超高層煙囱效應設計規範閾值的討論

引言

超高層建築的煙囱效應一直是設計中亟需考慮的問題。本文針對兩個關鍵閾值——電梯門壓差和電梯門空氣流量，進行探討，以完善相關規範和標準。

電梯門空氣流量與嘯叫現象

電梯門1.1*2.1米，空氣流量超過100L/S時，常會產生嘯叫現象。研究表明，電梯門嘯叫是因為高速氣流在門縫處激發震動而產生的尖鋭聲響。

影響電梯門嘯叫的因素不僅限於空氣流量，還包括氣候温差、電梯井道佈局和諧振頻率等。因此，僅以空氣流量來定義嘯叫的發生條件並不全面。

電梯門壓差的合理性

電梯門壓差大於25Pa時，可能導致電梯門操作困難。然而，現行規範提出的100Pa閾值並非全面考慮了各種電梯類型和設計條件。

表1：電梯門壓差與空氣流量對比

煙囱高度計算

計算煙囱高度時，除了考慮温度和密度等因素，還需要考慮煙囱內部摩擦阻力。因此，計算公式如下：

H = (25-30) * d^2 / (1 - e^(-(2-83)))

其中：

• H：煙囱高度（m）
• d：煙囱出口直徑（m）
• e：自然對數的底數（約為2.718）

鍋爐煙囱設計規範

對於鍋爐煙囱，國家規定：

• 當鍋爐容量超過28MW時，煙囱高度不應低於45m。
• 鍋爐容量在8m以下時，煙囱高度不應低於8m。

公式倒推煙氣流量

對於煙囱內徑為3.5m、高度為100m的鍋爐煙囱，通過煙氣流量的計算公式可以倒推出允許通過的煙氣流量如下：

Q = (H - (25-30) * d^2 / e^(-(2-83))) * w * 3600

• Q：煙氣流量（m³/h）
• w：煙氣速度（m/s）

結論

超高層建築的煙囱效應設計規範仍在完善中。本文對電梯門空氣流量、電梯門壓差和煙囱高度計算進行了討論，為相關規範的制訂提供了理論依據。

煙囱高度計算

煙囱高度計算是一個重要的工程考量，影響著以下幾個關鍵因素：

• 污染物擴散：煙囱越高，污染物擴散範圍越大，降低對周圍環境的影響。
• 空氣品質：較高的煙囱可將污染物排放到更高的空氣層，減少地面空氣污染。
• 結構穩定性：煙囱高度與其結構強度息息相關，需要仔細計算以確保穩定性。

影響煙囱高度計算的因素

影響煙囱高度計算的因素包括：

煙囱高度計算方法

根據上述因素，可以使用以下方法計算煙囱高度：

大氣擴散模型：

此方法利用大氣擴散模型來預測污染物的擴散距離。煙囱高度計算基於所需的擴散距離和氣流條件。

法規公式：

許多國家和地區制定了法規公式來計算煙囱高度。這些公式考慮了污染物排放速率和當地氣象條件。

專門軟體：

可使用專門的軟體來模擬污染物擴散和計算煙囱高度。這些軟體可考慮地形和氣象條件等因素。

案例研究

下列是一個煙囱高度計算的案例研究：

一家化學工廠需要建設一個新的煙囱，以排放二氧化硫。根據當地氣候條件、地形和法規限制，使用大氣擴散模型計算煙囱高度。

延伸閲讀…

煙囱可以完全排出煙氣的最小高度

有效煙囱高度:高度的計算,基本原則,應考慮的問題

計算結果表明，所需的煙囱高度為 120 公尺。此高度可確保污染物擴散至足夠的距離，符合法規限制和空氣品質標準。

結論

煙囱高度計算是一個複雜的過程，涉及多種因素。通過仔細評估這些因素並使用適當的計算方法，工程師可以設計出滿足污染物控制、空氣品質和結構穩定性需求的煙囱。