[yān cōng]  

煙囪

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煙囪是一種為鍋爐,爐子,爐子或壁爐的熱煙氣或煙霧提供通風(fēng)的結(jié)構(gòu)。煙囪通常是垂直的,或盡可能接近垂直,以確保氣體平穩(wěn)流動(dòng),吸入空氣進(jìn)入所謂的煙囪燃燒或煙囪效應(yīng)。煙囪內(nèi)的空間被稱為煙道。煙囪可能在建筑物,蒸汽機(jī)車和船只被找到。
煙囪的高度影響其通過(guò)煙囪效應(yīng)將煙道氣輸送到外部環(huán)境的能力。此外,在高海拔地區(qū)使用煙囪的污染物擴(kuò)散可以減少對(duì)周圍環(huán)境的影響。在化學(xué)腐蝕性輸出的情況下,足夠高的煙囪可以允許空氣中的化學(xué)物質(zhì)在到達(dá)地平面之前部分或完全自我中和。污染物在更大面積上的分散可以降低其濃度并促進(jìn)符合法規(guī)限制。
中文名
煙囪
外文名
chimney
讀    音
yān cōng
性    質(zhì)
最古老、最重要
作    用
防污染裝置
引入西歐
猶太商人從東方引入
中國(guó)最高
210米 240米

煙囪歷史

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羅馬人用墻內(nèi)的煙斗從面包房里抽煙,但煙囪只出現(xiàn)于十二世紀(jì)北歐的大房子里?,F(xiàn)存最早的英國(guó)煙囪是在公元1185年的約克郡的克里斯堡堡。然而,直到十六和十七世紀(jì),它們?cè)诜孔永锊⒉黄毡槭褂?。早期,煙罩是將煙霧收集到煙囪中。工業(yè)煙囪在十八世紀(jì)后期變得很普遍。
普通住宅的煙囪最初是用木頭和石膏或泥土建成的。從那以后,煙囪傳統(tǒng)上都是由磚石建成的,無(wú)論是在大小建筑物中。早期的煙囪是一個(gè)簡(jiǎn)單的磚結(jié)構(gòu)。后來(lái)的煙囪是通過(guò)在磚襯里上放置磚來(lái)建造的。為了控制下沉道,有時(shí)在煙囪頂部放置各種設(shè)計(jì)的通風(fēng)帽(通常稱為煙囪盆)。
在十八世紀(jì)和十九世紀(jì),礦石中提取鉛的方法產(chǎn)生了大量的有毒煙霧。在英格蘭北部,建造了長(zhǎng)近3千米(2英里)長(zhǎng)的近水平煙囪,煙囪通常在一個(gè)較短的垂直煙囪中,在一個(gè)煙霧很少造成危害的偏遠(yuǎn)地方。在這些長(zhǎng)長(zhǎng)的煙囪里面形成鉛和銀礦床,工人們會(huì)沿著煙囪定期把這些有價(jià)值的礦床刮掉。 [1-2] 

煙囪分類

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一般有磚煙囪、鋼筋混凝土煙囪和鋼煙囪三類。
世界上最高的煙囪 世界上最高的煙囪
其材質(zhì)一般分為幾種:磚頭砌筑、鐵質(zhì)、石棉、陶質(zhì),這幾種一般用在小的場(chǎng)所,如家庭、辦公室等。
工業(yè)用煙囪多為圓柱體,上細(xì)下粗,一般用在工業(yè)的大廠房,如大鍋爐、冶煉廠、電廠等;我國(guó)農(nóng)村地區(qū)的土灶和北方土炕的煙囪多為磚砌方形。

