[ca] La qualitat de l'aire interior (CAI) i el confort tèrmic són essencials en edificis educatius, ja que condicions deficients afecten el rendiment cognitiu, augmenten l'absentisme i poden perjudicar la salut. La pandèmia del COVID-19 va destacar encara més aquests problemes, especialment en entorns amb ventilació natural, que representen el 93% de les escoles de zones tropicals i subtropicals. Inicialment, l'ensenyament a distància va ser adoptat per frenar la propagació del virus. Quan es van reprendre les classes presencials, es van implementar protocols estrictes de ventilació juntament amb campanyes de conscienciació sobre la importància de la participació activa dels ocupants en el manteniment de la qualitat de l'aire. Tot i això, van sorgir preguntes clau: van ser eficaces les campanyes per fomentar canvis de comportament duradors? La ventilació natural pot complir amb els estàndards de qualitat de l'aire sense comprometre el confort tèrmic? Aquestes qüestions van subratllar la necessitat de solucions resilients que promoguin entorns més saludables i adaptables davant de futurs desafiaments. Aquesta tesi aborda aquests temes mitjançant una anàlisi exhaustiva d'estratègies de ventilació, confort tèrmic i QAI en edificis educatius amb ventilació natural, tant durant com després de la pandèmia. Inclou àmplies campanyes de monitorització en aules de diferents nivells acadèmics, mesurant variables com a concentracions de CO2, temperatura de l'aire i mitja radiant, humitat relativa i velocitat de l'aire. L'objectiu és avaluar l'eficàcia de la ventilació natural i la sostenibilitat dels canvis de comportament impulsats per campanyes de conscienciació a curt termini. En una primera fase, es va fer una anàlisi de sensibilitat per avaluar l'impacte d'assumir determinades variables en estimar el confort tèrmic usant els models PMV i adaptatiu proposats per les normatives ASHRAE 55, ISO 7736 i EN 16798. Els resultats suggereixen que els models simplificats poden proporcionar estimacions fiables, sempre que es comparin amb estimacions que incorporen la temperatura mitjana radiant mesurada amb sensors de globus (precisió ±2 °C). Això suggereix que l'avaluació del confort tèrmic en entorns educatius es pot simplificar sense comprometre'n la precisió. Pel que fa a la QAI, l'estudi demostra que la ventilació natural sovint no és suficient per mantenir els nivells de CO2 recomanats, principalment a causa del conflicte entre mantenir el confort tèrmic i garantir-ne una ventilació adequada. Tot i que les campanyes de conscienciació van provocar millores temporals, els nivells de CO2 tendeixen a augmentar quan la preocupació disminueix. Estratègies com la reducció de l'ocupació de les aules o l'educació a distància presenten desafiaments logístics i podrien exacerbar les desigualtats en educació. Com a resultat, la ventilació mecànica sorgeix com la solució més fiable per millorar la QAI i controlar la propagació d'infeccions, tot i que el consum energètic elevat requereix alternatives més eficients. Per abordar aquesta qüestió, la tesi explora els sistemes de ventilació controlats per demanda, que poden reduir significativament el consum energètic. En concret, s'estudien les característiques que les dades monitoritzades han de complir per calibrar eficaçment els models usats al control. Per fer-ho, es fan servir models de caixa grisa basats en 47 mesures, mostrant que aquests són més precisos quan els canvis en l'ocupació i la ventilació varien entre un 15% i 20%, i quan el coeficient de variació del CO2 és almenys 0,3. Aquestes condicions permeten un control dinàmic dels sistemes de ventilació, optimitzant-ne el rendiment enfront de fluctuacions en les condicions ambientals. A més, s'explora la integració del CO2 generat a les aules en cultius d'hivernacle, revelant sinergies prometedores.

[en] Indoor air quality (IAQ) and thermal comfort are critical in educational buildings, as poor conditions have been linked to reduced cognitive performance, higher absenteeism and long-term health effects. The COVID-19 pandemic further underscored these issues, especially in naturally ventilated environments, which comprise 93% of schools in tropical or subtropical locations. Initially, schools and universities transitioned to remote learning to curb the spread of the virus. When in-person learning resumed, enhanced ventilation protocols and awareness campaigns emphasized the importance of occupants' role in maintaining IAQ in naturally ventilated environments. However, several critical questions emerged: Were short-term awareness campaigns effective in fostering long-lasting changes in ventilation behaviour? Could natural ventilation alone consistently meet air quality standards without compromising thermal comfort? As the pandemic subsided, these challenges highlighted the need for resilient solutions that could not only mitigate immediate health risks but also promote healthier, more adaptable indoor environments in the face of future public health challenges. This thesis addresses these issues through a comprehensive investigation of ventilation strategies, thermal comfort, and IAQ in naturally ventilated educational buildings during and after the COVID-19 pandemic. The study involved extensive measurement campaigns in classrooms at various academic recording variables such as CO2 concentrations, air and mean radiant temperatures, relative humidity and air velocity. These campaigns aimed to assess both the effectiveness of natural ventilation and the sustainability of behaviour changes prompted by short-term awareness initiatives. In a first stage, a sensitivity analysis evaluates the impact of assuming certain variables when estimating thermal comfort using PMV and adaptive models from ASHRAE 55, ISO 7736, EN 16798 standards. The findings suggest that simplified thermal comfort models can provide reliable estimates when benchmarked against estimations that incorporate globe sensor measurements of mean radiant temperature (accuracy ±2 °C). This reduces the need for continuous monitoring of variables like mean radiant temperature and air velocity, streamlining thermal comfort assessments in educational settings. Regarding IAQ during and after COVID-19, the study found that natural ventilation alone often failed to meet recommended CO2 thresholds, primarily due to the trade-off between maintaining thermal comfort and achieving adequate air exchange. Although intensive awareness campaigns led to short-term behavioural changes, the initial improvements in IAQ were short-lived, with CO2 concentrations rising again as awareness waned. Alternative strategies, such as reduced classroom occupancy or online learning, posed logistical challenges and risked exacerbating educational inequalities. These findings emphasize the need for mechanical ventilation as the most reliable method for improving IAQ and controlling infection spread. However, mechanical systems are energy-intensive, necessitating more efficient alternatives. To address this issue, this thesis focuses on demand-controlled ventilation systems due to their potential for reducing energy demand. Specifically, it examines the characteristics that monitored data must meet for effective calibration of the models used in the control. For this purpose, grey-box models developed from 47 measurements data are used. The results show that the models are most accurate when changes in occupancy and ventilation range between 15 and 20%, and when the coefficient of variation of CO2 is at least 0.3. These conditions enable dynamic control of ventilation systems, optimizing performance while adapting to fluctuating conditions. Additionally, the potential integration of CO2 from classroom air into greenhouse crops was explored, revealing promising synergies.