기본적으로 건물에 적용할 수 있는 자연 환기는 바람 압력 환기와 열 부력 환기 두 가지 유형으로 나눌 수 있습니다. 이 두 가지 자연 환기 방법은 자연적으로 형성된 공기 압력 차이에 의해 발생하며, 이 두 가지 자연 환기 방법의 효과를 극대화하기 위해 다른 건축 설계가 필요합니다.
1. 바람 압력 환기
건물 앞쪽으로 바람이 불 때, 건물 표면의 방해로 인해 풍압 영역이 바람을 향한 쪽에 생성됩니다. 공기 흐름이 편향되면 건물의 측면과 지붕을 우회하여 이러한 측면과 뒷면에 부정압 영역이 생성됩니다. 바람 압력 환기는 건물의 풍향면과 역풍면 사이의 압력 차를 이용하여 건물의 자연 환기를 달성합니다.
2. 열 부력 환기
자연 바람의 불안정성 또는 주변 고층 건물 및 식물의 영향 및 건물의 창문 면적이 부족한 경우, 열 부력 환기 원리를 고려하여 환기를 가속화해야 합니다. 열 부력 환기의 원리는 뜨거운 공기가 상승하여 건물의 상단에 배출되고, 외부의 신선한 차가운 공기가 건물의 하단 공기 흡입구로부터 실내로 들어오면서 실내에서 끊임없는 공기 흐름을 형성함으로써 환기가 달성됩니다. 즉, 실내에서 온도 차이와 공기 밀도 차이, 그리고 공기 흡입구와 배출구 사이의 높이 차이를 이용하여 공기 밀도 차이를 활용하여 환기가 달성됩니다.
열 부력 환기 설계 시, 공기 흐름을 위한 공기 흡입구가 방의 낮은 위치에 설정되어야 하며, 공기 배출구는 공기 흡입구를 향한 다른 쪽에 고 위치에 설정되어야 하며, 높은 위치에 있어야 합니다. 공기 흡입구와 공기 배출구 사이의 수직 거리는 열 부력 원리를 최대한 활용하기 위해 스카이라이트나 지붕 환풍구를 사용합니다. 열 부력 환기 방법은 바람력에 의존하지 않습니다. 바람이 없는 여름에도 자연적으로 형성된 열 부력은 비교적 안정된 공기 흐름을 생산할 수 있습니다. 또한 열 부력 효과는 바람 압력과 바람 방향에 의존하지 않기 때문에 공기 흡입구 설정에 대해 더 큰 자율성을 가질 수 있습니다.
건물의 모양은 바람 압력을 만들어 건물의 개방 부분을 통해 공기 흐름을 효과적으로 이끌어낼 수 있습니다. 물론, 건물 환기 설계에 대한 많은 다른 고려 사항이 있습니다. 많은 건물 규정의 설계 지침에서는 일반적으로 다음과 같은 제안이 제시됩니다:
1. 건물의 방향 및 위치: 환기 용량을 최대로 조절해야 할 때 건물에 바람이 많이 부는 위치를 선택하고, 건물의 방향을 설계할 때는 바람이 많이 부는 지역의 여름 바람 방향에 수직인 풍향 벽을 설계해야 합니다
2. 건물의 모양과 크기: 자연 환기를 사용하는 건물은 너무 깊게 설계해서는 안 되며, 그렇게 하면 건물의 모든 부분에 신선한 공기를 전달하기 어려워집니다
3. 다른 고려 사항: 창문의 유형과 사용, 개방부의 유형, 모양 및 크기; 건설 방법 및 세부 사항; 외부 요소; 도시 계획에 대한 고려 사항
자연 환기 설계에서는 위에서 언급한 두 가지 환기 방법인 바람에 의한 환기와 열 부력을 완전히 활용해야 합니다. 설계 시 고려해야 할 사항은 다음과 같습니다:
1. 외부(식물이나 현장 장애물과 같은) 또는 내부(가구 및 실내 파티션과 같은)로부터의 공기 흡입 방해물을 줄여 공기 순환을 증가시킵니다
2. 방의 공기 흡입구와 공기 배출구는 방의 반대 압력 영역에 설정되어야 하며, 풍향 벽과 역풍 벽에 개방부가 있거나 풍향 벽과 지붕에 개방부가 있어야 합니다
3. 모든 방에는 공기 흡입구와 공기 배출구가 있어야 하며, 개방 부 중 적어도 하나는 공기 흐름을 제어하기 위해 조절 가능한 창문이 설치되어야 합니다. 공기 흡입구는 방의 낮은 위치에 설정되어야 하며, 공기 배출구는 공기 흡입구를 향한 다른 쪽에 고 위치에 설정되어야 합니다
더 신뢰할 수 있고 비용 효율적이며 더 에너지 효율적인 환기 시스템을 구축하기 위해 건물의 제한 사항을 명확히 이해하고 위에서 언급한 다양한 설계 전략을 건물 설계에 통합해야 합니다. 건물 제한 사항은 건물 유형, 현지 환경, 기후 및 건물 규정을 포함합니다. 이러한 요구 사항을 알고 있으면 디자이너는 선풍기, 건물 개방부 및 환기 덕트의 크기를 결정할 수 있습니다.
1. 건물 유형: 건물의 목적, 제안된 건물의 방향 및 외관, 창문의 크기와 위치
2. 현지 환경: 일반적인 현지 바람 방향, 공기 질 및 제안된 건물 주변의 구조물
3. 기후: 현지 온도와 습도
4. 건물 규정: 현지 규정, 표준(ASHRAE 표준 등) 또는 지침. 설계 지침은 일반적으로 특정 환기 요구 사항을 명시합니다. 환기 요구 사항에는 공기 오염물질의 최대 허용 농도, 열 생성률 및 공기 교환율 등이 포함됩니다.
