Skoolleerders in Suid-Afrika staar reeds 'n menigte sosio-ekonomiese uitdagings in die gesig. Om sake te vererger, moet sommige leerders in houers (omgeskakelde skeepshouers) en mobiele (voorafvervaardigde) klaskamers sit waar temperature onaanvaarbaar hoog is in die somer en baie laag daal in die winter. Daarbenewens is die koolstofdioksiedvlakke (CO2) in houerklaskamers so hoog dat dit hulle akademiese prestasie en gesondheid beïnvloed.

Dít is van die bevindings van 'n studie deur navorsers in die Fakulteit Ingenieurswese aan die Universiteit Stellenbosch (US).

Hulle het die CO2-vlakke en temperature in 24 klaskamers – houerklaskamers met en sonder isolasie, mobiele klaskamers en baksteen- of permanente klaskamers – by twee skole in Stellenbosch oor 12 maande gemeet. Hulle het sensors in die klaskamers geïnstalleer wat met 'n kragbank aangedryf is as batteryrugsteun om ononderbroke metings gedurende beurtkrag te verseker.

"Ons navorsing toon dat houerklaskamers die ergste temperature en swakste luggehalte het, selfs wanneer lugversorging beskikbaar is. Die luggehalte in mobiele klaskamers is beter, maar die temperatuurbeheer is swak. Baksteenklaskamers bied die beste temperatuurregulering en luggehalte," sê hoofnavorser en PhD-kandidaat Rita van der Walt van die Departement Elektriese en Elektroniese Ingenieurswese aan die US. Sy het die studie saam met studieleiers prof Thinus Booysen (navorsingsleerstoelhouer in die Internet van Dinge by die Fakulteit Ingenieurswese) en prof Sara Grobbelaar (Departement Bedryfsingenieurswese) onderneem.

Die studie het onlangs in die Journal of Cleaner Production verskyn.

Die navorsers wys daarop dat hoewel temperatuur- en CO₂-vlakke belangrik is vir luggehalte en leerders se denke, akademiese prestasie, motivering, gesondheid en gemak direk kan beïnvloed, is dit nog nie in verskillende soorte klaskamers bestudeer nie. "Mobiele en houerklaskamers word wyd as permanente klaskamers in ons skole gebruik, maar geen bestaande navorsing meet die potensieel swak binnenshuise lugtoestande in hierdie klaskamers nie."

Hulle sê hulle resultate toon dat "temperature in tydelike klaskamers op skooldae tussen 5,3 °C en 40,6 °C wissel, terwyl permanente klaskamers stabieler is, met temperature tussen 11,2 °C en 33,5 °C. Die gemete temperatuurreeks is 13 °C hoër vir tydelike klaskamers as permanente klaskamers. Deur die jaar is tydelike klaskamers minstens 10 °C warmer of kouer as permanente klaskamers.

"Hierdie resultate dui daarop dat huidige lugbeheer- en verwarmings-, ventilasie- en lugversorgingstelsels (HVAC) nie die swak temperatuurtoestande in tydelike klaskamers weens slegte isolasie en infrastruktuur voldoende verbeter nie."

Wat CO₂-konsentrasies betref, is dit aansienlik erger in houerklaskamers met mobiele klaskamers wat beter toestande het in vergelyking met baksteenklaskamers, sê die navorsers.

"Gedurende die winter, wanneer deure en vensters gewoonlik toe is, was die CO₂-vlakke baie hoër in houerklaskamers as in mobiele klaskamers. Oor die algemeen is die daaglikse CO₂-konsentrasies dwarsdeur die jaar konsekwent hoër in houerklaskamers as in mobiele klaskamers.

"Ons het opgemerk dat CO₂-vlakke toegeneem het toe klaskamers voor, tussen en na pouses beset is. Die grootste CO₂-piek het die oggend plaasgevind. Dit toon dat die aantal mense in 'n vertrek die CO₂-vlakke aansienlik beïnvloed. Ná skool het CO₂-vlakke gedaal sodra die klaskamers leeg geloop het.

"In klaskamers met slegs lugversorging en sonder plafonwaaiers het houerklaskamers met en sonder isolasie CO₂-vlakke bo 1 000 dele per miljoen (dpm) op onderskeidelik 50% en 24% van die skooldae gehad. In vergelyking hiermee het mobiele klaskamers hierdie vlak op net 11% van die skooldae oorskry."

Die navorsers voeg by dat baksteenklaskamers wat toegerus is met plafonwaaiers, maar geen lugreëlaar het nie, dwarsdeur die jaar aansienlik laer binnenshuise CO₂-konsentrasies getoon het in vergelyking met baksteenklaskamers wat met 'n plafonwaaier en lugreëlaar toegerus is. Die rede is omdat vensters en deure toe gehou word vir lugversorging om doeltreffend te werk, maar nie vir plafonwaaiers nie.

Hulle wys daarop dat die Wêreldgesondheidsorganisasie aanbeveel dat CO₂-vlakke onder 1 000 dpm in binnenshuise ruimtes gehandhaaf moet word vir voldoende ventilasie en goeie luggehalte. Asemhaling in lug met CO₂-vlakke bo 1 000 dpm is soos om in 'n stampvol hysbak te wees waar almal hulle asem uitblaas. Dit is bedompig en ongemaklik, en kan slaperigheid, konsentrasieprobleme of hoofpyn veroorsaak.

Volgens die navorsers het die ontwerp en konstruksie van klaskamers 'n groot invloed op die binnenshuise luggehalte, insluitende temperatuur- en CO₂-vlakke.

"Die soort klaskamerstruktuur bepaal meestal die temperatuurtoestande, terwyl die HVAC-stelsel hoofsaaklik CO₂-vlakke beïnvloed. Dit dui daarop dat ventilasieverbeterings nodig is wanneer skeepshouers in klaskamers omgeskakel word. Daarteenoor word mobiele klaskamers gewoonlik met behoorlike ventilasie ontwerp omdat dit deur mense gebruik sal word."

Die navorsers sê skole word steeds met mobiele klaskamers toegerus, met sommige wat houerklaskamers as permanente klaskamers gebruik weens die kostedoeltreffendheid daarvan. Hierdie klaskamers kom algemeen in byna alle openbare skole voor, insluitend hoë-inkomste- (kwintiel 5-)skole.

Hulle stel voor dat termiese isolasie bygevoeg word en ruimtes herontwerp word om temperatuurskommelings in klaskamers te help bestuur.

"Belê in HVAC-stelsels wat by die spesifieke behoeftes van verskillende klaskamertipes pas, veral houerklaskamers, wat nie natuurlike ventilasie het nie. Die opknapping van bestaande HVAC-stelsels kan ook ventilasie en luggehalte verbeter.

"Riglyne en standaarde moet vir verskillende soorte klaskamers, veral tydelike klaskamers, ontwikkel word om doeltreffende konstruksie en opknapping te verseker. Dit moet termiese isolasie insluit en natuurlike ventilasiestrategieë prioritiseer."

• Bron: R.E. van der Walt, S.S. Grobbelaar, M.J. Booysen (2024). Indoor temperature and CO2 in South African primary school classrooms: Inspecting brick, container, and prefab structures. Journal of Cleaner Production: DOI: 10.1016/j.jclepro.2024.143120​