Qu’est-ce que c’est et comment y faites-vous face?
Alors, vous montez dans l’ascenseur et appuyez sur le bouton pour le 32ème étage. Les portes s’ouvrent et on a l’impression d’être dans une soufflerie. Qu’est-ce qui se passe? C’est l’effet de pile.
L’effet de pile est le mouvement de l’air dans et hors des bâtiments, des cheminées, des piles de gaz de combustion et est entraîné par la flottabilité. La flottabilité est due à une différence de densité de l’air intérieur-extérieur résultant de différences de température et d’humidité. Le résultat est une force de flottabilité positive ou négative. Plus la différence thermique et la hauteur de la structure sont importantes, plus la force de flottabilité est importante, et donc l’effet d’empilement.
Comme les bâtiments ne sont pas totalement scellés (au minimum, il y a toujours une entrée au niveau du sol), l’effet de pile provoquera une infiltration d’air. Pendant la saison de chauffage, l’air intérieur plus chaud monte à travers le bâtiment et s’échappe par le haut soit par des fenêtres ouvertes, des ouvertures de ventilation ou d’autres formes de fuite. L’air chaud qui monte réduit la pression dans la base du bâtiment, aspirant l’air froid par des portes ouvertes, des fenêtres ou d’autres ouvertures et des fuites. Pendant la saison de refroidissement, l’effet de cheminée est inversé, mais est généralement plus faible en raison de différences de température plus faibles.
Dans un immeuble de grande hauteur moderne avec une enveloppe bien scellée, l’effet d’empilement peut créer des différences de pression importantes qui doivent être prises en compte dans la conception. Les cages d’escalier, les puits, les ascenseurs, etc., ont tendance à contribuer à l’effet de cheminée, tandis que les cloisons intérieures, les planchers et les séparations coupe-feu peuvent l’atténuer. En particulier en cas d’incendie, l’effet de cheminée doit être contrôlé pour éviter la propagation de la fumée et du feu et pour maintenir des conditions tenables pour les victimes et les pompiers.
POURQUOI LES PORTES TOURNANTES ONT ÉTÉ INVENTÉES
La pression est si importante en fait que lorsque les gratte-ciel ont été développés au début du siècle, les gens ont également dû inventer des portes tournantes car vous ne pouviez pas ouvrir la porte d’entrée en raison de la pression de l’effet de pile. L’air froid se précipitait avec tellement de pression qu’il était difficile de pousser les portes de sortie ouvertes
Contrairement à la plupart des autres pressions, l’effet de pile agit toutes les heures de chaque journée froide, et les pressions générées par l’effet de pile sont importantes.
Les bâtiments qui fuient consomment d’énormes quantités d’énergie. Les fuites d’air peuvent contribuer à la condensation, compromettant la qualité de l’air intérieur. Pour les immeubles résidentiels de grande hauteur par temps froid, ce n’est pas le pire scénario – c’est le scénario normal
QUE FAIRE DE L’EFFET DE PILE
si une fuite d’air est la cause de l’effet de pile, la meilleure chose à faire est d’empêcher le mouvement de l’air. Scellez tous les trous au bas du bâtiment pour empêcher l’air d’entrer et scellez tous les trous au sommet pour empêcher l’air de s’échapper. C’est un défi pour les concepteurs car vous avez besoin d’entrées, de parkings, d’ascenseurs, de systèmes de ventilation dans tous ces types de bâtiments. Ajout de vestibules, de barrières d’air appropriées, de zones de pression, de traverses sur les planchers, etc., etc. sont toutes des stratégies pour minimiser les effets de pile.
ET POUR TOUS LES GEEKS DE TECHNO, Voici le calcul
Le débit de brouillon induit par l’effet de pile peut être calculé avec l’équation présentée ci-dessous. L’équation s’applique uniquement aux bâtiments où l’air est à la fois à l’intérieur et à l’extérieur des bâtiments. Pour les bâtiments d’un ou deux étages, h est la hauteur du bâtiment et A est la zone d’écoulement des ouvertures. Pour les immeubles de grande hauteur à plusieurs étages, A est la zone d’écoulement des ouvertures et h est la distance entre les ouvertures au niveau de pression neutre (NPL) du bâtiment et les ouvertures les plus hautes ou les ouvertures les plus basses.
Unités SI – où
| Q | = effet de pile tirant d’eau (tirant d’eau en anglais britannique) débit, m,/s |
| A | = surface d’écoulement, m� |
| C | = coefficient de décharge (généralement compris entre 0,65 et 0.70) |
| g | = accélération gravitationnelle, 9.81 m /s� |
| d | = hauteur ou distance, m |
| Ti | = température intérieure moyenne, K |
| À | = température de l’air extérieur, K |
Résumé
La différence de pression totale agissant sur un bâtiment à la suite de l’action de la cheminée dépend de la hauteur du bâtiment et de la différence entre les températures à l’intérieur et à l’extérieur. Il ne peut être évité, mais la manière dont il est réparti dans l’enceinte du bâtiment et les séparations intérieures peut être modifiée par la conception car elle dépend des résistances relatives à l’écoulement présentées par les composants du bâtiment et de la manière dont ils sont répartis dans le trajet d’écoulement.
Le mouvement de l’air causé par l’action de la cheminée a de nombreuses implications importantes liées à l’adéquation fonctionnelle des bâtiments qui devraient être reconnues à la fois dans leur conception et leur fonctionnement.