يكتسب ضمان الراحة الحرارية في غُرف الصف أهمية حاسمة لرفاهية الطلاب وأداء التعلم، لا سيما في المناخات الاستوائية حيث غالباً ما تتسبب درجات الحرارة العالية والرطوبة في تقويض الظروف الداخلية. غالباً ما تفشل أنظمة التهوية التقليدية في تحقيق توازن بين جودة الهواء الداخلية والراحة الحرارية، مما يؤدي إلى مشاكل في الخلط غير الكافي عند معدلات تغيير هواء منخفضة (ACH) والإفراط في التبريد عند المعدلات العالية. بينما تم اقتراح تهوية الطبقات كبديل واعد، إلا أن الدراسات المحدودة قيمت أدائها كمياً عبر مستويات مختلفة من معدل تغيير الهواء في البيئات التعليمية. تتناول هذه الدراسة هذه الفجوة من خلال تقييم الراحة الحرارية في حجرة صفية مجهزة بتهوية طبقية تحت خمسة سيناريوهات للتهوية (0.5، 2.0، 3.5، 5.0 و6.5 ACH). تم استخدام نهج مشترك من ديناميات السوائل الحاسوبية والتحقق التجريبي، مع تحليل التصويت المتوقع لدرجة الحرارة (PMV) وتوزيعات السرعة عند 0.8 م فوق الأرض لتمثيل الجالسين. تكشف النتائج عن علاقة عكسية قوية بين معدلات تغيير الهواء والتصويت المتوقع (R² = 0.91)، حيث انخفض متوسط التصويت المتوقع من -0.75 عند 0.5 ACH إلى -1.8 عند 6.5 ACH. توضح تحليل المناطق مستوى عدم الانتظام، حيث تظهر المناطق الأمامية القريبة من موزعات الهواء مزيدًا من الحساسية للتبريد (PMV -1.45 عند 2 ACH؛ الانحراف المعياري 0.35). تشير الخرائط الكنتورية أيضًا إلى أنه عند ≥5 ACH، تتجاوز نفاثات الهواء المحلية 0.12 م/ث، مما يزيد من خطر المسودات على الرغم من تحسين الخلط. لوحظ توازن مثالي عند 2-4 ACH، حيث استقر متوسط التصويت المتوقع بين -1.2 و -1.5 مع تباين معتدل، مما يوفر حلاً عمليًا بين جودة الهواء والراحة. تعزز هذه النتائج المعرفة الحالية من خلال قياس التبادل بين فعالية التهوية والراحة الحرارية في الفصول الدراسية ذات التهوية الطبقية، مقدمة إرشادات تصميم قابلة للتطبيق على بيئات داخلية أخرى ذات كثافة سكانية عالية.
دراسة مات وآخرون (الجمعة) هذا السؤال.