem contact op via 0229-769009 of mail naar [email protected].
