Energy demand profile for natural ventilation in multi-storey building case study

Heat exchange process in buildings is basically concerning heat losses through building envelopes and due to ventilation. In turn, natural heat gains are concerning solar radiation. The transfer of heat between building and its surrounding is mainly caused by direct climatic forces in which ambient temperature, solar radiation, wind speed and direction are of most importance. The primary interest of this paper is wind-induced pressure and stack-effect that cause airflow in a room with natural ventilation and solar gains adopted by that room. The analysed room, of 20 m2 surface has one window of 8 m2 area that is characterised by air tightness coefficient for tight windows in accordance with PN-91/B-02020. The room is equipped with natural system of ventilation. The window that is located in the centre of the wall, faces eight directions in succession on which the wind acts at angles defined further on. The room collects different amount of sun energy as well. An analysis of airflow sensitivities in spaces of equal volumes situated on successive floors of nine-storey building with respect to input parameter variations of ambient temperature, wind and its direction has been carried out.

---

Procesy wymiany ciepła w obiekcie budowlanym w podstawowym zakresie obejmują ucieczkę ciepła przez przegrody zewnętrzne oraz straty na wentylację. Po stronie zysków odnotowuje się zyski energetyczne pochodzące od promieniowania słonecznego. Procesy cieplne, zachodzące pomiędzy budynkiem, a jego otoczeniem w głównej mierze kształtowane są przez parametry pogody, z których temperatura promieniowania słonecznego, prędkości i kierunek wiatru wydają się być tymi o podstawowym znaczeniu. W przedstawionym etapie pracy skoncentrowano się na procesie naturalnej wymiany powietrza i energetycznych zyskach pochodzących z promieniowania słonecznego, wyznaczanych w obrębie doby. Przeanalizowano intensywność wymian powietrza w pomieszczeniu wyposażonym w instalację wentylacji grawitacyjnej. Pokój o powierzchni 20 m2 posiada ośmiometrowe okno o normowym współczynniku przepuszczalności powietrza dla okien uszczelnionych (PN-91/B-02020). Okno przyjmuje kolejno wystawę zgodną ze sklasyfikowaną w Tabeli 1 płaszcyzną napływu wiatru. Wystawa okna decyduje także o stopniu pozyskiwania przez pomieszczenie energii słonecznej. Masowy wydatek powietrza wentylacyjnego badano w pokoju sytuowanym na kolejnych piętrach dziewięciopiętrowego budynku mieszkalnego o wysokości 30 m. Okno pokoju zlokalizowano w środkowej części przegrody obiektu.