簡介
由來
煙囪（yāncōng）是最古老、最重要的防污染裝置之一。煙囪的發明極早。當原始人發現火時，同時發現了這樣一個道理：哪裡有火，哪裡必有煙。最早的煙囪即是室內的通氣孔。當把“火”帶進室內做飯和取暖時煙也隨之而入。這就迫使人們不得不設法在屋頂和牆壁上開些通氣孔，以此來驅除屋內的煙霧。這種方法作為一種規範的人類實踐活動已保留了幾十萬年。人類曾花了很長的時間來改進大煙囪。過去學術界普遍認為：人類
煙囪目前，中國最高的單筒式鋼筋混凝土煙囪為210米。最高的多筒式鋼筋混凝土煙囪是秦嶺電廠212米高的四筒式煙囪。現在世界上已建成的高度超過300米的煙囪達數十座，例如米切爾電站的單筒式鋼筋混凝土煙囪高達368米。
分類
一般有磚煙囪、鋼筋混凝土煙囪和鋼煙囪三類。其材質一般分為幾種：磚頭砌築、鐵質、石棉、陶質，這幾種一般用在小的場所，如家庭、辦公室等。
工業用煙囪多為圓柱體，上細下粗，一般用在工業的大廠房，如大鍋爐、冶煉廠、電廠等；我國農村地區的土灶和北方土炕的煙囪多為磚砌方形。
鋼煙囪steelchimney
砼煙囪
水泥煙囪
方煙囪
筒壁材質為鋼材的煙囪。
鋼筋混凝土煙囪reinforcedconcretechimney
煙囪筒壁材質為鋼筋混凝土的煙囪。
磚煙囪brickchimney
筒壁材質為磚砌體的煙囪。
自立式鋼煙囪selfsupportingsteelchimney
筒身在不加任何附加受力支撐條件下，與基礎一起構成一個穩定結構的鋼煙囪。
拉索式鋼煙囪guyedsteelchimney
筒身與拉索共同組成穩定體系的鋼煙囪。
塔架式鋼煙囪framedsteelchimney
筒身與塔架共同組成穩定體系的鋼煙囪。
單筒式煙囪singletubechimney
內襯分段支承在筒壁上的普通煙囪。
套筒式煙囪tube-in-tubechinlney
筒壁內設定一個排煙筒的煙囪。
多管式煙囪multi-fluechimney
兩個或多個排煙筒共用一個筒壁或塔架組成的煙囪。
作用
效應原理煙囪效應是室內外溫差形成的熱壓及室外風壓共同作用的結果，通常以前者為主，而熱壓值與室內外溫差產生的空氣密度差及進排風口的高度差成正比。這說明，室內溫度越是高於室外溫度，建築物越高，煙囪效應也越明顯，同時也說明，民用建築的煙囪效應一般只是發生在冬季。就一棟建築物而言，理論上視建築物的一半高度位置為中和面，認為中和面以下房問從室外滲入空氣，中和面以上房間從室內滲出空氣。
負面影響
在煙囪效應的作用下，室內有組織的自然通風、排煙排氣得以實現，但其負面影響也是多方面的：首先，風沙通過低層部分各種孔洞、縫隙吹入室內，消耗熱量並污染室內；其次，風通過電梯井由底層廳門人口被抽到頂層的過程中，導致梯門不能正常關閉；第三，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。有資料顯示，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，煙火由底層直接竄至頂層只需30s左右。如果燃燒條件具備，整個大樓頃刻問便可能形成一片火海。為有效減弱煙囪效應產生的負面影響，可採取以下一些措施。
採取措施
