超高层建筑的烟囱效应原理和实例
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关于超高层建筑防排烟设计的探讨与实践摘要:现如今,城市建设越来越好,人口数量也越来越多。
为了有效解决城市用地紧张的问题,城市就必须发展超高层建筑。
超高层建筑多用于商业办公,同时超高层建筑也是城市的一张名片。
(如:上海中心大厦)因此,相关部门必须提高人们对消防安全的重视程度。
为了保障人们的生命与财产安全,相关部门必须做好超高层建筑消防工作。
在通常情况下,超高层建筑的防火设计要求比普通房屋的防火设计要求高。
超高层建筑的人员数量较多,并且使用的用电设备也较多,一旦超高层建筑发生火灾,就会在烟囱效应下快速燃烧扩散。
同时建筑内部起火时,建筑材料在燃烧时会产生大量的有毒气体和烟雾。
超高层建筑内部的结构设计对火势蔓延也产生了较大的影响。
如果相关部门不重视超高层建筑防火设计工作,就会引发严重的消防安全事故。
关键词:超高层建筑;防排烟设计;实践引言近几年,在经济社会不断发展的过程中,人们对建筑的美观性有着越来越高的要求,受此影响各类楼房以及商场等,都会运用大量具备较强可燃性的一系列装饰装修材料,这也导致建筑火灾问题频频出现。
对于建筑火灾来讲,有很大一部分人员是因为吸入了烟气而出现窒息昏厥或者是死亡问题,因此,在建筑中合理设置消防防排烟系统便显得极为重要,有必要对防排烟系统的作用以及科学设置做出深入研究,并加强消防监督工作,以此切实保证人们的生命安全。
1超高层建筑火灾的特点分析1.1火势蔓延速度快超高层建筑中需要设置多个电梯井、楼梯间、管道井等竖向井道,在超高层建筑中,如果没有对这些井道做好防火分隔处理工作,会使所有竖向井道形成烟囱效应,促进火势快速蔓延。
特别是商场、图书馆以及办公楼等超高层建筑,其中含有大量的易燃物和可燃物,一旦发生火灾后,火势控制难度加大。
1.2受困人员疏散难度大超高层建筑的楼层多,垂直高度大,超高层建筑的人员疏散需要比较长的时间。
同时超高层建筑中的人员比较密集,在疏散中人员众多,需要的时间长,而且容易出现踩踏事件造成二次伤害。
超高层建筑的烟囱效应原理和实例在建筑工程中,超高层建筑的设计、施工和运营面临各种挑战。
在这些挑战中,烟囱效应是一个值得关注的问题。
本文将介绍超高层建筑烟囱效应的原理和实例。
烟囱效应原理烟囱效应是指在一个封闭的空间里,由于压力差异,使得空气在空间内形成流动的现象。
在超高层建筑中,烟囱效应是由于建筑高度的不同导致的气压差异而产生的。
具体来说,烟囱效应的原理是:由于建筑底部区域和顶部区域的气压差异,空气从低压底部区域流向高压顶部区域,形成一股向上的气流。
这股向上的气流对于室内外的空气交流非常重要。
它可以使得室内新鲜的空气通过通风口流入室内,同时将污浊的空气排出室外。
这对于室内空气质量的提升和人们健康都十分重要。
但是,当超高层建筑内气流的流速太大时,烟囱效应可能变得不稳定,甚至发生倒灌现象,从而使室内外空气交流效果变得不佳。
烟囱效应实例下面,我们将对几个超高层建筑的烟囱效应实例进行介绍。
贝尔法斯特豪华住宅贝尔法斯特豪华住宅,是英国贝尔法斯特市的一座超高层建筑,高度为81米。
它采取了烟囱效应来提高室内空气质量。
它的内部设计采用空气通风系统,能够实现高效的通风和空气循环。
同时,它的设计还考虑到了地面气流,从而提供了稳定的气流环境。
华尔街隔夜交易中心华尔街隔夜交易中心,是纽约市的一座超高层建筑,高度为180米。
它的设计师采用了烟囱效应来处理建筑内的空气流动问题。
它的内部设计采用了整体式通风系统,将室内的气流流向升腾到通风管道内部,然后再由天窗排出室外。
在运营过程中,华尔街隔夜交易中心的空气质量十分优越。
第一国际大厦第一国际大厦,是中国的一座超高层建筑,高度为330米。
它采取了一系列技术来控制烟囱效应。
其中之一是通过设计气密性高的玻璃幕墙,控制室内外空气流动的速度和强度。
此外,第一国际大厦还使用了高效的空气过滤系统,确保室内的空气质量一直保持在最优状态。
超高层建筑的烟囱效应是一个需要关注的问题。
它既可以提高室内空气质量,也可以使室内外风的平衡达到更好的状态。
建筑学烟囱效应
建筑学中,烟囱效应是指一种由热空气上升形成的现象。
当室外空气在室内空间产生温差时,热空气上升,而冷空气下沉。
热空气在上升过程中,其密度会减小,而冷空气则会在下降过程中被加热,因此烟囱效应通常被用于增强室内空气流通和环境控制。
在高层建筑的设计中,烟囱效应是一个重要的考虑因素。
它可以通过设计适当的排风口和通风口来利用,以引导和加速室内外空气的流通,从而帮助改善室内的空气质量和舒适度。
此外,烟囱效应也可以被用来增加室内的温度和湿度,以满足一些特殊的需求,如商业建筑中的温湿度控制等。
在使用烟囱效应的建筑设计中,需要注意避免出现由热空气上升而形成的“热死角”,即在特定位置的室内空气温度过高,导致人们不适。
因此,在设计中需要考虑到室内气流的均匀分布,通过适当的空气流通设计,避免室内出现极端的温差。
同时,在建筑设计和使用烟囱效应的过程中,也要注意可能带来的潜在风险,如烟囱效应可能会导致室内产生强烈的气流,从而可能对老年人、儿童等特殊人群造成伤害。
因此,在使用烟囱效应的设计过程中,需要充分考虑到这些因素,并采取相应的措施进行防范。
超高层建筑的烟囱效应原理和实例(Stack effect design)烟囱效应简介烟囱效应的产生。
