Baca etkisi, hava basıncındaki farklılıklar nedeniyle binalarda bulunan hava ile dışarıdaki hava arasındaki yoğunluk farkından kaynaklanan hava hareketini ifade eder. Bu yoğunluk farkı ise sıcaklık ve nem değişikliklerinden kaynaklanır. Sonuç olarak, olumlu ya da olumsuz yönde bir basınç kuvveti oluşur. Sıcaklık farkı ve yapının yüksekliği ne kadar fazlaysa, basınç kuvveti ve dolayısıyla baca etkisi de o kadar güçlü olur. Baca etkisi, , ve yangınların (örneğin Grenfell Kulesi yangını) oluşumunda rol oynar.
Binalarda
Binalar tamamen hava geçirmez olmadığı için (en azından her zaman bir girişe sahip olduklarından), baca etkisi neden olur. Isıtma mevsiminde, daha sıcak iç hava bina boyunca yükselir ve üst kısımdan açık pencereler, havalandırma delikleri veya tavan vantilatörleri gibi tavanlardaki istenmeyen deliklerden dışarı çıkar. Yükselen sıcak hava, binanın tabanındaki basıncı azaltarak, soğuk havayı açık kapı, pencere veya diğer açıklıklardan içeriye çeker. Soğutma mevsiminde baca etkisi tersine döner, ancak daha düşük sıcaklık farkları nedeniyle genellikle daha zayıftır.
Modern, çok katlı ve iyi yalıtılmış bir binada baca etkisi önemli basınç farklılıkları yaratabilir. Bu nedenle tasarım aşamasında dikkate alınmalı ve mekanik havalandırma ile giderilmesi gerekebilir. Merdiven boşlukları, şaftlar, asansörler gibi etkenler baca etkisini artırırken; iç bölmeler ve yangın duvarları ise azaltıcı etki gösterir. Baca etkisi özellikle yangın durumlarında duman ve ateşin yayılmasını önlemek, bina sakinleri ve itfaiyeciler için elverişli koşulları korumak için kontrol altına alınmalıdır. Hava çıkışlarının zemine yakın konumlandırılması gibi doğal havalandırma yöntemleri etkili olsa da, daha yüksek yapılarda veya sınırlı alan bulunan binalarda genellikle mekanik havalandırma tercih edilir. Duman tahliyesi, yeni yapılarda önemli bir husustur ve tasarım aşamasında değerlendirilmelidir.
Grenfell Kulesi yangını, 72 kişinin hayatını kaybetmesine neden olan bir trajediydi ve bu olayda baca etkisi önemli bir rol oynamıştır. Dış cephedeki alüminyum kaplama ile iç yalıtım arasında kalan boşluk bir baca görevi görmüş ve yangını yukarı doğru çekerek yangının hızla yayılmasına sebep olmuştur.
Normal ve ters baca etkisi
Binalarda iki farklı baca etkisi görülür: normal ve ters. Normal baca etkisi, dış ortamdan daha yüksek sıcaklığa sahip binalarda meydana gelir. Binadaki sıcak hava düşük yoğunluğa (veya yüksek özgül hacme) sahiptir ve daha fazla basınç kuvveti oluşturur. Sonuç olarak, hava daha düşük katlardan yükselerek katlar arası boşluklardan yukarı seviyelere doğru hareket eder. Bu durum, binanın nötr ekseninin altındaki katlarda net negatif basınç, üstündeki katlarda ise net pozitif basınç oluşmasına neden olur. Alt katlardaki net negatif basınç, dış havayı bina içine çekebilir. Bu akış, kapısız veya havalandırma sistemlerinde geri çekiş damperleri olmayan pencerelerden veya kanallardan gerçekleşebilir. Sıcak hava ise binanın nötr eksenin üstündeki katlardan dışarı sızmaya çalışır.
