第1章緒論研究目的和意義隨著城市人口的迅速增長，超高層建筑不斷增加。超高層建筑中存在電梯井、樓梯井、管道井、電纜井等多種豎向通道，一旦發生火災，在煙囪效應、活塞效應、熱煙浮力以及室外風的共同作用下，這些豎井將會極大地促進火勢及煙氣的蔓延，從而造成嚴重的危害。據統計美國、德國對火災中造成人員傷亡的原因的統計資料表明，由于一氧化碳中毒窒息死亡或被有毒煙氣熏死的死者占火災中死亡總人數的70%-80%，因此，開展對超高層建筑火災煙氣在豎向通道中的蔓延規律和控制措施的研究，以有效減少超高層建筑火災事故的發生和蔓延，減少生命財產損失。超高層建筑內存在很多不同結構的的豎向通道。一旦發生火災，煙氣進入豎井后，豎井將成為煙氣蔓延的主要途徑。煙氣的迅速蔓延，會危及超高層建筑內其他樓層安全，嚴重的人員傷亡和財產損失就不可避免。所以，迅速的進行火災撲救的有效途徑可以通過設計合理的通風和防排煙設施，控制火災煙氣在超高層建筑內的肆意蔓延來實現。所以，深入的進行分析豎井結構內的火災煙氣驅動力及煙氣運動過程，并掌握火災煙氣驅動力及煙氣運動的原理，從而動態的分析超高層建筑不同的豎井結構，為超高層建筑實際防火設計及人員疏散提供理論基礎和實踐指導依據。因此，本課題所開展的超高層建筑火災煙氣在豎向通道中的蔓延規律和控制措施的研究具有重要的實際意義。研究內容針對豎井實驗平臺對煙囪效應影響、熱煙浮力影響、室外風影響、等情況進行數值模擬，在試驗中得結論如下:在煙囪效應的影響下豎井內外溫差將逐漸增大，一旦維持豎井內外溫差的外界熱源不復存在，煙囪效應將急速消退，同時若內外溫差相差很小時，正煙囪效應中的氣體流動較逆煙囪效應的慢，在煙氣擴散前期起主導作用是熱煙浮力，當溫度繼續升高后，溫差在豎井內外出現，這時起主導作用的變為煙囪效應;豎井內煙氣擴散同時也會受周圍風的極大影響，豎井內的煙氣擴散的風向影響的次序為:背風面小于側面，而側面又小于迎風面。國內外研究動態（一）國外研究動態隨著科技進步及用地面積的日趨緊張，超高層建筑在全世界不斷涌現，隨之而來的超高層建筑防火安全問題得到了全世界的廣泛關注，美國、加拿大等國率先進行了這方面的研究。J.Cannon研究了高層建筑豎井內煙氣的湍流混合情況；N.R.Marshall等采用5層樓的樓梯井的1/5模型研究了樓梯井內煙氣的流動行為，并研究了開放豎井中煙氣夾帶情況；Benedict,zukoski等對引起煙氣運動的熱煙浮力作用進行了實驗研究；Jo,Jae—Hun等人對高層民用建筑內冬季由煙囪效應引起的壓力分布特征及解決方法進行了研究；20世紀80年代中期,加拿大國家研究院開展煙氣控制系統的全尺寸實驗研究,并出版了《煙氣控制系統設計》一書,為工程師進行超高層建筑防火設計提供了一定的理論依據和技術指導；工程師Cooper、Zukoski等人從能量、動量和質量的守恒規律著手，對煙囪效應的特點進行了分析,并建立了流動模型。目前國外尚無完整系統的超高層建筑防火設計規范,也沒有對火災煙氣的運動機理開展過完善系統的研究,更沒有針對超高層建筑豎井結構進行系統的研究。（二）國內研究動態多年來,國內對于超高層建筑豎井內的煙氣流動驅動力及豎井內煙氣運動規律方面進行了一些研究,但具體針對超高層建筑火災煙氣在豎向通道中的蔓延規律和控制措施研究的很少。經過十幾年的發展,關于超高層建筑火災煙氣的研究,取得了一些基于一定假設條件下的結果。針對豎井內煙氣運動規律及控制研究,國內四川消防研究所開展了系列全尺寸實驗,對小天井排煙可行性進行了驗證；中國科技大學霍然、張靖巖等人在總結前人研究基礎上,對煙囪效應產生臨界條件、中性面位置預測及利用豎井進行自然排煙等方面進行了系列初步研究；孫建軍等人對高層建筑管道井內煙氣運動進行了大渦模擬,但是這些研究沒有全面針對豎井內煙氣運動的誘發力源進行研究。