在有共享中庭、竖向通风(排烟)风道、楼梯间等具有类似烟囱特征——即从底部到顶部具有通畅的流通空间的建筑物、构筑物(如水塔)中,空气(包括烟气)靠密度差的作用,沿着通道很快进行扩散或排出建筑物的现象,即为烟囱效应。
是指户内空气沿著有垂直坡度的空间向上升或下降,造成空气加强对流的现象。
最常见的烟囱效应是火炉、锅炉运作时,产生的热空气随著烟囱向上升,在烟囱的顶部离开。
因为烟囱中的热空气散溢而造成的气流(Draft),将户外的空气抽入填补,令火炉的火更猛烈。
烟囱效应亦可以是逆向的。
当户内的温度较户外为低(例如夏天使用空调时),气流可以在烟囱内向下流动,将户外空气从烟囱抽入室内。
烟囱效应的强度与烟囱的高度,户内及户外温度差距,和户内外空气流通的程度有关。
在高楼大厦的环境内,烟囱效应可以是令火灾猛烈加剧的原因。
在低层发生的火灾造成的热空气,因为密度较低,经电梯槽或走火通道内得以往上流动,使高热气体不断在通道的顶部积聚,结果是使火势透过这种空气的对流在大厦的顶层制造另一个火场。
不单使扑救变得更困难,更会危及前往天台逃生的人员的生命安全。
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。
烟囱效应目录[隐藏]英文名称简介高层建筑烟囱效应分析实例分析图片介绍应用实验[编辑本段]英文名称烟囱效应∶Stack effect[编辑本段]简介烟囱效应的产生。
在有共享中庭、竖向通风(排烟)风道、楼梯间等具有类似烟囱特征——即从底部到顶部具有通畅的流通空间的建筑物、构筑物(如水塔)中,空气(包括烟气)靠密度差的作用,沿着通道很快进行扩散或排出建筑物的现象,即为烟囱效应。
是指户内空气沿着有垂直坡度的空间向上升或下降,造成空气加强对流的现象。
最常见的烟囱效应是火炉、锅炉运作时,产生的热空气随著烟囱向上升,在烟囱的顶部离开。
因为烟囱中的热空气散溢而造成的气流(Draft),将户外的空气抽入填补,令火炉的火更猛烈。
烟囱效应亦可以是逆向的。
当户内的温度较户外为低(例如夏天使用空调时),气流可以在烟囱内向下流动,将户外空气从烟囱抽入室内。
烟囱效应的强度与烟囱的高度,户内及户外温度差距,和户内外空气流通的程度有关。
在高楼大厦的环境内,烟囱效应可以是令火灾猛烈加剧的原因。
在低层发生的火灾造成的热空气,因为密度较低,经电梯槽或走火通道内得以往上流动,使高热气体不断在通道的顶部积聚,结果是使火势透过这种空气的对流在大厦的顶层制造另一个火场。
不单使扑救变得更困难,更会危及前往天台逃生的人员的生命安全。
烟囱最初的应用形式就是筒状的物体,安装在厨房或锅炉房等进行燃料燃烧的地方,利用热空气上升的原理,从上部出风口排出热烟气,外面的新鲜冷空气从入口被卷入,增加了燃料燃烧所需要的氧气,使燃料更加充分的燃烧,增强了火势。
在锅炉房等这些地方,烟囱起到了拔火拔烟,排走烟气,改善燃烧条件的作用。
目前,这种利用热空气上升,有拔风作用的烟囱效应,在建筑结构和建筑设备领域里被广泛的应用。
在建筑设计中,利用热压差实现自然通风就是利用的“烟囱效应”原理它是利用热空气上升的原理,在建筑上部设排风口可将污浊的热空气从室内排出,而室外新鲜的冷空气则从建筑底部被吸入。
超高层建筑电梯井产生的烟囱效应的研究北京工业大学张茜茜潘嵩程作许传奇摘要:近年来,超高层建筑在国内迅速发展起来。
不过,其产生的烟囱效应问题也日益凸现。
目前,国内外研究集中于高层建筑的烟囱效应问题,对于超高层建筑烟囱效应的研究处于初始阶段。
本文通过总结国内的研究成果以及国家标准,在此基础上针对烟囱效应问题提出自己的解决方案。
关键词:超高层建筑烟囱效应电梯井研究解决方案1 背景超高层建筑在我国《民用建筑设计通则》 GB50352—2005中规定,建筑高度超过100米时,不论住宅及公共建筑均为超高层建筑。
超高层建筑的内部一般都会设置楼梯间、送排风道、排烟道、电梯井等竖井,当室内温度高于室外时,室内空气由于密度小,便可以沿着这些垂直通道自然上升,通过顶层的门窗缝隙以及各种孔洞渗出,室外空气由于密度大,由底层渗入补充,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,通常以热压为主,而热压差与室内外温差产生的空气密度差,以及进、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,建筑物高度越高,烟囱效应也就越明显,因此,超高层建筑烟囱效应会更加明显。
同时也说明,烟囱效应一般只发生在冬季。
超高层建筑内的“烟囱效应”现象会导致火灾损失加剧、冬季渗风能耗增加、建筑内出现使用功能障碍。
主要表现在:首先,空气和杂质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入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,空气的体积迅速增大,产生的烟囱效应更加明显。
因此,我们需要控制烟囱效应。
目前,国内对于超高层建筑烟囱效应的研究并不多,国内对于超高层建筑烟囱效应作用下的内外压差分布的实测很少,对于寒冷地区,比如北京市超高层建筑更少,很多是引用国外的测试数据和相关研究,而国内现有的测试数据及模拟成果多是针对消防排烟问题的研究,对于建筑节能问题的关注度不够。
烟囱效应火灾案例全文共四篇示例,供读者参考第一篇示例:烟囱效应是指火灾中的一种特殊现象,当火灾发生时,热空气和浓烟会向上升起,形成一种气流,使火势迅速蔓延并加剧火灾的破坏程度。
这种现象类似于煤炉中的烟囱效应,烟囱起到引导烟雾上升的作用,加速了燃烧过程。
