地下車庫通風(fēng)與防排煙系統(tǒng)設(shè)計的探討

王建

【摘 要】隨著生活水平的不斷提升，汽車逐漸進入人們的日常生活，在多層、高層的居民小區(qū)內(nèi)，建設(shè)配套的地下汽車庫，一方面緩解了汽車庫的停放問題； 另一方面緩解了土地資源的緊張的局面。地下停車庫的消防安全形式嚴(yán)峻，尤其是其具有封閉性的特點，人員疏散相對地上建筑物難度大。作為地下停車庫的通風(fēng)及排煙系統(tǒng)設(shè)計，應(yīng)嚴(yán)格執(zhí)行消防規(guī)范的要求。

【關(guān)鍵詞】地下車庫；通風(fēng)；防排煙；系統(tǒng)；設(shè)計

隨著汽車數(shù)量的日益增多， 越來越多的建筑開始配備地下車庫。由于地下車庫除出口以外沒有與外界相通的孔洞，很難實現(xiàn)自然通風(fēng)。為了解決車庫內(nèi)流動的汽車排放尾氣中含有大量的鉛、一氧化碳、氮氫化合物等有害物質(zhì)的問題，必須設(shè)機械通風(fēng)系統(tǒng)；而且如果地下車庫如果發(fā)生火災(zāi)，煙氣會因地下室密閉無處排放而迅速在車庫中蔓延，故地下車庫也必須設(shè)置火災(zāi)時的排煙系統(tǒng)。

一、防排煙和通風(fēng)系統(tǒng)的選擇

（一）通風(fēng)系統(tǒng)和防排煙系統(tǒng)根據(jù)各自的設(shè)計要求和參數(shù)設(shè)置成兩個完全獨立的系統(tǒng)。

每個系統(tǒng)用個各自獨立的風(fēng)機、風(fēng)管、風(fēng)閥和風(fēng)口，排風(fēng)系統(tǒng)按上部排出1/3廢氣，下部排出2/3廢氣分配。平時開啟送風(fēng)和排風(fēng)系統(tǒng)，排煙系統(tǒng)關(guān)閉，僅對車庫進行平時通風(fēng)，火災(zāi)時排風(fēng)系統(tǒng)關(guān)閉，開啟排煙系統(tǒng)進行排煙。優(yōu)點是：

①排風(fēng)和排煙獨立，相互影響小

②防火閥使用少，控制系統(tǒng)簡單，合理。

缺點是：

①初投資高、設(shè)備多占用面積大

②車庫中包括送風(fēng)風(fēng)管，排煙風(fēng)管，平時排風(fēng)的上下兩道分管，布置較困難，而且也不便于施工。

③汽車尾氣大多是高溫氣體，浮力很大，而且由于平時車輛的來回流動的擾亂，尾氣基本上不會停留在車庫下部，實際工程中設(shè)計往往不設(shè)置下部排風(fēng)

④排煙風(fēng)機平時不運行，必須進行時常檢修和試運行，以保證著火時能正常工作。

（二）排煙和排風(fēng)風(fēng)口、風(fēng)管和風(fēng)機完全合用的系統(tǒng)這種系統(tǒng)排煙和排風(fēng)合用風(fēng)機需要采用雙速風(fēng)機，高速檔滿足著火時排煙量的設(shè)計要求，低速檔滿足平時排風(fēng)風(fēng)量要求。平時風(fēng)機低速運行排風(fēng)，著火時其他防煙分區(qū)排風(fēng)系統(tǒng)關(guān)閉，著火防煙分區(qū)排煙風(fēng)機高速運行，進行排煙。

優(yōu)點是：

①排風(fēng)均勻，排煙點到位，便于及時排煙。

②排煙、排風(fēng)合用一套系統(tǒng)，布置簡單，施工起來也更容易，初投資也低。

③排煙風(fēng)機平時處于運行狀態(tài)，出現(xiàn)問題能夠及時發(fā)現(xiàn)解決，著火時排煙更可靠。

缺點是：

①工程中往往采用雙速風(fēng)機的高速檔作為排煙，低速檔排風(fēng)，但是雙速風(fēng)機低速運行時的排風(fēng)量一般大于設(shè)計排風(fēng)量，造成平時運行的浪費，而且噪音也會比單獨設(shè)置排風(fēng)風(fēng)機大。

