Solar chimney: an innovative approach to passive ventilation

Abstract

У статті розглянуто питання ефективного застосування енергозбережних технологій у системах пасивної вентиляції житлових будинків, що має велике значення в умовах зростання вимог до енергоефективності та екологічної стійкості будівель. Із огляду на це, важливим аспектом є забезпечення природного повітрообміну для створення комфортного мікроклімату. Дослідження охоплює аналіз сучасних вентиляційних систем, а також оцінювання впливу кліматичних факторів на їх ефективність. Важливою складовою є застосування числового моделювання для визначення ефективності пасивної вентиляції в різних кліматичних умовах. Результати показують, що технології, такі як сонячні димоходи, стіна Тромбе, оптимальне розміщення вентиляційних отворів та радіаційні панелі, здатні істотно покращити природний повітрообмін і знижують потребу в механічній вентиляції, що дає змогу значно зменшити енергоспоживання та підвищити ефективність вентиляційних систем, забезпечуючи комфортний мікроклімат у приміщеннях. Попри розвиток технологій відновлюваної енергії, сонячні димоходи залишаються недостатньо вивченими, їх рідко застосовують, зокрема, в багатоповерхових будинках. Це пояснюється обмеженими інженерними дослідженнями, відсутністю науково обґрунтованих методик їх розрахунку та недостатньою адаптацією до різних кліматичних умов. Необхідні додаткові дослідження для вивчення ефективності та оптимальних умов застосування сонячних димоходів у різних кліматичних зонах. У статті також наведено рекомендації щодо інтеграції пасивних вентиляційних технологій у сучасну будівельну практику, зокрема щодо оптимального проєктування та розміщення вентиляційних систем для максимального використання природних ресурсів.The article explores the effective implementation of energy-efficient technologies in passive ventilation systems for residential buildings. As energy efficiency and environmental sustainability become more critical in construction, ensuring natural air exchange is essential for a comfortable indoor microclimate. The study analyzes contemporary ventilation systems, evaluates climatic factors, and applies numerical modeling to assess passive ventilation effectiveness. Findings show that solar chimneys, wind catchers, and hybrid ventilation systems improve natural air exchange and reduce reliance on mechanical systems. Despite advances in renewable energy technologies, solar chimneys are underutilized, particularly in multi-story buildings, due to limited research and the lack of validated methodologies. The article also offers recommendations for integrating passive ventilation technologies into modern construction for more sustainable and energy-efficient designs.