所以,國內在此方面的研究更是處于起步發展階段,大多研究成果僅停留在定性分析水平上,尤其是很少針對超高層建筑火災煙氣在豎向通道中的蔓延規律和控制措施行深入細致的研究。第2章超高層建筑火災特點及煙氣危害超高層建筑火災特點超高層建筑具有體形大、功能完備，人流集中等特點，極容易發生火災，造成人員及財產的損失。當前無論國內還是國外都未針對超高層建筑防火排煙進行深入全面的研究，由此所出現的消防問題只能通過功能化設計得到重視，其執行標準、安全規范不標準不統一，在國內外消防學界爭議很大。超高層建筑火災特點主要體現在以下幾個方面：火災隱患情況復雜超高層建筑結構復雜，它包括：辦公室、客房、宴會廳、會議室、多功能廳等五花八門的不同功能區，由于多種可燃物及復雜的火源因素的存在，火災發生的可能性極大，安全系數低。且大量的電氣設備在超高層建筑中被廣泛使用，一旦出現短路極易發生重大火災；另外超高層建筑中大量的復合材料被廣泛使用，室內裝修的相關材料以及室外的墻體材料在火災中不但會使火勢難以撲救，而且它們燃燒時所產生的各種有毒煙氣將嚴重威脅著人們的生命安全。火災擴散快人員疏散難排煙道、電纜井、電梯井、污水井，樓梯間等分布在超高層建筑的各個部分，數量眾多，位置特殊，通常穿過樓層，其中玻璃幕墻建筑尤為危險，如果豎向縫隙防火處理不當，發生火災時它們就變成了“煙囪”。另外，建筑物越高，風速越大，火災蔓延越迅速。可使蔓延可能性很小的火勢急劇擴大成災難。另外，超高層建筑樓層高，都在100m以上，高的達到400-500米，離地面距離遠。火災時人群安全回到地面時間長，安全疏散到地面困難重重。。如果樓梯間設計不合理，煙火竄入后，人員根本無法疏散，往往會造成巨大的傷亡事故。火災撲救難首先，對于超高層建筑火災撲救，存在登高困難的問題，而對一般多層建筑來說如果出現火情，消防隊員可利用消防云梯車進行撲救，但如果超高層建筑出現火情，則很難實施登高撲救。即便使用100m以上的消防云梯車也難以發揮良好的撲救效果，因為此類消防車操作復雜耗時多，對使用場地也有一定要求。火災發生時，消防員攀爬困難，會直接影響撲救火災及人員撤離。其次，平常裝備的消防云梯只有53m,如果超高層建筑頂部出現火情，消防隊員的外攻將無可能。從內部進攻登高滅火會與被疏散人群相向而行，影響攀登速度，并且會消耗消防隊員大部分體力，影響作戰。登高時無論內攻還是外攻都存在供水困難這一難題，由于建筑物本身巨大，滅火所需水量也會特別多。即便是串聯三輛大功率消防車，以100L/s的流量，噴射高度也只能達到160m，這對超高層建筑的滅火基本不起作用。4）排煙困難發生火災時，由于存在登高裝備、玻璃幕墻、風向風力等因素的限制，很難進行破拆自然排煙。受風力、氣壓等氣候因素的影響，機械排煙系統也很難充分發揮作用。無論是自然排煙還是機械排煙一旦排煙口高度較高，排煙口處的內外壓差將發生變化。存在環境風時，排煙口處內外壓差將受到風壓產生的附加壓差影響而發生改變，導致流經排煙口的氣體流速和流量也將與無風環境下不同。當排煙口位于背風面時，排煙是順風的，由于室外風力的吸引作用，風速越高越有利于自然排煙;相反，當排煙口位于迎風面時，排煙是逆風的，由于室外風力的阻擋作用，不利于自然排煙，風速越高越不利，當風速大到一定值時，自然排煙失效，該風速值稱為臨界失效風速，風速進一步擴大，將出現煙氣倒灌現象，同時還有排煙口水平布置于頂部時，風速過大或過小都會對排煙帶來不可預知的影響。