1、高层建筑烟囱效应分析烟囱的主要作用是拔火拔烟，排走烟气，改善燃烧条件。高层建筑内部一般设置数量不等的楼梯 间、排风道、送风道、排烟道、电梯井及管道井等竖向井道，当室内温度高于室外温度时，室内热空气因密度小，便沿着这些垂直通道自然上升，透过门窗缝隙及各 种孔洞从高层部分渗出，室外冷烟囱效应空 气因密度大，由低层渗入补充，这就形成烟囱效应。烟囱效应是室内外温差形成的热压及室外风压共同作用的结果，通常以前者为主，而热压值与室内外温差产生的 空气密度差及进排风口的高度差成正比。这说明，室内温度越是高于室外温度，建筑物越高，烟囱效应也越明显，同时也说明，民用建筑的烟囱效应一般只是发生在 冬季。就一栋建筑
2、物而言，理论上视建筑物的一半高度位置为中和面，认为中和面以下房问从室外渗入空气，中和面以上房间从室内渗出空气。 在烟囱效应的作用下，室内有组织的自然通风、排烟排气得以实现，但其负面影响也是多方面的： 首先，风沙通过低层部分各种孔洞、缝隙吹入室内，消耗热量并污染室内；其次，风通过电梯井由底层厅门人口被抽到顶层的过程中，导致梯门不能正常关闭；第 三，当发生火灾时，随着室内空气温度的急剧升高，体积迅速增大，烟囱效应更加明显，此时，各种竖井成为拔火拔烟的垂直通道，是火灾垂直蔓延的主要途径，从 而助长火势扩大灾情。有资料显示，烟气在竖向管井内的垂直扩散速度为 3-4ms，意味着高度为 100m 的高层建
3、筑，烟火由底层直接窜至顶层只需 30s 左 右。如果燃烧条件具备，整个大楼顷刻问便可能形成一片火海。为有效减弱烟囱效应产生的负面影响，可采取以下一些措施 1.在冬季，空气主要是通过各种外门从底层流入室内，最直接的方法是将建筑通向外界的所有 门，尽可能地设置成两道门、旋转门、加装门斗或在外门内侧设置空气幕等，这对于大厅门尤为必要，对于那些次要通道连同地下停车场的外门口等，在冬季也要装 门，至少应增挂厚门帘。在冬季，电梯井顶部的通风孔应适当向小调整或关闭。 2.对于已采暖的建筑物，尽量不使低层部分的室内温度高于高层部分。 3.当火灾发生时，不仅在任何季节通过各类竖井产生烟囱效应，而且还可能在小烟囱
4、效应范围内通过穿越楼板的空调管道，甚至是一些不引人注意的孔隙产生烟囱效应。对此， 高层民用建筑设计防火规范 （GB50045-1995 ）有以下明确规定 （1）当围护结构采用幕墙形式时， “与每层楼板、隔墙处的缝隙，应采用不燃烧材料严密填实”。 （2） “建筑高度不超过 100m 的高层建筑，其电缆井、管道井应每隔 23 层在楼板处用相当于 楼板耐火极限的不燃烧体作防火分隔；建筑高度超过 100m 的高层建筑，应在每层楼板处用相当于楼板耐火极限的不燃烧体作防火分隔”。因施工缺陷、桥架和管 道根部形成的各种孔隙，必须用不燃烧材料填塞密实。 （3） “楼梯间和前室的门均为乙级防火门”，并“ 应具有
5、自行关闭的功能 ”；各种竖向管井“井 壁上的检查门应采用丙级防火门”：“ 电缆井、管道井与房间、走道等相连通的孔洞，其空隙应采用不燃烧材料填塞密实”：“垂直风管与每层水平风管交接处的水 平管段上应设防火阀”：“厨房、浴室、厕所等的垂直排风管道，应采取防止回流的措施或在支管上设置防火阀”，以确保火灾时与走道及房间的分隔，防止各楼层 之间通过竖井交叉蔓延。实例分析台湾汐止东方科学园区的大火，这场火在凌晨 4:00 由三楼开始起火，火势一度获得控制，但接着火势跳跃中间的楼层，直接从十六楼又开始起火，据推测很可能就是所谓的烟囱效应造成此种延烧方式，接下来，就让我们来了解一下，何谓烟囱效应。 当火势在建
6、筑物内部形成时，内部空气因受热而密度变低，烟流因浮力效应向上流动，而在高烟囱效应层 建筑中，有楼梯间、电梯竖井及管路间等垂直通路，正好提供烟流垂直流动的管道，烟层于是向上蓄积，理想上烟层会到达楼顶后再以水平的方向漫延到楼层内部， 而夹在起火层及烟层蓄积层间的楼层是不会有烟流漫延到楼层内部，一直要到烟层下降到该面的楼层，才会有烟流漫延。实际情形下，烟层是否会在楼顶蓄积要视楼 层高度、外界温度、火场温度等决定，譬如说，大楼为 30 层的建筑，由于上述条件的交互影响，烟层有可能到达不了楼顶，可能在楼层第 20 层开始蓄积，并向水 平漫延，此时，20 层以上的楼层不会感受到有烟流的存在。 要防止烟囱效应对生命财产的危害，最重要的就是要做好各垂直通道、管道间的防火阻绝，不要有空隙让烟流可往水平方向流窜，就能将危害减到最小。另外也建议于垂直通道、管道间设置专用的侦测器，用以掌控藉烟囱效应流窜的烟流。
