申論題

以下就煙層流動的驅動力以及引起煙流動的主要因素分別詳述之。

一.煙層流動的驅動力：火災發生時，煙層受熱導致質量較輕，密度較低，因此產生浮力作用並由頂部開口處向外飄出，也可能因為自然對流或強制排煙導致在建築物內部蔓延。

二.煙層流動主要因素：

1.煙囪效應：煙囪效應又分正逆兩種，以下分別詳述之。

正煙囪效應：當冬天或室內建築物起火等室內溫度高於室外時，在室內垂直通道中，因煙受熱後導致密度變小，從而產生浮力作用，致使向上方開口處飄出，此時外部冷空氣也由底部之出口向內湧入，並填補向上飄出之煙氣留下的空缺，如此循環往復，形成正煙囪效應。

逆煙囪效應：當諸如夏天建築物內因空調等因素溫度溫度低於室外時，室內空氣因受冷厚密變大，從而產生向下沉降的現象，並向底部出口飄去並排出，此時外部空氣也由頂部出口像是內飄入，如此循環往復，形成逆煙囪效應。

2.浮力作用：煙氣因受熱後因溫度升高密度降低，因此產生浮力，中性面以上之高度越高，壓力差越大，浮力越大。

3.外部風效應：建築物迎風面承受正壓，逆風面則為負壓，且建築物背風面因氣體紊流形成負壓力，建築物不同方位之開口，因受壓力，風向，風速等不同而受不同壓力，進而影響中性面位置。正煙囪效應時迎風面開口的中性面上移，背風面則下降。

4.未關閉的空調系統：初期因擴散煙霧有助於發現火災，但中期以後因擴散煙霧導致煙霧瀰漫不利逃生。應設置防火閘門和閘板以解決此問題。

5.電梯活塞效應：電梯向下運動時，底部空氣會像房間方向排入，同時頂部開口處之空氣會像電梯升降路壓入。

6.熱膨脹作用：周圍空氣受熱升溫時，其體積會膨脹從而導致煙氣流動。熱膨脹之流量比正比於溫度比。

煙層流動主要是因:

1.煙囪效應:

一般建築內部空氣的密度較外界空氣低而具有浮力，稱為煙囪效應；而有空調的建築物，因冷空氣往下流，而有逆煙囪效應。 火災如果發生在中性帶以下的區域，煙則伴隨煙囪效應快速上升，直到超過中性帶後蔓延於建築物中；如果在中性帶以上的區域，則由該樓層的排出口直接排出，其他樓層相對無煙。

2.浮力作用:

火災產生的煙霧，因密度低而具有浮力。

3.空氣膨脹:

空氣因燃燒而膨脹，空氣由外界流入，而煙霧也從內部流出。流出的煙霧約比流入的空氣膨脹3倍。

4.外部風影響:

中性帶受風向、風速不同而有不同的壓力，進而影響中性帶的位置。

5.未關閉之空調系統:

空調能讓人更快發現火災，但也會加速煙霧的傳遞，阻礙人員逃生，加速助長火勢，故火災發生時應該關閉空調系統。

建築物中引起煙霧流動與蔓延之主要因素為煙囪效應、浮力、氣體膨脹、火場外部風之影響、未關閉之空調系統，以及電梯之活塞效應。下面將逐一分析探討各種因素單獨作用之情況。 煙囪效應： 當建築物內部溫度高時，樓梯、電梯通道、管道間等垂直通道內的空氣，通常因密度較建築物外界空氣為低，而具有浮力，浮力作用下使其上浮升，經由下方開口流出。而外界空氣由下方開口補充空氣上升所遺留空缺，如此循環現象即為煙囪效應。

