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스택효과(stack effect, 굴뚝효과)

스택효과(stack effect, 굴뚝효과)

 

출처: http://rwdi.com/assets/factsheets/Stack-Effect.pdf

[건물 내부 온도 차이에 대한 영향의 이해, 완화 및 활용]

스택효과(stack effect, 굴뚝효과)는 건물 내부와 외부의 온도가 다를 때 발생하는 현상입니다.

때때로 스택효과(stack effect, 굴뚝효과)가 유용할 수 있습니다. 그것은 자연 환기에 한 원인입니다.

그러나 건물 내에 거주자 경험의 질을 저하시키는 부작용이 종종 있습니다. 제대로 관리되지 않으면, 스택 효과

가 문, 파티션 및 표면에 강한 압력을 가할 수 있습니다.

 

 

이 압력은 자극적이며, 손실이 크고 위험한 상황을 일으킵니다. 휘파람 소리, 문을 열기 어렵고 닫을 때 소리로

안전 문제가 발생, 악취의 이동, 조절된 공기를 통한 관리되지 않은 에너지 손실, 엘리베이터 문이 방해로 걸리

는 경향이 있습니다.

이 문제는 건물 외장이 밀폐되지 않은 설계, 특히 고층 건물에서 명백하게 나타납니다.

 

1. 서론

새로운 건축물에서 스택 효과의 문제나 기존 건물에서 문제를 완화하는 설계 시도를 이해하는 데 도움이

됩니다. 신중하게 고려하면 대부분의 악영향을 피하거나 완화시킬 수 있습니다. 또한 스택 효과 환기가

건물의 에너지 성능에 도움이 되는지, 방해하는지 결정하는 데 도움을 줄 수 있습니다.

우리는 모든 기후에서 모든 유형과 높이의 모든 건물에 대한 스택 효과에 대한 연구를 모든 방식으로 수행

했습니다. 우리는 연구를 통해 이 경험을 사용하고 있으며, 문제 원인의 전체 범위를 알고 있습니다.

건물에 대한 일련의 계획을 검토하여 스택 효과 문제가 발생할 수 있는 위험이 있는지 즉시 알 수 있습니다.


2. 스택 효과(stack effect, 굴뚝효과)

스택 효과(stack effect, 굴뚝효과)는 제어되지 않은 공기 흐름을 유발하는 압력 차이입니다.

스택 효과는 건물 외부에서 내부로 다를 때 발생합니다. 공기 흐름의 방향은 건물이 가열되거나 냉각되느니

여부에 따라 다릅니다. 가열된 기후에서, 공기는 건물의 바닥에서 끌어들이고 상부에서 배출됩니다.

공기는 엘리베이터 통로, 계단 통로, 아트리움, 바닥 슬래브의 균열 및 다른 개구부와 같이 수직 흐름 통로

를 통해 건물 내에서 상승합니다. 이 공기 이동은 뜨거운 공기 상승의 결과가 아닙니다.

오히려 이것은 내부에서 외부와의 온도 차이로 내부에서 외부의 밀도 차이를 초래하기 때문에 발생합니다.

이 밀도 차이는 공기 무게가 건물 내부보다 건물 외부가 더 무겁다는 것을 의미합니다. 따라서 건물의 바닥

에서 기압은 내부보다 외부가 더 높습니다. 이 차이로 인해 공기 침투가 발생합니다.

, 건물 외관의 어떤 입구를 통해 건물 안으로 공기를 끌어 들여 압력을 만듭니다. 차가운 환경에서는 그

반대가 발생합니다.

 

 

스택 효과 압력은 외부 문, 내부 현관 문, 엘리베이터 문 및 공기 흐름이 연결된 다른 개구부의 조합에 의

처리되어야합니다. 엘리베이터 문에서 바람 소리가 발생하는 것은 이러한 압력이 원인입니다. 온도 차이

클수록 압력이 커집니다. 또한 압력은 건물 높이와 직접적으로 관련이 있습니다. 따라서 강한 압력은 매

덥거나 추운 기후에 고층 건물에서 더 많이 발생할 수 있습니다. 그러나 건물은 불리한 결과를 초래할 만큼

높을 필요가 없습니다. 이러한 결과의 일부는 아래와 같습니다.

공간 유형에서(주거지, 학교 등) 권장 소음 수준을 초과하는 지점까지 문은 바람 소리를 냅니다.

문이 닫힘

찬 공기의 침투가 압도할 때, 1층 로비 추움

고온 다습한 공기의 침투가 에어컨을 압도할 때, 건물 꼭대기에 불쾌한 더운 공기

닫거나 열기 어려운 문, 때로는 문을 여는 데 필요한 힘이 비상구의 기준 허용치보다 높을 수 있음

조절된 공기가 침투하는 공기에 의해 밀려 나올 때 제어되지 않은 에너지 손실

옥외 또는 아파트 건물 장치 간에 냄새 이동

엘리베이터 작동에 문제 발생(걸린 문)

 

3. 분석 및 설계

건물의 스택 효과 분석은 상호 작용과 병렬 흐름 경로를 평가해야하기 때문에 복잡합니다.

스택 효과를 진단하고 완화하는 것은 새는 댐을 수리하는 것과 비교됩니다. 구멍 하나를 막으면, 다른 구멍

이 더 중요합니. 건물의 흐름 연결은 매우 복잡하며, 건물의 한 부분에서 약점이 해결되면 새로운 영역이

문제의 주 원인이 될 수 있습니다. 사실 바닥에 있는 모든 영역을 다루지 않는 한, 하나의 문제 영역을 완화

하는 것이 유용하지 않은 경우가 있습니다. 이러한 경우, 한 가지 문제를 해결하는 데 드는 비용과 노력이

건물의 다른 부분에서 완화되지 않습니다.

우리는 많은 기후에서 많은 유형의 건물에 대한 광범위한 경험을 가지고 있습니다.

우리는 이 경험으로 독창적인 도구를 개발하였으며, 건물의 복잡한 모델을 매우 빠르게 건축하고, 다른

상황을 신속하게 실행할 수 있습니다. 이 모델링 도구를 사용하여 문의 균열 및 통로(엘리베이터, 계단 및

HVAC 수직 경로 포함)를 포함한 모든 흐름 경로를 나타낼 수 있습니다.

또한 지역별로 풍력 및 HVAC 가압의 영향을 나타낼 수 있습니다. 시험 상황을 통해, 건물의 다양한 측면을

조사하여 효과적인 구제 수단을 찾을 수 있습니다. 과거의 연구에서 다음과 같은 권장 사항을 만들었습니다.

추가의 문

불필요한 내부 문의 제거

바람 소리를 줄이기 위해 통풍구의 추가

HVAC 가압 조정

외장 및 문의 성능 사양 변경

스택 효과의 연구는 지속 가능한 건축 설계를 지원할 수 있습니다. 최근 스택 효과 진단 도구를 확장하여

전체 년 간 기상을 실행할 수 있습니다. 이것은 스택 효과와 관련된 연간 에너지 손실을 평가할 수 있음을

의미합니다. 그런 다음 이러한 손실 완화 상황을 비교하여 예상되는 에너지절감을 입증할 수 있습니다.