劉軒志

摘 要：關(guān)于超高層建筑設(shè)計(jì)中電梯井煙囪效應(yīng)產(chǎn)生問(wèn)題的原因主要是結(jié)構(gòu)密閉性不合理以及建筑通風(fēng)條件達(dá)不到應(yīng)該有的標(biāo)準(zhǔn)等，針對(duì)這些煙囪效應(yīng)產(chǎn)生的問(wèn)題和原因，本文將提出一些有效的解決辦法來(lái)改善煙囪效應(yīng)在超高層建筑設(shè)計(jì)中對(duì)電梯井的影響。通過(guò)這些改進(jìn)辦法來(lái)提高超高層建筑在消除防患方面方法探析和實(shí)踐引導(dǎo)，不讓超高層建筑的設(shè)計(jì)成為建筑中安全隱患的出現(xiàn)原因。

關(guān)鍵詞：超高層建筑；電梯井；煙囪效應(yīng)

1 引言

近年來(lái)我國(guó)高層建筑的建設(shè)如火如荼，由于高層建筑占地面積小，容納程度高，符合如今經(jīng)濟(jì)快速發(fā)展和耕地資源緊張的現(xiàn)狀，因此高層建筑成為了全國(guó)甚至整個(gè)世界的建筑設(shè)計(jì)形態(tài)趨勢(shì)。高層甚至超高層建筑確實(shí)存在很多優(yōu)點(diǎn)和特色，但是在設(shè)計(jì)時(shí)仍然具有一些現(xiàn)實(shí)環(huán)境和條件的限制以及設(shè)計(jì)中出現(xiàn)的特殊情況和問(wèn)題，尤其是在消除防患方面存在很多棘手的問(wèn)題。超高層的存在就意味著高層電梯的存在，高層電梯井中的煙囪效應(yīng)對(duì)高層消防的影響更是巨大的。

2 超高層建筑設(shè)計(jì)中電梯井煙囪效應(yīng)產(chǎn)生原理分析

煙囪效應(yīng)最初的應(yīng)用場(chǎng)景是利用熱空氣上升的原理增減高層建筑中的排風(fēng)口來(lái)排走建筑內(nèi)部產(chǎn)生的一些渾濁的空氣。超高層建筑不像低層建筑那樣可以進(jìn)行完全的自然通風(fēng)，必須借助一定的設(shè)備裝置來(lái)形成可以進(jìn)行通風(fēng)的物理?xiàng)l件，才能在超高層建筑的高層和超高層形成通風(fēng)條件[1]。為了排出這些渾濁的空氣就必須在高層建筑中設(shè)計(jì)和安裝一些必要的筒狀物體作為煙囪，以及一些對(duì)應(yīng)的出風(fēng)口的設(shè)置和拔風(fēng)設(shè)備的裝置。除了一些形成自然通風(fēng)的效應(yīng)和結(jié)果以外，煙囪效應(yīng)還具有降低能耗的效果。主要體現(xiàn)在雙層玻璃的熱量阻隔上，通過(guò)墻體之間熱量的阻隔來(lái)保存墻體內(nèi)部的熱量，防止這些熱量的流失從而降低了建筑中的能量消耗[2]。而這些設(shè)施和設(shè)備的裝置在完成排風(fēng)任務(wù)和熱量留存任務(wù)后仍然運(yùn)行，在這個(gè)運(yùn)行過(guò)程中不可避免的會(huì)產(chǎn)生一些建筑消防上的安全隱患，這些安全隱患的內(nèi)容和產(chǎn)生的影響在很大程度上超過(guò)了煙囪效應(yīng)帶來(lái)的有益的影響。

