Basicamente, a ventilação natural que pode ser aplicada a edifícios pode ser dividida em dois tipos: ventilação por pressão do vento e ventilação por flutuabilidade térmica. Ambos os tipos de ventilação natural são causados por diferenças de pressão de ar formadas naturalmente, e são necessários diferentes projetos arquitetônicos para maximizar a eficácia desses dois métodos de ventilação natural.
1. Ventilação por pressão do vento
Quando o vento sopra em direção à frente do edifício, uma área de pressão positiva é gerada no lado de barlavento devido à obstrução da superfície do edifício. Após o fluxo de ar ser desviado, ele contorna os lados e o telhado do edifício, e uma área de pressão negativa é gerada nesses lados e na parte de trás. A ventilação por pressão do vento utiliza a diferença de pressão entre os lados de barlavento e sotavento do edifício para alcançar a ventilação natural do edifício.
2. Ventilação por flutuabilidade térmica
Devido à instabilidade do vento natural, ou devido à influência de edifícios altos e vegetação circundante e área insuficiente de janelas do edifício, o princípio da ventilação por flutuabilidade térmica deve ser considerado para acelerar a ventilação. O princípio da ventilação por flutuabilidade térmica é que o ar quente sobe e é expelido pelas saídas de exaustão no topo do edifício, e o ar frio fresco do exterior entra na sala pela entrada de ar na parte inferior do edifício, formando assim um movimento contínuo de fluxo de ar no interior. Ou seja, a ventilação é alcançada usando a diferença de densidade do ar causada pela diferença de temperatura entre o ar interno e externo e a diferença de altura entre a entrada e a saída.
Ao usar o design de ventilação por flutuabilidade térmica, deve-se considerar que a entrada de ar para o fluxo de ar deve ser posicionada em uma posição baixa na sala, e a saída de ar deve ser posicionada do outro lado da sala de frente para a entrada de ar, e em uma posição alta. A distância vertical entre a entrada de ar e a saída de ar deve aproveitar ao máximo o princípio da flutuabilidade térmica, usando clarabóias ou aberturas no telhado. O método de ventilação por flutuabilidade térmica não depende da força do vento. No verão sem vento, a flutuabilidade térmica formada naturalmente ainda pode produzir um fluxo de ar relativamente estável. Além disso, como o efeito da flutuabilidade térmica não depende da pressão do vento e da direção do vento, pode haver maior autonomia na configuração da entrada de ar.
A forma do edifício pode criar pressão do vento, efetivamente impulsionando o fluxo de ar através da parte de abertura do edifício. Claro, existem muitas outras considerações para o design de ventilação de edifícios. Nas diretrizes de design de muitos regulamentos de construção, geralmente são dadas as seguintes sugestões:
1. Orientação e localização do edifício: Quando a capacidade de ventilação precisa ser ajustada ao máximo, um local ventoso deve ser selecionado para o edifício, e ao projetar a orientação do edifício, a parede de barlavento deve ser projetada para ser perpendicular à direção do vento local no verão
2. Forma e tamanho do edifício: Edifícios que utilizam ventilação natural não podem ser projetados muito profundos, caso contrário será difícil fornecer ar fresco para todas as partes do edifício
3. Outras considerações: tipo e uso de janelas, tipo, forma e tamanho das aberturas; métodos e detalhes de construção; elementos externos; considerações para o planejamento urbano
No design de ventilação natural, os conceitos de design dos dois métodos de ventilação mencionados acima, impulsionados pelo vento e por flutuabilidade térmica, devem ser totalmente utilizados. As considerações no design incluem:
1. Reduzir obstruções de entrada de ar do exterior (como plantas ou obstáculos no local) ou do interior (como móveis e divisórias internas) para aumentar a circulação de ar
2. A entrada de ar e a saída de ar da sala devem ser posicionadas na área de pressão oposta da sala, incluindo aberturas na parede de barlavento e na parede de sotavento, ou aberturas na parede de barlavento e no telhado
3. Todos os cômodos devem ter uma entrada de ar e uma saída de ar, e pelo menos uma das aberturas deve ser equipada com uma janela ajustável para controlar o fluxo de ar. A entrada de ar deve ser posicionada em uma posição mais baixa na sala; a saída de ar deve ser posicionada do outro lado de frente para a entrada de ar e em uma posição mais alta
Para construir um sistema de ventilação mais confiável, menos dispendioso e mais eficiente em termos energéticos, devemos compreender claramente as limitações do edifício e utilizar as várias estratégias de design mencionadas acima para integrá-las no projeto do edifício. As limitações do edifício incluem os seguintes aspectos: tipo de edifício, ambiente local, clima e regulamentos de construção. Conhecendo esses requisitos, os designers podem determinar o tamanho dos ventiladores, aberturas do edifício e dutos de ventilação.
1. Tipo de edifício: o propósito do edifício, a orientação e aparência do edifício proposto, e o tamanho e localização das janelas.
2. Ambiente local: direção comum do vento local, qualidade do ar e as estruturas ao redor do edifício proposto
3. Clima: temperatura e umidade locais
4. Regras de construção: regras locais, padrões (como os padrões ASHRAE) ou diretrizes. As diretrizes de design geralmente especificam requisitos específicos de ventilação. Os requisitos de ventilação incluem: concentração máxima permitida de poluentes do ar, taxa de geração de calor e taxa de renovação do ar, etc.
