倫敦大火引發的對「煙囪效應」的關注

倫敦的一場大火，可以說一石激起千層萬層千萬層浪，從小寶昨天晚上再次發文關注倫敦大火後，又有大咖們在國外資料上發現了背通風系統，不是我們以為的三明治鋁塑聚乙烯複合板是保溫材料，他和聚氨酯之間還有5cm間隙，這種空腔結構早就有專有名詞，叫做「煙囪效應」，也就是俗稱的背通風。

【以下來自百度詞條】煙囪效應，是指戶內空氣沿著有垂直坡度的空間向上升或下降，造成空氣加強對流的現象。煙囪效應的產生。在有共享中庭、豎向通風（排煙）風道、樓梯間等具有類似煙囪特徵——即從底部到頂部具有通暢的流通空間的建築物、構築物（如水塔）中，空氣（包括煙氣）靠密度差的作用，沿著通道很快進行擴散或排出建築物的現象，即為煙囪效應。屬於熱交換形式的一種表現。

看到這裡，其實諸位看官就已經明白了，其實煙囪本來是一個優秀的有益的設計。小到我們吃老銅爐火鍋加的那個矮矮胖胖的，大到鱗次櫛比高聳直入雲端的，再到著名的澳大利亞千米發電「太陽塔」，都是一樣的道理。

都是利用內部空氣的熱壓差來實現自然通風。熱空氣隨著煙囪向上升，在煙囪的頂部離開。因為煙囪中的熱空氣散溢而造成的氣流，將戶外的空氣抽入填補，令火爐的火更猛烈。煙囪效應亦可以是逆向的。當戶內的溫度較戶外為低(例如夏天使用空調時)，氣流可以在煙囪內向下流動，將戶外空氣從煙囪抽入室內。

當然，上面是小寶的俗語，更專業的原理解為【以下來自百度詞條】熱壓作用下的自然通風，由於建築物內外空氣的溫度差產生了空氣密度的差別，於是形成壓力差，趨使室內外空氣的流動。室內溫度高的空氣，因此重小而上升，並從建築物上部風口排除，這時會在低密度空氣原來的地方形成負壓區，於是室外溫度比較低而比重大的新鮮空氣從建築物的底部被吸入，室內外的空氣源源不斷的進行流動。這種由熱壓而引起的自然通風被稱為煙囪效應。

上面說的是好的煙囪效應，但是在倫敦這場大火中，煙囪效應卻是起到了極大的負面作用。短短几分鐘，就從低處的起火源頭燃燒到了頂層。

1、鋁塑複合保溫材料的鍍鋅鋁板面層（厚3mm）

2、中間的保溫層（厚150mm）

3、保溫層與牆體之間的空腔（厚50mm）

4、複合鍍鋅鋁板

5、內開窗

6、玻璃幕牆

7、鷹嘴（滴水線條）

8、當地時間00:54起火點

9、基層牆體

10、厚150mm聚氨酯保溫層

11、保溫層與面板之間的50mm空腔

12、雙面複合鍍鋅鋁板的3mm聚乙烯芯材

究其原因就是這種鋁板複合保溫材料背後的50mm空腔,也就是上圖中的small cavity，還有聚氨酯（insulation layer）爆燃以後空出來形成的這150mm的巨大煙囪。即使設置了防火隔離帶，但在如此兇猛的火勢下，僅僅0.3米寬的防火隔離帶看來也沒有起什麼阻燃作用。

當然，不僅是外牆外保溫材料選擇設計施工的錯誤容易導致煙囪效應，在高樓大廈的環境內，煙囪效應可以是令火災猛烈加劇的原因。在低層發生的火災造成的熱空氣，因為密度較低，經電梯槽或走火通道內得以往上流動，使高熱氣體不斷在通道的頂部積聚，結果是使火勢透過這種空氣的對流在大廈的頂層製造另一個火場。不單使撲救變得更困難，更會危及前往天台逃生的人員的生命安全。而且，當發生火災時，隨著室內空氣溫度的急劇升高，體積迅速增大，煙囪效應更加明顯，此時，各種豎井成為拔火拔煙的垂直通道，是火災垂直蔓延的主要途徑，從而助長火勢擴大災情。據各地消防部門資料顯示，煙氣在豎向管井內的垂直擴散速度為3-4m/s，意味著高度為100m的高層建築，在無阻擋（也就是形成「煙囪效應」）的情況下，煙火由底層直接竄至頂層只需30s左右。如果燃燒條件具備，整個大樓頃刻間便可能形成一片火海。30秒啊，只有30秒，小寶試問諸位看官，30秒你能跑多遠，下幾層樓？

煙囪效應

當火災發生時，不僅在任何季節通過各類豎井產生煙囪效應，而且還可能在小範圍內通過穿越樓板的空調管道，甚至是一些不引人注意的孔隙產生煙囪效應。當然，對於建築物的外立面來說，不僅僅有外牆外保溫，還有眾多建築採用的幕牆結構，對此，《建築設計防火規範》GB50016-2014也有以下明確規定∶

當然，最主要的防火隔離帶也在該規範中有詳細明確要求。同時，還有如下要求。

也就是不管是外保溫也好，幕牆結構也好，外立面上的這些附加裝飾或者功能性的設計，其中間或者背後的空腔都必須在每層樓板處設計防火材料封堵。

我們回頭再來看，上海的那場大火、瀋陽皇朝、台灣汐止東方科學園區的大火，以及倫敦這場軒然大「火」，都遭受了煙囪效應這種極速蔓延的延燒方式。外立面全部引燃後，直接竄至各個室內房間，引起多個起火點，從視頻和照片上我們可以看到，幾乎家家戶戶都在燃燒，都在冒煙，這種立體的燃燒方式，讓常識性的消防逃生知識在這樣的大火中無法起到作用，也給消防帶來了巨大的難度。就像小寶在前面說到的，再加上消防雲梯車的高度限制，哪怕是在英國這樣的發達國家，這也是世界性的難題。

中國究竟有多少類似倫敦項目這樣的火情高危項目，小寶估計會是一個很大的數字。因為直到2010年之後，我國才因為央視大火和上海教師公寓樓大火事件的推動，逐漸開始對外牆保溫與裝飾材料的燃燒性能做出了越來越高的消防要求，而直到2016年10月，最新版《建築幕牆用鋁塑複合板》國家標準GBT 17748-2016才真正對鋁塑板的燃燒性能做出了高等級的明確要求。換句話講，從1999年有了國家標準至今，鋁塑板這種便宜而又易燃材料橫行了接近20年！大家可以想像在中國這種低價中標的體制下會造就多少危險的項目！

好在《建築設計防火規範》GB 50016—2014，其中專門增加了關於外牆保溫裝飾的章節並做了明確的規定，A級防火的保溫材料得到明確肯定和強制使用，對B1級的材料進行了嚴格的限制，特別是公共建築，基本上只能使用A級材料，但願亡羊補牢猶未晚也。

我們再來看看容易產生煙囪效應的另外一個地方—電梯井，我們經常看到這樣的警示「凡遇火警不得使用電梯！！！」無論哪一層發生火災，物業管理部門第一反應就是電梯迫降至底層，並切斷電源。就小寶看來，這個方式有利有弊，高層起火，一旦電梯關閉，只留消防通道樓梯，對於高層用戶，或者弱勢群體來說無疑更難逃生。國內諸多專家也在研究高層火災到底能否使用電梯逃生。

最後再來普及一下高層建築火災逃生經驗：

1、濕毛巾捂好口鼻。2、向下跑。3、不要貪圖任何貴重物品。

尤其敬請關注第三條！！！

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