Nguyên tắc hoạt động hệ thống thông gió tự nhiên hiệu quả

Hệ thống thông gió tự nhiên luôn được chú trọng trong quá trình xây dựng các công trình nhà cao tầng, nhà ở, trung tâm thương mại, văn phòng,…. Đặc biệt, với các không gian nhỏ thì việc thông gió tự nhiên vẫn được ưu tiên bởi sự đơn giản, tiết kiệm chi phí. Cùng tìm hiểu qua bài viết dưới đây nhé.

Giới thiệu hệ thống thông gió tự nhiên

Thông gió tự nhiên hay hệ thống thông gió thụ động, là phương pháp giúp không khí lưu chuyển từ bên ngoài vào trong nhà một cách tự nhiên mà không cần sử dụng những thiết bị khác như quạt, máy điều hòa, …

Thông gió tự nhiên hoạt động dựa trên nguyên lý chênh lệch áp suất và nhiệt độ giữa các khu vực khác nhau tạo ra sự lưu chuyển không khí. Không khí chuyển động từ vùng có áp suất cao đến vùng có áp suất thấp, và từ vùng lạnh đến vùng nóng. Trong một tòa nhà, sự chênh lệch này có thể được tạo ra bởi gió ngoài trời, sự khác biệt nhiệt độ giữa trong và ngoài nhà, hoặc do thiết kế của công trình.

Hệ thống thông gió tự nhiên phụ thuộc hoàn toàn vào yếu tố môi trường nên tiết kiệm năng lượng nhưng khó kiểm soát hơn so với thông gió cơ khí.

Nguyên tắc thông gió tự nhiên

Để hiểu rõ và tính toán thông gió tự nhiên hoạt động, chúng ta cần xem xét các nguyên tắc cơ bản sau:

Sự chênh lệch áp suất và hiệu ứng Bernoulli

Sự chênh lệch áp suất giữa bên trong và bên ngoài công trình là yếu tố thúc đẩy dòng chảy không khí. Hiệu ứng Bernoulli là mối quan hệ giữa tốc độ gió và áp suất: khi tốc độ gió tăng, áp suất giảm. Điều này dẫn đến việc không khí bị hút qua các khe hở hoặc cửa sổ, từ đó thúc đẩy quá trình thông gió.

Đối lưu nhiệt và nguyên lý nổi

Sự chênh lệch nhiệt độ sẽ tạo ra dòng đối lưu, không khí nóng sẽ bốc lên và không khí lạnh đi xuống. Nguyên lý nổi giúp bạn làm rõ tại sao không khí nóng có xu hướng di chuyển lên trên: khi không khí nóng lên, sẽ giãn nở và trở nên nhẹ hơn không khí xung quanh, do đó nổi lên. Điều này giúp loại bỏ không khí nóng và ô nhiễm ra khỏi không gian sống.

Hiệu ứng ống khói và lực kéo nhiệt

Hiệu ứng ống khói là một trường hợp đặc biệt của nguyên lý nổi. Trong các công trình cao, không khí nóng bên trong sẽ bốc lên cao và hình thành một lực kéo hút không khí từ bên ngoài vào thông qua các cửa sổ hoặc lỗ thông gió phía dưới. Hiệu ứng này chịu ảnh hưởng bởi các yếu tố như chiều cao công trình, vị trí và kích thước các cửa sổ.

Sự tương tác giữa các yếu tố tự nhiên

Các yếu tố tự nhiên như gió, nhiệt độ, độ ẩm và địa hình có vai trò quan trọng trong quá trình thông gió tự nhiên. Ví dụ: hướng gió sẽ quyết định vị trí đặt cửa sổ hoặc lỗ thông gió. Độ ẩm không khí ảnh hưởng đến cảm giác nhiệt và hiệu quả làm mát của gió. Địa hình xung quanh tạo ra các dòng gió địa phương hoặc chắn gió, ảnh hưởng đến lưu lượng không khí vào công trình.

>> Xem thêm:

Những điều cần biết về hệ thống thông gió nhà ở

Quy trình lắp đặt hệ thống thông gió thu hồi nhiệt chuẩn kỹ thuật

Các phương pháp thông gió tự nhiên

Để tận dụng tối đa lợi ích của thông gió tự nhiên, có thể áp dụng nhiều phương pháp khác nhau như:

• Thông gió tự nhiên bằng áp lực nhiệt (Thermal Force)

Đây là dạng thông gió phổ biến thường được các công trình nhà ống sử dụng, lưu thông gió được tạo ra từ sự chênh lệch áp suất không khí bên trong nhà và môi trường ngoài. 

Trong một không gian tòa nhà, công trình kiến trúc,…. con người sinh sống và hoạt động bên trong sẽ sản sinh ra nhiệt độ. Nhiệt độ này sẽ truyền sang không khí làm tăng nhiệt độ không khí, khiến không khí giãn nở, nhẹ hơn và bay lên cao tạo ra một vùng áp thấp.

