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烟囱的效应原理

发布日期:2021-03-03 阅读次数:[95]
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。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。 *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。热压作用下的自然通风,由于建筑物内外空气的温度差产生了空气密度的差别,于是形成压力差,趋使室内外空气的流动。室内温度高的空气,因比重小而上升,并从建筑物上部风口排除,这时会在低密度空气原来的地方形成负压区,于是室外温度比较低而比重大的新鲜空气从建筑物的底部被吸入,室内外的空气源源不断的进行流动。这种由热压而引起的自然通风被称为烟囱效应。
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 *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。
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。热压作用与进、出风口的高差和室内外的温差有关,室内外温差和进、出风口的高差越大,则热压作用越明显。在建筑设计中,可利用建筑物内部贯穿多层的竖向空腔———如楼梯间、中庭、拔风井等满足进排风口的高差要求,并在顶部设置可以控制的开口,将建筑各层的热空气排出,达到自然通风的目的。与风压式自然通风不同,热压式自然通风更能适应常变的外部风环境和不良的外部风环境。
烟囱效应不仅实现了自然通风,它在双层玻璃幕墙的使用,还有效的阻挡了热量的传递,降低建筑墙体的传热系数,达到了节约建筑能耗的作用。


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