Stakeffekten: hvordan den fungerer og dens indvirkning på din energieffektivitet

af Patti Dees

Stakeffekt, også kaldet skorstenseffekt, driver luftstrømmen gennem bygninger. Styring af luftbevægelsen ind i og gennem en bygning kan øge energieffektiviteten og spare penge.

Hvad Er Stack Effekt?

Stakeffekt er luftbevægelse forårsaget af termiske forskelle. Højere temperatur luft er mindre tæt end køligere luft. Når den varmere luft stiger, skaber den en trykforskel med lavere tryk under og højere tryk over. I bygninger om vinteren tillader det lavere tryk køligere luft udefra at bevæge sig ind i de nederste etager. Temperaturen af den køligere luft begynder at stige, fortsætter cyklussen. Om sommeren eller i varmere klimaer vendes stakeffekten. Den varme luft udenfor kommer ind i den øverste del af kølerbygningen og skaber et træk ned.

hver bygning har et neutralt trykniveau (NPL), hvor trykforskellen mellem bygningen og dens miljø er den samme. Luftbevægelsen ind i eller ud af bygningen reduceres langs dette plan og stiger længere fra det. Udstyr, der aktivt bevæger luft ind eller ud af bygningen, såsom udstødningssystemer, vil flytte NPL-placeringen i bygningen. At kende NPL i en bygning giver designere og bygningschefer mulighed for at fokusere på kontrolforanstaltninger, hvor de er mest nødvendige.

når stakken er imod dig

stakeffekten kan være gavnlig, men kun hvis design har planlagt for dens virkninger. Uden planlægning kan stakeffekt forårsage nogle alvorlige problemer, især i høje bygninger. Eksempler inkluderer:

• belastning på HVAC-udstyr, da det kæmper for at håndtere lufttab eller ekstra belastning. Ineffektive HVAC-systemer øger energi-og vedligeholdelsesomkostningerne, og utilstrækkelig temperaturregulering mindsker passagerernes komfort.
• fugt kommer ind i bygningen og sætter scenen for skimmel og bakterievækst. Fugtindtrængning er et alvorligt problem, der skader bygninger og forårsager beboers sundhedsmæssige problemer.
• døre og elevatorer kan kræve mere kraft for at åbne eller lukke, eller det modsatte kan være tilfældet, og de kan let smække.
• luft, der passerer gennem revner, skaber støj.
• luftbevægelse kan påvirke brandforebyggelse, spredning af flammer og røg. I nogle tilfælde kan bygningsområder udsat for den koldeste luftstrøm have frosne sprinklersystemrør.

designere, bygherrer og facility managers kan tage skridt til at afbøde virkningen fra stack effekt. Nogle er grundlæggende energieffektivitetsforanstaltninger, såsom korrekt tætning og isolering af røråbninger i bygningskonvolutten for at stoppe lækage eller designe stramme udvendige vægge. At bestemme, hvor luft mest sandsynligt kommer ind i bygningen, enten gennem åbninger eller via lækager, er det første skridt i at kontrollere stakeffekten. Modellering og evaluering af scenarier med vindtryk og ekstreme temperaturer er også vigtige værktøjer, som fagfolk bruger til at opstille en plan for specifikke bygningsbehov.

stabling dine fordele

naturlig ventilation kan spare ejere og bygningschefer penge, op til 30 procent i nogle tilfælde. Designfunktioner skal fokusere på at blande frisk luft med den aktuelle luft og på at kontrollere stakeffekten i bygningen.

indendørs akterspejl vinduer og indvendige vægge omdirigere strøm gennem besatte områder. En indirekte sti tillader bevægelse af friskere luft at blande sig med og fjerne uaktuel luft. Indvendige udstødningsåbninger skal være over forsyningsåbningerne, så stakeffekten fejer uaktuel luft op og ud. Nye bygninger designet til naturlig ventilation skal placeres for at fange vind om sommeren og blokere eksponering om vinteren.

før du stoler på stakeffekt for at give naturlig ventilation, skal du overveje nogle af grænserne. Naturlig ventilation omfatter ikke fugtighedskontrol. Bygning højde og bredde stof. Centrale områder i meget brede bygninger vil ikke drage fordel af naturlig ventilationsindsats alene. Derudover vil bygninger med lave lofter ikke se signifikant luftstrøm fra stakeffekt. Ventilatorassisteret ventilation kan være påkrævet. Moderne sikkerheds-og brandkoder kan også begrænse nogle designmuligheder, der historisk er brugt på steder som trappeopgange.

da stakeffekten er uundgåelig, kan Bygningsdesign begrænse uønskede effekter, mens man drager fordel af luftstrømsmønstre.

biografi:

Patti Dees er en kemisk ingeniør, der blev forfatter. Hun spinder sin polymath-natur for at producere klare og informative stykker om tekniske emner.

Yderligere Læsning:

• https://global.ctbuh.org/resources/papers/download/3084-stack-effect-in-high-rise-buildings-a-review.pdf
• https://www.trane.com/content/dam/Trane/Commercial/global/products-systems/education-training/engineers-newsletters/airside-design/admapn003en_0502.pdf
• https://www.buildingscience.com/documents/digests/bsd-014-air-flow-control-in-buildings