假設正向煙囪效應在中性帶以上 8 m 處的壓差為 10 Pa，若建築物內、外的溫差不變，中性帶以上 20 m 處的壓差為多少？

本題考點

煙囪效應所造成之室內外壓差，與該點距中性帶之垂直距離成正比。

正解理由

煙囪效應的壓差可寫成 ΔP＝(ρo－ρi)×g×h，其中 h 為該點距中性帶的垂直距離。建築物內、外溫差不變時，空氣密度差 (ρo－ρi) 與重力加速度 g 都是定值，壓差因此與 h 成正比。已知 h＝8 m 時 ΔP＝10 Pa，比例常數為 10 Pa ÷ 8 m＝1.25 Pa/m；改取 h＝20 m，ΔP＝1.25 Pa/m × 20 m＝25 Pa，亦即 10 Pa ×(20 ÷ 8)＝25 Pa，故選 C。

逐項排除

1. (A)

   15 Pa 相當於只放大 1.5 倍，對應 12 m 處的壓差，與題給的 20 m 不符。

2. (B)

   20 Pa 相當於放大 2 倍，對應 16 m 處的壓差，同樣不是 20 m 處的值。

3. (C)

   25 Pa 正是 10 Pa 乘上 20 ÷ 8＝2.5 倍，與高度比一致，為正確值。

4. (D)

   30 Pa 相當於放大 3 倍，對應 24 m 處，已超過題給高度。

記憶點

煙囪效應是高層建築火災煙流的主要驅動力之一。室內溫度高於室外時，室內空氣密度較小，下部由外向內流入、上部由內向外流出，中間必然存在一個內外壓力相等的水平面，稱為中性帶。壓差式 ΔP＝(ρo－ρi)×g×h 中的 h 就是距中性帶的垂直距離，所以壓差在中性帶為零，並向上、向下線性增大，這正是本題所謂成正比的來源。工程上常改寫為 ΔP＝3460 × h ×(1/To－1/Ti)，單位為 Pa，To 與 Ti 分別為室外、室內的絕對溫度，係數 3460 由大氣壓力與空氣氣體常數整理而得。題目說內外溫差不變，等於把括號內的值固定住，只剩 h 是變數，因此只需按比例換算，不必知道實際溫度。

正向與逆向煙囪效應的分別在於室內外何者較熱：冬季或火災時室內較熱為正向，煙自中性帶以上的開口向外擴散，並沿樓梯間、電梯昇降路、管道間等豎井竄向上層；夏季全面空調而室外較熱時則為逆向，煙反而可能被帶往下層。中性帶的位置由上、下開口面積比決定，上部開口越大中性帶越低，中性帶越低則上層各開口所承受的壓差越大，這也是高層建築上層走廊常聞到下層火煙的原因。

延伸考點：同一組數值常改問中性帶以下若干公尺處的壓差，計算方式相同但氣流方向相反；也常與樓梯間加壓防煙合併命題，加壓防煙就是以機械送風人為製造壓差去壓過煙囪效應，使煙不進入避難路徑。與煙囪效應並列的煙流驅動力還有熱膨脹、浮力、風力與空調系統，作答時要能分辨哪一項與溫差有關、哪一項與風速平方有關。