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高層建筑煙囪效應(yīng)分析
來源:江蘇三里港高空 時間:2020/12/19

高層建筑煙囪效應(yīng)分析
煙囪的主要作用是拔火拔煙,排煙,改善燃燒條件。當(dāng)室內(nèi)溫度高于室外溫度時,室內(nèi)熱空氣沿著這些垂直通道自然上升,從門窗和各式各樣的洞里滲出來,而室外冷空氣由于樓梯間,排風(fēng)道,送風(fēng)通道,排氣管,電梯井,管井密度大,室外冷空氣密度大,當(dāng)室內(nèi)溫度高于室外溫度時,室內(nèi)熱風(fēng)順著這些垂直通道自然上升,通過門窗及各種孔洞滲出,室外冷空氣由于密度大而被下層的滲透所補(bǔ)充。煙囪效應(yīng)是室內(nèi)外溫差引起的熱壓和室外風(fēng)壓共同作用的結(jié)果,通常以前者為主,熱壓值與室內(nèi)外溫差引起的空氣密度差和進(jìn)出口高度差成正比。說明室內(nèi)溫度越高,建筑高度越高,煙囪效應(yīng)越明顯。同時,民用建筑煙囪效應(yīng)一般只發(fā)生在冬季。就建筑物而言,理論上將建筑物高度的一半視為中性平面,認(rèn)為中和面以下的房間從外部滲入空氣,中和面以上的房間滲出室內(nèi)。"
在煙囪效應(yīng)的作用下,可以實現(xiàn)房間內(nèi)有組織的自然通風(fēng)排煙,但其負(fù)面影響也是多方面的:一是風(fēng)沙通過下層的各種孔洞,縫隙吹入室內(nèi),既消耗熱量,又污染房間;二是風(fēng)從底層廳門人口通過電梯井抽到頂層的過程中,梯門無法正常關(guān)閉。三是火災(zāi)發(fā)生時,隨著室內(nèi)空氣溫度的迅速升高,體積迅速增大,煙囪效應(yīng)更加明顯。此時,各類豎井成為火災(zāi)和煙霧的垂直通道,是火災(zāi)垂直蔓延的主要途徑,從而助長火災(zāi)擴(kuò)大災(zāi)情。有資料顯示,煙氣在垂直管井內(nèi)的垂直擴(kuò)散速度為3-4m/s,這意味著100米高的高層建筑從底層直接跑到頂層只需30s左右。如果燃燒條件具備,整個建筑可能瞬間形成一片火海。為了有效地減少煙囪效應(yīng)的負(fù)面影響,可以采取以下措施:"
1.冬季,空氣主要是通過各種外部門從底層進(jìn)入房間,最直接的途徑是將建筑物外的所有門,盡可能設(shè)置兩扇門、旋轉(zhuǎn)門、增加門桶或在外門內(nèi)部設(shè)置空氣幕,這對于大堂門來說尤為必要,對于那些二次通道與地下停車場外門等,冬季也應(yīng)安裝門,至少要有厚門窗簾。在冬季,電梯豎井頂部的通風(fēng)孔應(yīng)小幅度調(diào)整或關(guān)閉。
2.對于被加熱的建筑物,盡量不要使較低樓層的室內(nèi)溫度高于高層部分。
3.火災(zāi)發(fā)生時,不僅在任何季節(jié)通過各種豎井,而且還通過通過地板的少量空調(diào)管道,甚至通過一些未被注意到的毛孔產(chǎn)生煙囪效應(yīng)。在這方面,"高層民用建筑防火規(guī)范"(GB50045-1995)有以下明確規(guī)定:
(1)圍護(hù)結(jié)構(gòu)采用幕墻形式時,"每層和隔墻之間的間隙應(yīng)用非燃燒材料緊密填充"。
(2)"對于建筑物高度不超過100米的高層建筑,電纜井和管道井應(yīng)由相當(dāng)于地板耐火極限的非易燃體隔2至3層隔開,建筑物高度超過100米的高層建筑應(yīng)用相當(dāng)于每層地板耐火極限的非可燃體隔開。"由施工缺陷、橋梁和管道根形成的各種孔隙必須用非易燃材料填充。
(3)"樓梯井和前廳的門為B類防火門"和"須具有自動關(guān)閉的功能"。各類立井"C類消防門"應(yīng)用于檢查井壁上的門:"由電纜井、管道井、房間和通道連接的孔應(yīng)充滿非燃燒材料":"防火閥應(yīng)安裝在垂直風(fēng)管與每層水平風(fēng)管交界處的水平管段上":"廚房、浴室、衛(wèi)生間等的垂直排氣管應(yīng)采取措施防止回流或在分支管上安裝防火閥"。確?;鹋c過道及房間分開,并防止樓層間的交匯處透過豎井蔓延。

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