天井の高い建物を暖める最も効率的な方法は何ですか？

大きな講堂、教会、または他の非常に大きな、本質的に高い天井のある1部屋の建物を考えてみてください。建物に冷気の出入りを可能にする多くの入口があり、建物を出入りする交通が避けられないほど大きいと仮定します。

このような大きな建物の温度を制御しようとすると、特に暖気が上昇するため、エネルギーとコストの点で非常に効率が悪いと思います。

外が非常に寒く、主に建物を地上レベルで暖かく保ち、人間が働きやすく、やり取りできるようにしたいと考えている場合、このような大きく本質的に1部屋の建物を維持する最良の方法は何ですか？高い天井は、屋外の冷気への露出が頻繁で避けられないときに暖かいですか？

「ベスト」と言うと、建物の寿命全体にわたってエネルギー、メンテナンス、金銭的なコストのバランスを取ることに興味があります。

質問には2つの部分があります。熱を供給する方法と、熱を維持する方法です。

天井の高い大きなオープンルームは、放射天井熱で最も効率的に暖められます。暖気が上昇すると、強制換気システムが非効率になります。これは、熱が天井に行き、部屋の最も冷たい部分が実際に熱が必要な床の近くにあるためです。放射床システムは、居住者と接触しているため約87Fに制限されており、そのため、そのピーク出力はスペースを快適に保つのに十分ではない場合があります。また、放射天井よりも対流により多くの熱を失います。（このrefを参照してください。）

熱を保つことに関しては、固体断熱材/障壁に加えて、通行の多い通路では、エアドア（別名エアカーテン）が標準的なソリューションです。

上記の放射ソリューションの別のオプションは、置換換気を使用する床下空気分配システム（UFAD）です。これらのシステムは、劇場スタイルの講堂でうまく機能する上げ床プレナムが必要です。プレナムは基本的に供給ダクトになります。

システムは、コンセント上の最初の2mなど、占有ゾーンのみを調整するサイズになっています。天井がいくら高くても、たった2mのボリュームしか加熱されません。

人を直接加熱し、気温を変化させない放射システムとは異なり、外気成分が処理されます。これが利点であるかどうかは、必要な外気量、居住者に対してこれらの量が導入される場所（つまり、冷たい空気を誰かに吹き付けていますか？）および予想される快適性レベルに依存します。

UFADシステムのエネルギー節約の機会

• 加熱時の供給温度が低く、冷却時の供給温度が高い
• 天井高が何であれ、空調ボリュームは占有ゾーンに制限されます
• 供給速度は遅くなりますが、供給量は増加します。ここでの最適化と、境界線と内部ゾーニングについての検討に何らかの価値があるかもしれません
• 供給の圧力低下が少ない
• 熱交換器を投入して、還気から熱を奪います

その他の注意事項：

• 速度を遅くして体積を大きくすると、コンセントの数が増え、これらのシステムが従来のシステムと同じピーク負荷を処理できなくなる可能性があります。これは、境界ゾーンにとって重要です。建物のファブリックは、ピーク負荷（グレージングによる損失/ゲイン）を制限するように最適化する必要があります
• 速度が低いと、ドラフトの問題も少なくなります（少なくとも理論上）
• 音響ゾーニングが機械的ゾーニングと一致しない場合、少し注意が必要です。音響分離では、壁をプレナムまで降ろす必要がある場合があります
• タイル張りの床システムを使用している場合、アウトレットディフューザーを交換できます。これには複数の利点があります。1つは、いつでも変更できる非常に柔軟な部屋レイアウトです。さらに、このシステムは、ディフューザータイルを再配置することで、居住者が快適になるようにある程度の柔軟性を導入しています。
• ウィキペディアには、UFADシステムの一般的な概要と置換換気に関する概要が記載された記事があります。

「最も効率的」なのは、スペースの高さ以外の多くの要素に依存します。UFADは特定の状況では適切なソリューションになる可能性がありますが、たとえば放射システムにも同じことが当てはまります。絶対に避けたいのは、最終的に4 mの大量の空気を調整することです。

クリックを節約するためのWikiページからのいくつかのUFAD画像：

暖かい空気が逃げないようにするいくつかの方法を次に示します。

• 回転ドアは、内部と外部の間の空気交換の絶え間ない流れを防ぎます。
• エアロックエリア-引き戸の二重セットはまた、継続的な空気交換を防ぐことができます。
• 入口からの陽圧は、通常、内側の入口ドアの上のファンヒーターによって供給され、空気の大部分が内部に留まり、ファンヒーターからの空気が逃げることを保証します。

下部を暖かく保つために、建物の上部の温風を非常に遅い速度で床の通気口に吹き付けることができます。古い空気からの熱が外部から新鮮な空気の流れに移されるように、直接または熱交換器を介して。これは、そもそも空気を加熱する比較的効率的な方法でもあります。ヒートポンプを使用して、床下暖房パイプを使用して床を加熱することもできます。これにより、温風から床への熱損失を防ぎ、下部の物理的な塊を穏やかに暖かく保ちます。