Wat is het stapeleffect?
Het stapeleffect is de trend dat warme lucht naar boven beweegt in een gebouw, waardoor de circulatie wordt aangedreven en drukverschillen worden gecreëerd. Het wordt aangedreven door verschillen in luchtdichtheid en moet in aanmerking worden genomen bij het ontwerp en het onderhoud van constructies. Met zeer grote gebouwen zoals wolkenkrabbers kan dit een groot probleem zijn. Het stapeleffect kan de kosten voor verwarming en koeling verhogen, bijvoorbeeld door warmteverlies aan de bovenkant van een gebouw te veroorzaken, vooral in de koude wintermaanden.
Warme lucht is minder dicht en neigt naar boven te bewegen in een gebouw terwijl de koelere lucht zinkt. Dit proces kan worden versneld met ventilatie, inclusief het openen van deuren en ramen, evenals draaiende ventilatoren. In zeer hoge structuren kan het bijzonder acuut en tot op zekere hoogte onvermijdelijk zijn. Bij de bovenste verhalen kan de lucht ontsnappen. Dit creëert positieve druk, omdat lucht die van buiten naar binnen komt niet in het gebouw kan komen vanwege de druk van de ontsnappende lucht.
Ondertussen wordt aan de onderkant van het gebouw een omgeving met negatieve druk gecreëerd. De lucht die omhoog trekt naar het dak creëert een opening voor koelere lucht om van buiten naar binnen te komen. Dit kan ervoor zorgen dat de lagere verhalen veel koeler zijn. In een slecht ontworpen gebouw kunnen mensen ramen sluiten en warmte opdoen om dit aan te pakken, wat het stapeleffect kan versnellen door lucht te verwarmen en naar boven te laten ontsnappen, waardoor meer koude lucht wordt aangezogen.
Enige luchtcirculatie is gewenst. De beweging van lucht in een gebouw kan het frisser houden en het een aangenamere werkomgeving maken, vooral wanneer verse zuurstofrijke lucht van buiten naar binnen komt. Ontwerpers kunnen dit regelen door isolatie toe te voegen om het verlies van lucht te beperken, afscherming op vensters te installeren om de warmteoverdracht te minimaliseren en bewoners van het gebouw te adviseren over klimaatregeling. Het kan bijvoorbeeld helpen om een lobby te isoleren om koude luchtstromen te beperken wanneer mensen de deuren openen.
Voor huizen en kleine structuren zou het stapeleffect geen significante rol moeten spelen, tenzij de structuur niet goed gebouwd of onderhouden was. Sommige lekkage is onvermijdelijk, maar de grootste problemen, zoals rondkijken in raamkozijnen en dakramen, kunnen worden opgelost met maatregelen zoals beter knipperen. Het kan ook helpen om toegangen en deuren zorgvuldig te ontwerpen om de luchtstroom in een huis tijdens de wintermaanden te ontmoedigen. Door met het stapeleffect te ontwerpen, kunnen architecten huizen creëren die geventileerd blijven, maar geen overtollige warmte verliezen.