Khi xảy ra cháy, không khí và khí cháy bị nung nóng sẽ giãn nở, giảm khối lượng riêng và có xu hướng bốc lên cao, trong khi không khí lạnh từ bên ngoài bị hút vào phía dưới để bù áp, tạo nên dòng đối lưu mạnh. Trong trường hợp công trình tồn tại các không gian thông suốt theo chiều đứng như cầu thang bộ, giếng thang máy, hộp kỹ thuật, giếng thông tầng hoặc trục thông gió, các không gian này sẽ hoạt động tương tự như một ống khói, làm tăng đáng kể tốc độ lan truyền của khói và nhiệt theo chiều cao công trình.

Hiệu ứng ống khói thường phát triển mạnh trong các công trình cao tầng, nhà ống, nhà liên kế hoặc các công trình cải tạo, cơi nới không bảo đảm yêu cầu ngăn cháy theo tầng. Đặc biệt, khi đám cháy xảy ra tại các tầng thấp hoặc khu vực đáy công trình, nhiệt lượng lớn sinh ra sẽ nhanh chóng bị hút lên trên thông qua các trục đứng, khiến khói và khí nóng lan truyền rất nhanh lên các tầng trên, thậm chí lan tới mái công trình chỉ trong thời gian ngắn. Việc mở cửa ra vào, cửa buồng thang, cửa sổ hoặc phá vỡ các cấu kiện ngăn cháy không có kiểm soát sẽ làm gia tăng lượng oxy cấp vào đám cháy, đồng thời làm tăng cường độ của hiệu ứng ống khói, khiến đám cháy phát triển nhanh và phức tạp hơn.

Thực tế chữa cháy, hiệu ứng ống khói thường được nhận biết thông qua hiện tượng khói bốc mạnh và liên tục lên các tầng trên mặc dù đám cháy chỉ khu trú ở tầng thấp, nhiệt độ tại cầu thang bộ, hành lang và các khu vực phía trên tăng nhanh bất thường, áp lực khói lớn gây khó khăn khi mở cửa, đồng thời khói và lửa thoát mạnh ra khu vực mái, cửa tum hoặc các ô kỹ thuật. Trong một số trường hợp, khi lực lượng chữa cháy mở cửa tại các tầng trên hoặc tiếp cận các không gian kín chứa nhiều khí nóng và khói đậm đặc, có thể xuất hiện hiện tượng cháy lan trên trần hoặc bùng cháy khí đột ngột, gây nguy hiểm trực tiếp cho cán bộ, chiến sĩ làm nhiệm vụ.

Hiệu ứng ống khói có mối liên hệ chặt chẽ với các hiện tượng cháy nguy hiểm khác. Khí nóng và khói giàu nhiên liệu bị hút lên trên và tích tụ tại trần các tầng trên hoặc trong các không gian kín sẽ tạo điều kiện thuận lợi cho hiện tượng rollover (lửa lăn/cháy lan) trong đám cháy là giai đoạn khí cháy (khói và khí nóng) tích tụ trên trần nhà bỗng nhiên bốc cháy lan rộng gần như đồng thời, tạo ra hiệu ứng lửa "lăn" trên trần, lan từ vị trí cháy ra toàn bộ khu vực, thường xảy ra trước hiện tượng flashover (bùng phát toàn diện). Đây là giai đoạn nguy hiểm, khi tất cả vật liệu dễ cháy trong phòng có thể cùng bốc cháy, khiến nhiệt độ tăng đột ngột, gây nguy hiểm chết người cho cả người dân và lính chữa cháy. Trong điều kiện đám cháy thiếu oxy, các khí cháy chưa cháy hết bị tích tụ và di chuyển theo trục đứng, khi có sự xâm nhập đột ngột của không khí do mở cửa hoặc phá vách không kiểm soát có thể gây ra hiện tượng backdraft thứ cấp với mức độ phá hủy rất lớn.

Đối với hoạt động chữa cháy và cứu nạn, cứu hộ, hiệu ứng ống khói làm gia tăng đáng kể mức độ nguy hiểm và phức tạp của đám cháy, khiến các lối tiếp cận theo chiều đứng, đặc biệt là cầu thang bộ, nhanh chóng trở thành các “ống dẫn khói và nhiệt”, gây mất an toàn cho lực lượng triển khai đội hình chữa cháy cũng như cho người thoát nạn. Nếu không kiểm soát tốt hoạt động thông gió, việc mở cửa không đúng thời điểm hoặc phun nước thiếu hợp lý có thể làm gia tăng cường độ cháy, khiến hiệu quả chữa cháy giảm và nguy cơ thương vong tăng cao.

Khi chữa cháy trong điều kiện có hiệu ứng ống khói, nguyên tắc quan trọng hàng đầu là kiểm soát chặt chẽ thông gió và luồng khí trong công trình. Lực lượng chữa cháy cần ưu tiên khống chế đám cháy tại khu vực phát sinh nhiệt ở tầng thấp, đồng thời bảo vệ và làm mát các trục đứng, đặc biệt là buồng thang bộ, giếng thang máy và các hộp kỹ thuật, nhằm hạn chế sự lan truyền của khói và nhiệt lên các tầng trên. Việc sử dụng các kỹ thuật phun phân tán để làm mát trần, khí nóng và bề mặt cấu kiện cần được thực hiện một cách có kiểm soát, tránh phun tia đặc kéo dài trong không gian kín khi chưa đánh giá đầy đủ điều kiện nhiệt và khí.

Trong suốt quá trình thực hiện nhiệm vụ, cán bộ, chiến sĩ phải luôn duy trì ý thức cảnh giác cao độ, trang bị đầy đủ phương tiện bảo hộ cá nhân, kiểm tra kỹ điều kiện nhiệt độ và khói trước khi mở cửa hoặc tiến sâu vào công trình, đồng thời bảo đảm luôn có đường rút lui an toàn. Việc nhận thức đầy đủ và đúng đắn về hiệu ứng ống khói sẽ giúp lực lượng chữa cháy chủ động hơn trong đánh giá tình huống, lựa chọn chiến thuật phù hợp, góp phần hạn chế tối đa rủi ro cho con người và giảm thiểu thiệt hại về tài sản trong các đám cháy công trình có kết cấu phức tạp.

Trung tâm Huấn luyện và ứng phó về PCCC và CNCH, Bộ Công an