Mekanik soğutma ekipmanları yaz aylarında hem duyusal hem de gizli soğutma sağlar. Bu sayede bina içindeki havanın kuru ampul sıcaklığı dış ortam havasına göre düşürülür. Aynı zamanda binadaki havanın özgül hacmini de azaltarak basınç kuvvetini düşürür. Sonuç olarak, soğuk hava bina boyunca dikey olarak aşağı doğru hareket eder. Bu hareket asansör boşlukları, merdiven boşlukları ve yalıtımsız tesisat geçişleri (hidronik, elektrik ve su yükselticileri gibi) aracılığıyla gerçekleşir. Soğutulan hava nötr eksenin altındaki en alt katlara ulaştığında, damperler, cam duvarlar gibi yalıtımsız açıklıklardan dışarı sızmaya başlar. Nötr eksenin altındaki katlardan dışarı sızan hava, dış havayı bina zarfına nüfuz etmeye zorlar ve bu da yalıtımsız açıklıklar yoluyla içeri hava girişine neden olur.
Baca gazı bacaları
Sanayi tesislerindeki baca gazı bacalarındaki baca etkisi, binalardaki etkiye benzer, ancak önemli bir farkla: Bu bacalardaki baca gazları çok daha sıcaktır ve dış ortam havasıyla çok büyük sıcaklık farklarına sahiptir. Ayrıca, sanayi bacaları genellikle gaz akışını engelleyen herhangi bir yapı içermez, hatta tersine baca etkisini güçlendirerek fan enerjisi ihtiyacını azaltmak için optimize edilir.
Dış hava ile baca gazları arasındaki büyük sıcaklık farkı, şömineli binalarda güçlü bir baca etkisi yaratır.
Büyük hacimli fanlar geliştirilmeden önce, madenler baca etkisi kullanılarak havalandırılıyordu. Bu sistemde aşağıya inen bir baca şaftı, havayı madene aktarır. Yukarı çıkan baca şaftının dibinde ise sürekli yanan bir fırın bulunurdu. Yüzlerce metre derinlikte olabilen bu şaft, bir baca gibi davranarak içerisindeki havayı yukarı çeker ve bu sayede temiz hava aşağı inen baca sayesinde maden içerisine yayılırdı.
Sebebi
Bina dışındaki hava ile bina içindeki hava arasındaki sıcaklık farkı, aralarında bir basınç farkı (ΔP ) oluşturur. Bu basınç farkı, baca etkisinin itici gücü olarak çalışır ve aşağıdaki denklemlerle hesaplanabilir. Bu denklemler sadece havanın hem bina içinde hem de dışında bulunduğu binalar için geçerlidir. Bir veya iki katlı binalarda, h binanın yüksekliğini temsil eder. Çok katlı, yüksek binalarda ise h, binanın nötr basınç seviyesindeki (NBS) açıklıklardan en üstteki veya en alttaki açıklıklara olan mesafedir. kaynağı, NBS'nin yüksekliğin baca etkisini nasıl etkilediğini açıklamaktadır.
Baca gazı bacaları ve şömine bacalarında, hava dışarıda yanma gazları ise içeride olduğundan denklemler yalnızca bir tahmin sağlar. Bu durumda h, baca gazı bacası veya şömine bacasının yüksekliğini temsil eder.
SI birimleri:
Semboller: | |
ΔP | = Kullanılabilir basınç farkı, Pa cinsinden |
---|---|
C | = 0,0342, K/m cinsinden |
a | = Atmosfer basıncı, Pa cinsinden |
h | = Yükseklik veya mesafe, m cinsinden |
To | = Mutlak dış hava sıcaklığı, K cinsinden |
Ti | = Mutlak iç hava sıcaklığı, K cinsinden |
İndüklenmiş akım
Baca etkisi ile oluşan hava akış hızı aşağıdaki denklemle hesaplanabilir. Bu denklem yalnızca havanın hem bina içinde hem de dışında bulunduğu binalar için geçerlidir. Bir veya iki katlı binalarda h binanın yüksekliğini, A ise açıklıkların akış alanını temsil eder. Çok katlı, yüksek binalarda ise A açıklıkların akış alanını, h ise binanın nötr basınç seviyesindeki (NBS) açıklıklardan en üstteki veya en alttaki açıklıklara olan mesafeyi temsil eder. Kaynak, NBS'nin yüksek binalarda baca etkisini nasıl etkilediğini açıklamaktadır.