②平時排風(fēng)的要求采用常開風(fēng)口進行排風(fēng)，各個支管的風(fēng)量分配往往不同，僅僅依靠風(fēng)管截面積的變化很難實現(xiàn)風(fēng)量按設(shè)計要求分配，這時必須采用風(fēng)管或風(fēng)口調(diào)節(jié)閥進行調(diào)節(jié)，這樣會減小排煙時管道的截面積，增加排演系統(tǒng)阻力，影響著火時排煙效果。

（三）通風(fēng)系統(tǒng)和防排煙系統(tǒng)部分分開設(shè)置

排風(fēng)、排煙管道合用，單獨設(shè)置風(fēng)口和風(fēng)機的系統(tǒng)。這種系統(tǒng)中每個防煙分區(qū)設(shè)排煙風(fēng)口，然后在每個必要部位設(shè)置電動排風(fēng)口。這種系統(tǒng)風(fēng)量平衡可以通過安裝帶有調(diào)節(jié)閥的風(fēng)口實現(xiàn)，火災(zāi)時關(guān)閉所有排風(fēng)口，著火防煙分區(qū)排煙口根據(jù)消防控制室指令打開排煙。

優(yōu)點是：

①排煙系統(tǒng)不會受排風(fēng)系統(tǒng)風(fēng)量平衡的調(diào)節(jié)閥的影響

②平時排風(fēng)風(fēng)量也比雙速風(fēng)機低，噪音小。

缺點是：

①排風(fēng)與排煙轉(zhuǎn)換需要關(guān)閉所有的排風(fēng)口和打開著火防煙分區(qū)的排煙口，故自動風(fēng)閥數(shù)量多，控制機構(gòu)復(fù)雜。該系統(tǒng)由于控制環(huán)節(jié)多，可靠性亦較差。

②排風(fēng)系統(tǒng)由于采用帶調(diào)節(jié)閥門的風(fēng)口，初投資也未必比1.2的節(jié)約。

③同1.1排煙風(fēng)機平時不運行，必須進行時常檢修和試運行，以保證著火時能正常工作。

（四）排風(fēng)、排煙干管合用，支管分開的系統(tǒng)

這種系統(tǒng)干管上不裝風(fēng)口或只裝排煙時一次性關(guān)閉的排風(fēng)口，支管分為排風(fēng)支管和排煙支管。日常排風(fēng)和火災(zāi)時排煙靠切換相關(guān)閥門來實現(xiàn)。這種方法基本上是前兩者的中和。

2地下汽車庫通風(fēng)系統(tǒng)的模式及風(fēng)量計算方式地下汽車庫的通風(fēng)設(shè)計是十分必要的，如果通風(fēng)效果不好，汽車尾氣及油氣大量聚集，易造成較為嚴(yán)重的后果。

因此，在對地下車庫通風(fēng)系統(tǒng)設(shè)計計算，地下停車庫機械排風(fēng)，多采取室內(nèi)補風(fēng)的方式。

二、地下汽車庫通風(fēng)系統(tǒng)的模式及風(fēng)量計算方式

地下汽車庫的通風(fēng)設(shè)計是十分必要的，如果通風(fēng)效果不好，汽車尾氣及油氣大量聚集，易造成較為嚴(yán)重的后果。因此，在對地下車庫通風(fēng)系統(tǒng)設(shè)計計算，地下停車庫機械排風(fēng)，多采取室內(nèi)補風(fēng)的方式。

（一）地下汽車庫通風(fēng)系統(tǒng)模式

1、常用的通風(fēng)換氣系統(tǒng)

常見的送風(fēng)方式為分為兩種：

①送風(fēng)機—送風(fēng)管—送風(fēng)口；②排風(fēng)口—排風(fēng)管—排風(fēng)機。規(guī)范中雖然允許排煙系統(tǒng)可與排風(fēng)系統(tǒng)合用，但對其也做出了規(guī)定，應(yīng)選用排煙防火閥，以及排煙、排風(fēng)合用風(fēng)機。選用該方式應(yīng)注意一下幾點：

（1）在梁下穿過的風(fēng)道要有一定的空間保障，因此，在土建施工中為了保持足夠的凈高需要增加層高，層高的增加也影響了建筑物的層數(shù)和工程的造價。

（2）作為地下車庫風(fēng)口的設(shè)計，若風(fēng)口數(shù)量的布置較為稀疏，出風(fēng)的速度無法滿足規(guī)范要求，則會導(dǎo)致地下車庫有害氣體產(chǎn)生滯留現(xiàn)象。

（3）地下車庫的面積大，通風(fēng)系統(tǒng)的路徑較長，形成的風(fēng)道斷面較大，而地下車庫的消防噴淋管道、電纜橋架、電線管等設(shè)施較多，不可避免的產(chǎn)生交叉，造成了設(shè)計上的難點，同時影響車庫的美觀。

