CONSTRUCTION AND ARCHITECTURE

Comparative analysis of natural, mechanical and hybrid ventilation systems in public buildings

Authors

  • Leonid V. Tikhonov Far Eastern Federal University, 10 Ajax st., Russky Island, Vladivostok, 690922, Russia
  • Egor E. Serebryakov Far Eastern Federal University, 10 Ajax st., Russky Island, Vladivostok, 690922, Russia
  • Mikhail N. Chigrin Far Eastern Federal University, 10 Ajax st., Russky Island, Vladivostok, 690922, Russia
  • Egor V. Sinyashin Far Eastern Federal University, 10 Ajax st., Russky Island, Vladivostok, 690922, Russia

How to cite

GOST Tikhonov L. V., Serebryakov E. E., Chigrin M. N., Sinyashin E. V. Comparative analysis of natural, mechanical and hybrid ventilation systems in public buildings // STROITEL'NYE I DOROZHNYE MASHINY. 2026. Vol. 70. No. 4. P. 43-54.
APA Tikhonov, L. V., Serebryakov, E. E., Chigrin, M. N. & Sinyashin, E. V. (2026). Comparative analysis of natural, mechanical and hybrid ventilation systems in public buildings. STROITEL'NYE I DOROZHNYE MASHINY, 70(4), 43-54.

Abstract

The conflict between indoor air quality demands and energy-saving targets in public buildings has intensified as the requirements of SP 60.13330.2020 and SP 50.13330.2024 have tightened. Design decisions oscillate between traditional gravity-driven natural schemes, full mechanical supply-exhaust units with heat recovery, and hybrid variable-mode systems; unambiguous selection criteria coordinated across climatic zones and building types have not been established in technical literature. The aim of this work is to compare the three schemes against a set of technical, energy and economic indicators for typical public buildings. Three model objects – an administrative block of 1500 m², an educational building of 5200 m² and a retail facility of 9800 m² – were used as the design basis, with reference to the climatic conditions of Vladivostok, Moscow and Yakutsk. Comparative-analytical and calculation-normative methods were applied; heat transfer coefficients and specific air consumption rates were calculated according to SP 60.13330.2020. The hybrid scheme yields an air change rate of 1.8-4.5 h⁻¹ at specific energy consumption of 12.7 ± 0.4 kWh/m² per year – 31,2% lower than the mechanical supply-exhaust system and 18,4% higher than the natural scheme with corrective devices; for climatic zones with mean annual temperature below −2° C the advantage of the mechanical variant in terms of microclimate provision becomes decisive. The findings are applicable when developing design strategies for highly-occupied public buildings and when revising departmental recommendations for ventilation scheme selection.

Keywords

public building ventilation natural ventilation mechanical ventilation hybrid ventilation air exchange energy efficiency heat recovery indoor microclimate

References

Абрамкина Д.В. Обоснование границ режимов работы систем гибридной вентиляции // Вестник Белгородского государственного технологического университета им. В.Г. Шухова. 2022. № 2. С. 38-46.

Беляков И.А., Коврина О.Е. Совершенствование систем естественной вентиляции многоэтажных жилых зданий // Инженерный вестник Дона. 2023. № 6(102). С. 419-427.

Бодров М.В., Кузин В.Ю., Прыткова Е.М., Юланова А.Ф. О факторах эффективной работы систем естественной вентиляции // Жилищное строительство. 2022. № 1-2. С. 3-8.

Волков В.В. К вопросу о снижении энергопотребления в системах вентиляции гражданских зданий: обзор литературы // Экономика строительства. 2024. № 1. С. 76-80.

Григорьев Д.Н. Принципы проектирования систем естественной вентиляции в жилых и общественных зданиях // Инновации и инвестиции. 2025. № 2. С. 602-605.

Кареева Ю.Р., Гороховская Р.Р., Зиганшин А.М., Чухлова М.Б. Исследование эффективности индивидуальной вентиляции // Строительство и техногенная безопасность. 2023. № S1. С. 259-266.

Кочев А.Г., Соколов М.М., Зайцев А.А. Ретроспективный анализ при развитии элементов зданий и сооружений культового и общественного назначения с точки зрения инженерных вентиляционных систем // Приволжский научный журнал. 2025. № 3(75). С. 53-60.

Кузнецова Ю.А., Медяков А.А., Поздеев А.Г. Автоматизация расчетов систем воздухообмена помещений гражданских зданий старой постройки // Вестник Поволжского государственного технологического университета. Серия: Материалы. Конструкции. Технологии. 2021. № 2. С. 36-52.

Кузьмин Г.А. Снижение энергопотребления систем вентиляции зданий // Тенденции развития науки и образования. 2023. № 101-4. С. 124-126.

Лушин К.И., Штерн М.Ю., Жуков М.Ю., Плющенко Н.Ю., Янцен О.В. Повышение эффективности использования энергии системами вентиляции на основе управления производительностью по сигналам датчиков углекислого газа // Сантехника, отопление, кондиционирование. 2021. № 5(233). С. 42-45.

Наумова О.В., Спиридонова Е.В. Эффективная гигрорегулируемая система вентиляции. Особенности работы в жилых и общественных зданиях // Ресурсоэнергоэффективные технологии в строительном комплексе региона. 2024. № 1 (16). С. 158-162.

Пожитков О.Л., Райзер Ю.С., Лапшакова И.В. Гибридная система вентиляции: энергоэффективность использования в новых зданиях и при капитальном ремонте // Строительство и техногенная безопасность. 2023. № 31(83). С. 81-87.

Шичкин В.В., Жерлыкина М.Н., Яременко С.А., Соловьев С.А. Разработка адаптивной вентиляции многофункциональных помещений больших объемов общественных зданий // Жилищное хозяйство и коммунальная инфраструктура. 2021. № 4(19). С. 19-29.

Soebiyan V. The trend of hybrid ventilation systems // IOP conf. series: Earth and environmental science. 2021. Vol. 794. № 1. Art. 012178. 6 p.

Tognon G., Marigo M., De Carli M., Zarrella A. Mechanical, natural and hybrid ventilation systems in different building types: energy and indoor air quality analysis // Journal of building engineering. 2023. Vol. 76. Art. 107060. 15 p.

Issue

Section

CONSTRUCTION AND ARCHITECTURE

Metrics

44 views
0 downloads
Want to publish with us?
Submit an article

Machine-readable metadata

Similar Articles

1 2 3 4 > >> 

You may also start an advanced similarity search for this article.