所謂煙囪效應(yīng)就是利用建筑內(nèi)部空氣的熱壓差來(lái)實(shí)現(xiàn)建筑的自然通風(fēng)。利用熱空氣上升的 原理,在建筑上部設(shè)排風(fēng)口可將污濁的熱空氣從室內(nèi)排出而室外新鮮的冷空氣則從建筑底部被吸入。最常見(jiàn)的煙囪效應(yīng)是火爐、鍋爐運(yùn)作時(shí),產(chǎn)生的熱空氣隨著煙囪向上升,在煙囪的頂部離開(kāi)。因?yàn)闊焽柚械臒峥諝馍⒁缍斐傻臍饬鳎瑢敉獾目諝獬槿胩钛a(bǔ),令火爐的火更猛烈。煙囪效應(yīng)亦可以是逆向的。當(dāng)戶內(nèi)的溫度較戶外為低(例如夏天使用空調(diào)時(shí)),氣流可以在煙囪內(nèi)向下流動(dòng),將戶外空氣從煙囪抽入室內(nèi)。
熱壓作用下的自然通風(fēng),由于建筑物內(nèi)外空氣的溫度差產(chǎn)生了空氣密度的差別,于是形成壓力差,趨使室內(nèi)外空氣的流動(dòng)。室內(nèi)溫度高的空氣,因比重小而上升,并從建筑物上部風(fēng)口排除,這時(shí)會(huì)在低密度空氣原來(lái)的地方形成負(fù)壓區(qū),于是室外溫度比較低而比重大的新鮮空氣從建筑物的底部被吸入,室內(nèi)外的空氣源源不斷的進(jìn)行流動(dòng)。這種由熱壓而引起的自然通風(fēng)被稱為煙囪效應(yīng)。在高樓大廈的環(huán)境內(nèi),煙囪效應(yīng)可以是令火災(zāi)猛烈加劇的原因。在低層發(fā)生的火災(zāi)造成的熱空氣,因?yàn)槊芏容^低,經(jīng)電梯槽或走火通道內(nèi)得以往上流動(dòng),使高熱氣體不斷在通道的頂部積聚,結(jié)果是使火勢(shì)透過(guò)這種空氣的對(duì)流在大廈的頂層制造另一個(gè)火場(chǎng)。不單使撲救變得更困難,更會(huì)危及前往天臺(tái)逃生的人員的生命安全。
煙囪最初的應(yīng)用形式就是筒狀的物體,安裝在廚房或鍋爐房等進(jìn)行燃料燃燒的地方,利用熱空氣上升的原理,從上部出風(fēng)口排出熱煙氣,外面的新鮮冷空氣從入口被卷入,增加了燃料燃燒所需要的氧氣,使燃料更加充分的燃燒,增強(qiáng)了火勢(shì)。在鍋爐房等這些地方,煙囪起到了拔火拔煙,排走煙氣,改善燃燒條件的作用。
這種利用熱空氣上升,有拔風(fēng)作用的煙囪效應(yīng),在建筑結(jié)構(gòu)和建筑設(shè)備領(lǐng)域里被廣泛的應(yīng)用。
在建筑設(shè)計(jì)中,利用熱壓差實(shí)現(xiàn)自然通風(fēng)就是利用的“煙囪效應(yīng)”原理它是利用熱空氣上升的原理,在建筑上部設(shè)排風(fēng)口可將污濁的熱空氣從室內(nèi)排出,而室外新鮮的冷空氣則從建筑底部被吸入。熱壓作用與進(jìn)、出風(fēng)口的高差和室內(nèi)外的溫差有關(guān),室內(nèi)外溫差和進(jìn)、出風(fēng)口的高差越大,則熱壓作用越明顯。在建筑設(shè)計(jì)中,可利用建筑物內(nèi)部貫穿多層的豎向空腔———如
樓梯間、中庭、拔風(fēng)井等滿足進(jìn)排風(fēng)口的高差要求,并在頂部設(shè)置可以控制的開(kāi)口,將建筑各層的熱空氣排出,達(dá)到自然通風(fēng)的目的。與風(fēng)壓式自然通風(fēng)不同,熱壓式自然通風(fēng)更能適應(yīng)常變的外部風(fēng)環(huán)境和不良的外部風(fēng)環(huán)境。
煙囪效應(yīng)不僅實(shí)現(xiàn)了自然通風(fēng),它在雙層
玻璃幕墻中的使用,還有效的阻擋了熱量的傳遞,降低建筑墻體的傳熱系數(shù),達(dá)到了節(jié)約建筑能耗的作用。