3 超高層建筑設(shè)計(jì)中電梯井煙囪效應(yīng)產(chǎn)生的不利影響

在第一部分中分析了煙囪效應(yīng)產(chǎn)生的原理和影響并提到了在超高層建筑中會(huì)產(chǎn)生的環(huán)保安全隱患，而這些建筑消防上的環(huán)保安全隱患問(wèn)題則是超高層建筑設(shè)計(jì)中電梯井煙囪效應(yīng)會(huì)產(chǎn)生的主要的問(wèn)題和不利影響。將這些環(huán)保安全隱患問(wèn)題進(jìn)行細(xì)分可以得到三個(gè)部分的內(nèi)容。首先是煙囪效應(yīng)中煙囪的出現(xiàn)會(huì)導(dǎo)致一些固體顆粒物通過(guò)出風(fēng)口和煙囪進(jìn)入到室內(nèi)形成一定的污染，而煙囪和排風(fēng)口存在的縫隙是原理得以實(shí)踐的重要部分，沒(méi)有這些縫隙也就不能完成煙囪和排風(fēng)口的一些排風(fēng)任務(wù)[3]。因此二者的存在在一定程度上是矛盾的，也是煙囪和排風(fēng)口在設(shè)計(jì)時(shí)需要特別注意的地方。其次，煙囪效應(yīng)在效能強(qiáng)烈時(shí)會(huì)產(chǎn)生巨大的頂力，而這個(gè)頂力如果不加控制就會(huì)影響到超高層電梯口的電梯門(mén)不能正常關(guān)閉從而形成一定的電梯故障，形成一些不必要的人員安全隱患。最后是火災(zāi)會(huì)促使煙囪效應(yīng)的不利影響的擴(kuò)大，火的蔓延和熱量的迅速增加導(dǎo)致墻體之間溫度驟然升高，而煙囪效應(yīng)的產(chǎn)生條件正是由于熱空氣垂直上升產(chǎn)生的，再加上電梯井的垂直空間為煙囪效應(yīng)提供的熱空氣上升的空間條件而造成這一影響的擴(kuò)大。這三個(gè)方面的環(huán)保安全隱患既來(lái)源于超高層建筑在設(shè)計(jì)時(shí)的特殊條件，又來(lái)源于依賴(lài)煙囪效應(yīng)形成通風(fēng)條件和熱量留存條件的不利后果。這些后果作為本次研究分析的超高層建筑設(shè)計(jì)中電梯井煙囪效應(yīng)產(chǎn)生的問(wèn)題來(lái)進(jìn)行對(duì)策方面的探析。除了煙囪效應(yīng)自身所用的材料和產(chǎn)生的影響外，形成不利影響的原因還包括有外部條件的影響。而在這個(gè)過(guò)程中，外部條件的影響可以說(shuō)是很形成煙囪效應(yīng)不利影響的很重要的部分。外部條件中主要的內(nèi)容是外部溫度條件，也可以說(shuō)是溫度變化和室內(nèi)室外溫差造成的溫差效應(yīng)。尤其是在北方地區(qū)的冬季存在的外部氣溫過(guò)低的情況下造成的室外與室內(nèi)的溫差。這些溫差的產(chǎn)生會(huì)影響到熱空氣流動(dòng)過(guò)程壓力情況，值得注意的是，冬季的室內(nèi)外溫差較大的情況導(dǎo)致超高層建筑的低層部分受到較大的熱空氣壓力而形成的十分明顯的作用力，這些作用力的產(chǎn)生會(huì)直接影響到超高層建筑中電梯門(mén)的開(kāi)啟和關(guān)閉，也會(huì)影響到超高層建筑中中層以下的樓層門(mén)無(wú)法進(jìn)行正常開(kāi)合過(guò)程。