2、噴流誘導(dǎo)通風(fēng)系統(tǒng)

噴流誘導(dǎo)通風(fēng)系統(tǒng)作為近年來涌現(xiàn)的新型的通風(fēng)系統(tǒng)，其構(gòu)成部分包括三個部分：主送排風(fēng)機、數(shù)個噴流誘導(dǎo)通風(fēng)設(shè)備、控制系統(tǒng)。

噴流誘導(dǎo)通風(fēng)系統(tǒng)區(qū)別于其他系統(tǒng)的關(guān)鍵特點是不設(shè)置風(fēng)管系統(tǒng)，其選擇多個噴流誘導(dǎo)設(shè)備進行替代的方式，其運行原理是將若干個噴流誘導(dǎo)設(shè)備在被通風(fēng)的空間內(nèi)，利用多個設(shè)備進行送風(fēng)射流射程，實現(xiàn)室內(nèi)空氣流動的接力傳遞和卷吸誘導(dǎo)周圍空氣，使被通風(fēng)空間的空氣發(fā)生定向流動。

其優(yōu)勢是均勻分布，可將風(fēng)送至空間內(nèi)的各個位置，形成從進氣口到排氣口的定向強迫氣流，達到通風(fēng)排污的目的。

誘導(dǎo)通風(fēng)系統(tǒng)的排煙風(fēng)管可以縮短設(shè)計，但仍要滿足30m的排煙要求，可減少排煙口。

一般的方式為：①排風(fēng)口設(shè)置一臺排煙風(fēng)機（大風(fēng)量、小風(fēng)壓）大風(fēng)口在風(fēng)機房的墻面上開啟，可將誘導(dǎo)通風(fēng)系統(tǒng)的氣流傳至風(fēng)機口處，然后再經(jīng)風(fēng)機排出；

②可將一個三通設(shè)置在排煙機的接入口處，分別接上排煙管、墻面的風(fēng)機口，使風(fēng)量保持不變，風(fēng)壓降低可以滿足火災(zāi)時將煙氣迅速帶走，同時可減少和降低噪音。兩種方式都存在著一定的局限性，前者需要兩臺風(fēng)機，分別為排煙和排風(fēng)，增加了投資；后者則是風(fēng)機壓頭的設(shè)計高于平時，需要設(shè)閥門來增加阻力。

（二）排風(fēng)量的計算

我國現(xiàn)行的JGJ100-98《汽車庫建筑設(shè)計規(guī)范》第6.3.4條對地下車庫排風(fēng)量的計算方式進行了明確規(guī)定，按照規(guī)范要求，在計算時，地下汽車庫設(shè)置送風(fēng)、排風(fēng)系統(tǒng)的風(fēng)量應(yīng)獨立設(shè)置，按允許的廢氣標(biāo)準(zhǔn)量計算，且換氣次數(shù)每小時≥6次。

1、單層地下車庫

單層地下車庫，應(yīng)以6次/h計算排風(fēng)量的次數(shù)；此時，層高的限制應(yīng)考慮在內(nèi)，若層高<3m時，按實際高度計算換氣體積；當(dāng)層高>3m時，按3m高度計算換氣體積。一般民用建筑的地下停車庫可取每輛300m3/h。

2、雙層地下車庫

地下車庫全部或部分為雙層功能時，排風(fēng)量的計算應(yīng)按每輛車所需排風(fēng)量計算。此外，還有一種情況是按照汽車的出入頻率因素計算（如商業(yè)用地下停車庫），由于來往的車輛頻繁規(guī)律，可取每輛400～500m3/h。

（三）送風(fēng)量的設(shè)定

送風(fēng)量的設(shè)定應(yīng)考慮地下車庫殘存大量的汽車尾氣和廢氣，要求車庫內(nèi)必須保持負(fù)壓，應(yīng)滿足送風(fēng)量應(yīng)小于排風(fēng)量的設(shè)計原則。送風(fēng)的空氣阻力小于50Pa時，采用自然送風(fēng)方式；空氣阻力大于50Pa時采用機械送風(fēng)方式。

