スタック効果：どのように動作し、エネルギー効率に及ぼす影響

Patti Dees

スタック効果は、煙突効果とも呼ばれ、建物を通って気流を駆動します。 建物に出入りする空気の動きを制御することで、エネルギー効率を高め、お金を節約することができます。

スタック効果とは何ですか？

スタック効果は、熱の違いによって引き起こされる空気の動きです。 より高い温度の空気は、より涼しい空気よりも密度が低い。 より暖かい空気が上昇すると、圧力差が生じ、下の圧力は低く、上の圧力は高くなります。 冬の間の建物では、より低い圧力は外側からのより涼しい空気が最下の床に動くようにする。 より冷たい空気の温度が上昇し始め、サイクルが継続する。 夏の間またはより暖かい気候の間に、積み重ねの効果は逆転する。 外の熱気はより涼しい建物の上部に入り、草案を作成する。

すべての建物は、建物とその環境との圧力差が同じである中立圧力レベル（NPL）を持っています。 建物へのまたは建物からの空気の動きは、この平面に沿って減少し、そこからさらに増加する。 排気システムなど、建物の内外の空気を積極的に移動させる機器は、建物内の不良債権の場所を移動します。 建物の不良債権を知ることで、設計者や建物管理者は、最も必要とされる管理措置に集中することができます。

スタックがあなたに反対しているとき

スタック効果は有益ですが、設計がその効果を計画している場合にのみ効果があります。 計画がなければ、スタック効果は、特に高層ビルで、いくつかの深刻な問題を引き起こす可能性があります。 例は次のとおりです:

• 空気損失や追加の負荷に対処するのに苦労しているため、HVAC機器に負担をかけます。 非能率的なHVACシステムはエネルギーおよび維持費を高め、不十分な温度調整は占有者の慰めを減らす。
• 湿気が建物に入り、カビや細菌の成長の段階を設定します。 湿気の侵入は建物に損害を与え、占有者の健康問題を引き起こす深刻な問題である。
• ドアやエレベーターは開閉するためにより多くの力を必要とするか、または反対の場合があり、容易にスラムすることがあります。
• 亀裂を通過する空気は騒音を発生させます。
• 空気の移動は火災予防に影響を与え、炎や煙を広げる可能性があります。 場合によっては、最も寒い気流にさらされた建物の領域では、スプリンクラーシステムの配管が凍結している可能性があります。

設計者、建築者、施設管理者は、スタック効果による影響を軽減するための措置を講じることができます。 いくつかは内部漏出を停止するために建物の封筒のきちんと密封し、絶縁の管の入り口のような基本的なエネルギー効率の手段、または堅い外壁を設 空気が開口部または漏れを介して建物に入る可能性が最も高い場所を決定することは、スタック効果を制御するための最初のステップです。 風圧および温度の極端のシナリオを模倣し、評価することはまた専門家が特定の建物の必要性のための計画を置くのに使用する重要な用具である。

自然換気は、所有者や建物の管理者のお金を節約することができます,いくつかのケースでは30パーセントまで. 設計上の特徴は、新鮮な空気を現在の空気と混合し、建物内のスタック効果を制御することに焦点を当てるべきである。

室内の欄間窓と内壁は、占有領域を流れるようにリダイレクトします。 間接道はより新しい空気の動きが古い空気と混合し、取除くようにする。 内部の排気の入り口は積み重ねの効果が古くなった空気をそして掃除するように供給の開始の上にあるべきである。 自然換気のために設計された新しい建物は、夏の間に風をキャッチし、冬の間に露出をブロックするように配置する必要があります。

自然換気を提供するためにスタック効果に依存する前に、いくつかの制限を検討してください。 自然換気には湿度制御は含まれていません。 建物の高さと幅は重要です。 非常に広い建物の中心部は、自然換気の努力だけでは恩恵を受けません。 さらに、低い天井が付いている建物は積み重ねの効果からの重要な気流を見ない。 ファン支援換気が必要な場合があります。 現代の安全および消防法はまた、階段の吹き抜けなどの場所で歴史的に使用されているいくつかの設計オプションを制限するかもしれません。

スタック効果は避けられないため、建物の設計は気流パターンを利用しながら不要な効果を制限することができます。

バイオグラフィー：

パティ-ディーズは化学技術者になった作家です。 彼女は技術的なトピックの明確で、報知的な部分を作り出すために彼女のpolymathの性質を回す。

続きを読む:

• 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