浮力作用： 火場產生大量煙霧，因其密度低而具有浮力，著火房間內外所產生之壓力差可用與煙囪效應相同形式之方程式來表示，即示： P=K_s（1/T_0-1/T_1）h 如果著火房間天花板上有開口，如貫穿防火樓板之管線、電線等設備，其貫穿部位未以防火物質填塞，則浮力作用產生之壓力，使得煙霧由此開口向上面樓層蔓延，同時也會從牆壁，或門窗上任何縫隙向外洩漏。 空氣膨脹： 火場溫度隨燃燒時間而逐漸升高，其空氣亦漸膨脹，空氣由外界流入該起火房間，同時熱煙霧也會從該起火房間流出。若忽略由燃燒熱分解過程而產生的質量流率(因其相對於空氣流率很小)，則流出與流入之體積流量比可簡單的表示成溫度之比即 Q1/Q0=T1/T0 式中Q1、Q0分別為起火房間流出煙霧之體積流量和流入著火房間空氣之體積流量(m^3/S)，T1、T0分別為相對應之煙霧與空氣之平均溫度(K) 外部風之效應： 在外發生火災時，起火房間之門窗玻璃常有破碎情況，如果破碎之窗戶位於建築物之背側，則外部風壓會將煙從起火房間中抽出，這可以舒緩煙於建築物內部之蔓延；相反的如果破碎之窗戶處於建築物之迎風測，則外部風壓將迫使煙霧於起火建築物內迅速蔓延。 未關閉之空調系統： 在火災起始階段，空調系統能夠迅速將煙霧傳送至建築內部各處，有助於火災發現，使人們能夠及時報警，和採取搶救措施。然而隨著火勢成長，空調通風設備也會將煙霧傳送建築物內部，使其瞬間內遭受煙霧籠罩，不利於受困之人員逃亡，同時可能將大量新鮮空氣輸入火場，助長火勢，故當發生火警必須及時關閉空調系統，且於通風管穿越防火牆、防火樓板等處所，必須設置防煙(火)閘門，以避免煙沿著管道四處蔓延，妨礙逃生及救災之進行。 電梯之活塞效應： 建築物電梯進行中，因電梯於升降機升降路上下移動，產生類似活賽之抽吸作用，促使煙霧蔓延於建築物各處。

煙：是指可燃物燃燒或熱分解時形成微小粒子飄散在空中的產物，會遮蔽視線。 煙流動的驅動力主要分為有自然驅動力與強制驅動力： 1.自然驅動力 (1)煙囪效應：某一空氣團受熱升溫後，其體積會增大導致密度降低，而往上方移動；一旁溫度較低的空氣團則因密度較高而往下降，兩者移動方向最重會形成循環，此現象稱為煙囪效應或正煙囪效應。煙囪效應又分為正煙囪效應與逆煙囪效應。逆煙囪效應是在夏天時，建築物內會因空調系統而溫度較低，故冷空氣會從建築物的下方開口流出室外，而室外熱空氣則會從上方開口流入建築物，兩者移動方向最終形成循環，此現象稱為逆煙囪效應。 (2)浮力：空氣團收熱升溫後，其密度降低而往上移動，此時產生的推力即為浮力。 (3)自然風：氣象中空氣團從高氣壓往低氣壓移動所產生的風，稱為自然風。 (4)熱膨脹：空氣團受熱升溫後，其體積會膨脹，故稱為熱膨脹。 2.強制驅動力 (1)空調系統： (2)電梯活塞效應

主要因素：煙囪效應．浮力作用．氣體膨脹．外部風影響，以及未關閉的空調

（一）造成煙層流動的驅動力： 火災時，高溫所產生之煙霧質輕、密度低，藉由對流或強制排煙作用而往上層或建築物內部蔓延。 （二）引起煙流動主要因素： 1.煙囪效應 2.浮力作用 3.空氣膨脹 4.外部風的效應 5.未關閉之空調系統 6.電梯的活塞效應

