Природна інтенсивна вентиляція влітку - Energie Plus Le Site
Природна інтенсивна вентиляція влітку
Визначення
Інтенсивна літня вентиляція, яку часто називають "вільним охолодженням", полягає в охолодженні будівлі шляхом вентиляції, використовуючи вільну енергію із зовнішнього повітря, коли температура в ньому нижча за внутрішню:
- Взимку свіже зовнішнє повітря може забезпечувати охолоджувані приміщення протягом дня без необхідності вмикати холодильні установки.
- Влітку нічна вентиляція може звільнити будівлю від тепла, накопиченого вдень.
Залежно від часу доби, ми говоримо про безкоштовне охолодження вдень або вночі:
- Безкоштовне денне охолодження полягає у провітрюванні приміщень зовнішнім повітрям, яке прохолодніше внутрішнього повітря. Оскільки охолоджуюча здатність зовнішнього повітря низька, необхідні великі повітряні потоки.
- Нічне охолодження складається з охолодження будівель вночі зовнішнім повітрям. Ми говоримо про «нічний розряд» у будівлі, оскільки вона евакуює все зайве тепло, накопичене вдень.
Існує різниця між природною або механічною інтенсивною вентиляцією залежно від того, чи рух повітря створюється природними силами (Архімедова тяга чи сила вітру) або вентилятором.
Слід також розрізняти потік свіжого гігієнічного повітря та потік свіжого повітря в кімнаті:
- Гігієнічна або постійна вентиляція забезпечує якість повітря. Загалом він орієнтується на 30 м³/год свіжого повітря, необхідного для людини (RGPT). В офісі це призводить до погодинного оновлення 1 раз на годину, оскільки кожен мешканець займає +/- 10 м² на поверсі, а отже, обсяг 30 м³.
Природна гігієнічна сітка повітрозабірника ... або мережа примусового повітря.
Влітку можна вставити решітки в існуючий каркас. Увечері мешканець відчиняє своє вікно з видом на ворота.
Складність: на наступний день не слід знаходити кімнату, в якій занадто холодно ... звідси іноді виникає бажання автоматизувати ці отвори.
Природно створюють рух повітря
Ми будемо говорити про природну інтенсивну вентиляцію, якщо ми цінуємо "природний двигун" для руху повітря:
- Або вертикальна тяга димоходу. Повітря надходить через отвори на фасаді. Зверніть увагу, що це може створити конструктивні обмеження відповідно до критеріїв протипожежного захисту, що вимагає від них розділення підлог, що означає або те, що передача повітря між поверхами може бути автоматично закрита (протипожежні двері з автоматичним закриттям, якщо ми використовуємо сходову клітку як інтенсивний витяжний канал, протипожежні заслінки), або кожен поверх має власний вихід на дах. Також при реконструкції це рішення вимагає значних змін в будівельній конструкції (буріння кожного поверху, ...).
На південному фасаді посилений ефект теплової тяги димоходів
блоками скла, нагрітими на сонці.
Вентиляційні решітки можна відкривати вручну ...
Зовнішній та зовнішній вигляд.
Отвори в приміщеннях та під дахом.
- Або протяг поперечною вентиляцією від одного фасаду до іншого. Відкриття міжкімнатних дверей може створити акустичні проблеми та незручні протяги, тому воно часто проектується як безкоштовне охолодження протягом ночі. Можливі також отвори за допомогою решіток або фрамуг над дверима. Тому для повного успіху нічного охолодження важливо, щоб пасажири були чітко поінформовані про свою роль в управлінні комфортом.
Повітря рухається переважно під тиском
і западини, що чиняться на фасадах вітром.
Тут біля кожного вікна в коридорі можна відкрити дерев'яну панель, щоб створити поперечну циркуляцію повітря (внутрішній та зовнішній вигляд будівлі).
Швидкість зміни повітря, отримана при поперечній вентиляції, коливається від 7 до 23 [об/год].
| Відповідно до NBN D50-001 для приміщення розміщення (поняття інтенсивної вентиляції) | за результатами дослідницького проекту NatVent | |
| Вентиляція через отвори на одному фасаді | 6,4% | 4% |
| Вентиляція через отвори на протилежних фасадах | 3,2% | 2% |
Також можна показати, що поперечна вентиляція передбачає досить велику ширину вулиці. На практиці бажано, щоб співвідношення висоти/ширини будівлі було менше 0,65. В іншому випадку вітер «переходить через дахи» і не створює фасаду надмірного тиску проти вітру, а в депресії фасад під вітром. На вулиці відчуваються лише декілька вихорів (“потік потоку”). Тоді двигун витіснення повітря стає занадто слабким.
Звичайно, все залежить від швидкості вітру. Таким чином, вітер 4 м/с на метеостанції буде створювати вітер 2 м/с на вершині дахів у міській місцевості. У цьому випадку ми можемо мати відношення висоти до ширини 1,5. Але це середній вітер у центрі країни. Отже, через 50% часу, якщо відношення висоти до ширини дорівнює 1,5, передача повітря буде недостатньою.
Також можна показати, що орієнтація будівлі впливає на ефективність цієї системи. Насправді, коли в наших регіонах переважають південно-західні вітри, вісь вулиці не повинна бути південно-східною, бо тоді вітри будуть паралельні фасадам ...
- Або індивідуальне природне вільне охолодження: у кожній кімнаті вікна (одне у верхній частині та одне в нижній частині), обладнані сітками, відкриваються автоматично, залежно від різниці між внутрішньою та зовнішньою температурою. Можливе природне охолодження кожної кімнати без витяжки загальним димоходом. Але потоки охолодження залишаються обмеженими.
Гаряче повітря мігрує назовні у верхній частині отворів
і свіже повітря, що надходить у нижню частину (витрати повітря обмежені цим методом).
