烟囱效应

烟囱效应或烟囱效应是指空气通过未密封的开口、烟囱、烟道或其他容器进出建筑物，这是由空气浮力引起的。 浮力是由于温度和湿度差异导致的室内外空气密度差异而产生的。 结果是正浮力或负浮力。 热差越大，结构的高度越大，浮力就越大，烟囱效应也就越大。 烟囱效应有助于推动自然通风、空气渗透和火灾（例如卡普伦隧道火灾、国王十字地铁站火灾和格伦菲尔塔火灾）。

由于建筑物不是完全密封的（至少，总有一个地面入口），烟囱效应会导致空气渗透。 在供暖季节，较暖和的室内空气通过建筑物上升，并通过打开的窗户、通风口或天花板上无意中的孔（如吊扇和嵌入式灯）从顶部逸出。 上升的暖空气降低了建筑物底部的压力，通过打开的门、窗或其他开口和泄漏吸入冷空气。 在冷却季节，烟囱效应相反，但由于温差较小，烟囱效应通常较弱。

在具有密封良好围护结构的现代高层建筑中，烟囱效应会产生显着的压差，必须在设计时考虑这一点，并且可能需要通过机械通风来解决。 楼梯间、竖井、电梯等往往会产生烟囱效应，而内部隔断、地板和防火分隔可以减轻烟囱效应。 尤其是在发生火灾时，需要控制烟囱效应以防止烟雾和火势蔓延，并为居住者和消防员维持生存条件。 虽然自然通风方法可能是有效的，例如将出风口安装在靠近地面的位置，但对于较高的结构或空间有限的建筑物，机械通风通常是首选。 排烟是新建筑的关键考虑因素，必须在设计阶段进行评估。

建筑物中可能存在两种烟囱效应机制：正常和反向。 正常的烟囱效应发生在温度高于室外环境的建筑物中。 建筑物内的暖空气具有低密度（或高比容）并表现出更大的浮力。 因此，它通过楼层之间的渗透从低层上升到高层。 这表示建筑物中性轴下方的楼层具有净负压，而中性轴上方的楼层具有净正压。 较低楼层的净负压会导致室外空气通过门、窗或管道系统渗入建筑物，而没有回流阻尼器。 暖空气将试图通过中性轴上方的楼层渗出建筑围护结构。

机械制冷设备在夏季提供显冷和潜冷。 这降低了建筑物内空气相对于室外环境空气的干球温度。 它还减少了建筑物内空气的比容，从而减少了浮力。 因此，冷空气将通过电梯竖井、楼梯间和未密封的公用设施贯穿件（即循环系统、电力和水立管）沿建筑物垂直向下移动。 一旦空调空气到达中轴下方的底层，它就会通过风门、幕墙等未密封的开口渗出建筑围护结构。中轴下方楼层的渗出空气将诱导室外空气通过未密封的开口渗入建筑围护结构 开口。

工业烟囱中的烟囱效应与建筑物中的烟囱效应相似，不同之处在于它涉及的热烟气与外界环境空气的温差很大。

此外，工业烟道气烟囱通常沿其长度对烟道气几乎没有阻碍，事实上，通常对其进行优化以增强烟道效应以降低风扇能量需求。

对于使用壁炉供暖的建筑物，外部空气和烟气之间的巨大温差会在烟囱中产生强烈的烟囱效应。

在开发大容量风扇之前，矿井是利用烟囱效应进行通风的。 一个向下的竖井允许空气进入矿井。 在竖井的脚下，一个炉子一直在燃烧。