烟囱效应在火灾中的影响是非常严重的,因为它能够将火灾的热量、烟雾和毒气快速排出建筑物内部,加速火势的蔓延,使火灾更加猛烈。
这种效应尤其在高层建筑中表现得更为明显,往往由于建筑物内部的通风设计不当或者疏忽大意而加剧了火灾的危害程度。
下面我们来介绍一个关于烟囱效应火灾的案例,让我们更加深入地了解这种现象的危害性和影响。
这个案例发生在一栋高层写字楼中,当时是一个工作日的下午,办公室里的员工们正在忙碌地工作着。
突然间,一名员工闻到了烟味,随即发现了楼道里冒起的浓烟。
火灾的警报器响了起来,员工们纷纷涌向楼梯口准备疏散。
但是由于楼梯口处的通风口设计不当,烟囱效应开始发挥作用,楼道里的浓烟迅速向上升起,形成了一股强大的气流,将燃烧的火焰和浓烟迅速排出了楼梯口。
员工们很快就发现自己被围困在了火海之中,无法逃生。
消防队赶到现场时,情况已经非常严重,大楼内部已经被烟雾和火势笼罩,许多员工被困在了楼内无法逃生。
消防队员们只能用灭火器和消防水带勉力应对,但由于火势过大,他们的努力显得有些力不从心。
最终,消防队员们紧急撤离了楼内的所有人员,为了避免火势继续蔓延,他们只能使用高空救援设备,将受困的人员一个个救下来。
火灾经过数小时的扑灭后,大楼已经被烧得面目全非,损失惨重。
通过这个案例,我们可以清晰地看到烟囱效应在火灾中的危害性。
建筑物内部的通风设计不当、疏忽大意和缺乏火灾防范措施都可能造成火灾的加剧和扩散。
我们在日常生活和工作中要时刻注意火灾预防,提高自身的安全意识,才能有效地减少火灾对人员和财产造成的损失。
烟囱效应在火灾中的作用是非常突出的,我们必须高度重视火灾防范工作,提高自身的安全意识,做好日常的防火工作,才能有效地保护自己和他人的生命和财产安全。
烟囱效应目录[隐藏]英文名称简介高层建筑烟囱效应分析实例分析图片介绍应用实验[编辑本段]英文名称烟囱效应∶Stack effect[编辑本段]简介烟囱效应的产生。
在有共享中庭、竖向通风(排烟)风道、楼梯间等具有类似烟囱特征——即从底部到顶部具有通畅的流通空间的建筑物、构筑物(如水塔)中,空气(包括烟气)靠密度差的作用,沿着通道很快进行扩散或排出建筑物的现象,即为烟囱效应。
是指户内空气沿着有垂直坡度的空间向上升或下降,造成空气加强对流的现象。
最常见的烟囱效应是火炉、锅炉运作时,产生的热空气随著烟囱向上升,在烟囱的顶部离开。
因为烟囱中的热空气散溢而造成的气流(Draft),将户外的空气抽入填补,令火炉的火更猛烈。
烟囱效应亦可以是逆向的。
当户内的温度较户外为低(例如夏天使用空调时),气流可以在烟囱内向下流动,将户外空气从烟囱抽入室内。
烟囱效应的强度与烟囱的高度,户内及户外温度差距,和户内外空气流通的程度有关。
在高楼大厦的环境内,烟囱效应可以是令火灾猛烈加剧的原因。
在低层发生的火灾造成的热空气,因为密度较低,经电梯槽或走火通道内得以往上流动,使高热气体不断在通道的顶部积聚,结果是使火势透过这种空气的对流在大厦的顶层制造另一个火场。
不单使扑救变得更困难,更会危及前往天台逃生的人员的生命安全。
烟囱最初的应用形式就是筒状的物体,安装在厨房或锅炉房等进行燃料燃烧的地方,利用热空气上升的原理,从上部出风口排出热烟气,外面的新鲜冷空气从入口被卷入,增加了燃料燃烧所需要的氧气,使燃料更加充分的燃烧,增强了火势。
在锅炉房等这些地方,烟囱起到了拔火拔烟,排走烟气,改善燃烧条件的作用。
目前,这种利用热空气上升,有拔风作用的烟囱效应,在建筑结构和建筑设备领域里被广泛的应用。
在建筑设计中,利用热压差实现自然通风就是利用的“烟囱效应”原理它是利用热空气上升的原理,在建筑上部设排风口可将污浊的热空气从室内排出,而室外新鲜的冷空气则从建筑底部被吸入。
浅述烟囱效应原理在建筑设计的应用一、“烟囱效应”原理分析“烟囱效应”是建立在对流通风原理的基础之上,是风压和室内外热压同时作用产生的结果。
若把建筑物中间位置当作中和面,其原理就可以表示为:中和面以下的空间从室外渗入空气,上部空间则将空气排出,形成完整的换气过程,具体可以参见图1。
一般情况下,烟囱效应主要是以热压为主要作用方式,热压值与排风口高度以及空气密度差呈正相关,具体可以参见表1。
建筑物的高度越大,或者室内温度高出室外温度的差值越大,烟囱效应产生的效果就越明显。
如果能对其进行合理设计,就可以使室内实现有纪律的自然通风。
二、影响“烟囱效应”的因素“烟囱效应”主要的通风形式是热压通风,温度差是造成通风的主要动力,利用热压通风的形式存在普遍适应性,一般都用于建筑室内通风设计。
其中在建筑设计中,影响“煙囱效应”的因素主要包括季节和环境两个方面。
(一)季节因素“烟囱效应”通常在冬季的效果比夏季好,因为在冬天室内外的温度差较大,室外的空气要比室内的重,此时,烟囱具有良好的通风效果。
在输入新风的时候,还必须保持室内的温度。
可以利用太阳能加热系统或者加热设备,适当地对新风进行预热,并在排风口处做好保温工作,以免室内的热量迅速流失。
在夏季时期,室外空气的温度会比室内的高,室内空气就会从较低的窗户流出,温度相对较高的空气就会从上部进入,对其进行补充,不能有效降温,出现逆烟囱效应。
为了有效解决这一问题,需要使用太阳能对其进行加热,进而驱动烟囱效应,使室内空气保持在一定的温度,实现良好的通风效果。
(二)环境因素“烟囱效应”在建筑应用中具体的效果还需要综合考虑各种环境因素。
然而在实际运用过程中,仅仅改变平面尺寸或者竖向高度并不会达到预期效果,还需要对其他的环境因素进行综合考虑。