根據(jù)計算的機械送風(fēng)量5次/h，不小于機械排煙量的50%且一般不宜大于排煙量的80%。

（四）地下汽車庫通風(fēng)方式

地下車庫的通風(fēng)主要影響因素為汽車排放有害氣體的擴散，車庫內(nèi)高溫射流（尾氣），并非靜止不動的，不會只停留在車庫下部。根據(jù)這一特點，在設(shè)計中車庫可采取由上方排風(fēng)的方式，將所有風(fēng)口均設(shè)置在上部，在支管上裝設(shè)能自行關(guān)閉的排煙防火閥，當(dāng)溫度超過280℃時，防火閥自動啟動，實現(xiàn)排煙風(fēng)管系統(tǒng)與排風(fēng)風(fēng)管系統(tǒng)在日常情況下的合用。

（五）排風(fēng)量與排煙量統(tǒng)一的探討

根據(jù)火災(zāi)的特征來看，地下車庫的煙氣彌漫需要及時置換出去。在整個封閉空間，按照其容積的若干倍確定排煙量經(jīng)推敲是合理的，若干煙氣的排出，相同也有等量的空氣流入。地下車庫日常送風(fēng)量確定的依據(jù)存在差別，主要原因是稀釋有害物的衛(wèi)生標(biāo)準(zhǔn)不同，在排風(fēng)量的確定過程中，應(yīng)將其與有害物質(zhì)散發(fā)量及散發(fā)濃度納入計算因素。例如：在兩個平面布置相同且容納有害氣體濃度相同的地下車庫內(nèi)，兩車庫層高有所差別，計算過程中，按照有害稀釋的濃度排風(fēng)量是相同的，但按照換氣的次數(shù)計算，排風(fēng)量則不同。

從例子中可以看出，換氣次數(shù)計算的方式存在著一定的局限，參考換氣次數(shù)估算，一般設(shè)計中的排風(fēng)量不小于6次/h，送風(fēng)量不小于5次/h。設(shè)計者多采取計算換氣次數(shù)的方式，按照不小于6次/h的數(shù)量確定車庫的日常排風(fēng)量，這一點和規(guī)范中：“排煙量應(yīng)按換氣次數(shù)不小于6次/h計算”的規(guī)定相符合，并且符合人員流動和火災(zāi)救援的需要。

三、地下汽車庫風(fēng)機及防火閥設(shè)置

按地下車庫風(fēng)量及風(fēng)壓來選擇風(fēng)機型號規(guī)范中進行了明確規(guī)定。在排風(fēng)量與排煙量相近或者相同的情況下，排風(fēng)和火災(zāi)排煙均使用同一臺高溫軸流風(fēng)機（壓頭按管路阻力），要求在風(fēng)機出口或者風(fēng)機房出口處設(shè)置280℃防火閥。

280℃為界定值，風(fēng)機入口或者風(fēng)機房入口防火閥關(guān)閉的聯(lián)動能夠以此有效實現(xiàn)。排風(fēng)量與排煙量存在較大的差異時，應(yīng)選擇一臺雙速高溫軸流風(fēng)機，發(fā)生火災(zāi)時可高速運行，平時低速運行。在風(fēng)機出口或者風(fēng)機房出口處設(shè)置280℃防火閥，通過風(fēng)機出口或者風(fēng)機房出口280℃防火閥關(guān)閉聯(lián)動風(fēng)機停止運行（煙溫達到280℃時）雙速風(fēng)機的風(fēng)量及風(fēng)壓均需要滿足排風(fēng)及排煙系統(tǒng)時的要求。

四、排煙口與排風(fēng)口一致的探討

地下車庫由于煙氣密度小，排煙口設(shè)置位置多在車庫上方，通常的做法是采取排風(fēng)口在車庫的上部和下部都設(shè)置的方式，宜從上部排出風(fēng)量的1/3，而下部排出2/3。但在實際中，很難實現(xiàn)。汽車有害氣體均從尾氣散發(fā)，而尾氣的排放溫度最高可達500℃，高溫作用下造成氣流的浮力，無法按照預(yù)想滯留在車庫的下部；再者，適用于轎車的地下車庫，由于凈高多在2.8m左右的限制，上下均設(shè)置風(fēng)口，不利于實際施工的同時，也無法滿足在空間的下部設(shè)置風(fēng)口。根據(jù)實際的研究，全部的風(fēng)口應(yīng)設(shè)置在上部，這樣也可以滿足排煙的要求，無需進行排風(fēng)和排煙的切換，使得結(jié)構(gòu)簡單，工作具有穩(wěn)定性。

結(jié)語

在實際工程中，地下車庫的設(shè)計應(yīng)在充分理解和遵守規(guī)范和手冊的規(guī)定基礎(chǔ)上，結(jié)合自己的經(jīng)驗積累，工程實際情況，力求做到合情合理、經(jīng)濟實用。

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