Wat is stapelventilatie?
Stapelventilatie is een natuurlijke ventilatiemethode die afhankelijk is van een spontane circulatie van lucht veroorzaakt door het thermische stapeleffect. Dit natuurlijk voorkomende fenomeen zorgt ervoor dat warme lucht in een afgesloten ruimte stijgt en een uitgang zoekt. Wanneer hete lucht de ruimte verlaat, creëert het een gedeeltelijk vacuüm dat koelere lucht uit de buitenlucht aanzuigt om het te vervangen. Deze cyclus zal continu koelere lucht in de ruimte brengen, waardoor de temperatuur effectief wordt geregeld en een constante toevoer van verse lucht wordt gewaarborgd. Dit systeem van warmte- en luchtuitwisseling is het meest effectief in gebouwen met speciale stapelventilatiesystemen en waar grote verschillen in buiten- en binnentemperaturen het stapeleffect bevorderen.
Het natuurlijke verschijnsel van hete lucht die boven koelere lucht stijgt, is redelijk bekend en vormt de basis voor alle stapelventilatiesystemen. Wanneer lucht wordt verwarmd, bewegen de moleculen verder uit elkaar, waardoor de lucht minder dicht en drijvend wordt. Het lichaam of de luchtkolom in een afgesloten ruimte zal altijd heter zijn naar de bovenkant van de ruimte vanwege dit effect. Stapelventilatiesystemen gebruiken deze natuurlijk voorkomende beweging om hete lucht te verdrijven en frisse, koelere lucht in een ruimte te trekken. Deze systemen zijn bijzonder efficiënt omdat ze zeer weinig of geen mechanische componenten nodig hebben om correct te werken.
Speciale stapelluchtuitwisselingssystemen zullen typisch een reeks openingen voor hete lucht op dakniveau hebben en koude luchtinlaten langs de onderste delen van de buitenmuren. De ventilatieopeningen voor hete lucht moeten idealiter zo hoog mogelijk worden geplaatst; het stapeleffect wordt meer uitgesproken wanneer de afstand tussen inlaat- en uitlaatpunten groter wordt. Grotere gebouwen met meerdere verdiepingen hebben meestal een centraal heteluchtkanaal dat naar het dak van de structuur leidt met ventilatieopeningen op het plafond op elke verdieping. De inlaten voor koele lucht worden dan meestal gevoed door lucht, die door een ventilator wordt gescheiden door een afzonderlijk kanaal voor koele lucht. Dit kanaal heeft een aantal inlaatopeningen op grondniveau.
Wanneer de lucht in de binnenruimte begint op te warmen, zal deze vanzelf naar de bovenste delen van de ruimte stijgen en uit de ventilatieopeningen voor hete lucht komen. Terwijl het dat doet, trekt het lage drukvacuüm dat in zijn kielzog achterblijft, frisse, koelere lucht in het gebied door de koude luchtopeningen. Deze cyclus zet een constant dwarsstroomventilatiepatroon op dat het gebied van verse lucht houdt. Omdat deze cyclus afhankelijk is van een temperatuurverschil tussen de buiten- en binnenluchtkolommen, zijn stapelventilatiesystemen bijzonder effectief tijdens winterperioden.
Stapelventilatie heeft een aantal voor- en nadelen waarmee rekening moet worden gehouden bij het kiezen van een ventilatiesysteem. De belangrijkste voordelen van stapelventilatiesystemen zijn de flexibiliteit bij het plaatsen van de ventilatie, het niet afhankelijk zijn van windpatronen, een stabiele luchtstroom en duurzaamheid. De nadelen van dit type systeem zijn een lagere luchtstroomkracht in vergelijking met windventilatie, afhankelijkheid van temperatuurverschillen en ontwerpbeperkingen met betrekking tot plafondhoogten. Nadelen zijn echter, deze systemen zijn over het algemeen effectieve, goedkope en milieuvriendelijke opties voor luchtuitwisseling.