可以综合分析设计日照情况、风场情况和水环境状况等;可以在主导风向确定输送风口的位置,充分利用周边的水环境,进而提高送风的质量。
三、“烟囱效应”在当代建筑设计中的基本模式在建筑设计中应用“烟囱效应”成功的案例较多,诸如福斯特的法兰克福商业银行大楼等,这些应用“烟囱效应”的建筑设计有效解决了各地区的通风问题,改善了室内的环境质量。
高层建筑电梯井道出现烟囱效应,该如何应对?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。
电梯井道由于烟囱效应,空气会沿着井道的空间向上流动,造成井道内和电梯厅外的气压差,从而导致电梯厅门处的空气对流加强,产生噪音和厅门无法关闭的问题。
为有效减弱烟囱效应产生的负面影响大楼建筑师及管理公司主导解决大楼中较大气压差的问题,例如: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;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;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,原《高层民用建筑设计防火规范》(GB50045)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2~3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。
Urbanism and Architecture197某超高层建筑中烟囱效应的不利影响和整改措施尹灵,孙永霞(中国建筑标准设计研究院有限公司,北京 100048)摘要:近年来,超高层建筑在全国各地不断涌现,超高层建筑的功能主要涉及办公、酒店、公寓、住宅等,其中超高层建筑安全是设计的重点内容。
但是,北方地区的超高层建筑在寒冷季节时,室内电梯在使用过程中经常会出现电梯门关不上,运行中产生噪声、啸叫声的问题,即烟囱效应的问题,尚未引起足够重视。
笔者以某一实际超高层项目为例,针对项目中出现的冬季电梯门关不上、部分电梯啸叫声明显的问题,进行现场调研,分析现状,并提出相关整改措施。
经后续改造和运行,使用效果良好。
关键词:超高层;烟囱效应;密闭性[中图分类号] TU972[文献标识码] AThe Adverse Effects of Chimney Effect and Rectification Measures in a Super High-Rise BuildingYin Ling, Sun Yongxia(China Institute of Building Standard Design and Research, Beijing 100048, China)Abstract: I n recent years, super high-rise buildings have been emerging all over the country. The functions of super high-rise buildings mainly involve office, hotel, apartment and residence. The safety of super - high - rise building is the key content of design. However, for the super high-rise buildings in the northern region in the cold season, the indoor elevator often fails to close the door in the use process, and the problem of noise and noise in operation, namely the chimney effect, has not attracted enough attention. Taking an actual super high-rise project as an example, the author conducted a field survey to analyze the current situation and put forward relevant rectification measures aiming at the problems of the elevator door not closing in winter and the obvious noise of some elevators. After the subsequent transformation and operation, the effect is good.Key words: super high-rise; chimney effect; airtightness1项目概况本项目位于济南市区。
762021.01PROPERTY FORUM■ 文_阎建光高层建筑如何应对“烟囱效应”? 所谓“烟囱效应”就是利用建筑内部空气的热压差来实现建筑的自然通风。
户内空气沿着有垂直坡度的空间向上升或下降,造成空气加强对流的现象。
“烟囱效应”的产生是在有共享中庭、竖向通风(排烟)风道、楼梯间等具有类似烟囱特征——即从底部到顶部具有通畅的流通空间的建筑物、构筑物(如水塔)中,空气(包括烟气)靠密度差的作用,沿着通道很快进行扩散或排出建筑物的现象。
