La eficacia de los no mecánicos, Los métodos de baja energía para moderar la temperatura y la humedad han sido evaluados en una serie de experimentos por investigadores de la Universidad de Cambridge.

Los investigadores encontraron que una diferencia de temperatura entre el interior y el exterior tiene un efecto notablemente pequeño en la ventilación de una habitación cuando la ventilación es impulsada principalmente por el viento. A diferencia de, el viento puede aumentar las tasas de ventilación hasta en un 40% por encima de lo que es impulsado por una diferencia de temperatura entre una habitación y el exterior. La tasa exacta de ventilación dependerá de la geometría de la habitación.

Los resultados, reportado en la revista Edificación y Medio Ambiente , podría utilizarse para ayudar a los diseñadores y urbanistas a incorporar principios de ventilación natural en sus diseños, para que los edificios se mantengan a una temperatura agradable y consuman menos energía.

La calefacción y la refrigeración representan una proporción significativa del uso de energía en los edificios:en los EE. UU., esto es tan alto como el 50 por ciento. Además, a medida que las temperaturas globales continúan aumentando, la demanda de aire acondicionado, que emite gases de efecto invernadero, también aumenta, creando un circuito de retroalimentación dañino.

Ventilación natural, que controla la temperatura interior sin utilizar ningún sistema mecánico, es una alternativa a los métodos tradicionales de calefacción y refrigeración, lo que reduce el uso de energía y las emisiones de gases de efecto invernadero.

"La ventilación natural es una forma de bajo consumo de energía para mantener los edificios a una temperatura agradable, pero para incrementar su uso, necesitamos simple, modelos precisos que pueden responder rápidamente a condiciones cambiantes, ", dijo la autora principal, la Dra. Megan Davies Wykes, del Departamento de Ingeniería de Cambridge.

Hay dos tipos principales de ventilación cruzada natural:impulsada por el viento y impulsada por la flotabilidad. La ventilación cruzada ocurre en habitaciones que tienen ventanas en lados opuestos de una habitación. El viento que sopla sobre un edificio puede provocar una alta presión en el lado de barlovento y una baja presión en el lado de sotavento. que impulsa el flujo a través de una habitación, traer aire fresco del exterior y ventilar una habitación. La ventilación también puede ser impulsada por diferencias de temperatura entre el interior y el exterior de una habitación, ya que el aire entrante es calentado por personas o equipos, resultando en un flujo impulsado por la flotabilidad en una ventana.

"Todos nos hemos acostumbrado a tener una rango de temperatura estrecho en nuestros hogares y oficinas, ", dijo Davies Wykes." Controlar los métodos de ventilación natural es mucho más desafiante que encender la calefacción o el aire acondicionado, ya que debe tener en cuenta todas las variables de una habitación, como la cantidad de personas, la cantidad de computadoras u otros equipos generadores de calor, o la fuerza del viento ".

En el estudio actual, Los investigadores utilizaron una habitación modelo en miniatura colocada dentro de un canal para recrear los movimientos del aire dentro de una habitación cuando las ventanas se abren en diferentes condiciones de temperatura y viento.

Utilizando los resultados de experimentos de laboratorio, Davies Wykes y sus colegas construyeron modelos matemáticos para predecir cómo la diferencia de temperatura entre el interior y el exterior afecta la ventilación de una habitación.

Los investigadores encontraron que la tasa de ventilación depende menos de la temperatura y más del viento. Cualquiera que haya intentado refrescarse en una noche calurosa abriendo la ventana sin duda estará familiarizado con lo ineficaz que es esto cuando no hay viento.

Esto se debe a que en muchas habitaciones, las ventanas están colocadas en la mitad de la pared, y cuando se abren, el aire caliente cerca del techo no puede escapar fácilmente. Sin el efecto de 'mezcla' que proporciona el viento, el aire caliente se quedará en el techo, a menos que haya otra forma de escapar en la parte superior de la habitación.

"Fue sorprendente que, aunque las diferencias de temperatura no tienen un efecto fuerte en el flujo de aire a través de una ventana, Incluso las pequeñas diferencias de temperatura pueden ser importantes al intentar ventilar una habitación, "dijo Davies Wykes." Si no hay aberturas cerca del techo de una habitación, el aire caliente del interior puede quedar atrapado cerca del techo y el viento no es efectivo para eliminar el aire atrapado ".

Los próximos pasos serán incorporar los resultados en el diseño del edificio, facilitando la creación bien ventilada, Edificios de bajo consumo energético.