क्रॉस वेंटिलेशन

क्रॉस वेंटिलेशन एक प्राकृतिक घटना है जहां हवा, ताजी हवा या हवा किसी खुले स्थान से प्रवेश करती है, जैसे कि खिड़की, और सीधे अंतरिक्ष के माध्यम से बहती है और इमारत के विपरीत दिशा में एक छेद से बाहर निकलती है (जहां हवा का दबाव कम होता है). इससे हवा की एक ठंडी धारा उत्पन्न होती है और साथ ही पूरे कमरे में खुले क्षेत्र से संरक्षित क्षेत्र तक वायु प्रवाह उत्पन्न होता है। प्रभाव के लिए उपयोग किए जाने वाले अन्य शब्दों में शामिल हैं, क्रॉस-ब्रीज़, क्रॉस-ड्राफ्ट, पवन प्रभाव वेंटिलेशन और क्रॉस-फ्लो वेंटिलेशन। कमरे के विपरीत किनारों पर स्थित खिड़कियाँ या वेंट निष्क्रिय हवाओं को संरचना के माध्यम से एक मार्ग प्रदान करते हैं, जो हवा को प्रसारित करते हैं और निष्क्रिय शीतलन प्रदान करते हैं। क्रॉस वेंटिलेशन एक हवा से चलने वाला प्रभाव है और इसके लिए किसी ऊर्जा की आवश्यकता नहीं होती है, साथ ही यह पवन वेंटिलेशन (वास्तुकला) का सबसे प्रभावी तरीका है। इनडोर वातावरण में प्रदूषकों और गर्मी को दूर करने के लिए आमतौर पर इस्तेमाल की जाने वाली तकनीक, क्रॉस वेंटिलेशन भी एयर कंडीशनर की आवश्यकता को कम या कम कर सकता है और इनडोर वायु गुणवत्ता में सुधार कर सकता है।

प्रक्रिया
घटना तब घटित होती है जब किसी वातावरण (वाहनों सहित) या भवन (घर, कारखाने, शेड, आदि) में खुले स्थान विपरीत या निकटवर्ती दीवारों पर स्थापित किए जाते हैं, जो हवा को प्रवेश करने और बाहर निकलने की अनुमति देते हैं, इस प्रकार आंतरिक वातावरण में हवा का प्रवाह बनाते हैं। प्रतिष्ठान के विपरीत पक्षों के बीच वायुदाब का अंतर भी है। प्रभाव अधिकतर हवा से प्रेरित होता है, जिससे हवा उच्च दबाव वाले हवा वाले हिस्से पर इमारत में खींची जाती है और प्रतिष्ठान के कम दबाव वाले नीचे वाले हिस्से पर बाहर धकेल दी जाती है (उद्घाटनों के बीच दबाव के अंतर के कारण)। किसी संरचना पर हवा का प्रभाव ऐसे क्षेत्रों का निर्माण करता है जिनका भवन के ऊपरी हिस्से पर सकारात्मक दबाव होता है और नीचे की तरफ नकारात्मक दबाव होता है। इस प्रकार, भवन का आकार और स्थानीय पवन पैटर्न हवा के दबाव बनाने में महत्वपूर्ण हैं जो इसके उद्घाटन के माध्यम से वायु प्रवाह को मजबूर करते हैं। यदि इमारतों के दोनों तरफ की खिड़कियाँ खुली हैं, तो हवा के सामने वाले हिस्से पर अधिक दबाव, और/या निकटवर्ती संरक्षित हिस्से पर कम दबाव, कमरे के माध्यम से खुले हिस्से से आश्रय वाले हिस्से की ओर हवा का प्रवाह बना देगा। यदि किसी इमारत में दोनों तरफ खिड़कियां हैं, तो क्रॉस वेंटिलेशन उपयुक्त है जहां कमरे की चौड़ाई फर्श से छत तक की ऊंचाई से पांच गुना तक है। यदि उद्घाटन केवल एक तरफ है तो हवा से चलने वाला वेंटिलेशन उन संरचनाओं के लिए अधिक उपयुक्त है जहां चौड़ाई फर्श से छत तक की ऊंचाई से लगभग 2.5 गुना अधिक है।

कारक
क्रॉस वेंटिलेशन कई कारकों पर निर्भर करता है, जैसे प्रतिष्ठान की जकड़न, हवा की दिशा और कितनी हवा उपलब्ध है, चिमनी, वेंट और घर में अन्य खुले स्थानों के माध्यम से इसकी संभावित यात्रा। क्रॉस-ब्रीज़ को बेहतर बनाने के लिए ख़िड़की खिड़कियां स्थापित की जा सकती हैं। हवा की गुणवत्ता क्रॉस वेंटिलेशन को भी प्रभावित कर सकती है। यद्यपि क्रॉस वेंटिलेशन आम तौर पर निष्क्रिय वेंटिलेशन#ब्यूयेंसी-संचालित वेंटिलेशन की तुलना में अपने काम में अधिक प्रत्यक्ष है, इसके नुकसान में गर्म, शांत दिनों पर इसके प्रभावों का अनुत्पादक होना शामिल है, जब यह सबसे आवश्यक है। इसके अलावा, क्रॉस वेंटिलेशन आमतौर पर केवल संकीर्ण इमारतों के लिए उपयुक्त है। स्थान द्वारा क्रमबद्ध उद्घाटन (दीवारें, देहली, पैनल या फर्नीचर) की विपरीत ऊंचाई भी वेंटिलेशन के स्तर और वेग को तुरंत प्रभावित करती है।