• Thông gió tự nhiên bằng áp lực gió (Wind Force)

Đây là phương pháp thông gió xuyên phòng. Tốc độ lưu thông gió và lưu lượng gió sẽ ở mức trung bình khi kích thước và vị trí cửa hút và cửa thoát gió tương đương. Nếu kích thước của cửa thoát gió lớn hơn, vị trí cao hơn thì tốc độ và lưu lượng gió sẽ tăng lên.

• Thông gió bằng cách mở cửa sổ/ cửa ra vào

Thông gió tự nhiên mà đang được mỗi nhà áp dụng phổ biến là mở cửa sổ, cửa ra vào. Phương pháp này giúp phòng được thông thoáng, trong lành hơn nhưng lại phụ thuộc vào yếu tố thời tiết để chọn mở cửa.

Buổi trưa, chiều mùa hè nên đóng cửa để tránh ánh nắng và luồng khí nóng xâm nhập vào trong nhà. Bởi lúc này nhiệt độ bên ngoài cao hơn nhiệt độ trong phòng. Thay vào đó, có thể mở cửa vào chiều tối khi trời mát để đón luồng khí mát vào nhà.

Vào mùa đông, nhiệt độ trong nhà thấp hơn ngoài trời thì không nên mở cửa sổ quá lâu tránh làm giảm nhiệt độ trong nhà quá nhanh.

Ứng dụng hệ thống thông gió tự nhiên

Hệ thống thông gió tự nhiên được ứng dụng nhiều trong đời sống và sản xuất như nhà ở, chung cư, nhà xưởng, trang trại chăn nuôi,… 

Nhà ở: Chủ yếu là sử dụng các cửa sổ, cửa ra vào và giếng trời. Bên cạnh đó, có thể sử dụng thêm hệ thống quạt, điều hòa để làm mát và thông gió được tốt hơn.

Nhà xưởng: Đa phần có sự tham gia của các thiết bị hỗ trợ như máy hút gió, quạt thông gió và điều hòa kết hợp với các phương pháp thông gió tự nhiên

Trang trại chăn nuôi: Ngoài việc kết hợp thông gió tự nhiên thì sẽ lắp đặt thêm hệ thống quạt thông gió giúp đảm bảo ổn định nhiệt độ. Không khí trong trang trại sẽ có ảnh hưởng trực tiếp sức khỏe của vật nuôi. 

Thông gió tự nhiên trong kho hàng: Sử dụng cửa sổ và cửa thông gió để tạo luồng khí lưu thông trong kho. Ngoài ra, có thể sử dụng mái thông gió, tận dụng hiệu ứng ống khói hoặc trồng cây xanh xung quanh để tạo bóng mát đồng thời lọc không khí và tạo luồng gió tự nhiên vào kho hàng.

Lưu ý khi lắp đặt hệ thống thông gió tự nhiên

Khi lắp đặt hệ thống thông gió, cần lưu ý một số yếu tố sau để hệ thống hoạt động tốt nhất

Điều kiện khí hậu và nhiệt độ khu vực

Nếu xưởng đặt tại vị trí thoáng mát, thông thoáng thì nên chọn các loại quạt hút, quạt thông gió công nghiệp. Còn nếu như xưởng đạt tại nơi có nắng nóng, nhiệt độ cao thì cần sử dụng hệ thống thông gió làm mát để điều chỉnh nhiệt độ bên trong công trình

Vị trí lắp đặt, số lượng quạt và công suất

Vị trí lắp đặt có vai trò rất quan trọng, quyết định hệ thống thông gió phát huy hết hiệu quả hay không. Khi lắp đặt quạt gió bạn phải lắp ở vị trí cao, tránh đặt ở vị trí cao ngang đầu người, hay nơi có nhiều người qua lại để tránh lực hút gió của quạt gây ảnh hưởng đến sức khỏe của người dùng. 

Thực hiện việc thi công lắp đặt bởi đội ngũ có kinh nghiệm

Lắp đặt hệ thống thông gió trong nhà xưởng cần phải được lên kế hoạch chi tiết và cẩn thận. Cùng với đó, việc tính toán lựa chọn hệ thống thông gió phù hợp và chi phí cụ thể là rất quan trọng để đảm bảo hiệu quả hoạt động và tiết kiệm chi phí. Việc lắp đặt hệ thống thông gió phải lựa chọn những đơn vị có kinh nghiệm và tay nghề cao thực hiện, cam kết về thời gian hoàn thành và chất lượng công trình.  

Trên đây là những thông tin về hệ thống thông gió tự nhiên mà Tiến Thành muốn chia sẻ với các bạn. Hy vọng thông qua bài viết bạn đọc có thêm nhiều thông tin hữu ích.