Şömine bacaları veya baca gazı bacaları gibi hava dışarıda, yanma gazları içeride olduğunda denklem yalnızca yaklaşık bir değer verir. Ayrıca, A baca kesiti boyunca akış alanını, h ise baca gazı bacası veya şöminenin yüksekliğini ifade eder.
Sı birimleri:
Semboller: | |
Q | = Stack etkisi ile oluşan hava akış hızı, m³/s cinsinden |
---|---|
A | = Akış alanı, m² cinsinden |
C | = Deşarj katsayısı (genellikle 0,65 ila 0,70 arası değer alınır) |
g | = Yerçekimi ivmesi, 9,81 m/s² |
h | = Yükseklik veya mesafe, m cinsinden |
Ti | = Ortalama iç hava sıcaklığı, K cinsinden |
To | = Dış hava sıcaklığı, K cinsinden |
Bu denklem, hava akışının direncinin, deşarj katsayısı C ile tanımlanan bir delikten akan akışın direncine benzediğini varsayar.
Kaynakça
- ^ http://www.mdpi.com/2071-1050/9/10/1731/pdf Resolving Stack Effect Problems in a High-Rise Office Building by Mechanical Pressurization | date=September 2017| access-date=1 Ağustos 2020 | Jung-yeon Yu; Kyoo-dong Song; and Dong-woo Cho
- ^ "NIST Technical Note 1618, Daniel Madrzykowski and Stephen Kerber, National Institute of Standards and Technology" (PDF). 29 Aralık 2016 tarihinde kaynağından (PDF). Erişim tarihi: 4 Temmuz 2024.
- ^ "Smoke Simulation: Heat and Smoke Extraction for Building Design". SimScale. 23 Nisan 2019. 3 Temmuz 2019 tarihinde kaynağından . Erişim tarihi: 4 Temmuz 2019.
- ^ "Grenfell Tower final death toll: police say 71 lives lost as result of fire". The Guardian. 16 Kasım 2017. 30 Mart 2018 tarihinde kaynağından . Erişim tarihi: 16 Kasım 2017.
- ^ . MPS. 6 Temmuz 2017. 20 Haziran 2018 tarihinde kaynağından arşivlendi. Erişim tarihi: 6 Temmuz 2017.
- ^ Griffin, Andrew (14 Haziran 2017). "The fatal mistake made in the Grenfell Tower fire". The Independent. 14 Haziran 2017 tarihinde kaynağından . Erişim tarihi: 16 Haziran 2017.
- ^ a b c Magyar, Zoltán. (PDF). 12 Şubat 2020 tarihinde kaynağından (PDF) arşivlendi. Erişim tarihi: 12 Şubat 2020.
- ^ "Educational Package Ventilation - Lecture 3 : Mechanical (forced) ventilation" (PDF). www.energiazero.org. IDES_EDU / Intelligent Energy Europe. 28 Ekim 2011. 20 Ocak 2020 tarihinde kaynağından (PDF). Erişim tarihi: 4 Ekim 2019.
- ^ Andy Walker (2 Ağustos 2016). "Natural Ventilation". WBDG - Whole Building Design Guide. National Institute of Building Sciences. 21 Kasım 2016 tarihinde kaynağından . Erişim tarihi: 1 Nisan 2020.
- ^ Steve Irving; Brian Ford; David Etheridge (2010). AM10 Natural ventilation in non-domestic buildings. CIBSE. ISBN .
- ^ Boonyaputthipong, Chumnan (2018). "Stack Effect Ventilation in Different Climates" (PDF). Journal of Building Energy & Environment. 1 (1). ss. 24-29. 16 Haziran 2024 tarihinde kaynağından (PDF). Erişim tarihi: 4 Temmuz 2024.