烟囱效应易造成消防事故 冬季北方寒冷区域的高层建筑室内温度明显高于室外温度,室内外温差引起空气密度差,导致建筑内部出现热空气上升的现象,在这种现象作用下,从首层和地下室入口、风口、未封堵的孔洞、幕墙缝隙等处将室外寒冷空气吸入室内,气温升高后,密度降低,形成了高层建筑的烟囱效应。
建筑物的高度、室内外的温差和空气流通程度成为影响烟囱效应的主要原因。
冬季烟囱效应的影响已成为季节性的常见现象。
2017年6月14日凌晨,英国伦敦西部的格伦费尔塔高层公寓突发大火,火灾起因是大楼四层一户人家的冰箱塑料部分起火,火势经由大楼外墙保温层迅速蔓延,火势半小时内从四楼一直蔓延至顶楼,楼内有400至600名住户。
2017年11月16日,英国警方公布格伦费尔塔火灾最终死亡人数为71人。
这是一起典型的“烟囱效应”火灾。
事实上,在现代化的都市生活和工作环境中,高楼林立已成为城市的标配,高层建筑项目日益成为物业服务企业的重要服务对象。
面对“烟囱效应”带来的消防事故,物业服务企业在管理和服务过程中应该注意那些问题呢?确保消防安全和孔洞封堵 为避免类似事故,作为物业服务从业人员,首先要因地制宜地制定行之有效的应急预案,我们成功扑灭初期火灾和马上采取有效行动的时间非常短暂。
我们把高层建筑的火灾简单分为两类:一类是外墙保温层引发的火灾,大家注意到很多起火灾都是因为外墙保温材料着火引起的,火势蔓延非常快,产生有毒有害气体会危及人们的生命安全。
超高层建筑的烟囱效应原理和实例烟囱效应简介烟囱效应的产生。
在有共享中庭、竖向通风(排烟)风道、楼梯间等具有类似烟囱特征——即从底部到顶部具有通畅的流通空间的建筑物、构筑物(如水塔)中,空气(包括烟气)靠密度差的作用,沿着通道很快进行扩散或排出建筑物的现象,即为烟囱效应。
是指户内空气沿著有垂直坡度的空间向上升或下降,造成空气加强对流的现象。
最常见的烟囱效应是火炉、锅炉运作时,产生的热空气随著烟囱向上升,在烟囱的顶部离开。
因为烟囱中的热空气散溢而造成的气流,将户外的空气抽入填补,令火炉的火更猛烈。
烟囱效应亦可以是逆向的。
当户内的温度较户外为低(例如夏天使用空调时),气流可以在烟囱内向下流动,将户外空气从烟囱抽入室内。
烟囱效应的强度与烟囱的高度,户内及户外温度差距,和户内外空气流通的程度有关。
在高楼大厦的环境内,烟囱效应可以是令火灾猛烈加剧的原因。
在低层发生的火灾造成的热空气,因为密度较低,经电梯槽或走火通道内得以往上流动,使高热气体不断在通道的顶部积聚,结果是使火势透过这种空气的对流在大厦的顶层制造另一个火场。
不单使扑救变得更困难,更会危及前往天台逃生的人员的生命安全。
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。
帖子标题:超高层建筑的烟囱效应原理和实例(Stack effect design)Stack, effect, design, 超高层建筑, 烟囱效应烟囱效应简介烟囱效应简介烟囱效应的产生。
在有共享中庭、竖向通风(排烟)风道、楼梯间等具有类似烟囱特征——即从底部到顶部具有通畅的流通空间的建筑物、构筑物(如水塔)中,空气(包括烟气)靠密度差的作用,沿着通道很快进行扩散或排出建筑物的现象,即为烟囱效应。
是指户内空气沿著有垂直坡度的空间向上升或下降,造成空气加强对流的现象。
最常见的烟囱效应是火炉、锅炉运作时,产生的热空气随著烟囱向上升,在烟囱的顶部离开。
因为烟囱中的热空气散溢而造成的气流(Draft),将户外的空气抽入填补,令火炉的火更猛烈。
烟囱效应亦可以是逆向的。
当户内的温度较户外为低(例如夏天使用空调时),气流可以在烟囱内向下流动,将户外空气从烟囱抽入室内。
烟囱效应的强度与烟囱的高度,户内及户外温度差距,和户内外空气流通的程度有关。
在高楼大厦的环境内,烟囱效应可以是令火灾猛烈加剧的原因。
在低层发生的火灾造成的热空气,因为密度较低,经电梯槽或走火通道内得以往上流动,使高热气体不断在通道的顶部积聚,结果是使火势透过这种空气的对流在大厦的顶层制造另一个火场。
不单使扑救变得更困难,更会危及前往天台逃生的人员的生命安全。
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。
控制超高层建筑电梯井烟囱效应的方法下载提示:该文档是本店铺精心编制而成的,希望大家下载后,能够帮助大家解决实际问题。
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第43卷第2期•130 •20 1 7 年 1 月山西建筑SHANXI ARCHITECTUREVol.43 No.2Jan.2017文章编号:1009-6825 (2017) 02-0130-02超高层建筑烟a效应问题以及防治措施探讨王葵(华南理工大学,广东广州510641)摘要:介绍了高层建筑烟囱效应的形成机理,利用C O N T A M W软件,对某建筑进行了冬季工况烟囱效应模拟分析,探讨了烟囱效 应热压差系数及通高电梯的压差分布特性,且通过计算分析,提出了烟6效应的防治措施,保证高层建筑内部电梯正常使用。
关键词:高层建筑,C O N T A M W,数值模拟,热压差系数中图分类号:T U233近年来,随着中国经济的快速发展,各个地区的超高层建筑 也越来越多,超高层建筑作为城市的地标性建筑代表着城市的形 象。
据不完全统计仅广州地区,超过100 m的超高层建筑达到 350多座。
