efectul stivei: cum funcționează și impactul său asupra eficienței dvs. energetice

de Patti Dees

efectul stivei, numit și efect de coș de fum, conduce fluxul de aer prin clădiri. Controlul mișcării aerului în și printr-o clădire poate crește eficiența energetică și poate economisi bani.

Ce Este Efectul Stivei?

efectul stivei este mișcarea aerului cauzată de diferențele termice. Aerul cu temperatură mai ridicată este mai puțin dens decât aerul mai rece. Pe măsură ce aerul mai cald crește, creează o diferență de presiune, cu o presiune mai mică sub și o presiune mai mare deasupra. În clădiri în timpul iernii, presiunea mai mică permite aerului mai rece din exterior să se deplaseze în etajele inferioare. Temperatura aerului mai rece începe să crească, continuând ciclul. În timpul verii sau în climă mai caldă, efectul stivei este inversat. Aerul cald din exterior intră în porțiunea superioară a clădirii răcitorului și creează un tiraj în jos.

fiecare clădire are un nivel de presiune neutru (NPL), unde diferența de presiune dintre clădire și mediul său este aceeași. Mișcarea aerului în sau din clădire este redusă de-a lungul acestui plan și crește mai departe de acesta. Echipamentele care mută activ aerul în sau din clădire, cum ar fi sistemele de evacuare, vor muta locația NPL în clădire. Cunoașterea NPL a unei clădiri permite proiectanților și managerilor de clădiri să se concentreze asupra măsurilor de control acolo unde sunt cele mai necesare.

când stiva este împotriva ta

efectul stivei poate fi benefic, dar numai dacă proiectele au planificat efectele sale. Fără planificare, efectul stivei poate provoca unele probleme grave, în special în clădirile înalte. Exemplele includ:

• tulpina pe echipamente HVAC ca se luptă pentru a face față pierderilor de aer sau sarcină suplimentară. Sistemele HVAC ineficiente cresc costurile de energie și întreținere, iar reglarea inadecvată a temperaturii scade confortul ocupanților.
• umiditatea intră în clădire, stabilind scena pentru mucegai și creșterea bacteriilor. Pătrunderea umezelii este o problemă serioasă care dăunează clădirilor și provoacă probleme de sănătate a ocupanților.
• ușile și ascensoarele pot necesita mai multă forță pentru a se deschide sau închide, sau opusul poate fi cazul și pot trânti cu ușurință.
• aerul care trece prin fisuri creează zgomot.
• mișcarea aerului poate afecta prevenirea incendiilor, răspândirea flăcărilor și a fumului. În unele cazuri, zonele de construcție expuse la cel mai rece flux de aer pot avea conducte de sistem de aspersoare înghețate.

proiectanții, Constructorii și managerii de facilități pot lua măsuri pentru a atenua impactul efectului stivei. Unele sunt măsuri de bază de eficiență energetică, cum ar fi etanșarea și izolarea corespunzătoare a deschiderilor de țevi din anvelopa clădirii pentru a opri scurgerile sau proiectarea pereților exteriori strânși. Determinarea locului în care aerul este cel mai probabil să intre în clădire, fie prin deschideri, fie prin scurgeri, este primul pas în controlul efectului stivei. Modelarea și evaluarea scenariilor cu presiunea vântului și temperaturile extreme sunt, de asemenea, instrumente importante pe care profesioniștii le folosesc pentru a stabili un plan pentru nevoile specifice ale clădirii.

stivuirea beneficiilor tale

ventilația naturală poate economisi bani proprietarilor și managerilor de clădiri, până la 30% în unele cazuri. Caracteristicile de proiectare ar trebui să se concentreze pe amestecarea aerului proaspăt cu aerul curent și pe controlul efectului stivei în interiorul clădirii.

ferestrele interioare și pereții interiori redirecționează fluxul prin zonele ocupate. O cale indirectă permite mișcarea aerului proaspăt să se amestece și să îndepărteze aerul învechit. Deschiderile de evacuare interioare trebuie să fie deasupra deschiderilor de alimentare, astfel încât efectul stivei să măture aerul învechit în sus și în afară. Clădirile noi proiectate pentru ventilație naturală ar trebui poziționate pentru a prinde vântul în timpul verii și pentru a bloca expunerea în timpul iernii.

înainte de a vă baza pe efectul stivei pentru a oferi ventilație naturală, luați în considerare unele dintre limite. Ventilația naturală nu include controlul umidității. Înălțimea și lățimea clădirii contează. Zonele centrale ale clădirilor foarte largi nu vor beneficia doar de eforturile de ventilație naturală. În plus, clădirile cu tavane joase nu vor vedea un flux semnificativ de aer din efectul stivei. Ventilația asistată de ventilator poate fi necesară. Codurile moderne de siguranță și incendiu pot limita, de asemenea, unele opțiuni de proiectare utilizate istoric în locații precum casa scărilor.

deoarece efectul stivei este inevitabil, proiectele de clădiri pot limita efectele nedorite, profitând în același timp de modelele fluxului de aer.

Biografie:

Patti Dees este un inginer chimist transformat în scriitor. Ea își învârte natura polimatică pentru a produce piese clare și informative pe teme tehnice.

Lecturi Suplimentare:

• 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