Efecte fumeral

El efecte fumeral és el moviment del aire que entra i ix dels edificis a través d'obertures no sagellades, fumerals, conductes de fums o atres recipients, com a conseqüència de la flotabilitat de l'aire. La flotabilitat es produïx per una diferència en la densitat de l'aire interior i exterior resultant de les diferències de temperatura i humitat. El resultat és una força de flotació positiva o negativa. Quant major siga la diferència tèrmica i l'altura de l'estructura, major serà la força de flotació i, per tant, l'efecte fumeral. L'efecte fumeral ajuda a impulsar la ventilació natural, l'infiltració d'aire i els incendis (per eixemple, l'incendi del túnel de Kaprun, l'incendi de l'estació de metro de King's Cross i l'incendi de la torre Grenfell).

Efecte fumeral en els edificis

Ya que els edificis no estan totalment sagellats (com a mínim, sempre hi ha una entrada a nivell del sol), l'efecte fumeral provocarà infiltracions d'aire. Durant la temporada de calefacció, l'aire interior més calent ascendix per l'edifici i escapa per la part superior, ya siga a través de finestres obertes, obertures de ventilació o forats involuntaris en els sostres, com a ventiladors de sostre i llums empotrades. L'aire calent ascendent reduïx la pressió en la base de l'edifici, atraent l'aire fret a través de portes obertes, finestres o atres obertures i fugues. Durant la temporada de refrigeració, l'efecte fumeral s'invertix, pero sol ser més dèbil per les menors diferències de temperatura.

En un edifici modern de gran altura en una envolvente ben sagellada, l'efecte fumeral pot crear diferències de pressió significatives que deuen tindre's en conte en el disseny i que poden requerir ventilació mecànica. Les escales, els buits, els ascensors i similars tendixen a contribuir a l'efecte fumeral, mentres que els tabics interiors, els sols i les separacions contra incendis poden mitigar-ho. Especialment en cas d'incendi, l'efecte fumeral deu controlar-se per a evitar la propagació del fum i el fòc, i per a mantindre unes condicions soportables per als ocupants i els bombers. Encara que els métodos de ventilació natural poden ser eficaces, com l'instalació d'eixides d'aire més prop del sol, a sovint es preferix la ventilació mecànica per a estructures més altes o en edificis en espai llimitat. L'extracció de fums és una consideració clau en les noves construccions i deu evaluar-se en les fases de disseny.

l'incendi de la torre Grenfell, en el que varen morir 72 persones, es va vore agravat en part per l'efecte fumeral. Una cavitat entre el revestiment exterior d'alumini i l'aïllament interior va formar un fumeral i va arrastrar el fòc cap a dalt.

Efecte de apilamiento normal i invers

En els edificis poden existir dos règims d'efecte fumeral: normal i invers. L'efecte fumeral normal es produïx en edificis que es mantenen a una temperatura superior a la de l'ambient exterior. L'aire calent dins de l'edifici té una densitat baixa (o un volum específic alt) i presenta una major força de flotació. En conseqüència, ascendix dels nivells inferiors als superiors a través de les penetració entre plantes. Açò fa que els pisos situats per baix de l'eix neutre de l'edifici tinguen una pressió neta negativa, mentres que els pisos situats per damunt de l'eix neutre tenen una pressió neta positiva. La pressió negativa neta en els pisos inferiors pot induir a l'aire exterior a infiltrar-se en l'edifici a través de portes, finestres o conductes sense comportes d'aire de tornada. L'aire calent intentarà eixir de la envolvente de l'edifici a través de les plantes situades per damunt de l'eix neutre.

Els equips de refrigeració mecànica proporcionen refrigeració sensible i latent durant els mesos d'estiu. Açò reduïx la temperatura de bulbo sec de l'aire dins de l'edifici en relació en l'aire ambiente exterior. També disminuïx el volum específic de l'aire contingut en l'edifici, reduint aixina la força de flotació. En conseqüència, l'aire fret es desplaçarà verticalment per l'edifici a través dels buits dels ascensors, les escales i les penetració no sagellades dels servicis públics (és dir, hidrónicos, elèctrics i d'aigua). Una volta que l'aire acondicionat aplega a les plantes inferiors per baix de l'eix neutre, s'infiltra en la envolvente de l'edifici a través d'obertures no sagellades, com a comportes, murs cortina, etc. L'aire de exfiltración en els pisos situats per baix de l'eix neutre induirà a l'aire exterior a infiltrar-se en la envolvente de l'edifici a través d'obertures no sagellades.