超高层建筑也随之带来诸多安全问题,特别是北方地区寒冷 的冬季,室内外温差较大,超高层建筑内部的电梯常常会出现啸 叫和电梯门难以开闭,以及能耗增多等问题。
相对于超高层建筑 结构安全性问题,超高层建筑的烟®效应没有得到足够的重视,往往在问题出现后造成不必要的经济损失。
本文通过对烟®效应形成机理的研究,利用多区域网络模型 软件C O N T A M W对不同地区高层建筑的烟囱效应问题进行分析,说明高层建筑的烟囱效应问题不容忽视,并提出相关解决措施。
1烟囱效应的形成机理在冬季,室外温度低于室内,室外密度较大的空气由较低的 楼层建筑表面进人室内,然后通过竖井通道向上流动,最后从较 高楼层流出建筑,这样的形成原理类似于烟a内部的气流运动规 律,因而被称为烟囱效应。
超高层建筑楼层较高,其内部的烟囱 效应问题相对于普通建筑而言更加明显;在夏季,室外温度高于 室内,空气会从较高的楼层进人室内,然后通过竖井向下流动,最 后从较低的楼层流出建筑,这称为逆烟囱效应。
超高层建筑设计中电梯井烟囱效应问题及改进办法作者:刘轩志来源:《装饰装修天地》2018年第09期摘要:关于超高层建筑设计中电梯井烟囱效应产生问题的原因主要是结构密闭性不合理以及建筑通风条件达不到应该有的标准等,针对这些烟囱效应产生的问题和原因,本文将提出一些有效的解决办法来改善烟囱效应在超高层建筑设计中对电梯井的影响。
通过这些改进办法来提高超高层建筑在消除防患方面方法探析和实践引导,不让超高层建筑的设计成为建筑中安全隐患的出现原因。
关键词:超高层建筑;电梯井;烟囱效应1 引言近年来我国高层建筑的建设如火如荼,由于高层建筑占地面积小,容纳程度高,符合如今经济快速发展和耕地资源紧张的现状,因此高层建筑成为了全国甚至整个世界的建筑设计形态趋势。
高层甚至超高层建筑确实存在很多优点和特色,但是在设计时仍然具有一些现实环境和条件的限制以及设计中出现的特殊情况和问题,尤其是在消除防患方面存在很多棘手的问题。
超高层的存在就意味着高层电梯的存在,高层电梯井中的烟囱效应对高层消防的影响更是巨大的。
2 超高层建筑设计中电梯井烟囱效应产生原理分析烟囱效应最初的应用场景是利用热空气上升的原理增减高层建筑中的排风口来排走建筑内部产生的一些浑浊的空气。
超高层建筑不像低层建筑那样可以进行完全的自然通风,必须借助一定的设备装置来形成可以进行通风的物理条件,才能在超高层建筑的高层和超高层形成通风条件[1]。
为了排出这些浑浊的空气就必须在高层建筑中设计和安装一些必要的筒状物体作为烟囱,以及一些对应的出风口的设置和拔风设备的装置。
除了一些形成自然通风的效应和结果以外,烟囱效应还具有降低能耗的效果。
主要体现在双层玻璃的热量阻隔上,通过墙体之间热量的阻隔来保存墙体内部的热量,防止这些热量的流失从而降低了建筑中的能量消耗[2]。
而这些设施和设备的装置在完成排风任务和热量留存任务后仍然运行,在这个运行过程中不可避免的会产生一些建筑消防上的安全隐患,这些安全隐患的内容和产生的影响在很大程度上超过了烟囱效应带来的有益的影响。
为什么把烟囱建得那么高?
许多工厂里都会有烟囱,比如化工厂,发电厂,窑厂等。
这些地方的烟囱往往都会建得比较高,几十米甚至上百米。
那么为什么要把烟囱建得那么高呢?
图一
很多人会以为是为了防止出来的烟污染离地近的地方,让烟都跑到高空去。
其实不然,烟囱之所以建得那么高只是为了让烟能够更好地出去。
为什么越高出烟越快呢?
这就要和物理一些知识沾上边了。
烟囱是利用压强的不同原理来出烟的。
两个地方的压强差越大,烟越有利于向压强低的地方走。
高空中的压强要比地面附近的压强低,离地面越远,压强也就越低;而且烟囱建造的不是很粗,当烟囱内产生大量的烟之后,烟囱底部内的压强就会增大,而高空中的压强比此时烟囱底部的压强小得多,这就迫使烟往上走。
所以烟囱建得越高,烟的流走速度就越快。
农村烟囱
一般农村的烟囱都会建在房顶上,而且要高出房顶一两米。
由于烧柴产生的烟不是特别多,因此并不需要建得非常高,但是建得高,锅底的火更旺盛,因为烟囱的作用使得锅底自然的往烟囱里抽风,火自然就旺了。
抽油烟机
由于城市住房结构的原因,楼房里是没有烟囱的,只能通过抽油烟机将做饭产生的烟气排出到外面,说白了和烟囱的原理是一个样的,都是利用压强差的作用将烟排到外面。
别看问题这么小,很多人还不知道烟囱的出烟原理呢。
消防评论:说说高层建筑火灾的吹炬效应有人再次问我关于今年5月1日的上海高层大火消防队员坠楼事件的死亡原因(指:2014年5月1日,上海徐汇区龙吴路一高层居民楼突发火灾,两名消防员牺牲。
),我上一回解释得不够全面。
高层建筑灭火工作的一个主要敌人是火场大风,以及大风造成的吹炬效应。
由于地面的边界层效应,地面的流动是非常平和的,而在边界层之外,紊流湍流不可捉摸,所以火场的突发性干扰具有不可捉摸性。
另一方面,由于普通玻璃对温度极为敏感,一点温差立即导致玻璃破碎,所以高层建筑火灾的灭火过程很容易受到大风的干扰。
34年以来,高层建筑最多的纽约州有十几次重大事故,带来火场消防队员的死伤,与火场不可捉摸的大风有关。
吹炬效应与回燃现象有什么不同?吹炬效应与回燃现象极为相似,回燃是人工开门造成,吹炬效应是大风过境造成,除了触发原因不同,其他都是一样的,两者都会产生火球,让火场队员迷失方向,无法逃生或产生恐慌,跳楼逃生。
