2012 04 16 passivedesignforhvac · passive design + hvac passive design + hvac ... closed heating...
TRANSCRIPT
Passive De
sign + HV
ACPassive Design + HVAC
Passive De
sign + HV
ACPassive Design + HVAC
Passive De
sign + HV
ACPassive Design + HVAC
Passive De
sign + HV
ACPassive Design + HVAC
Passive De
sign + HV
ACPassive Design + HVAC
Passive De
sign + HV
ACPassive Design + HVAC
Passive De
sign + HV
ACPassive Design + HVAC
LARKIN BUILDING Main Ducts
1. Fresh Air Intake
2. Tempered Air Distribution
3. Foul air and Exhaust
4. Utilities Duct
5. Tempered Air Outlet Grilles under edge of Balconies
Passive De
sign + HV
ACPassive Design + HVAC
Natural Ventilation
Daylighting
Earth Tubes
Night Flush
Direct Gain
Indirect Gain
Solar Wall
Cool Towers
Roof Ponds
Evaporative Cooling
Solar Shading
Thermal Mass
Stack Ventilation
Displacement Ventilation Insulation
Infiltration
Passive De
sign + HV
ACPassive Design + HVAC
Natural Ventilation
Daylighting
Earth Tubes
Night Flush
Direct Gain
Indirect Gain
Solar Wall
Cool Towers
Roof Ponds
Evaporative Cooling
Solar Shading
Thermal Mass
Stack Ventilation
Displacement Ventilation Insulation
Infiltration
Passive De
sign + HV
ACHybrid Systems + Energy Savings
Passive De
sign + HV
ACNight Flush + Natural Ventilation
1. Step One, Load Reduction2. Step Two, Load Reduction3. Step Three, Load Reduction
4. Step Four, Use Passive Systems
5. Step Five, Meet the remaining Loads
The Five Step Program to Super Efficient Buildings
Passive De
sign + HV
ACNight Flush + Natural Ventilation
Passive De
sign + HV
ACNight Flush + Natural Ventilation
Passive De
sign + HV
ACNight Flush + Natural Ventilation
ASHRAE 62
BREATHING
OFFSET INTERNAL GAINS
■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■
NIGHT VENTING
■■■■■■■■■■■■■■■
■1 CFM
150 CFM
■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■300 CFM
15 CFM
Passive De
sign + HV
ACNight Flush + Natural Ventilation
OUTSIDE TEMPERATURE 45 55 65 75 85 95
OUTSIDE TEMPERATURE 45 55 65 75 85 95
CLOSED HEATING OPEN CLOSED COOLING
MECHANICIAL HEATING MECHANICAL VENTILATION AND COOLING
Closed Heating Mode StrategiesMECHANICAL ARCHITECTURAL
• Active Solar • Thermal Mass: Heat
• Furnace/Boiler • Direct Gain: Sun
Closed Cooling Mode StrategiesARCHITECTURAL MECHANICAL
• Thermal Mass: “Coolth” • Ceiling Fans
• Evaporation: Water • Chillers
INSIDE TEMPERATURE RANGE 68 78
Balance Point Temperature“Change-over” Temperature**natural ventilation rule-of-thumb assumes interior temperatures are typically 3oF higher than outside air temperatures when natural ventilation is effective, due to people, lights and equipment.
Passive De
sign + HV
ACNight Flush + Natural Ventilation
Passive De
sign + HV
ACNight Flush + Natural Ventilation
MEEB FIG. 8.14 (a), pg. 237
Fig. 8.14
Passive De
sign + HV
ACNight Flush + Natural Ventilation
MEEB FIG. 8.14 (b), pg. 237
Passive De
sign + HV
ACExample:
Prevailing wind: 7 mph
Heat Gains: 30 Btu/h ft2
Inlet Area: 4% floor area
4%
7
Passive De
sign + HV
AC
Passive De
sign + HV
AC
ASHRAE 90.1 and CBECS baselines
Step One, Load Reduction
INL Battelle Office Building
VERTICAL ILLUMINATION GRID AA
ASHRAE 90.1 and CBECS baselines
Step One, Load Reduction
Baseline + Shading DC + Shading HP Envelope
INL Battelle Office Building
Passive De
sign + HV
ACStep One, Load Reduction
ASHRAE 90.1 and CBECS baselines
Step Four, Apply Passive Systems
INL Battelle Office Building
0
5
10
15
20
25
30
ASHRAE 2007 HPE Only HPE and Passive Cooling Measures
Peak Cooling Rates and Design Loads
Traditional Sizing Capacity
Zone Design Load
Actual HVAC Output
btus/hr/sf
Passive De
sign + HV
ACStep Five, Meet The Loads
ASHRAE 90.1 and CBECS baselinesINL Battelle Office Building
0.00
100000.00
200000.00
300000.00
400000.00
500000.00
600000.00
700000.00
800000.00
ASHRAE 2004 ASHRAE 2007 (+) HIGH PERFORMANCE
ENVELOPE
(+) THERMAL MASS
(+) NIGHT FLUSH (+) CROSS VENT (+) STACK VENT (+) PHOTOCONTROLS
End Use Energy Consumption Breakdown
Savings
Fans
Water Systems
Interior Equipment
Interior Lighting
Cooling
Heating
kBtu
10% 12% 15% 16% 16% 23%
23%
?%
Step Five, Meet the Loads