煙囪作用

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效應(yīng)原理
煙囪效應(yīng)是室內(nèi)外溫差形成的熱壓及室外 風(fēng)壓共同作用的結(jié)果,通常以前者為主,而熱壓值與室內(nèi)外溫差產(chǎn)生的空氣密度差及進(jìn)排風(fēng)口的高度差成正比。這說(shuō)明,室內(nèi)溫度越是高于室外溫度,建筑物越高,煙囪效應(yīng)也越明顯,同時(shí)也說(shuō)明,民用建筑的煙囪效應(yīng)一般只是發(fā)生在冬季。就一棟建筑物而言,理論上視建筑物的一半高度位置為中和面,認(rèn)為中和面以下房問(wèn)從室外滲入空氣,中和面以上房間從室內(nèi)滲出空氣。
負(fù)面影響
在煙囪效應(yīng)的作用下,室內(nèi)有組織的自然通風(fēng)、排煙排氣得以實(shí)現(xiàn),但其負(fù)面影響也是多方面的:首先,風(fēng)沙通過(guò)低層部分各種孔洞、縫隙吹入室內(nèi),消耗熱量并污染室內(nèi);其次,風(fēng)通過(guò)電梯井由底層廳門人口被抽到頂層的過(guò)程中,導(dǎo)致梯門不能正常關(guān)閉;第三,當(dāng)發(fā)生火災(zāi)時(shí),隨著室內(nèi)空氣溫度的急劇升高,體積迅速增大,煙囪效應(yīng)更加明顯,此時(shí),各種豎井成為拔火拔煙的垂直通道,是火災(zāi)垂直蔓延的主要途徑,從而助長(zhǎng)火勢(shì)擴(kuò)大災(zāi)情。有資料顯示,煙氣在豎向管井內(nèi)的垂直擴(kuò)散速度為3-4m/s,意味著高度為100m的高層建筑,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(gè)大樓頃刻問(wèn)便可能形成一片火海。為有效減弱煙囪效應(yīng)產(chǎn)生的負(fù)面影響,可采取以下一些措施。
采取措施
1.在冬季,空氣主要是通過(guò)各種外門從底層流入室內(nèi),最直接的方法是將建筑通向外界的所有門,盡可能地設(shè)置成兩道門、旋轉(zhuǎn)門、加裝門斗或在外門內(nèi)側(cè)設(shè)置空氣幕等,這對(duì)于大廳門尤為必要,對(duì)于那些次要通道連同地下停車場(chǎng)的外門口等,在冬季也要裝門,至少應(yīng)增掛厚門簾。在冬季,電梯井頂部的通風(fēng)孔應(yīng)適當(dāng)向小調(diào)整或關(guān)閉。
2.對(duì)于已采暖的建筑物,盡量不使低層部分的室內(nèi)溫度高于高層部分。
3.當(dāng)火災(zāi)發(fā)生時(shí),不僅在任何季節(jié)通過(guò)各類豎井產(chǎn)生煙囪效應(yīng),而且還可能在小范圍內(nèi)通過(guò)穿越樓板的空調(diào)管道,甚至是一些不引人注意的孔隙產(chǎn)生煙囪效應(yīng)。對(duì)此,《高層民用建筑設(shè)計(jì)防火規(guī)范》(GB50045-1995)有以下明確規(guī)定。
(2)“建筑高度不超過(guò)100m的高層建筑,其電纜井、管道井應(yīng)每隔2~3層在樓板處用相當(dāng)于樓板耐火極限的不燃燒體作防火分隔;建筑高度超過(guò)100m的高層建筑,應(yīng)在每層樓板處用相當(dāng)于樓板耐火極限的不燃燒體作防火分隔”。因施工缺陷、橋架和管道根部形成的各種孔隙,必須用不燃燒材料填塞密實(shí)。
煙囪是一種排除工具,用來(lái)排除由火引起的氣體或煙塵。是一種把煙氣排入高空的高聳結(jié)構(gòu)。能改善燃燒條件,減輕煙氣對(duì)環(huán)境的污染。 [3] 

煙囪建筑施工

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煙囪施工順序

井字架和外架區(qū)域場(chǎng)地平整夯實(shí)—→井字架基礎(chǔ)澆150mm厚C30砼—→墊架板搭架—→砌筑煙囪筒身—→砌筑耐火磚—→填充膨脹珍珠巖隔熱層—→向上翻架—→在標(biāo)高2.1 m處搭設(shè)安全網(wǎng)—→內(nèi)架搭設(shè)—→筒體砌筑。

煙囪施工準(zhǔn)備

① 先定煙囪中心、軸線位置、標(biāo)高尺寸。中心澆灌砼固定一根鋼筋,劃出十字線,確定中心位置,并用鋼板制成的鐵斗蓋在上邊保護(hù)。② 制作5個(gè)靠尺板。把1·0m長(zhǎng)、150mm寬、25mm厚木板刨光,先用墨斗彈出中心線,然后按2·5 %做出坡度。③ 制作線錘。用鋼板焊成錐形,內(nèi)澆砼做成線錘,重3 kg~5 kg,線錘用16#鉛絲懸吊在輪度板中心,與中心樁對(duì)中確定中心。④ 制作輪度板。把4·0 m長(zhǎng),100 mm寬,50mm厚木板刨光,上邊以中心為軸設(shè)置一長(zhǎng)2.2 m,寬150 mm,厚30 mm木板,其上按煙囪斜度2.5 %刻分格,旋轉(zhuǎn)輪度板用以測(cè)量煙囪外圈圓周。⑤ 制作井字架頂橫梁,用2根金屬架桿焊成,中間固定2個(gè)滑輪,1個(gè)設(shè)在井字架中心,1個(gè)設(shè)在井字架邊沿。⑥ 制作磚吊籠,用d8 mm鋼筋焊成,每次限吊30塊磚。⑦ 制作砂漿桶,每次限吊0.05 m3以下。⑧ 制作異徑橫桿,用管徑50 mm和60 mm的鋼管的分別裁成1·0m~1.5 m長(zhǎng),并在上邊鉆孔,插套起來(lái),用鋼筋插銷固定就成為一組橫桿。它的特點(diǎn)是可以伸縮,使用方便。