Dış bağlantılar
- YouTube'da baca etkisi simülasyonu
wikipedia, wiki, viki, vikipedia, oku, kitap, kütüphane, kütübhane, ara, ara bul, bul, herşey, ne arasanız burada,hikayeler, makale, kitaplar, öğren, wiki, bilgi, tarih, yukle, izle, telefon için, turk, türk, türkçe, turkce, nasıl yapılır, ne demek, nasıl, yapmak, yapılır, indir, ücretsiz, ücretsiz indir, bedava, bedava indir, mp3, video, mp4, 3gp, jpg, jpeg, gif, png, resim, müzik, şarkı, film, film, oyun, oyunlar, mobil, cep telefonu, telefon, android, ios, apple, samsung, iphone, xiomi, xiaomi, redmi, honor, oppo, nokia, sonya, mi, pc, web, computer, bilgisayar
Baca etkisi hava basincindaki farkliliklar nedeniyle binalarda bulunan hava ile disaridaki hava arasindaki yogunluk farkindan kaynaklanan hava hareketini ifade eder Bu yogunluk farki ise sicaklik ve nem degisikliklerinden kaynaklanir Sonuc olarak olumlu ya da olumsuz yonde bir basinc kuvveti olusur Sicaklik farki ve yapinin yuksekligi ne kadar fazlaysa basinc kuvveti ve dolayisiyla baca etkisi de o kadar guclu olur Baca etkisi ve yanginlarin ornegin Grenfell Kulesi yangini olusumunda rol oynar BinalardaBinalar tamamen hava gecirmez olmadigi icin en azindan her zaman bir girise sahip olduklarindan baca etkisi neden olur Isitma mevsiminde daha sicak ic hava bina boyunca yukselir ve ust kisimdan acik pencereler havalandirma delikleri veya tavan vantilatorleri gibi tavanlardaki istenmeyen deliklerden disari cikar Yukselen sicak hava binanin tabanindaki basinci azaltarak soguk havayi acik kapi pencere veya diger acikliklardan iceriye ceker Sogutma mevsiminde baca etkisi tersine doner ancak daha dusuk sicaklik farklari nedeniyle genellikle daha zayiftir Modern cok katli ve iyi yalitilmis bir binada baca etkisi onemli basinc farkliliklari yaratabilir Bu nedenle tasarim asamasinda dikkate alinmali ve mekanik havalandirma ile giderilmesi gerekebilir Merdiven bosluklari saftlar asansorler gibi etkenler baca etkisini artirirken ic bolmeler ve yangin duvarlari ise azaltici etki gosterir Baca etkisi ozellikle yangin durumlarinda duman ve atesin yayilmasini onlemek bina sakinleri ve itfaiyeciler icin elverisli kosullari korumak icin kontrol altina alinmalidir Hava cikislarinin zemine yakin konumlandirilmasi gibi dogal havalandirma yontemleri etkili olsa da daha yuksek yapilarda veya sinirli alan bulunan binalarda genellikle mekanik havalandirma tercih edilir Duman tahliyesi yeni yapilarda onemli bir husustur ve tasarim asamasinda degerlendirilmelidir Grenfell Kulesi yangini 72 kisinin hayatini kaybetmesine neden olan bir trajediydi ve bu olayda baca etkisi onemli bir rol oynamistir Dis cephedeki aluminyum kaplama ile ic yalitim arasinda kalan bosluk bir baca gorevi gormus ve yangini yukari dogru cekerek yanginin hizla yayilmasina sebep olmustur Normal ve ters baca etkisi Binalarda iki farkli baca etkisi gorulur normal ve ters Normal baca etkisi dis ortamdan daha yuksek sicakliga sahip binalarda meydana gelir Binadaki sicak hava dusuk yogunluga veya yuksek ozgul hacme sahiptir ve daha fazla basinc kuvveti olusturur Sonuc olarak hava daha dusuk katlardan yukselerek katlar arasi bosluklardan yukari seviyelere dogru hareket