建筑采暖通风中防治烟囱效应的相关措施及其利用探究

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　　 【摘要】“烟囱效应”这一理论的出现使人们进一步认识到它的危害性和可利用性，本文通过对烟囱效应的概述，探讨在现代建筑采暖通风系统中如何有效规避烟囱效应并很好的利用它，达到更节能环保的建筑设计效果。
　　 【关键词】建筑；采暖通风；烟囱效应；防治措施
　　
　　 生活水平的提高以及生活质量的优越化，人们对于室内环境的要求也越来越严格，采暖通风系统是现代建筑建设的重要组成部分之一，如设计不完善，不能够切实可行的达到便捷、舒适、有用等效果，则可能为建筑开发商带来经济损失。采暖和通风系统不仅仅受室温、湿度、辐射光、空气流动性等因素影响，在现代的科学化建设思维的铺垫下，气流的速度也应被全面综合考虑在内，成为建筑设计采暖通风系统的重要组成部分。“烟囱效应”这一理论的出现使人们进一步认识到它的危害性和可利用性，本文通过对烟囱效应的概述，探讨在现代建筑采暖通风系统中如何有效规避烟囱效应并很好的利用它，达到更节能环保的建筑设计效果。
　　 1 烟囱效应概述
　　 烟囱效应，简单的说，就是利用建筑体本身内部的空气热压来实现自然通风[1]，减少资源和能源的浪费。根据空气的物理性质，热空气具有上升的趋势，而冷空气具有下降的趋势。也就是说，当通风口设置在房屋顶部时，热空气会由于上升的趋势而自然的从顶部通风口排出，而进气口设计在房屋的底部，则可以让更多的冷空气进入，换入新鲜空气。当然，当室内外温差越大时，这种烟囱效应就越明显，空气流动的速度也越大，室内通风性越好[2]。由此，建筑物在设计时，可考虑在诸如中庭、楼梯间等具有高差的地方设置进、出风口，达到自然通风的目的。
　　 基于烟囱效应的物理原理，该效应在实际应用中可能受到诸多方面的影响，比如室内外温差的变化、建筑物的高度、建筑物使用者对于采暖于通风的特殊要求等。形象的比喻，楼梯间、电梯井等就是一个个“烟囱”[3]，充当着气流传递的空间介质，但也正由于这种特性，当建筑火灾发生于底部时，就可能造成更大的危害和损失。当火灾于建筑底部发生时，由于高热的空气迅速向上升腾，传达到整个建筑物火灾区域以上的各个层段，因为建筑物内存在大量的封闭不严的管道井，造成上方温度迅速上升，从而加快了火势的的蔓延，也加快了烟气的升腾，对于高层内的人员逃生产生了巨大的阻碍性。
　　 2 预防烟囱效应的措施
　　 在建筑物中，不仅仅是电梯井、楼梯间、中庭等存在烟囱效应，也包括空调系统、通风系统的管道等，都可能是烟囱效应发生的一个传递途径，因而不可忽视。预防烟囱效应，一方面应重视对于火灾时烟尘及火势的控制力度，另一方面也应重视毒气可能产生的扩散作用，从而减少人员及经济的损失。
　　 因此，为有效防治烟囱效应，将建筑采暖及通风系统设计的更合理与安全，应注意以下几点：
　　 第一，防火门的设计。防火门的设计十分关键，当火灾发生时，优质的防火门设计可有效阻断火焰，将火势控制在一定范围内，从而为建筑物内人员的逃生和消防的到达赢得时间，也为减少经济损失提供帮助。防火门除在设计和安装过程中注意材料质量的保障、门与周围墙体接缝的密封等外，还应定期对闭门器进行检查，防止损坏，确保火灾时可及时应用。
　　 第二，防火阀的设计。于通风道设置相应的防火阀，以提高安全性和防火效用。当然，防火阀的设计时一定要参考其人工操作是否便捷，如不利于火灾现场的人工操作，应设计为电动的，采用装置进行远程控制，以免应急时无法启动，既浪费了资源，又造成了损失。