煙囪砌筑工程

先擺3層磚排縫,環(huán)狀垂直縫應(yīng)交錯(cuò)1/2磚,輻射縫應(yīng)交錯(cuò)1/4磚;1/2磚用量不得超過(guò)30 %,1/4磚以下的磚禁止使用,檢查無(wú)誤后再砌筑。一邊砌磚,一邊用水平尺、靠尺板檢查,砌完300 mm后,即砌5層磚后,砌耐火磚300 mm,中間填充膨脹珍珠巖,每天砌筑1.2 m高為宜。豎向鋼筋和環(huán)形溫度鋼筋以及爬梯的安裝設(shè)置要符合設(shè)計(jì)要求。每砌完一步架用輪度板垂吊線錘檢查中心及圓周,并用經(jīng)緯儀檢查。10·0 m以下,每5·0 m高沿筒周間隔1·0 m留設(shè)120mm×10mm溫度縫,上下錯(cuò)開砌筑,變截面處也留設(shè)溫度縫。

煙囪搭架工程

①先將煙囪四周平整夯實(shí),井字架基礎(chǔ)澆灌150 mm厚C30砼,然后墊木板,搭井字架和六角形金屬外架20·0 m高,井字架要挨緊煙囪爬梯處,先搭23·0 m高。
②Ⅰ號(hào)煙囪的井字架設(shè)在煙囪北部,卷?yè)P(yáng)機(jī)設(shè)在井字架東邊;Ⅱ號(hào)煙囪的井字架設(shè)在煙囪西北部,卷?yè)P(yáng)機(jī)設(shè)在井字架西邊,詳見(jiàn)圖1(第33頁(yè))。
③架子離開煙囪外圍最少200 mm,架板用50 mm厚木板搭設(shè),不得有探頭板,以對(duì)接板為宜,掛上立式安全網(wǎng)。井字架每隔10·0 m拉一道纜風(fēng)繩,在3·0 m和10·0 m處外挑掛6·0 m寬安全網(wǎng)2道。
④在標(biāo)高21·0 m處挑掛6·0 m寬安全網(wǎng)1道,這道安全網(wǎng)內(nèi)圈用d6 mm鋼筋固定在磚煙囪上,方法是利用磚煙囪上細(xì)下粗的特點(diǎn),在高處拴好向低處下降自然捆緊。外圈用架桿支撐,拆除時(shí)從爬梯口剪斷就自動(dòng)離散。這樣一來(lái),20·0 m以下金屬架就可以提前拆除,便于周轉(zhuǎn)。
⑤標(biāo)高20·0 m以上砌筑用里腳手架,搭設(shè)時(shí)用2根異徑橫桿,并用木楔塞緊架眼與橫桿。在標(biāo)高30·0 m以下可在橫桿上綁架桿,鋪設(shè)木制架板,使之成弧度形。在標(biāo)高30·0 m以上由于筒徑變小,可把架板直接鋪在2根異徑橫桿上,用12號(hào)鉛絲把架板綁牢。砌筑翻架時(shí),留下此2根異徑橫桿,退架時(shí)從上到下,邊退邊拆,邊補(bǔ)架眼。井字架搭設(shè)高度,每次至少比煙囪高2步架。

煙囪模板工程

在標(biāo)高26.7 m和39.5 m處各有圈梁1道,先綁扎鋼筋,支模時(shí)可選用450mm×100mm或者600mm×100mm的鋼模。先固定內(nèi)模,用木龍骨和架桿支撐,12#鉛絲拉結(jié)。外模放在事先在筒身上預(yù)埋的d10mm間隔500mm外露60mm的鋼筋頭上,用12#鉛絲與內(nèi)模拉結(jié),并用鋼絲繩、手搬葫蘆在外圍固定。澆灌完畢后,拆掉內(nèi)外模再砌磚。

