Биоклиматическая архитектура
Ветер
Теплообмен между зданиями и окружающим их воздухом зависит, кроме всего прочего, от скорости воздуха, в том смысле, что теплообмен тем больше, чем больше скорость. Вследствие этого нужно пытаться облегчить доступ ветров к зданию, когда желают устранить тепло, в то время как следует защищать здание от ветров, когда
желают ограничить дисперсию.
Движение воздуха облегчает обмен как конвективного типа относительно оболочки, так и теплообмен, вызванный вентиляцией/проникновением. На фасадах, подвергаемых ветрам, в действительности создается увеличение давления воздуха, в то время как на защищенных фасадах или с подветренной стороны, происходит уменьшение давления. В результате обеспечивается движение воздуха с одной стороны здания к другой через отверстия и щели. Чтобы сократить эти потери следует применять оконные и дверные рамы, обеспечивающие защиту от проникновения воздуха.
Защита может быть осуществлена путем препятствий, которые, отводя ветер вверх, создают внизу относительно спокойную зону; глубина защищенной зоны зависит от высоты препятствия и от его формы. Так, например, препятствие, созданное компактной вертикальной плоскостью (стеной), перпендикулярной ветру, создает зону, где скорость воздуха может уменьшаться даже на 75%; если препятствием является ряд деревьев с плотной кроной, скорость уменьшается меньше, но глубина зоны является больше (например, на расстоянии, в 25 раз превышающем высоту деревьев, имеет место скорость, составляющая 75% от скорости, которая могла бы быть при отсутствии препятствий). Конечно, чтобы иметь преимущество такой защиты зимой, деревья должны быть вечнозелеными.
Наоборот, когда намереваются использовать движение воздуха для охлаждения здания, избегают ставить препятствия соответствующим ветрам, то есть преобладающим летним ветрам. Следует заметить, что поверхности, соприкасающиеся с ветрами до того, как те достигли здания, определяют температуру этих ветров: теплый ветер охлаждается, касаясь поверхности воды, за счет эффекта испарения, и нагревается, приходя в соприкосновение с большой поверхностью темного цвета, подвергающейся солнечному излучению (например, большое по площади место стоянки машин). Взаимное расположение зданий определяет довольно сложное из-за взаимодействия различных факторов поле скорости и давления, зависящее от размеров и форм зданий, расстояний между ними и т.д. Эффект может заключаться во взаимной защите или в канализации ветров с увеличением их скорости. Тот или другой эффект используется в зависимости от необходимости защитить либо наоборот подставить здание под действие движения воздуха.
Наконец, движение воздуха внутри здания, а значит и эффективность охлаждения путем естественной вентиляции, зависит от формы и размеров отверстий. Например, отверстия с подветренной стороны большие, чем отверстия на стороне ветров, увеличивают скорость воздуха внутри здания, обеспечивая более эффективное охлаждение; если же эти пропорции носят обратный характер, скорость движения является меньшей. Кроме того, поскольку более теплый воздух находится в верхней части здания, у потолка, входные отверстия, оба расположенные внизу, обеспечивают ограниченный охлаждающий эффект. Наоборот, нижнее расположение входных отверстий и верхнее — выходных является особенно эффективным.