超高層建筑火災煙氣危害超高層建筑發生火災時，有毒煙氣往往會對人們的生理和心理造成極大地傷害，從而阻礙人們逃生和妨礙滅火行動的進行，加速被困人員窒息或中毒死亡。因此，了解超高層建筑火災煙氣危害有利于提高人們的認識，避免火災煙氣毒害傷亡。超高層建筑火災煙氣有以下危害：（1）煙量大，毒害性強現代化的超高層建筑中可燃裝飾、陳設較多，大量的塑料裝修、化纖地毯和泡沫塑料等材料被廣泛使用，這些可燃物在燃燒時會產生大量的有毒煙氣，并消耗大量的氧氣。火災發生時，由于各種裝修材料的燃燒和分解煙會產生有毒氣體。例如合成高分子裝飾材料燃燒、熱分解會產生氯化氫、氰化氫、二氧化碳等多種有毒氣體。同時燃燒會消耗大量的氧氣，在這種環境中，就會造成熱的呼吸障礙、痙攣、臉色發青，甚至可怕的窒息死亡，當二氧化碳濃度為10％-20％時，會引起頭暈、呼吸困難，神經中樞系統麻痹，失去知覺，甚至導致死亡。火場中會產生高溫煙氣，它會使人體大量出汗，心率加快，出現疲勞、脫水等癥狀。（2）煙氣擴散速度快火災時的煙氣水平流速為0.3—0.8m/s,垂直流速為3一4m/s。這表明在無阻擋的情況下，對20Om高的建筑，垂直方向不到lmin,煙氣可到達頂部。而在超高層建筑中，煙氣垂直蔓延速度可達到8m/s,一棟500m左右的超高層建筑，煙氣在1一2min內就可以覆蓋整棟大樓內部。此外，超高層建筑環境風作用明顯，由于相對風速與相對距地面的距離成正比關系，所以越往上風速越大，在風力的作用下，火焰以及煙氣沿外墻窗戶向上卷曲甚至是跳躍向上加快蔓延。（3） 對人員疏散影響大當煙氣彌漫時，煙粒子大大減弱人們對可見光的感應程度，能見度極大降低。人的眼睛、鼻喉因為煙氣中某些成分如氯化氫、氨氣、二氧化硫等有毒有害氣體的刺激作用產生強烈生理反應，使人睜不開眼，視力下降，大大降低了人們辨認疏散路線和尋覓出口的能力，加之超高層建筑內人員多疏散通道相對少，對疏散的影響極大。即使超高層建筑設置避難層也不一定能保證100％安全，因為避難層是被困人員等待救援的臨時避難場所，一旦火勢擴大蔓延迅或其他原因造成速避難層的避難作用失效就會造成群死群傷事件發生。（4） 恐慌性火災發生時，當人員發現火情，最初都是在煙霧環境下，此時人的心理由于火災的出現產生極大的恐懼，慌亂，不知所措。這時經常會出現錯誤的判斷。從而進一步造成疏散時混亂，給組織疏散滅火行動造成很大困難，引發傷亡事故。尤其對于超高層建筑發生火災時，火勢和煙氣蔓延迅速加之被困人員從高處疏散至地面距離遠，人員擁擠，能見度低會對被疏散人員產生強烈刺激，易造成人員恐慌，影響疏散和撲救。人們在濃煙中易在心理上產生恐懼感，遇煙后易驚慌失措，并嚴重影響人的判斷能力，人們易產生跳樓等反常行為。這種心理上的恐慌會對被困人員以后的正常生活造成極大地影響，例如911事件過去十余年了，一些當年親身經歷過那場災難的被困者至今都無法擺脫當時死里逃生時的恐慌，仍需進行心理治療。第3章超高層建筑豎向通道煙氣驅動力通過大量的調查、統計我們發現，煙氣是火災中導致人員死亡主要原因，煙氣的危害性在前面我們已經有了詳細的介紹。主要體現在：毒害性、不可見性、恐慌性等三個方面，特別因煙氣而窒息和中毒己成為火災中致死的首要原因。特別是超高層建筑豎向通道中的煙氣，由于煙囪效應、熱浮力、室外風等因素的影響，一旦超高層建筑發生火情，煙氣通常是多層和普通高層的4-5倍。超高層建筑發生火災中，煙氣的蔓延是一個極其復雜而又不可控的過程，通過研究掌握煙氣運動規律將有助于我們隊超高層建筑進行安全穩定的防火通道設計。因此開展對煙氣驅動力的研究具有十分重要的意義。