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烟囱效应:当建筑物像烟囱一样的时候

叠加效应图当热量从屋顶散发出去时,冷空气通过地下室和一楼的窗户被吸入。而在夏天,情况正好相反。[点击图片观看幻灯片。]

夏季热空气上升,冷空气下沉,但烟囱效应通风倒转

像风一样,烟囱效应可以通过建筑围护结构移动大量的空气。在冬天,加热建筑内的暖空气比建筑外的冷空气更轻(密度更小);那温暖的气泡想要升起来。从建筑顶部流出的空气将冷空气吸入底部的裂缝中。

相反,在夏天,空调房外的热空气会把室内较冷的空气从天花板和地下室的裂缝中挤出来(见图)。至少在理论上,这可能会导致顶层的潮湿问题。

但是温度和压力的差异在夏天并不像在冬天那么大。当室外寒冷时,堆叠效应产生的压力为每层楼高4帕斯卡;天气炎热时,每层楼高约1.5帕斯卡。

与大多数其他压力不同的是,叠加效应在寒冷的天气中每时每刻都起作用,并且叠加效应产生的压力是显著的。

漏水的建筑物会消耗大量的能源。空气泄漏会导致凝结,影响室内空气质量。对于寒冷天气中的高层住宅来说,这并不是最糟糕的情况,而是正常的情况(见下文“旋转门为什么会被发明”)。

为什么要发明旋转门

如果堆叠效应在两层房屋中是一个大问题,那么想象一下它在高层建筑中会造成什么样的压力。事实上,这种压力是如此巨大,“当摩天大楼在世纪之交首次建成时,人们还不得不发明旋转门,因为由于堆叠效应的压力,你无法打开前门,”斯特劳贝说。“冷空气冲了进来,压力很大,很难推开出口门。”

堆栈效应是自身产生的

“进入大楼的空气使楼下的人感到寒冷,所以他们打开了恒温器。当楼上的人得到所有的热空气时,他们会打开窗户来降温。这就增加了离开大楼的空气流量,从而增加了从底层上来的空气流量——所以楼下的人就插上了暖气。

斯特劳贝说:“你就像旋转木马一样,把空气从底部吸上来,加热,再从顶部吹出去。”“电梯井里的气流太大了,你都能飘起来!”你只要伸出双臂,就能在隆冬时节漂浮在许多这样的建筑里。”

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3评论

  1. 哈尔道林||#1

    烟囱效应
    莫里森:我供职的一家公司提供一种新风系统,它封装了爬行空间,并将空气从爬行空间抽走,随后将空气抽出屋内。我读了你的文章《烟囱效应:当建筑物像烟囱一样的时候》,这篇文章改变了我对这一切是如何运作的想法,它看起来非常合乎逻辑。但是,有一个问题我很想听听您的意见。
    当我们在主楼层开一个开口作为通风口时,在夏季,随着空调系统的循环,空气会从爬行空间通过新开的开口向上流动。读了你的文章后,我以为它会往另一个方向发展,沉下去。期待您的评论,谢谢

  2. GBA编辑器
    马丁Holladay||#2

    对哈尔·道林的回应
    哈尔
    当然,我也渴望听到丹·莫里森的回应。与此同时,我的建议是:如果你在装有空调的大楼的地板上挖一个洞,感觉到空气从缝隙向你涌来,这意味着这个房子已经减压了。

    导致减压的两个主要原因是排气设备(例如,抽油烟机风扇、浴室风扇、全屋排气通风系统、干衣机、动力通风热水器或中央真空吸尘器系统)的运行或不平衡的强迫空气系统(例如,位于阁楼的供气管道系统有泄漏的强制空气系统)。

  3. 卡梅伦泰勒||# 3

    堆栈效应和大气
    刚刚加入你的网站,即使我以前在网上搜索时看到过它。这里有很多很棒的东西。
    我是一个喜欢搞清楚事情运作方式和原因的人。虽然你上面的文章解释了堆叠效应是如何在建筑或房子中发生的,但我最近一直在思考的是堆叠效应和夏季“反向”堆叠效应背后的“主要动机”是什么。

    我的看法是,大气压力是主要的驱动因素,遵循着“压力越大,压力越小”的格言。在我们这个美妙的互联网时代,我们可以调出美国几乎任何地方的天气趋势数据。这是我自己做的,特别是一年中气压的趋势。我所看到的是,在冬季,气压趋势要比夏季高。在我看来,这将是一致的,冬季由于空气寒冷而下沉的气团,夏季由于空气温暖而上升的气团。

    这与堆栈效应是如何联系在一起的,因为我们故意抵消了季节性的户外条件,以我们的舒适,这导致了一个与大气相反的压力动态。在冬天,我们给住宅供暖,使室内气团膨胀,密度降低,因此上升到结构的顶部。室外的气团更冷、更重,将其推入室内,以弥补结构上部上升和逃逸的暖空气所造成的压力差。

    在夏天,由于室外的气团上升,而室内的空调使室内的气团下降,所以情况正好相反。不像冬季堆栈,压力增量最大的地方是在最高的天花板平面(毗邻一个通风的阁楼),最大的压力增量可能是在最低的楼层或一个可罢工的地下室(我住的地方,我们大部分是平板建筑),虽然同期帕斯卡以上的文章每篇阅读量比冬天少。

    我提供这些并不是为了抵消上面文章中所写的任何东西。我只是倾向于在这些场景中找到“最终的原动力”,我认为这有助于更好地看待所有问题。至少对我来说是这样。我想听听你的想法。

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