1．在冬季，空氣主要是通過各種外門從底層流入室內，最直接的方法是將建築通向外界的所有門，儘可能地設定成兩道門、鏇轉門、加裝門斗或在外門內側設定空氣幕等，這對於大廳門尤為必要，對於那些次要通道連同地下停車場的外門口等，在冬季也要裝門，至少應增掛厚門帘。在冬季，電梯井頂部的通風孔應適當向小調整或關閉。
2．對於已採暖的建築物，儘量不使低層部分的室內溫度高於高層部分。
3．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。對此，《高層民用建築設計防火規範》(GB50045-1995)有以下明確規定。
（2)“建築高度不超過100m的高層建築，其電纜井、管道井應每隔2——3層在樓板處用相當於樓板耐火極限的不燃燒體作防火分隔；建築高度超過100m的高層建築，應在每層樓板處用相當於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。
煙囪是一種排除工具，用來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構。能改善燃燒條件，減輕煙氣對環境的污染。
高層建築煙囪設計
綜述
胡瑜想
中南建築設計院
改革開放以來，各地的高層建築象雨後春筍般地矗立起來，根據中國國情，現在絕大部分高層建築的熱源還是考慮使用燃油或燃煤鍋爐或溴化鋰機組，其機房的煙囪尤其是燃煤鍋爐房的煙囪的設定，往往是設計者十分頭痛的問題，若建獨立煙囪，因其均在鬧市區，寸土寸金，不可能單獨設立，且造價昂貴，若做附壁煙囪，在設計或施工中出現錯誤，將會造成不可挽救的經濟損失，如武漢某單位28層住宅樓的附壁磚煙囪，就是因為設計與施工均存在一定問題而使煙囪和住宅牆面開裂，煙氣向各個房間滲透，煙囪無法修理和使用，而重新再做了一個鋼製煙囪附牆。造成經濟損失幾十萬元。
在設計實踐中，我們吸取他人的經驗教訓，根據現場情況，千方百計，大膽創新，採用新技術，並且嚴格要求施工單位按圖施工，解決了高層建築煙囪設計的一些問題，幾個工程經各有關部門竣工驗收合格，運行幾年，沒有問題，有的還獲得了省優秀設計二等獎（湖北省建設銀行辦公樓、國際金融貿易大廈），取得了很好的經濟效益和環境效益。
內筒設定煙囪
中國建設銀行湖北省分行辦公大樓（也稱湖北國際金融大廈）是武漢地區首批高層建築之一，該大廈主樓廿六層，高近百米，由於當時的能源政策限制，只能採用煤作燃料，然而，由於該大廈地處武漢市繁華的鬧市中心——中南路口，環境保護要求特別高，而燃煤鍋爐又不適於布置在樓頂，只能考慮布置在裙房一層，根據《鍋爐塵排放標準》本工程鍋爐房煙囪可按30M設計（總容量5t/h），但由於本大廈高近100M，且周圍也有中南商業大樓（高約50M）和規劃中的物貿大廈，中商廣場（後來均已建成），上述排放標準也同時規定“在煙囪周圍半徑200M的距離內有建築物時，煙囪高度一般應高出最高建築物三米以上”。有人希望我們按30M設計，這樣建設單位可以節省不少投資，我們設計起來也方便得多，如果我們在“一般”和“應”上做文章，請求環保部門降低要求也不是沒有可能的，但我們認為，以環境保護的高度出發，從城市發展的長遠觀點著想，從鍋爐房煙氣對本大廈的影響考慮——因為鍋爐房位於本大廈之西北，而鍋爐運行時間又多在冬季，煙氣對大廈的損害是不言而喻的——將鍋爐煙囪建得更高一點有百利而無一害的，因此，我們決定還是將鍋爐房煙囪設計為高出本大廈3米。然而，真正設計起來就困難重重了，首先，本大廈是武漢市首批標誌性建築之一，是湖北省建設銀行的辦公大樓，城市規劃要求外裝修豪華壯觀，因而在方案設計是，由於種種原因，沒有考慮設定高出屋面3米煙囪的位置，