3.1煙囪效應對火災煙氣蔓延的影響眾所周知，煙囪的主要作用是拔火拔煙，排走煙氣，改善燃燒條件。在建筑物的豎直通道中，豎井內煙氣運動過程是隨著火源位置及豎井結構的不同而變化的，主要由于火源位置及頂部、側向開口打開情況而定。由于自然對流循環不斷加強，促使煙氣上升流動得效應就是建筑物的煙囪效應。高層建筑的外部溫度低于內部溫度，因為此時煙從低層上升至高層內的潛力更大。當室內溫度高于室外溫度時，室內熱空氣因密度小，它是由高層建筑物內外空氣的密度差造成的。火災時，由于燃燒放出大量熱量，室內溫度快速升高，建筑物的煙囪效應更加顯著，使火災的蔓延更加迅速。由于溫度沿著這些垂直通道自然上升，透過門窗縫隙及各種孔洞從高層部分滲出，加上室外冷空氣因密度大，由低層滲入補充，這就形成煙囪效應。煙囪效應隨建筑物的內外溫度差以及建筑物高度的增加而增加，在火災發生于較低層時，煙囪效應對豎井和較高層的煙污染的影響尤為顯著。因此煙囪效應是高層建筑煙氣擴散流動和火災蔓延擴大的重要機理。煙囪效應是室內外溫差形成的熱壓及室外風壓共同作用的結果，而熱壓值與室內外溫差產生的空氣密度差及進排風口的高度差成正比，氣體頂部的內外壓差為：AP二(p-p)gH (3.1)so0s其中： AP:豎井頂部內外壓差(Pa)soT，T(K):內外溫度00A，P(Kg/m3):對應空氣密度0g:重力加速度H:豎井高度(m)上式說明，室內溫度越是高于室外溫度，建筑物越高，煙囪效應也越顯著，。火災發生時，伴隨室內空氣溫度的快速升高，體積迅速膨脹，煙囪效應越發明顯，此時，各種豎井成為火焰煙氣的豎直通道，是火災垂直擴散的重要途徑，從而助長火勢擴大災情。有資料顯示，煙氣在豎向管井內的垂直蔓延速度為3-4m／s，高度：100m的高層建筑，煙火由底層直接竄至頂層只需25s-30s左右。當P二P時形成壓力中性面，中性面有關因素為：豎井開口位置、開口大s0小、豎井內外溫度，中性面之上任意高度h處的內外壓差：AP=(p-p)gh=gPhso 0 s atm熱浮力對火災煙氣蔓延的影響如圖3.2.1，給出了開縫豎井在不同高度、不同火源功率的情況，豎井內豎向中心線上的熱浮力對煙氣擴散是如何影響的，其中各溫度為各種狀況下溫度測點達到穩定點的平均值。再通過圖3.2.2可知，各狀況況下豎井內溫度在豎向方向上呈相似的遞減，并且高度大約20%以內遞減迅速，除此區域外煙氣溫度遞減慢，當火源功率很小時豎井上端大部分區域溫度大致保持不變。當豎井高度保持穩定時，一旦火源功率的加強，豎井內各個相對位置的溫度全部增高;當火源功率維持不變時，高豎井比低豎井相應位置的煙氣溫度略低。圖3.2.3則為側向連續開縫喝頂部開口。我們以0.04m“豎井各種高度、各種火源功率情況下，給出豎井內豎向中心線上的溫度分布。:w:w血葉"：l￡ht2Clv0IforKiaQ山圍U1圖3.2.4給出的是側向開縫豎井在不同豎井高度、不同火源功率狀況下，側向開縫處的壓強分布是側向連續開縫及頂部開口0.04m的“豎井在不同豎井高

度、不同火源功率情形下，側向連續開縫處壓強分布。各壓強值為各測點值達到穩定階段時的平均值。通過分析比對兩圖我們不難發現，各情況下豎井內均形成了較為明顯的煙囪效應。在豎井底部壓強分布較為紊亂，由于火源的影響造成此部位的氣流非常不穩定。如果豎井高度及開口方式保持不變，火源大小對中性面位置影響較小，當著火源功率的不斷增大，豎井中性面略有下降。豎井僅有側向開縫時，當中性面全部保持在豎井-高度時，把豎井加有頂部開口后，中性面高2度可能上升到超過豎井丄高度。當豎井開口形式、火源功率保持同樣時，高豎井2的變大，豎井的中性面相對高度增高。