eder Bu durum binanin notr ekseninin altindaki katlarda net negatif basinc ustundeki katlarda ise net pozitif basinc olusmasina neden olur Alt katlardaki net negatif basinc dis havayi bina icine cekebilir Bu akis kapisiz veya havalandirma sistemlerinde geri cekis damperleri olmayan pencerelerden veya kanallardan gerceklesebilir Sicak hava ise binanin notr eksenin ustundeki katlardan disari sizmaya calisir Mekanik sogutma ekipmanlari yaz aylarinda hem duyusal hem de gizli sogutma saglar Bu sayede bina icindeki havanin kuru ampul sicakligi dis ortam havasina gore dusurulur Ayni zamanda binadaki havanin ozgul hacmini de azaltarak basinc kuvvetini dusurur Sonuc olarak soguk hava bina boyunca dikey olarak asagi dogru hareket eder Bu hareket asansor bosluklari merdiven bosluklari ve yalitimsiz tesisat gecisleri hidronik elektrik ve su yukselticileri gibi araciligiyla gerceklesir Sogutulan hava notr eksenin altindaki en alt katlara ulastiginda damperler cam duvarlar gibi yalitimsiz acikliklardan disari sizmaya baslar Notr eksenin altindaki katlardan disari sizan hava dis havayi bina zarfina nufuz etmeye zorlar ve bu da yalitimsiz acikliklar yoluyla iceri hava girisine neden olur Baca gazi bacalari Sanayi tesislerindeki baca gazi bacalarindaki baca etkisi binalardaki etkiye benzer ancak onemli bir farkla Bu bacalardaki baca gazlari cok daha sicaktir ve dis ortam havasiyla cok buyuk sicaklik farklarina sahiptir Ayrica sanayi bacalari genellikle gaz akisini engelleyen herhangi bir yapi icermez hatta tersine baca etkisini guclendirerek fan enerjisi ihtiyacini azaltmak icin optimize edilir Dis hava ile baca gazlari arasindaki buyuk sicaklik farki somineli binalarda guclu bir baca etkisi yaratir Buyuk hacimli fanlar gelistirilmeden once madenler baca etkisi kullanilarak havalandiriliyordu Bu sistemde asagiya inen bir baca safti havayi madene aktarir Yukari cikan baca saftinin dibinde ise surekli yanan bir firin bulunurdu Yuzlerce metre derinlikte olabilen bu saft bir baca gibi davranarak icerisindeki havayi yukari ceker ve bu sayede temiz hava asagi inen baca sayesinde maden icerisine yayilirdi SebebiBina disindaki hava ile bina icindeki hava arasindaki sicaklik farki aralarinda bir basinc farki DP olusturur Bu basinc farki baca etkisinin itici gucu olarak calisir ve asagidaki denklemlerle hesaplanabilir Bu denklemler sadece havanin hem bina icinde hem de disinda bulundugu binalar icin gecerlidir Bir veya iki katli binalarda h binanin yuksekligini temsil eder Cok katli yuksek binalarda ise h binanin notr basinc seviyesindeki NBS acikliklardan en ustteki veya en alttaki acikliklara olan mesafedir kaynagi NBS nin yuksekligin baca etkisini nasil etkiledigini aciklamaktadir Baca gazi bacalari ve somine bacalarinda hava disarida yanma gazlari ise iceride oldugundan denklemler yalnizca bir tahmin saglar Bu durumda h baca gazi bacasi veya somine bacasinin yuksekligini temsil eder DP Cah 1To 1Ti displaystyle Delta P Cah bigg frac 1 T o frac 1 T i bigg SI birimleri Semboller DP Kullanilabilir basinc farki Pa cinsindenC 0 0342 K m cinsindena Atmosfer basinci Pa cinsindenh Yukseklik veya mesafe m cinsindenTo Mutlak dis hava sicakligi K