พัดลมระบายอากาศบนหลังคาคือช่องเปิดบนพื้นผิวกันน้ำ โดยมีเครื่องพัดลมติดตั้งอยู่ด้านบน ปัญหาส่วนใหญ่ในกลุ่มนี้ไม่ได้เกี่ยวกับอากาศพลศาสตร์ แต่เกี่ยวข้องกับน้ำ ลม และการเข้าถึงพัดลมอย่างปลอดภัยเพื่อให้ช่างเทคนิคเข้าทำงาน
ทิศทางการระบายอากาศ
แนวตั้ง ระบายขึ้น อากาศถูกเป่าขึ้นด้านบน ห่างจากหลังคา วิธีนี้ช่วยป้องกันไม่ให้ไอเสียถูกดูดกลับเข้าไปในช่องรับอากาศใกล้เคียง และจำเป็นสำหรับระบบระบายอากาศจากครัวและควันที่มีสารปนเปื้อน
แนวนอน ระบายลง อากาศถูกระบายออกด้านข้างใกล้ระดับหลังคา มีรูปทรงเตี้ยกว่า รับแรงลมน้อยกว่า และราคาถูกกว่า เหมาะสำหรับการระบายอากาศทั่วไปที่สะอาด แต่ไม่เหมาะเมื่อจำเป็นต้องป้องกันไม่ให้ไอเสียถูกดูดกลับเข้าช่องรับอากาศ เพราะกระแสไอเสียจะเลียดไปตามหลังคาและเข้าสู่ช่องรับอากาศ
การที่ไอเสียถูกดูดกลับเข้าช่องรับอากาศเป็นปัญหาที่ก่อให้เกิดข้อร้องเรียน และต้องพิจารณาตั้งแต่ขั้นตอนวางผัง มีปัจจัยหลักสามประการ ได้แก่ การระบายแนวตั้ง ความสูงของปล่องระบายที่เพียงพอ และระยะห่างจากช่องรับอากาศ ทิศทางลมประจำก็มีความสำคัญเช่นกัน หากติดตั้งพัดลมไว้เหนือลมจากช่องรับอากาศ ไอเสียก็อาจถูกพัดไปยังช่องรับอากาศ ไม่ว่าจะกำหนดทิศทางการระบายไว้อย่างไรก็ตาม
ฐานพัดลมบนหลังคา
ฐานพัดลมบนหลังคาคือโครงยกสูงที่ใช้รองรับพัดลม และมีหน้าที่มากกว่าตัวพัดลมเอง
- ความสูงจากผิวหลังคา ช่วยป้องกันไม่ให้น้ำนิ่งและหิมะเข้าไปในช่องเปิด ในภูมิภาคที่มีหิมะสะสมควรใช้ฐานที่สูงขึ้น
- แผ่นปิดรอยต่อกันน้ำ เชื่อมฐานเข้ากับระบบกันน้ำของหลังคา และรอยต่อนี้เป็นจุดที่อาจเกิดการรั่วซึม
- ฉนวนกันความร้อน ในฐานช่วยป้องกันการควบแน่นบนผิวด้านในในสภาพอากาศหนาว ซึ่งเป็นสาเหตุที่พบบ่อยของน้ำหยดที่มักถูกเข้าใจผิดว่าเกิดจากการรั่วซึม
- โครงสร้างรองรับ กระจายน้ำหนักของพัดลมและแรงลมไปยังโครงสร้างหลังคา
ควรติดตั้งฐานพร้อมกับงานหลังคาโดยผู้รับเหมางานหลังคา ก่อนที่พัดลมจะมาถึง การเจาะช่องเปิดในหลังคาที่ทำเสร็จแล้วและติดตั้งฐานภายหลังเป็นสาเหตุส่วนใหญ่ของการรั่วซึมรอบพัดลม
ลมและหิมะ
พัดลมระบายอากาศบนหลังคาเป็นอุปกรณ์ที่ติดตั้งบนพื้นผิวของอาคารซึ่งรับแรงลมมากที่สุด ส่งผลให้เกิดประเด็นสองประการ
แรงลมยก ลมที่พัดผ่านหลังคาทำให้เกิดแรงดูด อุปกรณ์ยึดต้องต้านทานแรงนี้ได้ และในพื้นที่ที่มีพายุเฮอร์ริเคนหรือไต้ฝุ่นจำเป็นต้องมีการยึดรั้งเฉพาะ พัดลมที่ยึดไว้ด้วยน้ำหนักของตัวเองเป็นหลักไม่ได้รับการยึดรั้งอย่างเหมาะสม
