Healthy Classroom (SAS): Validation of IoT Device for Air Renewal Monitoring

Authors

DOI:

https://doi.org/10.46421/encacelacac.v18i1.7084

Keywords:

Indoor air quality, Air changes per hour, air conditioning, Classroom, IoT.

Abstract

With the increase in temperature in several regions of the planet, air conditioning systems are increasingly common in educational environments. This study aims to present the validation of a low-cost IoT device called Healthy Classroom (SAS, from the acronym in Portuguese), designed to monitor the air renewal rate and display the need for corrective actions, such as the controlled opening of doors or windows. For validation, an experiment was carried out to monitor carbon dioxide (CO₂) concentration, air temperature, and relative humidity, compare the results with reference equipment, and analyze the consistency of the data. The results indicated a strong correlation of the measurements between the devices, reinforcing the SAS as a solution with potential application in educational environments and contributing to the efficient decision-making of the user in search of better indoor air quality.

Author Biographies

Eric Loque Magalhães Xavier, Universidade Vila Velha

Master’s student in Architecture and Cities at Universidade Vila Velha (UVV), conducting research on air renewal and energy efficiency in school environments, applying the Internet of Things (IoT) to create healthier and more sustainable classrooms. He is a Civil Engineer and Safety Engineer, holds a Bachelor’s degree in Information Systems and an Associate degree in Systems Analysis and Development, and has specialized in various fields, including Concrete Structures and Foundations, Electrical Engineering, Geoprocessing, Software Engineering, Fire and Panic Safety Engineering, and Teaching in Professional and Technological Education. Additionally, he holds MBAs in Project Management and Financial Management.

With over 25 years of experience in teaching technical and vocational courses, he works in the areas of indoor air quality, energy efficiency, and technological innovation in the construction sector. His credentials include international certifications such as COBIT, ITIL Foundation, Microsoft, and Furukawa. His research interests encompass sustainability, building automation, and the development of intelligent systems for monitoring indoor air quality in climatized environments.

Érica Coelho Pagel, Universidade Vila Velha

Doutora e Mestre em Engenharia Ambiental (2015) na área de Qualidade do Ar. Graduada em Arquitetura e Urbanismo pela Universidade Federal do Espírito Santo (2003). Atuou de 2006 a 2010 como arquiteta da Fundação Ceciliano Abel de Almeida desenvolvendo principalmente projetos de instituições escolares e de saúde para a Prefeitura Municipal de Vitória. É professora Titular I da Universidade Vila Velha, lecionando a disciplina de Ateliê de Projetos Integrados II (Projeto de Escola) no curso de Arquitetura e Urbanismo e a disciplina de Laboratório em Arquitetura, Cidade e Sustentabilidade no Pós-Graduação em Arquitetura e Cidade (PPGAC). É Líder CNPQ do Grupo Arquitetura e Estudos Ambientais, pesquisadora voluntária do Laboratório de Planejamento e Projetos (LPP/UFES) e do Núcleo da Qualidade do Ar (NQUALIAR/UFES). Em 2023 realizou estágio técnico científico no Human Oriented Built Environment Lab (HOBEL-LAB), localizado na School of Architecture, Civil and Environmental Engineering (ENAC), da École Polytechnique Fédérale de Lausanne (EPFL) em Fribourg, Suíça. Tem interesse em pesquisas nas áreas de Qualidade do Ambiente Construído; Qualidade do Ar Interior; Ventilação Natural; Conforto e desempenho Térmico; Arquitetura, saúde e bem-estar; Biofilia e Arquitetura; Mudanças Climáticas, Projeto Bioclimático e Sustentável com foco em regiões de clima quente.

Certificado pelo autor em 11/02/2025.

Ramon Silva Martins, Universidade Federal do Espírito Santo

Graduado, mestre e doutor em Engenharia Mecânica. Tem experiência com CFD e Mecânica dos Fluidos. É professor do Departamento de Engenharia Mecânica e do Programa de Pós-Graduação em Engenharia Mecânica da Universidade Federal do Espírito Santo.

