L'efficacité des non-mécaniques, Des méthodes à basse énergie pour modérer la température et l'humidité ont été évaluées dans une série d'expériences par des chercheurs de l'Université de Cambridge.

Les chercheurs ont découvert qu'une différence de température entre l'intérieur et l'extérieur a un effet remarquablement faible sur la qualité de la ventilation d'une pièce lorsque la ventilation est principalement entraînée par le vent. En revanche, le vent peut augmenter les taux de ventilation jusqu'à 40 % au-dessus de celui qui est entraîné par une différence de température entre une pièce et l'extérieur. Le taux exact de ventilation dépendra de la géométrie de la pièce.

Les résultats, rapporté dans le journal Bâtiment et environnement , pourrait être utilisé pour aider les concepteurs et les urbanistes à intégrer les principes de la ventilation naturelle dans leurs conceptions, afin que les bâtiments puissent être maintenus à une température confortable tout en utilisant moins d'énergie.

Le chauffage et le refroidissement représentent une part importante de la consommation d'énergie dans les bâtiments :aux États-Unis, c'est aussi élevé que 50 pour cent. En outre, alors que les températures mondiales continuent d'augmenter, la demande de climatisation, qui émet des gaz à effet de serre, augmente également, créant une boucle de rétroaction dommageable.

Ventilation naturelle, qui contrôle la température intérieure sans utiliser aucun système mécanique, est une alternative aux méthodes traditionnelles de chauffage et de refroidissement, ce qui réduit la consommation d'énergie et les émissions de gaz à effet de serre.

« La ventilation naturelle est un moyen peu énergivore de maintenir les bâtiments à une température confortable, mais afin d'augmenter son utilisation, nous avons besoin de simples, des modèles précis qui peuvent réagir rapidement aux conditions changeantes, ", a déclaré l'auteur principal, le Dr Megan Davies Wykes du département d'ingénierie de Cambridge.

Il existe deux principaux types de ventilation naturelle croisée :actionnée par le vent et par flottabilité. La ventilation transversale se produit dans les pièces qui ont des fenêtres sur les côtés opposés d'une pièce. Le vent soufflant sur un bâtiment peut entraîner une forte pression du côté au vent et une basse pression du côté sous le vent, qui entraîne le flux à travers une pièce, faire entrer de l'air frais de l'extérieur et ventiler une pièce. La ventilation peut également être entraînée par des différences de température entre l'intérieur et l'extérieur d'une pièce, l'air entrant étant réchauffé par des personnes ou des équipements, résultant en un écoulement entraîné par la flottabilité à une fenêtre.

"Nous nous sommes tous habitués à avoir un plage de température étroite dans nos maisons et bureaux, " a déclaré Davies Wykes. " Contrôler les méthodes de ventilation naturelle est beaucoup plus difficile que d'allumer le chauffage ou la climatisation, car vous devez tenir compte de toutes les variables dans une pièce, comme le nombre de personnes, le nombre d'ordinateurs ou d'autres équipements générateurs de chaleur, ou la force du vent."

Dans l'étude actuelle, les chercheurs ont utilisé une salle modèle miniature placée à l'intérieur d'un canal pour recréer les mouvements d'air à l'intérieur d'une pièce lorsque les fenêtres sont ouvertes dans différentes conditions de température et de vent.

En utilisant les résultats d'expériences en laboratoire, Davies Wykes et ses collègues ont construit des modèles mathématiques pour prédire comment la différence de température entre l'intérieur et l'extérieur affecte la qualité de la ventilation d'une pièce.

Les chercheurs ont découvert que le taux de ventilation dépend moins de la température et plus du vent. Quiconque a essayé de se rafraîchir par une nuit chaude en ouvrant la fenêtre sait sans aucun doute à quel point cela est inefficace lorsqu'il n'y a pas de vent.

C'est parce que dans de nombreuses pièces, les fenêtres sont positionnées à mi-hauteur du mur, et quand ils sont ouverts, l'air chaud près du plafond ne peut pas s'échapper facilement. Sans l'effet de « mélange » fourni par le vent, l'air chaud restera au plafond, à moins qu'il n'y ait un autre moyen pour qu'il s'échappe en haut de la pièce.

« Il était surprenant que bien que les différences de température n'aient pas un effet important sur le flux d'air à travers une fenêtre, même de petites différences de température peuvent avoir de l'importance lorsque vous essayez de ventiler une pièce, " a déclaré Davies Wykes. " S'il n'y a pas d'ouvertures près du plafond d'une pièce, l'air intérieur chaud peut être emprisonné près du plafond et le vent n'est pas efficace pour éliminer l'air emprisonné."

Les prochaines étapes consisteront à intégrer les résultats dans la conception du bâtiment, facilitant la création de bien aéré, bâtiments basse énergie.