烟气流动的驱动力

时间:2020-05-17 来源: 建工网
烟气流动的驱动力 烟气流动的驱动力包括室内外温差引起的烟囱效应,外界风的作用、通风空调系统的影响等。 1.烟囱效应 当建筑物内外的温度不同时,室内外空气的密度随之出现差别,这将引发浮力驱动的流动。如果室内空气温度高于室外,则室内空气将发生向上运

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烟气流动的驱动力

烟气流动的驱动力包括室内外温差引起的烟囱效应,外界风的作用、通风空调系统的影响等。

1.烟囱效应

当建筑物内外的温度不同时,室内外空气的密度随之出现差别,这将引发浮力驱动的流动。如果室内空气温度高于室外,则室内空气将发生向上运动,建筑物越高,这种流动越强。竖井是发生这种现象的主要场合,在竖井中,由于浮力作用产生的气体运动十分显著,通常称这种现象为烟囱效应。在火灾过程中,烟囱效应是造成烟气向上蔓延的主要因素。

2.火风压

火风压是指建筑物内发生火灾时,在起火房间内,由于温度上升,气体迅速膨胀对楼板和四壁形成的压力。火风压的影响主要在起火房间,如果火风压大于进风口的压力,则大量的烟火将通过外墙窗口,由室外向上蔓延;若火风压等于或小于进风口的压力,则烟火便全部从内部蔓延,当它进入楼梯间、电梯井、管道井、电缆井等竖向孔道以后,会大大加强烟囱效应。

烟囱效应和火风压不同,它能影响全楼。多数情况下,建筑物内的温度大于室外温度,所以室内气流总的方向是自下而上的,即正烟囱效应。起火层的位置越低,影响的层数越多。在正烟囱效应下,若火灾发生在中性面以下的楼层,火灾产生的烟气进入竖井后会沿竖井上升,一旦升到中性面以上,烟气不单可由竖井上部的开口流出来,也可进人建筑物上部与竖井相连的楼层;若中性面以上的楼层起火,当火势较弱时,由烟囱效应产生的空气流动可限制烟气流进竖井,如果着火层的燃烧强烈,则热烟气的浮力足以克服竖井内的烟囱效应,仍可进人竖井而继续向上蔓延。

因此,对高层建筑中的楼梯间、电梯井、管道井、天井、电缆井、排气道、中庭等竖向孔道,如果防火处理不当,就形同一座高耸的烟囱,强大的抽拔力将使火沿着竖向 孔道迅速蔓延。

3.外界风的作用

风的存在可在建筑物的周围产生压力分布,而这种压力分布能够影响建筑物内的烟气流动。建筑物外部的压力分布受到多种因素的影响,其中包括风的速度和方向、建筑物的高度和几何形状等。风的影响往往可以超过其他驱动烟气运动的力(自然和人工)。一般来说,风朝着建筑物吹过来会在建筑物的迎风侧产生较髙滞止压力,这可增强建筑物内的烟气向下风方向的流动。

烟气在水平方向的扩散流动速度较小,在火灾初期为0.1~0.3m/s,在火灾中期为0.5~0.8m/s。烟气在垂直方向的扩散流动速度通常为1~5m/s。在楼梯间或管道竖井中,受“烟囱效应”影响,烟气上升流动速度可达6~8m/s,甚至更高。
 

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