Temelde, binalara uygulanabilen doğal havalandırma, rüzgar basınç havalandırması ve termal yükseltme havalandırması olmak üzere iki türe ayrılabilir. Her iki doğal havalandırma türü de doğal olarak oluşan hava basınç farklarından kaynaklanmaktadır ve bu iki doğal havalandırma yönteminin etkinliğini maksimize etmek için farklı mimari tasarımlar gerekmektedir.
1. Rüzgar basınç havalandırması
Rüzgar binanın önüne doğru estiğinde, bina yüzeyinin engellemesi nedeniyle rüzgarlı tarafta pozitif bir basınç alanı oluşur. Hava akımı yön değiştirdikten sonra, bina yanları ve çatısını dolaşarak, bu yanlarda ve arkada negatif bir basınç alanı oluşur. Rüzgar basınç havalandırması, bina rüzgarlı ve rüzgarlı olmayan tarafları arasındaki basınç farkını kullanarak binanın doğal havalandırmasını sağlar.
2. Termal yükseltme havalandırması
Doğal rüzgarın istikrarsızlığı veya çevredeki yüksek binaların ve bitkilerin etkisi ve binanın yetersiz pencere alanı nedeniyle, havalandırmanın hızlandırılması için termal yükseltme havalandırma prensibi göz önünde bulundurulmalıdır. Termal yükseltme havalandırma prensibi, sıcak havanın yükselmesi ve binanın üst kısmındaki egzoz havalandırıklarından boşaltılması, dışarıdan gelen taze soğuk havanın binaya alt kısmındaki hava girişinden odaya girmesiyle, iç mekanda kesintisiz bir hava akışı hareketi oluşturarak havalandırma sağlar. Yani, iç ve dış hava arasındaki sıcaklık farkı ve giriş ve çıkış arasındaki yükseklik farkı tarafından oluşturulan hava yoğunluğu farkını kullanarak havalandırma gerçekleştirilir.
Termal yükseltme havalandırma tasarımı kullanılırken, hava akışı için hava girişinin odanın alt kısmında, hava çıkışının ise odanın diğer tarafında, hava girişine karşı ve yüksek bir konumda olması gerektiği göz önünde bulundurulmalıdır. Hava girişi ile hava çıkışı arasındaki dikey mesafe, termal yükseltme prensibinden tam olarak yararlanmalı, çatı pencereleri veya çatı havalandırma delikleri kullanılmalıdır. Termal yükseltme havalandırma yöntemi rüzgar gücüne dayanmaz. Rüzgarsız yaz aylarında, doğal olarak oluşan termal yükseltme, nispeten istikrarlı hava akışı üretebilir. Ayrıca, termal yükseltme etkisinin rüzgar basıncı ve rüzgar yönüne dayanmadığından, hava girişinin ayarlanmasında daha büyük bir özerklik olabilir.
Bina şekli rüzgar basıncı oluşturabilir, böylece bina açıklık kısmından hava akışını etkili bir şekilde sürükleyebilir. Elbette, bina havalandırma tasarımı için birçok diğer düşünce vardır. Birçok bina yönetmeliğinin tasarım kılavuzlarında genellikle aşağıdaki öneriler verilir:
1. Bina yönelimi ve konumu: Havalandırma kapasitesi maksimuma ayarlanmak istendiğinde, binanın rüzgarlı bir konum için seçilmesi gerekmekte ve bina yönelimi tasarlanırken, bina rüzgarlı duvarının yerel yaz rüzgar yönüne dik olacak şekilde tasarlanması gerekmektedir
2. Bina şekli ve boyutu: Doğal havalandırma kullanan binalar çok derin tasarlanmamalıdır, aksi takdirde taze havanın binanın her bölümüne ulaştırılması zor olacaktır
3. Diğer düşünceler: pencere türü ve kullanımı, açıklık türü, şekli ve boyutu; inşaat yöntemleri ve detayları; dış etkenler; kentsel planlama düşünceleri
Doğal havalandırma tasarımında, yukarıda bahsedilen rüzgar ve termal yükseltme havalandırma yöntemlerinin tasarım kavramları tam anlamıyla kullanılmalıdır. Tasarımda düşünülmeli olanlar şunları içerir:
1. Dışarıdan hava giriş engellerini (bitkiler veya site engelleri gibi) veya içeriden (mobilya ve iç bölme gibi) azaltarak hava dolaşımını artırın
2. Oda hava girişi ve hava çıkışı oda içindeki zıt basınç alanına yerleştirilmelidir, bunlar rüzgarlı duvar ve rüzgarlı duvar, veya rüzgarlı duvar ve çatıdaki açıklıklar olabilir
3. Tüm odaların bir hava girişi ve bir hava çıkışı olmalı ve açıklıklardan en az birinin hava akışını kontrol etmek için ayarlanabilir bir pencere ile donatılması gerekmektedir. Hava girişi odanın alt kısmında ayarlanmalıdır; hava çıkışı ise hava girişine karşı odanın diğer tarafında ve yüksek bir konumda olmalıdır
Daha güvenilir, daha az maliyetli ve daha enerji verimli bir havalandırma sistemi oluşturmak için, binanın kısıtlamalarını net bir şekilde anlamalı ve bu kısıtlamaları binanın tasarımına entegre etmek için yukarıda belirtilen çeşitli tasarım stratejilerini kullanmalıyız. Bina kısıtlamaları şunları içerir: bina tipi, yerel çevre, iklim ve bina yönetmelikleri. Bu gereksinimleri bilen tasarımcılar, fanların, bina açıklıklarının ve havalandırma kanallarının boyutunu belirleyebilir.
1. Bina tipi: binanın amacı, önerilen binanın yönelimi ve görünümü, pencere boyutu ve konumu
2. Yerel çevre: yaygın yerel rüzgar yönü, hava kalitesi ve önerilen binanın çevresindeki yapılar
3. İklim: yerel sıcaklık ve nem
4. Bina kuralları: yerel kurallar, standartlar (örneğin ASHRAE standartları) veya yönergeler. Tasarım kılavuzları genellikle belirli havalandırma gereksinimlerini belirtir. Havalandırma gereksinimleri arasında hava kirleticilerin maksimum izin verilen konsantrasyonu, ısı üretim hızı ve hava yenileme hızı vb. bulunmaktadır.
