Thông Gió Tự Nhiên Theo Phương Ngang

Thông Gió Tự Nhiên Theo Phương Ngang

Thông gió tự nhiên là một dạng thông gió thụ động, dùng áp lực từ gió (hoặc chênh lệch áp khí cục bộ) để đẩy không khí đi qua tòa nhà.

Thông gió tự nhiên là phương pháp thông gió và làm mát thụ động dễ dàng nhất, phổ biết nhất và thường là chi phí thấp nhất.

Thành công của phương pháp thông gió tự nhiên được xác định bằng mức độ tiện nghi nhiệt cao và lượng khí tươi  phù hợp cấp cho không gian được thông gió mà chỉ cần rất ít hay không cần tiêu thụ năng lượng cho hệ thống  thông gió và làm mát cơ khí.

Sử dụng gió cho công tác làm mát thụ động và cấp khí tươi

 Các biện pháp để tiếp cận với thông gió tự nhiên bao gồm cửa sổ, cửa thông gió, các thiết bịthông gió trên mái và các tổ chức kết cấu hút đẩy gió.Sử dụng cửa sổ chính là phương pháp thông dụng nhất.Các hệ thống tiên tiến có thể kể đến là cửa sổ tự động hay các cửa thông gió kích động bằng rơ le nhiệt.

Nếu không khí được lưu thông qua các lỗ mở có chủ ý và có kết quả là thông gió thì công trình xây dựng đó được cho là có thông gió tự nhiên; còn nếu không khí lưu thông qua các lỗ mở không có chủ ý do gió tự nhiên thì công trình đó có tình trạng bị thẩm thấu không khí hoặc thông gió ngoài ý muốn (rò khí).

Các phương pháp thông gió tự nhiên

Các yếu tố cơ bản của một thiết kế thông gió tự nhiên thành công là hướng và bố cục của tòa nhà, cũng như việc bố trí vị trí và kích thước lỗ mở phù hợp với điều kiện khí hậu. Để có thể tối ưu hóa việc thông gió tự nhiên, bạn sẽ cần sự chênh áp  giữa hướng gió (gió vào) và hướng khuất gió (gió ra). Trong hầu hết các trường hợp, áp suất cao sẽ xảy ra tại hướng gió đến của công trình và áp suất thấp ở phía gió ra.

Khí hậu của từng vùng có thể có các luồng gió chính theo những hướng nhất định, hay gió nhẹ hoặc cũng có thể có các điều kiện gió khác nhau tại từng thời điểm. Nó đòi hỏi sự nỗ lực điều chỉnh của cư dân.  Tham khảo thêm các thông số khí hâu với biểu đồ gió.

Khí hậu vùng có thể có những thời điểm rất nóng trong ngày hoặc trong năm trong khi lại có những thời điểm rất lạnh (đặc biệt là vùng sa mạc). Vào mùa hè, gió thường được sử dụng để cấp khí tươi một cách tối đa trong khi đó, vào mùa đông, thông gió tự nhiên thường được giảm tới mức vừa đủ để loại bỏ hơi ẩm và các chất ô nhiễm.

Vị Trí, Bố Cục và Định Hướng Thông Gió Tự Nhiên

Bố cục và việc định hướng rất quan trọng vì chiều cao và độ sâu của công trình đóng vai trò rất lớn đối với khả năng đưa khí bên ngoài lưu thông qua các khu vực sử dụng trong công trình một cách hiệu quả. Ở phần bố cục và định hướng, chúng ta sẽ thảo luận về việc làm sao để tận dụng chúng cho công tác thông gió thụ động. Nói một cách ngắn gọn, các tầng cao và mái được tiếp xúc với nhiều gió hơn các tầng thấp và các công trình có chiều rộng nằm dọc theo hướng gió chủ đạo (tức là quay chiều dài chắn hướng gió)sẽ có nhiều thuận lợi trong việc thông gió tự nhiên hơn cả.. Sân và không gian mở cũng giúp cho thông gió tự nhiên hiệu quả hơn.