施工圖若考慮附壁磚煙囪或鋼煙囪不僅破壞建築形象，而且結構上也無法處理。其次，若建獨立磚煙囪，造價將高達百萬元，且受地方限制，做起來與整幢建築也不協調，有煞風景，若考慮附在裙房上，連起碼的30M也達不到，怎么辦？經我們多次與土建工程師磋商，終於在主樓內筒靠電梯井的地方擠出一塊面積約2.5M2的三角形位置決定將煙囪設定在此。
內筒設定煙囪，在中國以至於亞州也還是個新問題，首先，煙氣對內筒產生的熱應力影響就很大，其次，鍋爐房並非在主樓樓層內，而是在裙房裡，距內筒尚有幾十米水平距離，煙道必須通過標準層的幾個房間，將對這些房間產生影響。特別是鍋爐一般冬天運行較多，煙囪內外溫差更大，為避免其影響，將煙囪作如下處理：
1．參照普通煙囪的建造方法，將空氣隔熱層擴大為100MM，普通磚煙囪的空氣隔熱層為50MM，它是為保護煙囪外壁而設定的，而我們要保護的對象是大樓的整個內筒以至整個大廈，為此，我們特將空氣隔熱層增加一倍，防止煙氣熱量向內筒傳導而產生熱應力破壞。
2．砌築與煙囪等高的耐火磚內壁，普通煙囪內壁，煙氣濕度在500℃以下時採用紅磚，顯然不能保證煙囪外壁濕度與室溫相當，耐火磚的密實程度和隔熱性能比普通紅磚好多了，能有效地阻止煙氣濕度影響內筒。
3．煙囪與煙道連線處設定伸縮縫，煙道（鋼製）採取了嚴格的保溫措施。
4．煙囪外壁（即內筒牆壁用耐火砼澆築，更進一步消除煙氣的影響。
採取上述措施，完全避免了煙囪內外溫差對主樓內筒的影響，如果不說明，誰也不知道，本大樓的煙囪就設定在主樓的內筒靠過道的地方。幾年的運行證明，此法不僅解決了高層建築設定煙囪的難題，為建設單位節省了大量投資（與獨立煙囪相比，節省3/4，約70萬元，與附壁煙囪相比，節省的1/3，達30萬左右。）產生了巨大的經濟效益，而且，更重要的是，由於煙囪很高，消除煙氣對周圍的污染，產生了更明顯的環境效益。
外牆設定附壁煙囪
湖北省郵電管理局所建華美達大酒店，是一座二十八層，高一百多米的大型建築，鍋爐房設定在四層裙房，三台油鍋爐總煙道正好位於大樓外牆一角，我們同樣在牆角切了一個面積約2M2的三角形，因其在外牆，熱應力影響比內筒小，故空氣隔熱層僅70MM，其餘辦法均與湖北國際金融大廈相同，但鍋爐運行後，發現臨煙囪的房間較高，後經分析勘察，發現施工單位在砌煙囪內壁耐火磚時，根本沒按煙囪砌築工藝施工，甚至連內壁上的腳手架孔都沒堵上，還有250×200MM的大洞幾個寬20MM的縫隙達幾十米，後經堵洞補孔，並采限了一些別的措施，房間濕度才降下來，達到正常使用要求。
設備附牆不鏽鋼煙囪
河南鄭州金博大城，鍋爐房設在裙房一層，鍋爐房與三十三層商住樓相連，原設計寫字樓四十六層，煙囪附寫字樓而上，但由於某些原因，寫字樓只建了幾層，商住樓又已建成，經研究，決定做不鏽鋼煙囪附在商住樓牆上，採取了下述措施。
1．為避免普通鋼的鏽蝕而造成煙囪更換費用高，經測算，決定採用不鏽鋼制。