图1. 纽约消防局记录在案的火场吹炬效应案例Date Location Victims Stories Fire Floor1/23/80 30 Montrose Avenue,Brooklyn1 civilianfatality16 11th2/11/89 23 Horace HardingExpressway, Queens3 civilianfatalities16 14th11/2/94 Park Ave, Bronx 2 civilianfatalities20 18th1/5/96 40-20 Beach ChannelDrive, Queens1 firefighterfatality13 3rd1/7/97 1 Lincoln Place,Manhattan18 firefightersinjured42 28th12/18/9877 Vandalia Avenue,Brooklyn 3 firefighterfatalities10 10th12/23/98 124 West60th St, Manhattan4 civilianfatalities, 9firefightersinjured51 19th4/23/01 Waterside Plaza,Manhattan30 firefightersinjured, 4civilians injured37 24th9/9/0420 Confucius Place,Manhattan 12 firefightersburned44 37th1/26/06 40-20 Beach ChannelDrive, Queens3 firefightersburned13 6th2/26/06 20 Moshulu Parkway,Bronx3 firefightersburned4124th &25th1/03/08 1700 Bedford Avenue,Brooklyn1 firefighterfatality,4firefightersburned, 4civilians injured25 14th3/28/08 Grand Avenue,Manhattan1 civilianfatality, 45injured26 4th4/2/08 Sutter Ave, Brooklyn 3 firefightersinjured22 5th高层建筑火灾给消防队员提出诸多挑战。
烟囱的原理和应用说明1. 烟囱的基本原理烟囱是建筑物中常见的构件,用于排出燃烧过程中产生的废气和烟雾。
其基本原理是利用气流的差异来实现自然对流的排烟。
以下是烟囱的基本原理:•热空气上升:当燃烧开始时,燃料中的化学能被释放为热能,导致烟囱内的空气被加热。
由于热空气的密度较低,它会相对冷空气产生浮力,使得烟气上升。
•气压差异:上升的烟气减少了烟囱内的空气压力,而建筑物内外的空气压力差异会驱动空气进入烟囱底部,进一步加强了气流的形成。
•冷却和净化:在烟囱上升的过程中,烟气在接触到烟囱壁面时会被其吸收,使得烟气的温度降低并净化。
2. 烟囱的应用2.1 供暖系统中的烟囱烟囱在供暖系统中起着关键作用。
通过排出燃烧产生的废气,烟囱保证了供暖设备的高效运行和室内空气质量的改善。
以下是供暖系统中常见的烟囱应用:•燃气热水锅炉:烟囱将燃气热水锅炉产生的废气排出室外,保证了燃烧的安全和燃气的完全燃烧。
•壁挂式燃气热风锅炉:通过烟囱排烟,壁挂式燃气热风锅炉实现了高效、安全的暖气供应。
•与燃气壁炉配套:燃气壁炉产生的烟气经过烟囱排除,保证了室内空气的清洁和安全。
2.2 工业领域中的烟囱工业领域中的烟囱起到了废气排放和环境保护的作用。
以下是工业领域中常见的烟囱应用:•电力厂:电力厂中的烟气通过烟囱排放至大气中,减少对周围环境的污染。
•化工厂:化工厂中产生的废气通过烟囱排放,降低了对大气和环境的不良影响。
2.3 通风与排烟系统中的烟囱除了供暖和工业领域,烟囱还广泛应用于建筑物的通风与排烟系统中。
以下是通风与排烟系统中的烟囱应用:•厨房排烟系统:烟囱将厨房中烹饪过程中产生的油烟和异味排出室外,保持室内空气清新。
•浴室通风系统:烟囱通过连通浴室风扇将浴室排出的湿气和异味排至室外,提高室内通风质量。
•排烟系统:在建筑物的火灾情况下,烟囱可起到排烟的作用,将火灾产生的烟雾排除,为人员疏散提供有利条件。
3. 总结烟囱通过利用气流差异实现自然的对流排烟机制,在供暖、工业和通风排烟系统中发挥着重要作用。
超高层建筑的烟囱效应原理和实例烟囱效应简介烟囱效应的产生。
在有共享中庭、竖向通风(排烟)风道、楼梯间等具有类似烟囱特征——即从底部到顶部具有通畅的流通空间的建筑物、构筑物(如水塔)中,空气(包括烟气)靠密度差的作用,沿着通道很快进行扩散或排出建筑物的现象,即为烟囱效应。
是指户内空气沿著有垂直坡度的空间向上升或下降,造成空气加强对流的现象。
最常见的烟囱效应是火炉、锅炉运作时,产生的热空气随著烟囱向上升,在烟囱的顶部离开。
因为烟囱中的热空气散溢而造成的气流,将户外的空气抽入填补,令火炉的火更猛烈。
烟囱效应亦可以是逆向的。
当户内的温度较户外为低(例如夏天使用空调时),气流可以在烟囱内向下流动,将户外空气从烟囱抽入室内。
烟囱效应的强度与烟囱的高度,户内及户外温度差距,和户内外空气流通的程度有关。
在高楼大厦的环境内,烟囱效应可以是令火灾猛烈加剧的原因。
在低层发生的火灾造成的热空气,因为密度较低,经电梯槽或走火通道内得以往上流动,使高热气体不断在通道的顶部积聚,结果是使火势透过这种空气的对流在大厦的顶层制造另一个火场。
不单使扑救变得更困难,更会危及前往天台逃生的人员的生命安全。