煙囪鋼筋工程

筒身豎向鋼筋為d10mm間隔500mm,鋼筋搭接長(zhǎng)度為40d(不含鉤),為便于高空作業(yè),鋼筋長(zhǎng)度以3·0 m~4·0 m為宜。環(huán)形溫度鋼筋為d8 mm間隔250 mm,變截面處500 mm范圍內(nèi)鋼筋為d8 mm間隔125 mm,鋼筋搭接長(zhǎng)度為40d(不含鉤),爬梯安裝要上下一致,最上部要對(duì)準(zhǔn)固定后再焊接。

煙囪工程質(zhì)量

目標(biāo)及質(zhì)量保證措施
1 材料的質(zhì)量一定要符合設(shè)計(jì)及規(guī)范要求,要有合格證和試驗(yàn)報(bào)告。
2 砂漿和砼事先有試配比通知單,施工中要計(jì)量準(zhǔn)確,按規(guī)定留設(shè)試塊,檢測(cè)砂漿和砼強(qiáng)度。
3 砌筑先排底,按規(guī)范排好縫,砂漿飽滿度要求達(dá)到95 %以上,要經(jīng)常用靠板靠,線錘吊,水平尺測(cè)平,圓度規(guī)(輪度板)測(cè)圓。
4 認(rèn)真開展自檢、互檢、專職檢的三檢制,邊干邊檢,做好原始記錄,嚴(yán)格按照規(guī)范和操作規(guī)程要求進(jìn)行施工。
5 認(rèn)真計(jì)算好各個(gè)高度的煙囪直徑,便于隨時(shí)抽檢,嚴(yán)格控制標(biāo)高、軸線,做好書面和口頭質(zhì)量交底工作。 [2] 

煙囪維護(hù)與問(wèn)題

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煙囪維護(hù)

煙囪的一個(gè)特征是當(dāng)它與木材一起作為燃料使用時(shí),它們?cè)诮Y(jié)構(gòu)的壁上形成雜酚油沉積物。這種物質(zhì)的沉積物會(huì)干擾氣流,更重要的是,它們是可燃的,如果煙囪中的沉積物點(diǎn)燃,會(huì)引起危險(xiǎn)的煙囪火災(zāi)。
燃燒天然氣的加熱器大大減少了由于天然氣燃燒造成的雜酚濃度比傳統(tǒng)固體燃料更清潔和更有效。雖然在大多數(shù)情況下,不需要每年清理煙囪,但這并不意味著煙囪的其他部分不會(huì)失修。隨著時(shí)間的推移,由于腐蝕而造成的煙囪配件斷開連接或松動(dòng),可能會(huì)造成居民由于一氧化碳泄漏到家中而造成嚴(yán)重危險(xiǎn)。[11]因此,建議 - 有些國(guó)家甚至強(qiáng)制 - 每年對(duì)煙囪進(jìn)行檢查并定期清理煙囪以防止這些問(wèn)題。執(zhí)行這項(xiàng)任務(wù)的工人被稱為煙囪掃帚或steeplejacks。這項(xiàng)工作過(guò)去主要是通過(guò)童工,以及維多利亞時(shí)代文學(xué)中的這些特征。在歐洲一些地區(qū)的中世紀(jì),開發(fā)了一種烏鴉式的山墻設(shè)計(jì),部分是為了在不使用梯子的情況下進(jìn)入煙囪。
砌體(磚)煙囪也被證明特別容易在地震中搖搖欲墜。在舊金山,洛杉磯和圣地亞哥等地容易發(fā)生地震的城市,政府的房屋管理部門建議在金屬煙道周圍建造帶有螺栓式煙囪的新房。支撐或捆綁舊的磚石煙囪并不能有效地防止地震造成的損壞或傷害。 [4] 

煙囪潛在的問(wèn)題

包括:
1.“ 剝落 ”磚塊,其中水分滲入磚塊,然后凍結(jié),開裂和剝落磚塊,松開砂漿密封
2.移動(dòng)地基,這可能會(huì)降低煙囪砌體的完整性
3.如松鼠,浣熊或煙囪蟲等動(dòng)物筑巢
4.煙囪泄漏
5.與壁爐或加熱設(shè)備問(wèn)題可能會(huì)導(dǎo)致對(duì)煙囪的危害 [4] 
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參考資料
  • 1.    Sparrow, Walter Shaw. The English house: how to judge its periods and styles. London: Eveleigh Nash, 1908. 85-86.
  • 2.    Roofing, flashing & waterproofing. Newtown, CT: Taunton Press, 2005. 43-50.
  • 3.    "Guide to Draft Hoods on Gas Fired Heating Equipment". InspectApedia.com. 2017. Retrieved January 6, 2016.
  • 4.    Reuben Saltzman (September 24, 2013). "Water Heater Backdrafting, Part 1 of 2: Why it Matters and What to Look For". Structure Tech. Retrieved January 6, 2016.
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