4 針對(duì)超高層建筑設(shè)計(jì)中電梯井煙囪效應(yīng)產(chǎn)生的不利影響提出的解決措施

4.1 使用合理材料進(jìn)行空隙填充

針對(duì)固體顆粒物通過(guò)出風(fēng)口和煙囪進(jìn)入到室內(nèi)形成一定的污染等問(wèn)題，可以通過(guò)材料的填充來(lái)妥善處理這一問(wèn)題，通過(guò)填充空隙來(lái)防止固體顆粒物以及一些雜物的進(jìn)入，室內(nèi)的空間環(huán)境也倚仗于通風(fēng)口的清潔和環(huán)保。在進(jìn)行填充前必須選擇好合理的填充材料才能完成好這一解決措施，而合理的填充材料最重要的特點(diǎn)就是不易燃燒，超高層建筑的安全隱患很容易產(chǎn)生，況且填充材料的位置正處于熱量聚集的幕墻結(jié)構(gòu)內(nèi)，要保證幕墻結(jié)構(gòu)的嚴(yán)密性就必須進(jìn)行空隙填充，建設(shè)嚴(yán)密的幕墻結(jié)構(gòu)的目標(biāo)是為了減少顆粒物進(jìn)入室內(nèi)的污染情況[4]，但仍要注意超高層建筑中增加一份材料就相當(dāng)于增加了一處可能會(huì)引起環(huán)保安全隱患的地點(diǎn)。因此在每一處材料的建設(shè)上都必須審慎進(jìn)行設(shè)計(jì)任務(wù)的完善并注重材料的選擇，避免填充空隙的材料成為引起火災(zāi)或者擴(kuò)大火災(zāi)蔓延形勢(shì)的材料。除了不易燃燒的特點(diǎn)外還應(yīng)該與墻體所選用的材料特性相一致，保證建筑內(nèi)部結(jié)構(gòu)完善時(shí)的整體性。

4.2 電梯井的建設(shè)中應(yīng)該注意的問(wèn)題

電梯井的存在是煙囪效應(yīng)發(fā)揮作用的空間，也是煙囪效應(yīng)對(duì)電梯運(yùn)行過(guò)程影響的重要源泉，因此電梯井的設(shè)計(jì)與施工對(duì)煙囪效應(yīng)在超高層建筑中發(fā)揮的負(fù)面作用是關(guān)鍵性的一部分。為了保證電梯能夠在建筑交付使用后保持運(yùn)行暢通，并且保證建筑中人員乘坐電梯時(shí)的安全情況，就必須在進(jìn)行電梯井建設(shè)時(shí)充分考慮到煙囪效應(yīng)對(duì)于電梯設(shè)施的潛在影響。建筑中任何管井和電梯井都具有連接其他電纜或者設(shè)施的洞口，這些洞口在必要時(shí)也應(yīng)該進(jìn)行空隙的填充，并保證使用不易燃燒的材料來(lái)進(jìn)行空隙填充。除了洞口需要的一些問(wèn)題外還有管井中的檢查門(mén)的設(shè)置，根據(jù)煙囪效應(yīng)產(chǎn)生后對(duì)于超高層建筑中門(mén)不能正常的開(kāi)啟和關(guān)閉等后果，檢查門(mén)的設(shè)置必須具備自動(dòng)開(kāi)關(guān)的設(shè)計(jì)，通過(guò)這樣的功能設(shè)計(jì)來(lái)防止在煙囪效應(yīng)產(chǎn)生作用后的不能開(kāi)關(guān)檢查門(mén)的不利影響，檢查門(mén)如果不能正常開(kāi)關(guān)，就會(huì)影響到整個(gè)管井的正常運(yùn)行。這也是環(huán)保安全隱患中存在的一個(gè)重要的部分。

4.3 保證合理的分隔距離

在超高層建筑設(shè)計(jì)中，適當(dāng)?shù)姆指艟嚯x是防止環(huán)保安全隱患的有效措施，包括發(fā)熱層的分隔以及通道和房間的分隔。發(fā)熱層的分隔主要是由于煙囪效應(yīng)產(chǎn)生時(shí)幕墻內(nèi)的熱量留存情況，不易燃燒的材料的填充只是解決了幕墻結(jié)構(gòu)中產(chǎn)生的縫隙問(wèn)題，除了填充空隙等必要措施以外，還包括有隔熱板的設(shè)置。超高層建筑設(shè)計(jì)中的防火分隔必要性隨著建筑樓層的升高而升高，防火分隔中也應(yīng)該注意使用不易燃燒的材料作為隔熱板的材料。

5 結(jié)束語(yǔ)

超高層建筑在設(shè)計(jì)中由于其自身的高層屬性，很容易產(chǎn)生安全隱患，加之煙囪效應(yīng)的必然需要也成為了一部分安全隱患產(chǎn)生的原因。通過(guò)材料的選擇和距離的分隔能夠有效解決超高層建筑設(shè)計(jì)中電梯井煙囪效應(yīng)產(chǎn)生的部分問(wèn)題。

參考文獻(xiàn)：

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[4] 高甫生.關(guān)注超高層建筑煙囪效應(yīng)可能引發(fā)的安全問(wèn)題[J].暖通空調(diào)，2012（11）：82～90.