Stack Effect: hur det fungerar och dess inverkan på din energieffektivitet

av Patti Dees

Stack effect, även kallad skorstenseffekt, Driver luftflödet genom byggnader. Att styra luftrörelsen in i och genom en byggnad kan öka energieffektiviteten och spara pengar.

Vad Är Stack Effect?

Stackeffekt är luftrörelse orsakad av termiska skillnader. Luft med högre temperatur är mindre tät än svalare luft. När den varmare luften stiger skapar den en tryckskillnad, med lägre tryck under och högre tryck ovanför. I byggnader under vintern tillåter det lägre trycket svalare luft från utsidan att röra sig in i de nedre våningarna. Temperaturen på den kallare luften börjar öka, fortsätter cykeln. Under sommaren eller i varmare klimat vänds stackeffekten. Den varma luften utanför kommer in i den övre delen av kylbyggnaden och skapar ett drag ner.

varje byggnad har en neutral trycknivå (NPL), där tryckskillnaden mellan byggnaden och dess miljö är densamma. Luftrörelsen in i eller ut ur byggnaden reduceras längs detta plan och ökar ytterligare från det. Utrustning som aktivt flyttar luft in eller ut ur byggnaden, såsom avgassystem, kommer att flytta NPL-platsen i byggnaden. Att känna till NPL i en byggnad gör det möjligt för designers och byggnadschefer att fokusera på kontrollåtgärder där de behövs mest.

när stacken är emot dig

stackeffekten kan vara fördelaktig, men bara om mönster har planerat för dess effekter. Utan planering kan stack effect orsaka några allvarliga problem, särskilt i höga byggnader. Exempel inkluderar:

• belastning på HVAC-utrustning eftersom den kämpar för att hantera luftförluster eller extra belastning. Ineffektiva HVAC-system ökar energi-och underhållskostnaderna, och otillräcklig temperaturreglering minskar passagerarnas komfort.
• fukt kommer in i byggnaden och sätter scenen för mögel och bakterietillväxt. Fuktintrång är en allvarlig fråga som skadar byggnader och orsakar åkande hälsoproblem.
• dörrar och hissar kan kräva mer kraft för att öppna eller stänga, eller motsatsen kan vara fallet och de kan smälla lätt.
• luft som passerar genom sprickor skapar ljud.
• luftrörelse kan påverka brandförebyggande, sprida lågor och rök. I vissa fall kan byggnadsområden som utsätts för det kallaste luftflödet ha fryst sprinklersystem.

Designers, byggare och anläggningschefer kan vidta åtgärder för att mildra effekterna från stack-effekten. Vissa är grundläggande energieffektivitetsåtgärder, såsom korrekt tätning och isolerande röröppningar i klimatskalet för att stoppa in-läckage eller utforma snäva ytterväggar. Att bestämma var luft är mest sannolikt att komma in i byggnaden, antingen genom öppningar eller via läckor, är det första steget i att kontrollera stackeffekten. Modellering och utvärdering av scenarier med vindtryck och extrema temperaturer är också viktiga verktyg som proffs använder för att sätta en plan för specifika byggnadsbehov.

stapla dina fördelar

naturlig ventilation kan spara ägare och byggnadschefer pengar, upp till 30 procent i vissa fall. Designfunktioner bör fokusera på att blanda frisk luft med aktuell luft och på att kontrollera stackeffekten i byggnaden.

inomhus akterspegelfönster och innerväggar omdirigerar flödet genom ockuperade områden. En indirekt väg tillåter rörelse av fräschare luft att blanda med och ta bort inaktuell luft. Inre avgasöppningar bör ligga ovanför tilluftsöppningarna så att stackeffekten sveper inaktuell luft upp och Ut. Nya byggnader avsedda för naturlig ventilation bör placeras för att fånga vind under sommaren och blockera exponering under vintern.

innan förlita sig på stack effekt för att ge naturlig ventilation, överväga några av gränserna. Naturlig ventilation inkluderar inte fuktkontroll. Bygghöjd och bredd Materia. Centrala områden i mycket breda byggnader kommer inte att dra nytta av naturliga ventilationsinsatser ensamma. Dessutom kommer byggnader med lågt i tak inte se betydande luftflöde från stack effekt. Fläktassisterad ventilation kan krävas. Moderna säkerhets-och brandkoder kan också begränsa vissa designalternativ som historiskt används på platser som trapphus.

eftersom stack-effekten är oundviklig kan byggnadsdesign begränsa oönskade effekter samtidigt som man utnyttjar luftflödesmönster.

biografi:

Patti Dees är en kemisk ingenjör som blev författare. Hon snurrar sin polymath natur för att producera tydliga och informativa bitar om tekniska ämnen.

Vidare Läsning:

• 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