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超高层建筑烟囱效应是指空气由于热压作用透过门窗幕墙等围护结构缝隙,从室外向建筑内部渗入,并在电梯井道汇聚,最终又从围护结构缝隙渗出的一种特殊的空气渗透运动现象。主要和室内外温差、电梯井道高度、室外风气象条件、建筑设计以及电梯设计有关,常表现为电梯厅门关闭故障,故超高层建筑的烟囱效应问题是“超高层建筑(设计)-电梯产品(设计)”这一复杂系统产生的问题。当前对于这一跨学科研究并不充分,相关设计标准和规范的滞后导致许多超高层建筑建成后出现强烟囱效应问题。本文通过现场实测和理论分析、数值模拟及风洞试验,对超高层建筑的烟囱效应从建筑设计到电梯产品进行系统性的分析,主要内容包括:(1)结合超高层商业建筑和住宅建筑现场实测数据,在经典理论压差模型的基础上,引入电梯烟囱效应压差分布系数CSP,建议了一种修正的极值压差估算模型;通过实测获得电梯烟囱效应压差分布系数CSP,以评估建筑构件气密性,并可预测不同温差条件下的电梯压差。针对高层住宅建筑,进一步建议了一种烟囱效应中性层高度的估算方法,并引入电梯压差折减系数CRC;根据电梯压差的实测结果和电梯承压阈值,可反算出所需增设的建筑构件的等效渗透面积,从而为优化建筑设计、提高建筑的抗强烟囱效应性能提供支持。(2)基于CAARC高层建筑风压测试标准模型,设计了一种通用高层建筑烟囱效应分析模型;采用多区域网络模型方法,分析室外气象环境、建筑内部设计等不同影响因素对电梯门压差的影响,得到规律性认识。(3)采用多区域网络模型计算方法对一栋超高层商业综合体建筑进行了风压和热压联合作用的烟囱效应综合评估;结合当地温度和风气象统计数据,建立温度和风速风向概率分布模型,以电梯厅门的压差阈值为评估标准,预测电梯厅门发生故障的概率和频次,并根据评估结果建议相应的优化设计和改造策略。(4)利用风压模拟电梯门机系统承受的热压作用效应的新思路,设计了一种风洞试验装置,真实再现电梯厅门因承压过大导致故障的物理过程,并采用动网格对电梯厅门运动过程进行CFD数值模拟。通过风洞试验和数值模拟,得到这一类电梯门系统的临界承压阈值,以及电梯厅门正面和侧面在烟囱效应作用下的压差分布特性。