4i-n?r-332IIOOlatHI-UILD■-1沁伽L8b4<JkjifIBbWU■-S4?3喚+—2daiOki,?■3-3104i-n?r-332IIOOlatHI-UILD■-1沁伽L8b4<JkjifIBbWU■-S4?3喚+—2daiOki,?■3-310liuOkv室外風對火災煙氣蔓延的影響風速、室外風向對建筑物內煙氣的流動有著特別重要的影響。本章節主要采用數值模擬的方法針對室外風對豎井內煙氣運動規律的影響做出相應的研究，通過考慮風向變化、風速變化對豎井內煙氣運動規律的影響。風向分類為：迎風面背風面、側面三個，豎井所處高度改變豎井所處高度來改變風速，豎井外部設置前室，豎直方向分為10個獨立單元，高度設定為2個，分別為高度20m和40m,在軟件中設定相關參數，其風速由軟件隨機自定，開放全部豎井開口，其中火源面積為：5.02x10-3m2，10m風速取值為5m/s,忽略煙囪效應的影響，豎井內外溫度均設置為28oC。室風影響的火災場景設置

火災場景序號風向豎井所處高度Cj1迎風面20Cj2背風面20Cj3側面20結果顯示：高度給定后，建筑受到風的影響的下，忽略煙囪效應和熱浮力等驅動力對煙氣擴散的影響，只研究外界風向、風速對豎井內的煙氣的運動影響，時問取400s，現給出結果如下：（1）當豎井高度為20m時，用豎井內測點處的溫度變化曲線對模擬結果進行分析，隨著時間變化，豎井內各測點處溫度變化和內各測點處溫度差變化情況如圖.3.3.1TTSirMTEMPI-?TtMP*tEMFlwtnd_tcmp_2c)_wTnfdwa3pd_hC IOC ?00 30Q**indimip20 aTT.W>「耦開』rriiGPvfEMF?rrwri1—4——TEMP"，TEHP&'■寧 TTSirMTEMPI-?TtMP*tEMFlwtnd_tcmp_2c)_wTnfdwa3pd_hC IOC ?00 30Q**indimip20 aTT.W>「耦開』rriiGPvfEMF?rrwri1—4——TEMP"，TEHP&'■寧 TKW^TEW3TMFl2M100 200 300 400Time閻windletup2<J_giu3swuk1eTiinefs)圖3.3.1u'InvN筈通過圖3.3.1所現實的情況，我們發現，高度一定時．不同風向影響對豎井內煙氣的擴散較大，當豎井開口位于背風面和側面時，最大溫度均為140°C上下,

當豎井開口處于背風面時如圖.3.3.1a,溫度不斷上升，且1、2號測點處溫度高于其它測點；當豎井開口處于迎風面時，如圖3.3.1b所示，豎井內2號-10號測點處始終保持其初始溫度值，只有1號測點處溫度在模擬過程中略有上升；豎井開口位于側面時如圖3.3.1c所示，豎井內各測點處溫度均有一定升高，且各測點溫度瞬間波動大。豎井所處高度為20m時豎井內測點處對能見度變化的曲線進行模擬結果分析，發現豎井內各測點處能見度變化規律，各測點處溫度于豎井內差變化情況如圖3.3.2。vis20Itew^d卑IY1SPS露S(E-i?ll3rt>??■VI和vis20Itew^d卑IY1SPS露S(E-i?ll3rt>??■VI和d一V］靜-一一?—們譽―X—苗缶VT驊uind^vi￡_20_輻：|nd片ani.b1QO 2W 300 400TJmefs}% 1CD ZQQ 300 啦Tlme(s)圖3.3.2綜合以上，研究得到的結論如下：當風吹向豎井開口時，室外風對豎井內煙氣的運動規律影響是最大的，下部氣體向豎井外部運動是由于煙氣的強大風壓的作用。