스택 효과:작동 원리 및 에너지 효율에 미치는 영향

패티 디스

굴뚝 효과라고도하는 스택 효과는 건물을 통해 공기 흐름을 유도합니다. 건물 안팎의 공기 이동을 제어하면 에너지 효율을 높이고 비용을 절감 할 수 있습니다.

스택 효과 란 무엇입니까?

스택 효과는 열 차이로 인한 공기 이동입니다. 고온의 공기는 더 차가운 공기보다 밀도가 낮습니다. 따뜻한 공기가 상승함에 따라,그것은 아래의 낮은 압력과 위의 높은 압력으로 압력 차이를 만듭니다. 겨울 동안 건물,낮은 압력 쿨러 공기 외부 바닥 층으로 이동할 수 있습니다. 더 차가운 공기의 온도가 상승하기 시작하여 사이클을 계속합니다. 여름 또는 따뜻한 기후에서는 스택 효과가 반전됩니다. 뜨거운 공기 외부 쿨러 건물의 상단 부분을 입력 하 고 아래로 초안을 만듭니다.

모든 건물은 중립 압력 수준을 가지며,여기서 건물과 환경의 압력 차이는 동일합니다. 건물 안팎의 공기 이동은이 평면을 따라 감소되고 그로부터 더 증가합니다. 배기 시스템과 같이 건물 안팎으로 공기를 활발하게 이동시키는 장비는 건물 내 고정공간 위치를 이동합니다. 건물의 고정자산을 알고 있는 것은 디자이너와 건물 매니저가 가장 필요한 통제 조치에 집중하는 것을 허용한다.

스택이 반대일 때

스택 효과는 도움이 될 수 있지만 디자인이 효과를 계획 한 경우에만 유용합니다. 계획이 없으면 스택 효과는 특히 고층 건물에서 심각한 문제를 일으킬 수 있습니다. 예는 다음과 같습니다:

• 공기 손실 또는 추가 부하를 처리 하기 위해 투쟁으로 공조 장비에 스트레인. 비효율적 인 공조 시스템은 에너지 및 유지 보수 비용을 증가시키고 부적절한 온도 조절은 탑승자의 편안함을 감소시킵니다.
• 습기가 건물 안으로 들어가 곰팡이 및 박테리아 성장 단계를 설정합니다. 습기 무전망침입은 건물을 손상하고 점령자 건강 문제점을 일으키는 원인이 되는 심각한 문제점이다.
• 문과 엘리베이터는 열거 나 닫는 데 더 많은 힘이 필요할 수 있으며 그 반대의 경우 일 수 있으며 쉽게 슬램 할 수 있습니다.
• 균열을 통과하는 공기는 소음을 발생시킵니다.
• 공기 이동은 화재 예방,화염 및 연기에 영향을 줄 수 있습니다. 어떤 경우에는 가장 추운 공기 흐름에 노출 된 건물 영역이 냉동 스프링클러 시스템 배관을 가질 수 있습니다.

설계자,건축업자 및 시설 관리자는 스택 효과로 인한 영향을 완화하기 위한 조치를 취할 수 있습니다. 일부는 제대로 밀봉 및 절연 파이프 개구부 건물 봉투에 누설을 중지 하거나 꽉 외부 벽을 설계 하는 등 기본적인 에너지 효율 측정. 공기가 개구부를 통해 또는 누출을 통해 건물에 들어갈 가능성이 가장 높은 곳을 결정하는 것은 스택 효과를 제어하는 첫 번째 단계입니다. 풍압 및 극한 온도를 이용한 시나리오 모델링 및 평가는 전문가가 특정 건물 요구 사항에 대한 계획을 수립하는 데 사용하는 중요한 도구입니다.

혜택 쌓기

자연 환기는 경우에 따라 소유자 및 건물 관리자의 비용을 최대 30%까지 절약 할 수 있습니다. 설계 특징은 신선한 공기와 현재의 공기를 혼합하는 데 초점을 맞추고 건물 내의 스택 효과를 제어하는 데 초점을 맞추어야합니다.

실내 트랜 섬 창문과 내부 벽은 점유 지역을 통해 흐름을 리디렉션합니다. 간접 경로 혼합 하 고 오래 된 공기를 제거 하는 신선한 공기의 움직임을 수 있습니다. 스택 효과가 오래된 공기를 위아래로 쓸어 넘기도록 내부 배기 개구부가 공급 개구부 위에 있어야합니다. 자연 환기를 위해 설계된 새로운 건물은 여름 동안 바람을 포착하고 겨울 동안 노출을 차단하도록 배치해야합니다.

자연 환기를 제공하기 위해 스택 효과에 의존하기 전에 몇 가지 한계를 고려하십시오. 자연 환기는 습도 조절을 포함하지 않습니다. 건물 높이와 너비가 중요합니다. 매우 넓은 건물의 중앙 지역은 자연 환기 노력만으로는 도움이되지 않습니다. 게다가,낮은 천장을 가진 건물은 더미 효력에서 뜻깊은 기류를 보지 않을 것입니다. 팬 보조 환기가 필요할 수 있습니다. 현대 안전 및 화재 코드는 계단 통과 같은 위치에서 역사적으로 사용되는 일부 설계 옵션을 제한 할 수도 있습니다.

스택 효과는 피할 수 없기 때문에 건물 설계는 공기 흐름 패턴을 활용하면서 원치 않는 효과를 제한 할 수 있습니다.

전기:

패티 디스는 화학 엔지니어 설정 작가입니다. 그녀는 기술적 인 주제에 대한 명확하고 유익한 조각을 생산하는 그녀의 박식 자연을 회전.

더 읽기:

• 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