Thông gió xuyên ngang

Khi bố trí các lỗ mở thông gió, bạn phải bố trí các đường gió ra và vào để tối ưu hóa các luồng khí lưu thông qua công trình.Các cửa sổ và lỗ mở thông gió được bố trí tại các hướng đối diện trong công trình để tạo ra các làn gió nhẹ tự nhiên đi qua tòa nhà.Nó được gọi là thông gió xuyên ngang. Nhìn chung, thông gió xuyên ngang là một phương pháp thông gió tự nhiên hữu hiệu nhất.

Thông gió xuyên ngang (hình dưới) hiệu quả hơn so với các hình thức thông gió không đi qua toàn bộ không gian (hình trên)

(Hình ảnh từ Sun, Wind, and Light, của G.Z. Brown và Mark DeKay, Wiley xuất bản)lát

Thông thường, cách tốt nhất là không nên bố trí các lỗ mở đối diện nhau một cách hoàn toàn trong một không gian.Việc này hiển nhiên là cách thông gió tốt nhất nhưng nó cũng có thể làm cho một số vị trí trong phòng được làm mát và thông gió tốt còn các vị trí khác thì không. Việc bố trí các lỗ mở đối diện nhau, nhưng không ngang bằng nhau, giúp cho không khí trong phòng được hòa đều, khí tươi và làm mát được phân tán một cách tốt hơn. Bạn cũng có thể tăng cường thông gió xuyên ngangbằng các lỗ mở lớn hơn tại hai hướng gió vào và gió ra của công trình, bố trí khí vào tại các khu vực áp suất cao và khí ra tại khu vực áp suất thấp.

Mức độ thông gió và trộn khí khác nhau với các cửa sổ mở khác nhau

Bố trí đường khí vào tại vị trí thấp trong phòng và đường khí ra tại vị trí cao có thể giúp cho việc làm mát không gian phòng hiệu quả hơn vì chúng tận dụng được đối lưu tự nhiên.Không khí lạnh sẽ ở vị trí thấp hơn trong khi không khí nóng sẽ bốc lên cao; như vậy việc bố trí lỗ mở thấp xuống giúp đẩy không khí lạnh qua các không gian, trong khi đường thoát cao hơn sẽ giúp đẩy không khí ấm đi ra ngoài. Phương pháp này được thể hiện rõ hơn trong mục thông gió theo phương đứng (thông gió đứng nhờ vào chênh lệch độ cao và nhiệt độ)

Độ cao của lỗ mở ảnh hưởng tới thông gió thụ động 

(Hình ảnh từ Sun, Wind, and Light, của G.Z. Brown và Mark DeKay, Wiley xuất bản)

Định Hướng Gió

Không phải toàn bộ toàn nhà có thể định hướng thông gió xuyên phòng  được. Nhưng gió vẫn có thể được định hướng nhờ các kết cấu kiến trúc như cửa sổ, tường cánh, hàng rào hay thậm chí là trồng cây theo chủ ý.

Nhờ các kết cấu kiến trúc mà  gió có thể được đổi hướng vàđưavào trong phòng. Những kết cấu được bố trí đối diện nhau và đối diện với hướng gió  sẽ làm tăng cường hiệu ứng này. Các cấu kiện này có thể là cửa sổ hay các tường chắn gió hoặc các kết cấu lớn như hàng rào, tường hoặc hàng cây.

Cấu kiện công trình có thể điều chỉnh hướng gió chính thành thông gió chéo.

Tường Cánh

Bố trí tường cánh hướng ra ngoài  bên cạnh cửa sổ để những làn gió rất nhẹ khi đập vào tường cũng có thể tạo ra một vùng áp suất cao tại một hướng và áp suất thấp tại hướng bên kia. Sự chênh lệch áp suất đưa khí bên ngoài tràn vào qua một cửa sổ và đi ra tại cửa sổ liền kề.Tường cánh đặc biệt hiệu quả tại các khu đất có tốc độ gió thấp và hướng gió thay đổi.

Các loại tường cách có ảnh hưởng tích cực và tiêu cực được bố trí trên cùng tường hay trên các tường liền kề.

(Hình ảnh từ  Sun, Wind, and Light, p. 184 của G.Z. Brown and Mark DeKay,  Wiley xuất bản)

Nguồn: http://sustainabilityworkshop.autodesk.com/buildings/wind-ventilation

Giấy phép: CC BY-NC-SA 3.0