cinsindenTi Mutlak ic hava sicakligi K cinsindenInduklenmis akimBaca etkisi ile olusan hava akis hizi asagidaki denklemle hesaplanabilir Bu denklem yalnizca havanin hem bina icinde hem de disinda bulundugu binalar icin gecerlidir Bir veya iki katli binalarda h binanin yuksekligini A ise acikliklarin akis alanini temsil eder Cok katli yuksek binalarda ise A acikliklarin akis alanini h ise binanin notr basinc seviyesindeki NBS acikliklardan en ustteki veya en alttaki acikliklara olan mesafeyi temsil eder Kaynak NBS nin yuksek binalarda baca etkisini nasil etkiledigini aciklamaktadir Somine bacalari veya baca gazi bacalari gibi hava disarida yanma gazlari iceride oldugunda denklem yalnizca yaklasik bir deger verir Ayrica A baca kesiti boyunca akis alanini h ise baca gazi bacasi veya sominenin yuksekligini ifade eder Q CA2ghTi ToTi displaystyle Q CA sqrt 2gh frac T i T o T i Si birimleri Semboller Q Stack etkisi ile olusan hava akis hizi m s cinsindenA Akis alani m cinsindenC Desarj katsayisi genellikle 0 65 ila 0 70 arasi deger alinir g Yercekimi ivmesi 9 81 m s h Yukseklik veya mesafe m cinsindenTi Ortalama ic hava sicakligi K cinsindenTo Dis hava sicakligi K cinsinden Bu denklem hava akisinin direncinin desarj katsayisi C ile tanimlanan bir delikten akan akisin direncine benzedigini varsayar Kaynakca http www mdpi com 2071 1050 9 10 1731 pdf Resolving Stack Effect Problems in a High Rise Office Building by Mechanical Pressurization date September 2017 access date 1 Agustos 2020 Jung yeon Yu Kyoo dong Song and Dong woo Cho NIST Technical Note 1618 Daniel Madrzykowski and Stephen Kerber National Institute of Standards and Technology PDF 29 Aralik 2016 tarihinde kaynagindan PDF Erisim tarihi 4 Temmuz 2024 Smoke Simulation Heat and Smoke Extraction for Building Design SimScale 23 Nisan 2019 3 Temmuz 2019 tarihinde kaynagindan Erisim tarihi 4 Temmuz 2019 Grenfell Tower final death toll police say 71 lives lost as result of fire The Guardian 16 Kasim 2017 30 Mart 2018 tarihinde kaynagindan Erisim tarihi 16 Kasim 2017 MPS 6 Temmuz 2017 20 Haziran 2018 tarihinde kaynagindan arsivlendi Erisim tarihi 6 Temmuz 2017 Griffin Andrew 14 Haziran 2017 The fatal mistake made in the Grenfell Tower fire The Independent 14 Haziran 2017 tarihinde kaynagindan Erisim tarihi 16 Haziran 2017 a b c Magyar Zoltan PDF 12 Subat 2020 tarihinde kaynagindan PDF arsivlendi Erisim tarihi 12 Subat 2020 Educational Package Ventilation Lecture 3 Mechanical forced ventilation PDF www energiazero org IDES EDU Intelligent Energy Europe 28 Ekim 2011 20 Ocak 2020 tarihinde kaynagindan PDF Erisim tarihi 4 Ekim 2019 Andy Walker 2 Agustos 2016 Natural Ventilation WBDG Whole Building Design Guide National Institute of Building Sciences 21 Kasim 2016 tarihinde kaynagindan Erisim tarihi 1 Nisan 2020 Steve Irving Brian Ford David Etheridge 2010 AM10 Natural ventilation in non domestic buildings CIBSE ISBN 9781903287569 Boonyaputthipong Chumnan 2018 Stack Effect Ventilation in Different Climates PDF Journal of Building Energy amp Environment 1 1 ss 24 29 16 Haziran 2024 tarihinde kaynagindan PDF Erisim tarihi 4 Temmuz 2024 Dis baglantilarYouTube da baca etkisi simulasyonu