而上部氣體向豎井內部聚集，當火源位置在中性面上方時，煙氣將直接對人產生危害．而當火源位置在中性面下方時，煙氣通過下部開口輸出，將有助于降低由火災所引起的危害。當背風面出現開口時，空氣動力陰影區將在：豎井的頂部、側面處、開口面處出現，負壓在該區域形成，并作旋轉運動，煙氣在外部負壓及煙囪效應的共同作用下通過中性面以上開口迅速急劇的向外擴散。當豎井開口的側向出風時，豎井會對煙氣起到封閉的作用，因為外部開口相對封閉，所以著火層產生的煙氣主要擴散在豎井內。當豎井所處高度的增加時，風力會顯著增大，風力對豎井內煙氣擴散速度的影響也隨之增大。活塞效應對火災煙氣蔓延的影響

煙氣流動往往受活塞效應、溫度、樓梯井踏步結構的影響，其中活塞效應是煙氣運動的主要驅動力，它可以延長煙氣運動距離，改變煙氣運動方向，形成旋轉上升的特殊運動的形式。我們知道速度矢量場較為清楚的刻畫了煙氣流動分布，可以看出，使熱傳遞的過程加劇。利用實驗測處的樓梯井內溫度升曲線穩定段的平均溫度隨高度的變化作圖，我們得出煙氣豎向分布規律，并用模擬計算結果進行比較，如圖3.4.1所示;通過圖中可以發現，煙氣溫度在一定范圍內隨高度遞減較快，這主要是受各樓梯段阻擋冷卻和煙氣上升過程中與樓梯井內空氣混合冷卻的結果，再通過圖3.4.2中樓梯井內的溫度衰減曲線，用指數函數進行擬合，發現擬合的效果非常好過圖形可以看得非常清楚。411j'-6IK)700'Hl 2F=Ci-5m---￡=■LOm3-4m??z=6.7mx=9_(Fin—411j'-6IK)700'Hl 2F=Ci-5m---￡=■LOm3-4m??z=6.7mx=9_(Fin—ElP2i…z=15a7m/IS.Oin—sr=2U.2m"jC"22r5m…z=2^.0mZ5-5nn片 A；I FIg；lowerfloors-..<~"砂巳匚卩牛3 ］遼■屮_一二“ L*HRR二劉0kW(b)HRR=900kW■4d-14-njlQ.ZQ-■CM|JEllll,rr-,s丄iiu-L2i^jdm4iJh MpawrWCrHPttt冊nhill■muhtZFt：Hl怖皆事di|KriCWLlildiltU占numcfHa:-aU^e?nftrinilidfrllrif,■A.1kJu■嚴a卻i/薩沖0FJv_X? i*i. ..■..?..，‘?5&0樓梯井中最低溫度不在樓梯井的最頂層，而是在中部偏下位置z=11.2m處，這是因為隨著火災的發展，上部積累的熱煙氣越來越多，且逐漸充滿最上部樓層并逐漸向下沉，就在上部樓層形成一個“熱團現象”，形成的熱壓，遲緩了下部煙氣向上運動的速度，這樣就在樓梯井中部位置附近形成了一個相對低溫的區域，這

也說明了在該封閉樓梯井內，樓梯井內溫度高于室外溫度，但不存在煙囪效應發生。超高層建筑中性面位置預測豎井中中性面和壓力分布隨溫度變化不大，受開口狀況影響較大;在底部開口的豎井中，豎井內的壓力高于開口處的壓力，即高于環境壓力。樓梯井在底部開口處的相對壓力為O,而在樓梯井內的壓差隨高度方向增長，其分布符合對數曲線，中性面位于底部開口處。模擬得出的樓梯井內相對壓力分布如圖3.5.1所示。由于樓梯井內形成了一個封閉結構，樓梯井內壓力就僅受煙氣溫度影響，因此，火災發展過程的中，溫度的升高和煙氣的積累導致樓梯井內壓力升高，且下部煙氣逐漸向上運動積累，壓縮上部氣體，使得壓力升高。