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煙囪效應。原圖鏈接

煙囪效應(英文:Stack effect),是指戶內空氣沿著有垂直坡度的空間向上昇或下降,造成空氣加強對流的現象。它是令高層建築火災加劇的原因之一。在低層火災造成的熱空氣,經豎井向上流動,使高熱氣體不斷在通道的頂部積聚,結果會在大廈頂層製造另一個火場,危及前往天台逃生者的生命安全。[1]  

目錄

簡介

最常見的煙囪效應是火爐、鍋爐運作時,產生的熱空氣隨著煙囪向上升,在煙囪的頂部離開。因為煙囪中的熱空氣散溢而造成的氣流(Draft),將戶外的空氣抽入填補,令火爐的火更猛烈。 煙囪效應 煙囪效應 煙囪效應亦可以是逆向的。當戶內的溫度較戶外為低(例如夏天使用空調時),氣流可以在煙囪內向下流動,將戶外空氣從煙囪抽入室內。

煙囪效應的強度與煙囪的高度、戶內及戶外溫度差距以及戶內外空氣流通的程度有關。

在高樓大廈的環境內,煙囪效應可以是令火災猛烈加劇的原因。在低層發生的火災造成的熱空氣,因為密度較低,經電梯槽或走火通道內得以往上流動,使高熱氣體不斷在通道的頂部積聚,結果是使火勢透過這種空氣的對流在大廈的頂層製造另一個火場。不但使撲救變得更困難,更會危及前往天台逃生的人員的生命安全。

煙囪最初的應用形式就是筒狀的物體,安裝在廚房或鍋爐房等進行燃料燃燒的地方,利用熱空氣上升的原理,從上部出風口排出熱煙氣,外面的新鮮冷空氣從入口被捲入,增加了燃料燃燒所需要的氧氣,使燃料更加充分的燃燒,增強了火勢。在鍋爐房等這些地方,煙囪起到了拔火拔煙,排走煙氣,改善燃燒條件的作用。

這種利用熱空氣上升,有拔風作用的煙囪效應,在建築結構和建築設備領域裡被廣泛的應用。

在建築設計中,利用熱壓差實現自然通風就是利用的"煙囪效應"原理它是利用熱空氣上升的原理,在建築上部設排風口可將污濁的熱空氣從室內排出,而室外新鮮的冷空氣則從建築底部被吸入。熱壓作用與進、出風口的高差和室內外的溫差有關,室內外溫差和進、出風口的高差越大,則熱壓作用越明顯。在建築設計中,可利用建築物內部貫穿多層的豎向空腔---如樓梯間、中庭、拔風井等滿足進排風口的高差要求,並在頂部設置可以控制的開口,將建築各層的熱空氣排出,達到自然通風的目的。與風壓式自然通風不同,熱壓式自然通風更能適應常變的外部風環境和不良的外部風環境。

煙囪效應不僅實現了自然通風,它在雙層玻璃幕牆中的使用,還有效的阻擋了熱量的傳遞,降低建築牆體的傳熱係數,達到了節約建築能耗的作用。

概述

煙囪最初的應用形式就是筒狀的物體,安裝在廚房或鍋爐房等進行燃料燃燒的地方,利用熱空氣上升的原理,從上部出風口排出熱煙氣,外面的新鮮冷空氣從入口被捲入,增加了燃料燃燒所需要的氧氣,使燃料更加充分的燃燒,增強了火勢。在鍋爐房等這些地方,煙囪起到了拔火拔煙,排走煙氣,改善燃燒條件的作用。

最常見的煙囪效應是火爐、鍋爐運作時,產生的熱空氣隨著煙囪向上昇,在煙囪的頂部離開。因為煙囪中的熱空氣散溢而造成的氣流,將戶外的空氣抽入填補,令火爐的火更猛烈。

逆向的煙囪效應

煙囪效應亦可以是逆向的。當戶內的溫度較戶外為低(例如在夏季時使用空氣調節),氣流可以在煙囪內向下流動,將戶外空氣從煙囪抽入室內。煙囪效應的強度與煙囪的高度,戶內及戶外溫度差距,和戶內外空氣流通的程度有關。氣壓與煙囪高度的關係-高度越低壓力越大,而壓力對高度的曲線斜率與密度成正比,因此內部高溫區的斜率較外部低溫區平緩。煙囪上下的壓力差比外面冷空氣小。

加劇原因

高樓結構如大煙囪

在高樓大廈的環境內,煙囪效應可以是令火災猛烈加劇的原因。在低層發生的火災造成的熱空氣,因為密度較低,經電梯槽或走火通道內得以往上流動,使高熱氣體不斷在通道的頂部積聚,結果是使火勢透過這種空氣的對流在大廈的頂層製造另一個火場。不單使撲救變得更困難,更會危及前往天台逃生者的生命安全。

現代的賓館和飯店,很多都是高層建築,樓梯間、電梯井、電纜井、垃圾道等豎井林立,如同一座座大煙囪;還有通風管道縱橫交錯,延伸到建築的各個角落,一旦發生火災,極易產生煙囪效應,使火焰沿著豎井和通風管道迅速蔓延、擴大,進而危及全樓。

共享中庭成拔風煙囪

在高樓大廈的環境內,煙囪效應可以是令火災猛烈加劇的原因。一旦發生火災,在有共享中庭、豎向通風(排煙)風道、樓梯間等具有類似煙囪特徵的部位就成了拔風的「煙囪」,加速火勢的蔓延,建築物越高,「煙囪效應」越明顯。

經試驗測試數據顯示,一座高度為100米的建築(約30層),在無阻擋的情況下,煙氣順豎向管井擴散至頂層只需要30秒,瞬間整棟建築即可形成「立體火場」。在低層發生的火災造成的熱空氣,因為密度較低,經電梯槽或走火通道內得以往上流動,使高熱氣體不斷在通道的頂部積聚,結果是使火勢透過這種空氣的對流在大廈的頂層製造另一個火場。「煙囪效應」不單使撲救變得更困難,更會危及前往天台逃生的人員的生命安全。[2]

 
京阿尼大火螺旋梯加速火勢蔓延。原圖鏈接

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影片

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參考資料