प्रभावकारिता
क्रॉस वेंटिलेशन गर्म तापमान वाले मौसम में अच्छी तरह से काम करता है, जहां सिस्टम इमारत के भीतर हवा के निरंतर परिवर्तन की अनुमति देता है, इसे ताज़ा करता है और संरचना के अंदर के तापमान को कम करता है और तब भी जब इमारत के हवा की तरफ की खिड़की ज्यादा नहीं खुली होती है लीवार्ड की तरफ वाला. यदि खिड़कियाँ 12 मीटर से अधिक दूर हैं और यदि एक खिड़की नियमित रूप से बंद होने वाले दरवाजे के पीछे है तो क्रॉस वेंटिलेशन प्रभावी नहीं होगा। एक खुली हुई खिड़की जो प्रचलित हवा का सामना करती है और एक इमारत के विपरीत दिशा में दूसरी खिड़की से जुड़ी हुई है, ताजी हवा के लिए प्राकृतिक वेंटिलेशन की आपूर्ति करेगी। एक सभ्य और प्रभावी क्रॉस वेंटिलेशन इंटीरियर से गर्मी को हटा देगा और घर के अंदर हवा के तापमान को बाहरी हवा के तापमान से लगभग 1.5 डिग्री सेल्सियस (2.7 डिग्री फ़ारेनहाइट) नीचे रखेगा, जिससे यह सुनिश्चित होगा कि इमारत के अंदर ताजी हवा का प्रवाह (मौसम विज्ञान) और बहिर्वाह स्थिर रहेगा।. खिड़कियों के अलावा, अन्य खुले स्थान जैसे सूर्य अवरोधक, दरवाजे, लाउवर या वेंटिलेशन ग्रिल और डक्ट (औद्योगिक निकास) भी प्रभावी वेंटिलेशन उद्घाटन के रूप में काम कर सकते हैं, हालांकि एक शामियाने वाली खिड़की सबसे कम प्रभावशीलता प्रदान करती है। जब घर के अंदर हवा की गुणवत्ता और थर्मल आराम का आकलन करने की बात आती है तो भवन संरचनाओं के आसपास की हवा महत्वपूर्ण होती है क्योंकि हवा और गर्मी विनिमय दोनों ही अग्रभाग पर हवा के दबाव पर बहुत अधिक निर्भर करते हैं। सर्वोत्तम वायु प्रवाह के लिए, कब्जे वाले स्थान की हवा की ओर वाली खिड़कियाँ उतनी नहीं खोली जानी चाहिए जितनी कि हवा की ओर की तरफ। हवा से चलने वाले वेंटिलेशन के नुकसान में अनियमित हवा की गति और दिशाएं (जो एक मजबूत अप्रिय मसौदा पैदा कर सकती हैं), और बाहर से आने वाली प्रदूषित हवा शामिल हैं जो घर के अंदर की हवा की गुणवत्ता को खराब कर सकती हैं।

प्रकार
क्रॉस वेंटिलेशन के चार अलग-अलग प्रकार हैं:
 * एक तरफा वेंटिलेशन: यह विधि कब्जे वाले स्थान के भीतर विभिन्न उद्घाटनों के बीच दबाव विरोधाभासों पर निर्भर करती है। उन कमरों के लिए जिनमें केवल एक ही उद्घाटन होता है, वेंटिलेशन अशांति से प्रेरित होता है, जिससे उस अकेले उद्घाटन पर एक पंपिंग गतिविधि पैदा होती है, जिससे छोटे प्रवाह और बहिर्वाह होते हैं। यह ध्यान देने योग्य है कि एकल-पक्षीय वेंटिलेशन का कमजोर प्रभाव पड़ता है। यह तब बेहतर होता है जब क्रॉस वेंटिलेशन संभव नहीं होता है, जहां यह हवा के दबाव को नियंत्रित करने के लिए अंतरिक्ष के दूसरी तरफ खिड़कियों या वेंट का उपयोग करता है।
 * क्रॉस वेंटिलेशन (एकल स्थान): अपरिष्कृत और प्रभावोत्पादक होने के कारण, इस प्रकार का वेंटिलेशन एक क्षैतिज प्रक्रिया है जो कि कब्जे वाले इनडोर वातावरण के हवा की ओर और हवा की ओर के किनारों के बीच दबाव अंतर से संचालित होता है। यहां वेंटिलेशन आमतौर पर इमारत के दोनों ओर खिड़कियों और वेंट का उपयोग करके प्रदान किया जाता है, जहां दबाव में भिन्नता हवा को अंदर और बाहर खींचती है।
 * क्रॉस वेंटिलेशन (डबल-बैंक्ड स्थान): बैंक वाले कमरों को शामिल करते हुए, इस पद्धति में दालान  संरचना में खुलेपन की सुविधा होती है। खुले स्थान शोर को स्थानों के बीच स्थानांतरित होने का रास्ता देते हैं। यह एकल-पक्षीय वेंटिलेशन की तुलना में बहुत अधिक वायु-विनिमय दर प्रदान कर सकता है।
 * स्टैक वेंटिलेशन: यह वेंटिलेशन एक ऊर्ध्वाधर प्रक्रिया है और यह केंद्रीय एट्रियम (वास्तुकला) वाली ऊंची इमारतों के लिए लाभकारी है। यह निचले स्तर पर ठंडी हवा को अंदर खींचता है, जिससे उच्च स्तर पर हवादार होने से पहले गर्मी के संपर्क में आने के कारण हवा ऊपर उठती है। तापमान को विभाजित करने और हवा की संबंधित दबाव गुणवत्ता से लाभ, जिससे गर्म हवा बढ़ने पर हवा का घनत्व खो देती है और ठंडी हवा उसकी जगह ले लेती है।