Відкриття вікон у нижній та верхній частині для сприяння циркуляції повітря в приміщенні (жовтий та оранжевий кольори обумовлені лише відображенням жалюзі будівлі навпроти ...).
Подача та відведення повітря за допомогою природної вентиляції
Види природного припливу повітря
Виконання природного вільного охолодження вночі передбачає створення великих природних отворів для подачі повітря. Наприклад, у разі перехресної вентиляції офісу площею 20 м², отвір 0,4 м² (приклад: 63 х 63 см).
Такі отвори не можуть збільшити ризик прориву будівлі або проникнення дощу.
На ринку є системи, які відповідають цьому критерію:
Види витяжки повітря
- Решітки або вікна того ж типу, що і отвори повітрозабірника.
- Дахові вікна контролюються автоматично.
Наприклад, адміністративний центр компанії Powergen, автоматичні вікна для відводу повітря у верхній частині атріуму.
Наприклад, будівля королеви в університеті Де Монфор, автоматичні вікна для відводу повітря на даху.
- Каміни.
Наприклад, будівля королеви в університеті Де Монфор, димоходи для відводу вентиляційного повітря.
Наприклад, екологічна забудова BRE, димоходи для відводу вентиляційного повітря: скляна цегляна стіна сприяє нагріванню повітря, що відводиться, і покращує тягу.
Гарантуйте внутрішню безпеку
Для природного нічного охолодження потрібні великі отвори назовні (від 2 до 4% площі приміщення), отвори, які можуть збільшити ризик потрапляння людей, комах, пилу або інших людей у будівлю.
При природній циркуляції великої кількості повітря через будівлю повинні враховуватися вимоги пожежної безпеки, зокрема, розділення, яке вимагає, щоб різні підлоги були відокремлені вогнестійкими стінами у разі пожежі.
Ефективність інтенсивної нічної вентиляції
Ефективність нічного безкоштовного охолодження обмежена. Моделювання, проведене в рамках дослідницького проекту NatVent, дозволило оцінити очікувану ефективність:
Ось блок-схема, що показує умови, необхідні для ефективності нічного вільного охолодження (джерело: дослідницький проект Natvent).
Проміжними параметрами є: внутрішні навантаження в [Вт/м2 підлоги], наявність сонячного захисту, маса матеріалів у [кг/м2 стіни] та розмір отворів.
Наприклад, для приміщення, що виходить на південь, з внутрішніми навантаженнями 20 Вт/м², із зовнішнім сонячним захистом, із середньою тепловою інерцією та автоматичною системою управління відкриттям, нічне безкоштовне охолодження дасть результати з отворами на 1 фасаді площею, рівною 3% площі підлоги.
Виводимо умови успіху:
- Теплова інерція будівлі є достатньою (доступна конструкція стелі, кладка стін).
- Інтенсивна вентиляція буває поперечною (отвори на протилежних фасадах) або за допомогою вертикального вентилятора, інтенсивна вентиляція з отворами на одному фасаді працює лише для будівель з високою тепловою інерцією.
- Вентиляційні отвори еквівалентні мінімум 2% площі приміщення, 1% недостатньо і 3% збільшує ризик проникнення.
- Мешканці дисципліновано керують отворами для інтенсивної вентиляції (відкриванням дверей та вікон), коли вони вручну. В іншому випадку отвори повинні контролюватися автоматично.
Вікно з автоматичним відкриванням
розроблена в рамках проекту NatVent.
- Внутрішні внески обмежені 22 - 26 Вт/м2 для будівлі з середньою тепловою інерцією та 27 - 32 Вт/м² для будівлі з високою тепловою інерцією. Це передбачає використання енергоефективного обладнання (освітлення, автоматизація офісів)
- Сонячні прибутки обмежені ефективним сонячним захистом (зовнішнім захистом).
Приклади третинних будівель
Однак можна знайти рішення, які відповідають усім цим обмеженням. Доказ нижче.
У Бельгії вже є приклади будівель, які просто інтегрують безкоштовне охолодження, такі як будівля PROBE BBRI, будівля фірми RENSON у Варегемі, будівлі "Keppekouter" в Алст (вивчення цих двох останніх прикладів можна переглянути в проекті NatVent). Однак ці будівлі не підлягають автоматизації (ворота прокладаються і відчиняються вручну), що пов'язує роботу системи з мотивацією мешканців, але тим не менше дає переконливі результати.
Але є також будівлі, які автоматизують управління безкоштовним охолодженням.
Будівля IVEG (Intercommunale anversoise) є дуже цікавим прикладом цієї філософії в Бельгії (тяга димоходу).
Загальні інвестиційні витрати на опалення, механічну вентиляцію та всі структурні конструкції для природної вентиляції склали € 200/м², що відповідає якості кондиціонування повітря.
Загальне споживання менше 120 кВт-год/м2, головним чином завдяки дуже низькому енергоспоживанню, що становить половину від типового споживання аналогічної будівлі.
"Вікна" (фактично отвори, що дають доступ до решіток, розташованих спереду) автоматично відкриваються вночі в залежності від потреби в охолодженні приміщень.
Як запобіжний захід було встановлено систему охолодження вентиляційного повітря, але вона ніколи не використовувалася !
Будівля SD-Worx у Кортрійку також є дуже ефективною.
Є також приклади іноземних будівель, зокрема в Англії, в яких дизайнери намагалися оптимізувати "природне" управління тепловим комфортом та літнім споживанням. Ви можете переглянути ці три приклади:
Кожна з цих будівель - унікальне досягнення, яке було предметом спеціального дослідження. Вони заслуговують на те, щоб показати, що проблемою перегріву можна керувати без кондиціонера, за допомогою відповідної конструкції будівлі.