主要因素: 1.煙囪效應:室外空氣冷，室內空氣較熱時，室內空氣密度教室外低而具有浮力，使其向上流出，再由下方開口補進空氣，此為煙囪效應。如果火災發生於中性帶以下區域，煙會隨著煙囪效應快速上竄，到超過中性帶後漫布於建築物中；如果火災發生在中性帶以上，煙將會直接從該樓層排出，其他層相對無煙。 2.浮力作用:火場產生的大量煙霧，密度較低且具有浮力，會沿著天花板縫隙以及窗戶向上蔓延。 3.空氣膨脹:空氣因受熱後會膨脹，空氣由外界流入火場，熱煙也從該火場流出。流入火場的空氣跟流出火場的煙霧體積流量比約1:3。 4.外部風效應:建築物的開口，會因風向、風速不同，而影響內部之中性帶的位置。 5.未關閉之空調系統:空調系統有助於火災的發現，但也會講煙霧傳到室內各個地方，造成逃生不易，故火災發生時應關閉空調系統。

引起煙流動的主要因素是煙囪效應 逆煙囪效應 外部風效應 浮力作用 煙囪效應就是指當室內溫度比室外高的時候 空氣因為浮力的關係 會往上升 然後下面的冷空氣會補入 如此循環就是煙囪效應 逆煙囪效應就是指夏天開冷氣的時候 室內溫度低 室外溫度高 然後空氣會從上往下流出的循環現象 稱為逆煙囪效應 外部風效應就是指 外部的風影響煙的流動 外部風效應舉例:今天一室內發生火災 他的開口剛好在迎風面 那外部風往裡面吹 會導致火和煙因為外部風的關係繼續留在屋內 而不排出 導致更危險 如果今天室內發生火災時 開口剛好在建築物背面 而風從正面吹過來的話 那將可以幫助煙排出至室外 因而可以更安全 浮力作用是指煙會往上浮生的現象

手寫案拍照上傳，既然沒反應。

二.煙層流動的驅動力以及引起煙流動的因素分別詳述之。

 

(一).煙層流動的驅動力：

火災發生時，煙層受熱導致質量較輕，密度較低，因此產生浮力作用並由頂部開口處向外飄出，也可能因為自然對流或強制排煙導致在建築物內部蔓延。

 

(二).煙層流動主要分為自然與機械力驅動兩種因素：

1.自然力驅動:

(1)煙囪效應：煙囪效應分正 逆兩種，以下分別詳述之。

正煙囪效應：

當冬天或室內建築物起火等室內溫度高於室外時，在室內垂直通道中，因煙受熱後導致密度變小，從而產生浮力作用，致使向上方開口處飄出，此時外部冷空氣也由底部之出口向內湧入，並填補向上飄出之煙氣留下的空缺，如此循環往復，形成正煙囪效應。

逆煙囪效應：

當諸如夏天建築物內因空調等因素溫度溫度低於室外時，室內空氣因受冷厚密變大，從而產生向下沉降的現象，並向底部出口飄去並排出，此時外部空氣也由頂部出口像是內飄入，如此循環往復，形成逆煙囪效應。

(2)浮力作用：

煙氣因受熱後因溫度升高密度降低，因此產生浮力，中性面以上之高度越高，壓力差越大，浮力越大。

(3)外部風效應：

建築物迎風面承受正壓，逆風面則為負壓，且建築物背風面因氣體紊流形成負壓力，建築物不同方位之開口，因受壓力，風向，風速等不同而受不同壓力，進而影響中性面位置。正煙囪效應時迎風面開口的中性面上移，背風面則下降。

(4)熱膨脹作用：

周圍空氣受熱升溫時，其體積會膨脹從而導致煙氣流動。熱膨脹之流量比正比於溫度比。

 

2.機械力驅動:

(1)未關閉的空調系統：

初期因擴散煙霧有助於發現火災，但中期以後因擴散煙霧導致煙霧瀰漫不利逃生。應設置防火閘門和閘板以解決此問題。

(2)電梯活塞效應：

電梯向下運動時，底部空氣會像房間方向排入，同時頂部開口處之空氣會像電梯升降路壓入。




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