समीकरण
दो छिद्रों वाले एक साधारण आयतन के लिए, क्रॉस पवन प्रवाह दर की गणना निम्नलिखित समीकरण का उपयोग करके की जा सकती है:

$$Q = U_{\textrm{wind}}\sqrt{\frac{C_{\textrm{p1}}-C_{\textrm{p2}}}{1/\left(A_{\textrm{1}}^2C_{\textrm{1}}^2\right)+1/\left(A_{\textrm{2}}^2C_{\textrm{2}}^2\right)}}\qquad{}\left(1\right)$$ कहाँ $$U_{\textrm{wind}}$$ दूर-क्षेत्र की हवा की गति है; $$C_{\textrm{p1}}$$ इमारत के लिए एक स्थानीय दबाव खींचें गुणांक है, जिसे अपस्ट्रीम उद्घाटन के स्थान पर परिभाषित किया गया है; $$C_{\textrm{p2}}$$ इमारत के लिए एक स्थानीय दबाव खींचें गुणांक है, जिसे डाउनस्ट्रीम उद्घाटन के स्थान पर परिभाषित किया गया है; $$A_{\textrm{1}}$$ अपस्ट्रीम ओपनिंग का क्रॉस-सेक्शनल क्षेत्र है; $$A_{\textrm{2}}$$ डाउनस्ट्रीम उद्घाटन का क्रॉस-अनुभागीय क्षेत्र है; $$C_{\textrm{1}}$$ अपस्ट्रीम ओपनिंग का डिस्चार्ज गुणांक है; और $$C_{\textrm{2}}$$ डाउनस्ट्रीम ओपनिंग का डिस्चार्ज गुणांक है।

एकल उद्घाटन वाले कमरों के लिए, द्वि-दिशात्मक प्रवाह और मजबूत अशांत प्रभाव के कारण वेंटिलेशन दर की गणना क्रॉस वेंटिलेशन की तुलना में अधिक जटिल है। माध्य प्रवाह, स्पंदनशील प्रवाह और एड़ी प्रवेश के लिए विभिन्न मॉडलों के संयोजन से एकल-पक्षीय वेंटिलेशन के लिए वेंटिलेशन दर का सटीक अनुमान लगाया जा सकता है। एकल-पक्षीय वेंटिलेशन के लिए औसत प्रवाह दर निम्न द्वारा निर्धारित की जाती है:

$$ \bar{Q} = \frac{C_{d}\; l\; \sqrt {Cp}\;\int\limits_{z_{0}}^h \sqrt{-\frac{2\;\Delta\;P(z)}{\rho}}\, \mathrm{d}z}{z_{ref}^ {1/7}} \; \bar{U}$$ कहाँ

एल = खिड़की की चौड़ाई;

h = खिड़की के ऊपरी किनारे की ऊंचाई;

जेड0 = तंत्रिका स्तर का उत्थान (जहां अंदर और बाहर दबाव संतुलित होता है);

जेडref = संदर्भ ऊंचाई जहां हवा का वेग मापा जाता है (10 मीटर पर) और

$$ \bar{U}$$ = संदर्भ ऊंचाई पर औसत हवा का वेग।

जैसा कि समीकरण (1) में देखा गया है, वायु विनिमय शहरी स्थान पर हवा की गति पर रैखिक रूप से निर्भर करता है जहां वास्तुशिल्प परियोजना का निर्माण किया जाएगा। सीएफडी (कम्प्यूटेशनल तरल सक्रिय) उपकरण और जोनल मॉडलिंग का उपयोग आमतौर पर प्राकृतिक रूप से हवादार इमारतों को डिजाइन करने के लिए किया जाता है। विंडकैचर्स संरचनाओं के अंदर और बाहर हवा का मार्गदर्शन करके हवा से चलने वाले वेंटिलेशन में सहायता कर सकते हैं।

यह भी देखें

 * विंडकैचर
 * निष्क्रिय शीतलन
 * निष्क्रिय वेंटिलेशन
 * कमरे में वायु वितरण
 * उष्ण आराम
 * क्रमबद्ध प्रभाव