References

ASHRAE, ANSI. Standard 62.1-2022 Ventilation for acceptable indoor air quality. American Society of Heating, Refrigerating and Air-Conditioning Engineers, Inc., Atlanta, GA, 2022.

ASSOCIAÇÃO BRASILEIRA DE NORMAS TÉCNICAS. NBR 16.401-3: Instalações de Ar-Condicionado. Rio de Janeiro: ABNT, 2008.

ASSOCIAÇÃO BRASILEIRA DE NORMAS TÉCNICAS. NBR 17.037: Qualidade do ar interior em ambientes não residenciais climatizados artificialmente - Padrões referenciais. Rio de Janeiro: ABNT, 2023.

BASTIEN, Diane et al. The impact of real-time carbon dioxide awareness on occupant behavior and ventilation rates in student dwellings. Energy and Buildings, v. 310, p. 114132, 2024.

BATTERMAN, Stuart. Review and extension of CO2-based methods to determine ventilation rates with application to school classrooms. International journal of environmental research and public health, v. 14, n. 2, p. 145, 2017.

BRASIL. Lei nº 13.589, de 4 de janeiro de 2018. Dispõe sobre a Manutenção de Instalações e Equipamentos de Sistemas de Climatização de Ambientes. Brasília. Disponível em: <https://www.planalto.gov.br >. Acesso em: 30 mai. 2024.

Brasil. Portaria Nº 3.523, de 28 de agosto de 1998. Brasília. Disponível em:<https://bvsms.saude.gov.br >. Acesso em: 30 maio. 2024.

DENG, Shihan; LAU, Josephine. Seasonal variations of indoor air quality and thermal conditions and their correlations in 220 classrooms in the Midwestern United States. Building and Environment, 157, 79–88, June 2019. DOI: https://doi.org/10.1016/j.buildenv.2019.04.038.

FÁVERO, Luiz Paulo; BELFIORE, Patrícia. Manual de análise de dados: estatística e modelagem multivariada com Excel®, SPSS® e Stata®. Elsevier Brasil, 2017.

INTERNATIONAL ORGANIZATION FOR STANDARDIZATION. ISO 7726: Ergonomics of the Thermal Environment—Instruments for Measuring Physical Quantities. ISO, Genève, 1998.

KUBBA, Sam. Handbook of green building design and construction: LEED, BREEAM, and Green Globes. Butterworth-Heinemann, 2017. Disponível em: <https://www.sciencedirect.com>. Acesso: 06 ago. 2024.

LI, Yanyan et al. A method for estimating occupant carbon dioxide generation rates. Energy and Buildings, v. 312, p. 114163, 2024.

REIS JUNIOR, Neyval Costa et al. Mudanças climáticas: efeitos sobre o Espírito Santo. Jundiaí: Paco Editorial, 2023. 248 p. ISBN 978-85-462-2475-3.

SHENDELL, Derek G. et al. Associations between Classroom CO 2 Concentrations and Student Attendance in Washington and. Info. Lawrence Berkeley National Laboratory, 2004.

WINCK, J. C. et al. A call for a national strategy for indoor air quality. Pulmonology, v. 28, n.4, p. 245, 2022.

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Published

2025-08-16

How to Cite

XAVIER, Eric Loque Magalhães; PAGEL, Érica Coelho; MARTINS, Ramon Silva. Healthy Classroom (SAS): Validation of IoT Device for Air Renewal Monitoring. In: ENCONTRO NACIONAL DE CONFORTO NO AMBIENTE CONSTRUÍDO, 18., 2025. Anais [...]. [S. l.], 2025. DOI: 10.46421/encacelacac.v18i1.7084. Disponível em: https://eventos.antac.org.br/index.php/encac/article/view/7084. Acesso em: 3 may. 2026.

Issue

Vol. 18 (2025): ENCAC/ELACAC

Section

7. Conforto Ergonômico e Qualidade Ambiental

License

Copyright (c) 2025 ENCONTRO NACIONAL DE CONFORTO NO AMBIENTE CONSTRUÍDO

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