ผลของลมต่อประสิทธิภาพ ลมแรงที่พัดผ่านช่องระบายอาจลดปริมาณลมที่ระบายออก หรือทำให้อากาศไหลย้อนผ่านพัดลมที่ไม่ทำงาน ในกรณีที่เรื่องนี้มีความสำคัญ ควรพิจารณาระบุให้ใช้แถบกันลมหรือฝาครอบที่ออกแบบรูปทรงอย่างเหมาะสม
หิมะเพิ่มภาระและอาจปิดกั้นช่องระบาย ในภูมิภาคที่มีหิมะ ความสูงของฐานและรูปแบบการระบายจึงต้องคำนึงถึงปริมาณหิมะที่คาดว่าจะสะสม
แดมเปอร์กันลมย้อน
พัดลมระบายอากาศบนหลังคาที่ไม่ได้ทำงานเปรียบเสมือนช่องเปิด หากไม่มีแดมเปอร์ ลมจะพัดอากาศ ฝน และหิมะกลับเข้าไปในอาคาร และในอาคารที่มีระบบทำความร้อน ความร้อนที่สูญเสียผ่านพัดลมที่หยุดทำงานตลอดฤดูหนาวอาจมีนัยสำคัญ
แดมเปอร์แบบแรงโน้มถ่วงมีราคาถูกและเพียงพอสำหรับการใช้งานหลายประเภท ส่วนแดมเปอร์แบบใช้มอเตอร์ปิดได้สนิทกว่าและคุ้มค่าเมื่อการสูญเสียความร้อนเป็นเรื่องสำคัญ หรือเมื่อมีพัดลมหลายตัวต่อขนานกัน พัดลมที่หยุดทำงานและไม่มีแดมเปอร์ในชุดขนานจะเปิดทางให้อากาศจากพัดลมที่กำลังทำงานไหลลัดผ่านพัดลมดังกล่าว
การเข้าถึง และปัญหาที่ไม่มีใครวางแผนไว้
พัดลมบนหลังคาต้องได้รับการบำรุงรักษาเป็นระยะ เช่น ตรวจสอบตลับลูกปืนและสายพาน ทำความสะอาด และตรวจสอบกลไกแดมเปอร์ คำถามสำคัญในทางปฏิบัติคือ ช่างเทคนิคจะเข้าถึงพัดลมได้อย่างปลอดภัยอย่างไร
รายการต่อไปนี้ควรกำหนดไว้ตั้งแต่ขั้นตอนการออกแบบ ไม่ใช่รอให้พบปัญหาในภายหลัง
- เส้นทางที่ปลอดภัยไปยังพัดลม เช่น ทางเดิน ฝาช่องขึ้นหลังคา หรือทางขึ้นบันได
- อุปกรณ์ป้องกันการตกเมื่อพัดลมอยู่ใกล้ขอบหลังคา
- ระยะห่างรอบพัดลมเพียงพอสำหรับเปิดเครื่องและปฏิบัติงาน
- สวิตช์ตัดแยกวงจรที่พัดลม เพื่อป้องกันไม่ให้พัดลมเริ่มทำงานขณะที่มีคนเอามือเข้าไปในตัวพัดลม
- อุปกรณ์สำหรับยกมอเตอร์หรือใบพัดลงมา สำหรับพัดลมขนาดใหญ่ที่จำเป็นต้องใช้
พัดลมที่เข้าถึงได้ยากมักไม่ได้รับการบำรุงรักษา และความเสียหายที่เกิดขึ้นก็มักถูกกล่าวโทษว่าเป็นปัญหาของอุปกรณ์
การระบายไอเสียที่มีไขมันปนเปื้อน
ระบบดูดอากาศจากครัวควรกล่าวถึงแยกต่างหาก เพราะทำให้ข้อกำหนดหลายประการเปลี่ยนไป โดยทั่วไปต้องระบายอากาศขึ้นด้านบน พัดลมต้องมีท่อระบายน้ำและระบบเก็บไขมัน ฐานแบบบานพับเป็นอุปกรณ์มาตรฐาน เพื่อให้เอียงพัดลมสำหรับทำความสะอาดได้ และความถี่ในการทำความสะอาดเป็นประเด็นด้านความปลอดภัยจากอัคคีภัย ไม่ใช่เรื่องประสิทธิภาพ การติดตั้งพัดลมระบายอากาศบนหลังคาสำหรับงานทั่วไปกับท่อดูดอากาศจากครัวเป็นข้อผิดพลาดในการกำหนดสเปกที่เกิดขึ้นซ้ำและมีความร้ายแรง