Includes a title page in Arabic

Thesis (Ph.D.) Doctoral Egypt - Japan University of Science and Technology (E-JUST) - School of Energy Resources , Environmental , Chemical , and Petrochemicals Engineering - Environmental Engineering Department 2024

Includes bibliographical references

Ensuring the health and well-being of students and staff in educational environments requires indoor air quality (IAQ) monitoring This study aims to improve IAQ in educational facilities in new Egyptian cities by developing and implementing passive CO2-absorbing membrane filters These filters will utilize activated carbon at varying concentrations to enhance CO ; absorption , offering a cost-effective and energy-efficient solution for improving indoor air quality Additionally, software programs will used to model the building from the case study, generating multiple scenarios and simulations to achieve the optimal design This study examines IAQ by measuring essential variables, including temperature, relative humidity, and CO2 concentration, in empty classrooms for three days (30th July, 31st July, and 1st August) The on-site measurements demonstrated substantial variations in IAQ, even when no individuals were present The research employs the software program to simulate and assess the efficiency of thermal comfort and different ventilation techniques The simulations' comprehensive validation using the acquired data ensures that they provide accurate information about the impact of environmental variables and various ventilation methods on IAQ This work develops a prototype membrane filter to improve IAQ by capturing and separating indoor CO2 levels These filters use polyvinyl alcohol (PVA) membranes and activated carbon (AC) as innovative and effective passive materials at four concentrations Scanning electron microscopy (SEM), Fourier-transform infrared spectroscopy (FTIR), and X-ray diffraction (XRD) were employed to characterize the materials The effectiveness of CO2 absorption across the four filter types was then assessed through tests conducted in a controlled environment. The study contributes to Sustainable Development Goals (SDGs), specifically Goal 3: Good Health and Well-being, Goal4: Ensure inclusive and equitable quality education and promote lifelong learning opportunities for all, and Goal 11: Sustainable Cities and Communities, by addressing IAQ challenges and promoting healthier, more sustainable educational environments Overall, this study can assist in enhancing IAQ management in educational buildings

ضمان صحة ورفاهية الطلاب والموظفين في البيئات التعليمية يتطلب مراقبة جودة الهواء الداخلي تهدف هذه الدراسة إلى تحسين جودة الهواء الداخلي في المنشات التعليمية بالمدن المصرية الجديدة من خلال تطوير وتنفيذ مرشحات لامتصاص ثاني أكسيد الكربون (CO2) تعتمد هذه الفلاتر على الكربون المنشط بتراكيز مختلفة لتعزيز امتصاص ثاني أكسيد الكربون، مما يوفر حلاً فعالاً من حيث التكلفة وكفاءة الطاقة لتحسين جودة الهواء الداخلي بالإضافة إلى ذلك، يتم استخدام برامج النمذجة لمحاكاة المبنى من خلال دراسة الحالة، وإنتاج سيناريوهات ومحاكاة متعددة لتحقيق التصميم الأمثل. تقوم هذه الدراسة بقياس متغيرات أساسية تشمل درجة الحرارة، والرطوبة النسبية، وتركيز ثاني أكسيد الكربون داخل الفصول الفارغة على مدار ثلاثة أيام (30) يوليو، 31 يوليو، و1 أغسطس) أظهرت القياسات الميدانية وجود تباين كبير في جودة الهواء الداخلي، حتى في غياب الأفراد تعتمد الدراسة على برامج المحاكاة لتحليل وتقييم كفاءة الراحة الحرارية وتقنيات التهوية المختلفة تُظهر عمليات التحقق الشاملة للمحاكاة باستخدام البيانات المكتسبة دقة المعلومات التي توفرها حول تأثير المتغيرات البيئية وأساليب التهوية المختلفة على جودة الهواء الداخلي تطوّر هذه الدراسة نموذجا أوليًا لفلتر غشاني لتحسين جودة الهواء الداخلي عن طريق التقاط وتقليل مستويات ثاني أكسيد الكربون داخل الأماكن المغلقة تستخدم هذه الفلاتر أغشية من مادة بولي فينيل الكحول (PVA) والكربون المنشط (AC) كمواد مبتكرة وفعالة في أربعة تركيزات مختلفة تم استخدام تقنيات المجهر الإلكتروني الماسح (SEM) وأطياف الأشعة تحت الحمراء (FTIR) والحيود بالأشعة السينية (XRD) لتوصيف المواد كما تم تقييم فعالية امتصاص ثاني أكسيد الكربون بين الأنواع الأربعة للفلاتر من خلال اختبارات أجريت في بيئة محكمة تسهم هذه الدراسة في تحقيق أهداف التنمية المستدامة (SDG)، وبخاصة الهدف الثالث: "الصحة الجيدة والرفاهية"، والهدف الرابع : ضمان تعليم شامل وعادل وجيد للجميع وتعزيز فرص التعلم مدى الحياة"، والهدف الحادي عشر: "مدن ومجتمعات مستدامة"، من خلال معالجة تحديات جودة الهواء الداخلي وتعزيز بيئات تعليمية أكثر صحة واستدامة بوجه عام، يمكن أن تسهم هذه الدراسة في تعزيز إدارة جودة الهواء الداخلي في المباني التعليمية وتُعد النتائج ذات أهمية كبيرة للمدارس والجامعات الواقعة في أماكن تعاني من تدني جودة الهواء الداخلي تعتمد الدراسة على بيانات تجريبية ومحاكاة متقدمة لتوفير أساس للدراسات المستقبلية والتطبيقات العملية لتحسين جودة الهواء في البيئات التعليمية

Issued also as a digital file (for more information please check our Digital Repository)

AnD ACM