Fondamentalmente, la ventilazione naturale che può essere applicata agli edifici può essere divisa in due tipi: ventilazione a pressione del vento e ventilazione per galleggiamento termico. Entrambi i tipi di ventilazione naturale sono causati da differenze di pressione dell'aria formate naturalmente, e sono necessari diversi progetti architettonici per massimizzare l'efficacia di questi due metodi di ventilazione naturale.
1. Ventilazione a pressione del vento
Quando il vento soffia verso il fronte dell'edificio, si genera un'area a pressione positiva sul lato a monte a causa dell'ostacolo della superficie dell'edificio. Dopo che il flusso d'aria viene deviato, bypassa i lati e il tetto dell'edificio, e si genera un'area a pressione negativa su questi lati e sul retro. La ventilazione a pressione del vento utilizza la differenza di pressione tra i lati a monte e a valle dell'edificio per ottenere la ventilazione naturale dell'edificio.
2. Ventilazione per galleggiamento termico
A causa dell'instabilità del vento naturale, o a causa dell'influenza di edifici e vegetazione circostanti e dell'area finestra insufficiente dell'edificio, si dovrebbe considerare il principio della ventilazione per galleggiamento termico per accelerare la ventilazione. Il principio della ventilazione per galleggiamento termico è che l'aria calda si alza e viene scaricata dalle prese d'aria sulla parte superiore dell'edificio, e l'aria fredda fresca dall'esterno entra nella stanza dall'ingresso d'aria nella parte inferiore dell'edificio, formando così un movimento continuo di flusso d'aria all'interno. Cioè, la ventilazione è ottenuta utilizzando la differenza di densità dell'aria causata dalla differenza di temperatura tra l'aria interna ed esterna e dalla differenza di altezza tra l'ingresso e l'uscita.
Quando si utilizza la progettazione della ventilazione per galleggiamento termico, è necessario considerare che l'ingresso d'aria per il flusso d'aria dovrebbe essere posizionato in basso nella stanza, e l'uscita d'aria dovrebbe essere posizionata dall'altro lato della stanza di fronte all'ingresso d'aria, e in alto. La distanza verticale tra l'ingresso d'aria e l'uscita d'aria dovrebbe sfruttare appieno il principio del galleggiamento termico, utilizzando lucernari o aperture sul tetto. Il metodo di ventilazione per galleggiamento termico non dipende dalla forza del vento. Nell'estate senza vento, il galleggiamento termico naturalmente formato può comunque produrre un flusso d'aria relativamente stabile. Inoltre, poiché l'effetto del galleggiamento termico non dipende dalla pressione del vento e dalla direzione del vento, può esserci maggiore autonomia nella configurazione dell'ingresso d'aria.
La forma dell'edificio può creare pressione del vento, guidando efficacemente il flusso d'aria attraverso la parte aperta dell'edificio. Naturalmente, ci sono molte altre considerazioni per la progettazione della ventilazione dell'edificio. Nelle linee guida di progettazione di molti regolamenti edilizi, di solito vengono date le seguenti suggerimenti:
1. Orientamento e posizione dell'edificio: Quando la capacità di ventilazione deve essere regolata al massimo, dovrebbe essere selezionata una posizione ventosa per l'edificio, e quando si progetta l'orientamento dell'edificio, il muro a monte dovrebbe essere progettato per essere perpendicolare alla direzione del vento estivo locale
2. Forma e dimensioni dell'edificio: Gli edifici che utilizzano la ventilazione naturale non possono essere progettati troppo profondi, altrimenti sarà difficile far arrivare aria fresca in ogni parte dell'edificio
3. Altre considerazioni: tipo e uso delle finestre, tipo, forma e dimensioni delle aperture; metodi e dettagli di costruzione; elementi esterni; considerazioni per la pianificazione urbana
Nella progettazione della ventilazione naturale, i concetti di progettazione dei due metodi di ventilazione menzionati sopra, a spinta del vento e per galleggiamento termico, dovrebbero essere pienamente utilizzati. Le considerazioni nella progettazione includono:
1. Ridurre gli ostacoli all'ingresso dell'aria dall'esterno (come piante o ostacoli sul sito) o dall'interno (come mobili e pareti interne) per aumentare la circolazione dell'aria
2. L'ingresso d'aria e l'uscita d'aria della stanza dovrebbero essere posizionati nell'area a pressione opposta della stanza, comprese aperture sul muro a monte e sul muro a valle, o aperture sul muro a monte e sul tetto
3. Tutte le stanze dovrebbero avere un ingresso d'aria e un'uscita d'aria, e almeno una delle aperture dovrebbe essere dotata di una finestra regolabile per controllare il flusso d'aria. L'ingresso d'aria dovrebbe essere posizionato in basso nella stanza; l'uscita d'aria dovrebbe essere posizionata dall'altro lato di fronte all'ingresso d'aria e in alto
Per costruire un sistema di ventilazione più affidabile, meno costoso e più efficiente dal punto di vista energetico, è necessario comprendere chiaramente i limiti dell'edificio e utilizzare le varie strategie di progettazione menzionate sopra per integrarle nella progettazione dell'edificio. I limiti dell'edificio includono i seguenti aspetti: tipo di edificio, ambiente locale, clima e regolamenti edilizi. Conoscendo questi requisiti, i progettisti possono determinare la dimensione dei ventilatori, le aperture dell'edificio e i condotti di ventilazione.
1. Tipo di edificio: lo scopo dell'edificio, l'orientamento e l'aspetto dell'edificio proposto, e le dimensioni e la posizione delle finestre.
2. Ambiente locale: la direzione comune del vento locale, la qualità dell'aria e le strutture intorno all'edificio proposto
3. Clima: temperatura e umidità locali
4. Costruzione di regole: regole locali, standard (come gli standard ASHRAE) o linee guida. Le linee guida di progettazione specificano generalmente requisiti specifici di ventilazione. I requisiti di ventilazione includono: concentrazione massima consentita di inquinanti atmosferici, tasso di generazione di calore e tasso di rinnovo dell'aria, ecc.