　　 第三，外窗及阳台设计。为促进火灾发生时烟尘及热空气的迅速排出，又同时考虑到建筑物的整体保暖性和私密性，最好在建筑物顶部及较高位置设计一定量的外窗、凹廊、阳台等，以便于临时开启，将高热的烟气大量排出，降低建筑物内温度，延缓火势的蔓延。
　　 第四，加强人工管理。建筑物建成和使用后，一定要安排相应的管理和监查人员，对楼道内安全设施以及安全隐患进行定期排查，降低危险性。对于在楼梯间、楼内、大厅等处堆放易燃易爆品、毒品、易产生烟气等类材料及物件的建筑使用者应给予相应的教育，在允许的情况下可考虑给予一定的处罚，以保证楼内的整体安全性，减少隐患。
　　 3 有效利用烟囱效应
　　 有正即有反，有优即有劣。烟囱效应虽然在火灾发生时具有一定的危害性，但其对采暖通风系统的低碳环保性具有重要作用，同时有助于人们日常生活环境的改善。因此，烟囱效应有待于更合理和更充分的利用。
　　 第一，应树立节能环保的理念，充分利用现有资源及自然现象，减少建筑过程中的浪费和动力开发。烟囱效应对于建筑物的夏季的通风、纳冷、以及冬季的换气具有很好的促进作用，可以大大的减少各类电器、能源的安装与消耗，同时由于烟囱效应取自自然、用于自然，更具有健康性和可利用性。因而建筑采暖与通风系统设计者一定要树立起环保观念，最有效的将烟囱效应利用到建筑物的设计中，为建筑开发商带来利润，也为建筑的使用者带来优良的生活环境。
　　 第二，改造传统的子母式风道，扩大母风道的通风量。传统的子母式风道中，母风道横截面积较小，且风道由于建筑水平的局限性较为粗糙，使通风的阻力加大，严重影响了通风的效果。扩大母风道，可使空气流动速度根据室内外温差的差距进行变化，从而获得更好的通风效果。
　　 第三，将中庭建设成可调节的“烟囱”。中庭由建筑物的底部直通顶部，由于四季内外温差的明显不同，中庭内会形成各色各样的通风环境，因而中庭的可调节，会促进建筑内环境的变化与适宜。中庭顶部要设置电动天窗和排烟窗，以便于根据气候和室外温度的变化开关，调节中庭内的空气流动速度，调节室内温度。
　　 第四，利用新科技。现代建筑的发展迅速，已经出现了双层玻璃幕墙等建筑内筑及应用系统。双层玻璃幕墙的原理是将玻璃设计成内外两层，中间部分利用百叶形成通风或密闭的空间，再根据室内环境的需求进行通风调节，获得有效的通风量。建筑采暖和通风系统的设计者应不断涉猎新知识、新技术，掌握新方法，从而为设计工作提供创新。
　　 3 结语
　　 建筑室温的调节是人们日常生活中不可或缺的一项重要内容，不仅仅是温控，随着人们健康意识的加强，对于室内换气通风的要求也逐渐提升。烟囱效应可利用最少的资源提供最自然、最优势的通风和采暖效果，广大建筑设计者们应充分利用这一原理，在充分规避其危害性的同时，发挥烟囱效应的优势，为人类造福。
　　 参考文献：
　　 [1]王晓，屈睿. 大型商场“烟囱效应”改造设计探讨――以武汉某商场为例[J]. 建筑热能通风空调，2010，29（6）：81-83.
　　 [2]张忠扩，姚志飞. 烟囱效应在建筑节能中的应用[J]. 建筑节能，2010，38（10）：18-19.
　　[3]卢丽冰，高岩波，崔红梅. 烟囱效应在建筑采暖通风中的防治与利用[J]. 油气田地面工程，2007，26（5）：47-49.

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