2．為減少造價，少用不鏽鋼材採取短節法蘭安裝方法，即兩法蘭之間距離僅為2米，在法蘭上支撐煙囪，從而減少下層煙囪的壁厚，按計算，若煙囪重量都落在地基上，下層煙囪壁厚要十幾毫米，採用上述辦法，上下煙囪的壁厚均為4——5MM。支撐和固定均用不接觸煙氣的普通鋼材。
3．煙囪上採取熱補償措施，防止因煙囪固定支撐之間的熱膨脹而引起破壞。
該鍋爐房運行幾年，一切正常。
四附壁磚煙囪施工中應注意的幾個問題。
1、一定要請具有築爐或煙囪施工的專業隊伍施工。
2．內壁一定要保證平滑，密實不允許滲煙，以減少熱傳導。
3．空氣隔熱層寬度一定要保證不允許兩隔熱層面凹凸不平。
4．絕對不允許在砌內壁耐火磚時在內壁上搭腳手架，只能搭在外壁上，因為腳手架孔是無法堵嚴的。
5．監理公司一定要時時監察，否則後患無窮，如武漢華美達大酒店運行後，因不能停爐，檢查起來十分困難，堵洞補孔更加困難，而且效果也不好。
高層建築是中國近年來發展的新鮮事物，隨著四化建設的進一步深入，一座座高樓撥地而起，由於一般都建在人口稠密的大城市，而中國的城市由於歷史原因暫時還很少有供熱中心，因之鍋爐是不可缺少的，怎樣解決高層建築中的煙氣排放（即煙囪設計）問題，是一個很棘手的課題，弄不好，禍及當代，殃及子孫，但只要我們認真研究，大膽創新，精心設計，精心施工，解決這一問題還是不難的。
建築施工
施工順序
井字架和外架區域場地平整夯實—→井字架基礎澆150mm厚C30砼—→墊架板搭架—→砌築煙囪筒身—→砌築耐火磚—→填充膨脹珍珠岩隔熱層—→向上翻架—→在標高2.1m處搭設安全網—→內架搭設—→筒體砌築。施工準備
① 先定煙囪中心、軸線位置、標高尺寸。中心澆灌砼固定一根鋼筋，劃出十字線，確定中心位置，並用鋼板製成的鐵斗蓋在上邊保護。② 製作5個靠尺板。把1·0m長、150mm寬、25mm厚木板刨光，先用墨斗彈出中心線，然後按2·5%做出坡度。③ 製作線錘。用鋼板焊成錐形，內澆砼做成線錘，重3kg——5kg,線錘用16#鉛絲懸吊在輪度板中心，與中心樁對中確定中心。④ 製作輪度板。把4·0m長，100mm寬，50mm厚木板刨光，上邊以中心為軸設定一長2.2m,寬150mm,厚30mm木板，其上按煙囪斜度2.5%刻分格，鏇轉輪度板用以測量煙囪外圈圓周。⑤ 製作井字架頂橫樑，用2根金屬架桿焊成，中間固定2個滑輪,1個設在井字架中心，1個設在井字架邊沿。⑥ 製作磚吊籠，用d8mm鋼筋焊成，每次限吊30塊磚。⑦ 製作砂漿桶，每次限吊0.05m3以下。⑧ 製作異徑橫桿，用管徑50mm和60mm的鋼管的分別裁成1·0m——1.5m長，並在上邊鑽孔，插套起來，用鋼筋插銷固定就成為一組橫桿。它的特點是可以伸縮，使用方便。砌築工程
先擺3層磚排縫，環狀垂直縫應交錯1/2磚，輻射縫應交錯1/4磚；1/2磚用量不得超過30%,1/4磚以下的磚禁止使用，檢查無誤後再砌築。一邊砌磚，一邊用水平尺、靠尺板檢查，砌完300mm後，即砌5層磚後，砌耐火磚300mm,中間填充膨脹珍珠岩，每天砌築1.2m高為宜。豎向鋼筋和環形溫度鋼筋以及爬梯的安裝設定要符合設計要求。每砌完一步架用輪度板垂吊線錘檢查中心及圓周，並用經緯儀檢查。10·0m以下，每5·0m高沿筒周間隔1·0m留設120mm×10mm溫度縫，上下錯開砌築，變截面處也留設溫度縫。搭架工程
