Om het thermisch comfort in de zomer te verzekeren en ongewenste luchtstromen te vermijden, zal men trachten om in periodes van gebruik de luchtsnelheid te beperken tot 0,19 m/sec. voor tertiaire activiteiten en tot 0,24 m/sec. in de residentiële sector. Het doel van free-cooling is om voor een luchtverversing van ca. 4 vol/u te zorgen: 4 keer per uur wordt alle lucht van een lokaal ververst. Is het lokaal niet bezet tijdens de free-cooling (bv. bij night-cooling), dan is er sowieso geen probleem. Is het lokaal wel bezet tijdens de free-cooling (free-cooling overdag), dan moet er rekening worden gehouden met het feit dat een dergelijk debiet overdag tot vervelende tocht kan leiden of tot opwaaien van papier.
Zoals de onderstaande berekening aantoont, is het risico echter klein.
In een individueel kantoor van 20 m² met een vrije hoogte van 2,80 m (volume van 56 m³) is er free-cooling dankzij een netto luchtdoorstroomopening in de gevel die overeenstemt met 2% van de vloeroppervlakte of 0,4 m². Door in deze opening een luchtdebiet van 4 vol/u (224 m³/u of 0,06 m³/sec.) te laten passeren, wordt een luchtsnelheid van 0,15 m/sec. gegenereerd, wat lager is dan de limietwaarde die doorgaans beschouwd wordt als de “luchtstroom die gevoeld wordt door een gebruiker”, namelijk 0,2 m/sec.
Dit bevestigt dat de waarde van 4 vol/u aan verversing die vaak in de literatuur vermeld wordt, een bovengrens is om ongemak overdag te vermijden.
Voorbeeld: Cameleon in Brussel
Afhankelijk van de weersomstandigheden kan het luchtdebiet in de ruimten echter ver boven de 4 vol/u liggen en kunnen zich licht problematische situaties voordoen.
In een ruimte met hangroedes bijvoorbeeld is de inbraakdetectie 's nachts meerdere keren afgegaan omdat de kleding bewoog onder invloed van de luchtverplaatsing. Na lokalisering van de detector volstaat het om de kleerkasten buiten de luchtstroom te plaatsen om het probleem op te lossen.
Dit toont aan dat het ondanks de theorie het misschien toch nuttig is om losse papieren op de bureaus 's avonds met iets te bedekken.
Het luchtdebiet dat door de opening trekt, is evenredig met de vierkantswortel van het drukverschil tussen de luchtingang en -uitgang, met de oppervlakte van de opening en met een vormcoëfficiënt die afhangt van het detail van de geometrie van de opening:
waarbij:
- Qv: luchtdebiet (m³/sec.)
- A: oppervlakte van de opening (m²)
- Cf: vormcoëfficiënt (-)
- ΔP: drukverschil tussen de luchtingang en -uitgang (Pa)
Een courante waarde voor de vormcoëfficiënt van een venster is 0,6.
Bij het schoorsteeneffect is het drukverschil tussen in- en uitgang evenredig met het temperatuurverschil en het hoogteverschil tussen de openingen:
waarbij:
ΔP = 0,04 . h . ΔT
- ΔP: drukverschil tussen de luchtingang en -uitgang (Pa)
- h: hoogteverschil tussen de openingen (gemeten van midden tot midden) (m)
- ΔT: temperatuurverschil tussen de openingen (K)
De drukverschillen evalueren ten gevolge van de wind of de combinatie wind en temperatuurverschil is complexer en kan bv. met het programma Contam.
Onderstaande grafiek geeft op basis van bovenstaande formules weer welk debiet kan stromen over een traject bestaande uit een groep vensters met een gezamenlijke opening van 1 m² en een koker met een bepaalde hoogte en een doorsnede van eveneens 1 m².
Luchtdebiet in m³/u dankzij schoorsteeneffect met vensters met een gezamenlijk opening van 1 m² en een schoorsteen met eenzelfde doorsnede
Om een beter inzicht te krijgen in de effectieve debieten geven onderstaande tabellen de debieten op basis van het schoorsteeneffect, bij eenzijdige ventilatie, berekend op basis van de bovenstaande formules. (Men zal dus afmetingen nastreven die een debiet geven van minstens 4 keer het volume van het lokaal, per uur.)
De waarden van de volgende tabellen worden vermenigvuldigd met
- T in : temperatuur van de luchtingang
- T out : temperatuur van de luchtuitgang
Het hoogteverschil h tussen de openingen stemt overeen met de helft van de hoogte van het venster.
Luchtdebiet in m³/s door een open venster, afhankelijk van de geometrie en van het temperatuurverschil tussen binnen en buiten
| Centraal venster (vormfactor: 0,6) | ||||||
|---|---|---|---|---|---|---|
 | Breedte (m) | Hoogte (m) | ||||
| 0,5 | 1 | 1,5 | 2 | 2,5 | ||
| 0,25 | 0,01 | 0,02 | 0,04 | 0,06 | 0,08 | |
| 0,5 | 0,02 | 0,04 | 0,08 | 0,12 | 0,17 | |
| 0,75 | 0,02 | 0,06 | 0,12 | 0,18 | 0,25 | |
| 1 | 0,03 | 0,08 | 0,16 | 0,24 | 0,34 | |
| 1,25 | 0,04 | 0,11 | 0,19 | 0,30 | 0,42 | |
| 1,5 | 0,05 | 0,13 | 0,23 | 0,36 | 0,50 | |
Luchtdebiet in m³/s door een laag venster gecombineerd met een identiek venster dat hoger is ingebouwd in hetzelfde lokaal, afhankelijk van de oppervlakte en het temperatuurverschil tussen binnen en buiten
| Een hoog en een laag venster met dezelfde afmetingen – vormfactor: 0,65 | ||||||
|---|---|---|---|---|---|---|
 | Breedte (m) | Hoogte (m) | ||||
| 0,5 | 1 | 1,5 | 2 | 2,5 | ||
| 0,25 | 0,01 | 0,02 | 0,03 | 0,05 | 0,07 | |
| 0,5 | 0,01 | 0,04 | 0,07 | 0,108 | 0,14 | |
| 0,75 | 0,02 | 0,05 | 0,10 | 0,15 | 0,21 | |
| 1 | 0,03 | 0,07 | 0,13 | 0,20 | 0,28 | |
| 1,25 | 0,03 | 0,09 | 0,16 | 0,25 | 0,35 | |
| 1,5 | 0,04 | 0,11 | 0,20 | 0,30 | 0,42 | |
Bij gebruik van dwarsventilatie of ventilatie via verticale kokers zullen de openingen kleiner kunnen zijn, aangezien hier ook de wind als drijvende kracht kan fungeren.
Als het de bedoeling is om door middel van een volledig passieve koelstrategie airconditioning (actieve koeling) te vermijden in de kantoorruimtes, kan men het best contact opnemen met een gespecialiseerd studiebureau om een correcte dimensionering en geschikte regeling te ontwerpen.
