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煙囪的主要作用是拔火拔煙,排走煙氣,改善燃燒條件。高層建筑內(nèi)部一般設(shè)置數(shù)量不等的樓梯間、排風(fēng)道、送風(fēng)道、排煙道、電梯井及管道井等豎向井道,當(dāng)室內(nèi)溫度高于室外溫度時(shí),室內(nèi)熱空氣因密度小,便沿著這些垂直通道自然上升,透過(guò)門(mén)窗縫隙及各種孔洞從高層部分滲出,室外冷空氣因密度大,由低層滲入補(bǔ)充,這就形成煙囪效應(yīng)。煙囪效應(yīng)是室內(nèi)外溫差形成的熱壓及室外風(fēng)壓共同作用的結(jié)果,通常以前者為主,而熱壓值與室內(nèi)外溫差產(chǎn)生的空氣密度差及進(jìn)排風(fēng)口的高度差成正比。這說(shuō)明,室內(nèi)溫度越是高于室外溫度,建筑物越高,煙囪效應(yīng)也越明顯,同時(shí)也說(shuō)明,民用建筑的煙囪效應(yīng)一般只是發(fā)生在冬季。就一棟建筑物而言,理論上視建筑物的一半高度位置為中和面,認(rèn)為中和面以下房間從室外滲入空氣,中和面以上房間從室內(nèi)滲出空氣。
在煙囪效應(yīng)的作用下,室內(nèi)有組織的自然通風(fēng)、排煙排氣得以實(shí)現(xiàn),但其負(fù)面影響也是多方面的:煙囪內(nèi)壁防腐首先,風(fēng)沙通過(guò)低層部分各種孔洞、縫隙吹入室內(nèi),消耗熱量并污染室內(nèi);其次,風(fēng)通過(guò)電梯井由底層廳門(mén)人口被抽到頂層的過(guò)程中,導(dǎo)致梯門(mén)不能正常關(guān)閉;第三,當(dāng)發(fā)生火災(zāi)時(shí),隨著室內(nèi)空氣溫度的急劇升高,體積迅速增大,煙囪效應(yīng)更加明顯,此時(shí),各種豎井成為拔火拔煙的垂直通道,是火災(zāi)垂直蔓延的主要途徑,從而助長(zhǎng)火勢(shì)擴(kuò)大災(zāi)情。有資料顯示,煙氣在豎向管井內(nèi)的垂直擴(kuò)散速度為3-4m/s,意味著高度為100m的高層建筑,煙火由底層直接竄至頂層只需30s左右。如果燃燒條件具備,整個(gè)大樓頃刻問(wèn)便可能形成一片火海。為有效減弱煙囪效應(yīng)產(chǎn)生的負(fù)面影響,可采取以下一些措施。