① 先將煙囪四周平整夯實，井字架基礎澆灌150mm厚C30砼，然後墊木板，搭井字架和六角形金屬外架20·0m高，井字架要挨緊煙囪爬梯處，先搭23·0m高。② Ⅰ號煙囪的井字架設在煙囪北部，卷揚機設在井字架東邊；Ⅱ號煙囪的井字架設在煙囪西北部，卷揚機設在井字架西邊，詳見圖1(第33頁)。③ 架子離開煙囪外圍最少200mm,架板用50mm厚木板搭設，不得有探頭板，以對接板為宜，掛上立式安全網。井字架每隔10·0m拉一道纜風繩，在3·0m和10·0m處外挑掛6·0m寬安全網2道。④ 在標高21·0m處挑掛6·0m寬安全網1道，這道安全網內圈用d6mm鋼筋固定在磚煙囪上，方法是利用磚煙囪上細下粗的特點，在高處拴好向低處下降自然捆緊。外圈用架桿支撐，拆除時從爬梯口剪斷就自動離散。這樣一來，20·0m以下金屬架就可以提前拆除，便於周轉。⑤ 標高20·0m以上砌築用里腳手架，搭設時用2根異徑橫桿，並用木楔塞緊架眼與橫桿。在標高30·0m以下可在橫桿上綁架桿，鋪設木製架板，使之成弧度形。在標高30·0m以上由於筒徑變小，可把架板直接鋪在2根異徑橫桿上，用12號鉛絲把架板綁牢。砌築翻架時，留下此2根異徑橫桿，退架時從上到下，邊退邊拆，邊補架眼。井字架搭設高度，每次至少比煙囪高2步架。模板工程
在標高26.7m和39.5m處各有圈樑1道，先綁紮鋼筋，支模時可選用450mm×100mm或者600mm×100mm的鋼模。先固定內模，用木龍骨和架桿支撐，12#鉛絲拉結。外模放在事先在筒身上預埋的d10mm間隔500mm外露60mm的鋼筋頭上，用12#鉛絲與內模拉結，並用鋼絲繩、手搬葫蘆在外圍固定。澆灌完畢後，拆掉內外模再砌磚。鋼筋工程
筒身豎向鋼筋為d10mm間隔500mm,鋼筋搭接長度為40d(不含鉤),為便於高空作業，鋼筋長度以3·0m——4·0m為宜。環形溫度鋼筋為d8mm間隔250mm,變截面處500mm範圍內鋼筋為d8mm間隔125mm,鋼筋搭接長度為40d(不含鉤),爬梯安裝要上下一致，最上部要對準固定後再焊接。拆除工程
煙囪拆除工程：人工拆除，利用手工器械。如大錘、撬槓千斤頂等東西人工舉行拆除，一樣通常利用在環境受限四周沒園地的環境下。應該思量的是，提供安全的施工環境、安全的收支方法及碎料的丟放，這些事情必要認真的考慮；機器拆除：可以利用諸如氣錘、打擊錘、吊錘及液壓臂等機器；要細緻操縱機器時的安全、操縱時的空間、設定裝備部署的本領和對操縱手的掩護；煙囪爆破拆除：包羅對修建物舉行預減弱，然後用爆破大概纜繩拉倒來完成。利用爆炸物時，要思量作業職員的資質、爆炸物的存放、起爆掩護、點火步伐及利用防爆銑。纜繩拉倒，要思量職員的專業要求、質料的選擇及充足的作業空間；團體放倒拆除：團體放倒拆除又名為煙囪整放，是在有園地上風的環境下對煙囪團體定向放倒的一種技能。
工程質量
目標及質量保證措施1 材料的質量一定要符合設計及規範要求，要有合格證和試驗報告。
2 砂漿和砼事先有試配比通知單，施工中要計量準確，按規定留設試塊，檢測砂漿和砼強度。
3 砌築先排底，按規範排好縫，砂漿飽滿度要求達到95%以上，要經常用靠板靠，線錘吊，水平尺測平，圓度規(輪度板)測圓。
4 認真開展自檢、互檢、專職檢的三檢制，邊乾邊檢，做好原始記錄，嚴格按照規範和操作規程要求進行施工。
5 認真計算好各個高度的煙囪直徑，便於隨時抽檢，嚴格控制標高、軸線，做好書面和口頭質量交底工作。