_自IHJ1MA-；”>0||?1側應EIRR=IMW?t=3ttk?”iSirndwufikwandiTM：IIMlIDH(a)HRR=5Q0kW(b)HRR=frOOkWr(c)HRR=7fl0kW冃網屜仙11RFRfH咄L：W_自IHJ1MA-；”>0||?1側應EIRR=IMW?t=3ttk?”iSirndwufikwandiTM：IIMlIDH(a)HRR=5Q0kW(b)HRR=frOOkWr(c)HRR=7fl0kW冃網屜仙11RFRfH咄L：Wl-KFt-^iiHiWj-DfKh1NlM.'m廣］WJn^-274KimiliLlkn kx^rtlEiLCShticiai■…?.It弊曲］ilk.-，.-1冋.刖In詁.10n-, 49B氣*血曲bia-工Suajaidi■…I嗣illume尸135如44b |!E It汕RRR-S&OkW(e)HkR-90fll(W汕RRR-S&OkW(e)HkR-90fll(W的HRJAEW通過改變火源位置研究了火災時樓梯井內的煙囪效應對樓梯井內煙氣溫度分布的影響，并探討了煙囪效應與著火房間燃燒狀況的相互作用。煙氣在封閉樓梯井內的煙氣流動往往受樓梯井踏步與溫度的影響，溫度反映了浮力驅動力的大小，樓梯井踏步則阻礙了煙氣的運動，延伸了煙氣的運動距離，使煙氣上升過程變為螺旋上升的特殊運動軌跡。煙氣分層現象往往會出現在下部樓層的每兩層踏步之間，上部樓層的樓梯段的下方會出現較多煙氣，煙氣從下至上沿著樓梯段而運動，此時下方樓層的踏步區域煙氣較少，但是煙氣會不斷在樓梯井中擴散。隨著范圍的擴大，煙氣漸漸遍布，在上方樓層內，煙氣全部遍布樓梯井各區域，此時不會產生分層現象。第4章超高層建筑豎向通道煙氣的防控4.1削弱煙囪效應（1）在高層建筑防火設計中，火災報警系統與自動滅火系統的引入是不可或缺的,通過以上兩種系統的裝配，對于火災的發生我們可以做到盡早發現,并且火情發展之初就可以對其進行控制。（2）充分利用自然排煙自然排煙是指：通過自然力作用,利用空氣對流原理達到排煙的目的,通常采用外窗和陽臺來進行自然排煙。自然排煙不必借助任何外力,結構簡單,運行可靠,造價低，投資少。（3）自然排煙受室外風的影響。室外的風向、風速對自然排煙效果有顯著的影響。當著火房間在上風側時,排煙口受正壓作用,煙氣流出困難。當著火房間在下風側時,由于排煙口處于負壓狀態,煙氣容易向外部排出,排煙效果顯著。隨著外部風向和風力強度的不同,排煙口的排煙效果有很大的差異。減少熱浮力作用即利用煙囪效應的原理,采用開放豎井進行排煙。但據日本有關資料介紹,豎井排煙的排煙井與送風井需要占用很大的有效空間,給設計帶來了一定的困難,在一般情況下,很難被設計人員采用。（1）通過通風空調系統進行排煙利用通風空調系統加壓送風可以利用原有的設備,節約投資。對于空調系統排煙可分為向非著火區送風排煙和對著火區排煙。。（2）設置機械加壓送風防煙系統其目的是為了在高層建筑發生火災時,提供不受煙氣干擾的疏散路線和避難場所。設置這種系統的部位應視建筑物的具體情況而定,一般有不具備自然排煙條件的防煙樓梯間及其前室。（3）利用排風機進行機械排煙所謂機械排煙,是憑借機械力強制性地將室內煙氣排出,即依靠排煙風機產生一定的吸力,將煙氣吸入排煙口,經過排煙風道排出室外。。此外,加強防煙知識宣傳,根據火災時人們在異常心理狀態下的行動特點,制定相應的避難疏散計劃,配備足夠的避難器材也是十分重要的。降低室外風的影響室外風向、風速對超高層建筑煙氣的流動有顯著的影響。由于風向的影響會使建筑物的中性面位置發生變化,正的風壓力促使中性面上升,負的風壓力使中性面下降。風力越大,中性面位置受到的影響越大。迎風面的墻面要經受向內的壓力,而背風面和兩側墻面則有向外的壓力,而且迎風面的壓力最大。假如在迎風面及中性面以上的空間發生火災時,并且火勢較猛烈時,背風面和中性面之上的樓層及迎風面著火點