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消防工程師技術實務備考:煙囪效應

注冊消防工程師 責任編輯:徐艷婷 2021-09-29

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2021年一級消防工程師考試時間在11月6、7日,考試已進入最后的備考階段,希賽網消防工程師頻道為各位考生準備了消防工程師《消防安全技術實務》知識點,以幫助大家更好的備考,詳情如下:

煙囪效應

當外界溫度較低時,在諸如樓梯井、電梯井、垃圾井、機械管道、郵件滑運槽等建筑物中的豎井內,與外界空氣相比,由于溫度較高而使內部空氣的密度比外界小,便產生了使氣體向上運動的浮力,導致氣體自然向上運動,這一現象就是煙囪效應。當外界溫度較高時,則在建筑物中的豎井內存在向下的空氣流動,這也是煙囪效應,可稱之為逆向煙囪效應。在標準大氣壓下,由正、逆向煙囪效應所產生的壓差為:

為距中性面的距離(m)。此處的中性面指內外靜壓相等的建筑橫截面,高于中性面為正,低于中性面為負。圖5-4-1給出了煙囪效應所產生的豎井內外壓差沿豎井高度的分布,其中正壓差表示豎井的氣高于外界氣壓,負壓差則相反。

煙囪效應通常是發生在建筑內部和外界環境之間,圖5-4-2分別給出了正、逆向煙囪效應引起的建筑物內部空氣流動示意圖。

在考慮煙囪效應時,如果建筑與外界之間空氣交換的通道沿高度分布較為均勻,則中性面位于建筑物高度的一半附近;否則,中性面的位置將有較大偏離。

煙囪效應是建筑火災中豎向煙氣流動的主要因素,煙氣蔓延在一定程度上依賴于煙囪效應,在正向煙囪效應的影響下,空氣流動能夠促使煙氣從火區上升很大高度。如果火災發生在中性面以下區域,則煙氣與建筑內部空氣一道竄入豎井并迅速上升,由于煙氣溫度較高,其浮力大大強化了上升流動,一旦超過中性面,煙氣將竄出豎井進入樓道。若相對于這一過程,樓層間的煙氣蔓延可以忽略,則除起火樓層外,在中性面以下的所有樓層中相對無煙,直到著火區的發煙量超過煙囪效應流動所能排放的煙量。

如果火災發生在中性面以上的樓層,則煙氣將由建筑內的空氣氣流攜帶從建筑外表的開口流出。若樓層之間的煙氣蔓延可以忽略,則除著火樓層以外的其它樓層均保持相對無煙,直到火區的煙生成量超過煙囪效應流動所能排放的煙量。若樓層之間的煙氣蔓延非常嚴重,則煙氣會從著火樓層向上蔓延。

逆向煙囪效應對冷卻后的煙氣蔓延的影響與正向煙囪效應相反,但在煙氣未完全冷卻時,其浮力還會很大,以至于甚至在理想煙囪效應的條件下煙氣仍向上運動。

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