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3-4m/s,意味着高度为100m的高层建筑,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2~3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。
实际案例一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层已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。
实际案例二阿联酋迪拜市的纳赫勒港湾大楼(nakheel tower)是一座高度1000米以上的摩天大楼。
由于它实在太高了,因此需要平面尺寸非常大(直径100米)。
才能限制其高宽比不超过10,同时为了保证使用房间的采光要求,为止设计师采用的巨大的中庭直通上下,将有效房间布置在建筑物的四周,并将建筑体分割留出间隙,以利于减小横向效应和风荷载,这样还可以减小烟囱效应。
一般的超高层设计中,比如500米左右的楼可能产生超过15摄氏度的温度差,而纳赫勒港湾大楼(nakheel tower)的温度差异达到了25摄氏度以上,相当在大楼的顶底之间产生了接近800Pa的压力,即底部或顶部具有400Pa左右的压力,这就大大超过了一般通用防火规范的要求,纳赫勒港湾大楼(nakheel tower)在实际设计中对于楼梯电梯井等空间采用了温度控制措施,以确保烟囱效应控制在合理的范围内。
实用案例澳大利亚EnviroMission公司正在准备建造一个规模庞大的太阳能风力发电站,即“太阳塔”工程。
该发电装置位于澳大利亚新南威尔士州(New South Wales)温特乌斯郡(Wentworth)的波朗格(Buronga)。
这座高达1000米的“太阳塔”发电容量达到200MW,足够20万户家庭使用,相当于澳大利亚Tasmania州首府Hobart全市或者墨尔本主要郊区Geelong全市的用电量。
“太阳塔”投入运行之后,每年可以减少至少90万吨温室气体CO2的产生,生命周期分析为2.5年(名词解释:生命周期分析主要是针对产品进行的,是对某种产品从原料采掘到生产、到产品直至其最终处置的过程,考察其对环境的影响)。
澳大利亚“太阳塔”工程共分为六个阶段进行:设计优化(已完成)、商业可行性预测和探讨(已完成)、可行性最终讨论(正在进行)、设计和施工方案的最终审定、施工和调试、投入商业运作。
EnviroMission目前还处于第三阶段运作,主要包括项目协作和筹集资金。
技术原理“太阳塔”技术原理如下:太阳对“太阳塔”底部圆盘状集热器中的空气加热,由于“烟囱效应”,集热区域的空气被太阳辐射加热后便向塔底部流去,在塔内集中并形成一股向上流动的强大空气流,热气流沿着“太阳塔”这根“烟囱”继续向上升,推动塔内特别设计的一组32台每台发电容量为6.25MW的涡轮,产生电力。
塔底入口处空气温度为70℃,空气流速为15m/s,塔顶空气出口温度为20℃。
到了晚上,白天积聚在热能存储单元中的热能,此时开始释放出来,继续推动涡轮旋转,因而“太阳塔”可以一年365天、一天24小时不间断地工作。
中试样机为了确保澳大利亚“太阳塔”发电的成功,德国的设计者和建造工程公司Schlaich Bergermann and Partner联同西班牙政府,在西班牙的Manzanares建造了一个小型的样板装置进行中试。
中试样机在1982至1989间的7年运行中产生了50KW的电能。
中试的研究结果验证了这种风道式太阳能发电的构想是可行的,过程中取得的数据为下一步扩大规模的设计提供了依据。
设计者“太阳塔”之设计出自于德国著名建筑工程师J?rg Schlaich教授的手笔。
J、rg Schlaich教授是建造慕尼黑奥运场的德国公司Schlaich Bergermann and Partner的始创合伙人之一,这德国公司曾建造香港的汀九桥(Ting Kau Bridge)及加拿大蒙特利尔奥运场。
烟囱效应在暖通工程中的应用1、概述(1)烟囱效应的产生。
在有共享中庭、竖向通风(排烟)风道、楼梯间等具有类似烟囱特征———即从底部到顶部具有通畅的流通空间的建筑物、构筑物(如水塔)中,空气(包括烟气)靠密度差的作用,沿着通道很快进行扩散或排出建筑物的现象,即为烟囱效应。
空气(烟气)从低处压入,穿过建筑物向上流动,这种现象被称为正热压作用。
在中间某一高度,内外压力相同,即存在一个中性压力面,由烟囱效应造成的压力差和气流分布,以及中性压力面的位置,取决于建筑物内分隔物的开口对气体流动的限制程度。
(2)烟囱效应的危害。
烟囱效应随建筑物的内外温度差以及建筑物高度的增加而增加,在火灾发生于较低层时,烟囱效应对竖井和较高层的影响尤为显著,此时烟从低层上升至高层内的力更大。
大楼里纵横交错的各种管道、高层建筑中垂直的楼梯间、电梯井、衣物滑槽以及封堵不严的管道井,火灾时由于燃烧放出大量热量,室内温度快速升高,使火灾的蔓延加快。
烟气沿竖向井道上升的速度有时甚至可达8m/s,火势沿外墙向上扩大,玻璃幕墙建筑遭受危险更大。
2、烟囱效应的防治烟囱效应的防治主要是侧重于火灾中火焰与烟气沿“烟囱”通道的传递与蔓延。
对于普通的住宅与公共建筑,烟囱效应主要产生于楼梯间、共享大厅;对于高档写字楼和宾馆等建筑,空调、通风系统的风道也是烟囱效应的构成因素,这类通道较长、阻力大,相对于前者烟囱效应不是很明显。
烟囱效应的另一个防治目标就是有毒气体的扩散。
烟囱效应的防治办法有:(1)通道与楼梯间之间要设置防火门,保证闭门器的完好。