某住宅地下車庫暖通設(shè)計(jì)

梁村民 高再萍

(1.中國建筑西南設(shè)計(jì)研究院有限公司，四川 成都 610041； 2.保利(成都)實(shí)業(yè)有限公司，四川 成都 610041)

某住宅地下車庫暖通設(shè)計(jì)

梁村民1高再萍2

(1.中國建筑西南設(shè)計(jì)研究院有限公司，四川 成都 610041； 2.保利(成都)實(shí)業(yè)有限公司，四川 成都 610041)

介紹了某住宅小區(qū)地下室車庫通風(fēng)與排煙的設(shè)計(jì)方法和特點(diǎn)，說明了地下車庫暖通設(shè)計(jì)中需注意的幾個問題，重點(diǎn)闡述了地下車庫通風(fēng)的三種計(jì)算方法，提出了符合該住宅小區(qū)的最優(yōu)暖通設(shè)計(jì)方案。

車庫，通風(fēng)量，排煙系統(tǒng)，換氣次數(shù)法

0 引言

隨著我國經(jīng)濟(jì)的快速發(fā)展和人民生活水平的不斷提高，越來越多的私家車進(jìn)入了千家萬戶，據(jù)不完全統(tǒng)計(jì)，截止到2015年年底,我國平均每百戶有31輛私家車，如此龐大的私家車擁有量必然帶來停車的問題，為了解決這樣的問題，滿足人們停車的需求，現(xiàn)在越來越多的建筑都在修建地下停車庫，與此配套的通風(fēng)、排煙等問題也越來越引起人們的重視。

本文針對某住宅小區(qū)，對地下室車庫的通風(fēng)系統(tǒng)的幾種計(jì)算方法進(jìn)行了介紹，比較出最適合本工程的計(jì)算方法，根據(jù)計(jì)算結(jié)果與車庫排煙量進(jìn)行對比，選擇合適的通風(fēng)兼排煙的運(yùn)行方式。

1 工程概況

本工程位于四川某地，地上為高層住宅和商業(yè)街，地下1層為汽車庫和設(shè)備用房，地下室建筑面積51 000 m2，共13個防火分區(qū)，停車共計(jì)1 414輛，均為單層停放。由于防排煙系統(tǒng)均按照防火分區(qū)設(shè)置，因此本工程防排煙系統(tǒng)選擇一個典型的防火分區(qū)進(jìn)行分析，選取的防火分區(qū)面積為3 917 m2，該防火分區(qū)停車數(shù)量為131輛。該車庫的設(shè)計(jì)特點(diǎn)如下：1)出地面的風(fēng)井均靠著出地面的山墻設(shè)置，地下室防排煙機(jī)房均設(shè)在剪力墻不能設(shè)置車位的位置，同時兼顧地下室變配電房、水泵房等設(shè)備用房的通風(fēng)；2)管線多，因?yàn)橹挥?層地下室，設(shè)備用房均設(shè)置在地下1層，車庫通風(fēng)的管道不可避免的和給排水管道、噴淋管道、電氣橋架等打架，在設(shè)計(jì)過程中和其他專業(yè)進(jìn)行配合設(shè)計(jì)，選擇最優(yōu)的管道路線。由于在汽車的運(yùn)行過程中會產(chǎn)生較多的一氧化碳及其他污染氣體等汽車尾氣,因此地下車庫必須要設(shè)置良好的通風(fēng)措施,否則將會影響庫內(nèi)人員的健康。地下室主要的有害氣體是一氧化碳,氮氧化合物,汽油蒸汽等有害氣體,而通風(fēng)設(shè)計(jì)是為了稀釋車庫中的這些有害氣體，使這些有害氣體排出室外,室外清潔的風(fēng)進(jìn)入到車庫,保持庫內(nèi)的氣體滿足國家和地方的規(guī)范、衛(wèi)生防疫中限制的衛(wèi)生標(biāo)準(zhǔn)要求；排煙設(shè)計(jì)主要是在發(fā)生火災(zāi)的時候使車庫內(nèi)的煙氣排出室外,方便汽車庫的人員和車輛的疏散,同時還能保證消防人員及時進(jìn)入滅火、控制火勢蔓延。

2 車庫通風(fēng)量的計(jì)算

對于車庫通風(fēng)量的計(jì)算，設(shè)計(jì)中常用的有三種計(jì)算方法：換氣次數(shù)法、稀釋濃度法和單車排風(fēng)量法。JGJ 100—2015車庫建筑設(shè)計(jì)規(guī)范中第7.3.4條：對于設(shè)有機(jī)械通風(fēng)系統(tǒng)的機(jī)動車庫，機(jī)械通風(fēng)量應(yīng)按容許的廢氣量計(jì)算，且排風(fēng)量不應(yīng)小于按換氣次數(shù)法或單臺機(jī)動車排風(fēng)量法計(jì)算的風(fēng)量。

2.1 換氣次數(shù)法

換氣次數(shù)法即以汽車庫容積的若干倍作為通風(fēng)量，當(dāng)采用換氣次數(shù)法計(jì)算停放單層汽車的車庫排風(fēng)量時相關(guān)參數(shù)按JGJ 100—2015車庫建筑設(shè)計(jì)規(guī)范中第7.3.4條規(guī)定選?。荷虡I(yè)類建筑6次/h；住宅類建筑4次/h；其他類建筑5次/h。當(dāng)層高小于3 m時，按照實(shí)際層高計(jì)算換氣次數(shù)；當(dāng)層高大于或者等于3 m時，按照3 m層高計(jì)算換氣體積。

2.2 稀釋濃度法

稀釋濃度法即稀釋庫內(nèi)汽車排放污染物中CO濃度不超過規(guī)范規(guī)定的允許值。規(guī)范規(guī)定對于停車庫為雙層的或者多層的(部分或者全部)，應(yīng)按稀釋濃度法對汽車庫的通風(fēng)量進(jìn)行計(jì)算；而對于全部是單層的停車庫，宜按照稀釋濃度法計(jì)算。

當(dāng)民用建筑的地下汽車庫中只停放小型車輛，采用稀釋濃度法計(jì)算排風(fēng)量時，建議采用式(1)～式(3)：

(1)

其中，L為車庫通風(fēng)量，m3/h；G為車庫內(nèi)產(chǎn)生的CO量，mg/h；y1為規(guī)范規(guī)定車庫內(nèi)CO的最大允許濃度，一般取值為30 mg/m3；y0為自然界大氣中CO的平均取值濃度，由于各地經(jīng)濟(jì)發(fā)展,地理位置的不同,所以各地的取值也是不同的，典型城市的取值一般為2 mg/m3～3 mg/m3。

地下室汽車庫內(nèi)排放的CO量的多少與很多因素都有關(guān)系。一般情況下公共建筑以及住宅建筑的地下汽車庫大多數(shù)按停放轎車進(jìn)行的設(shè)計(jì)。但各轎車的品牌,大小,啟動時間等都是不一樣的,因此每輛車的排氣量也不一樣，為了簡化計(jì)算可采用一個平均值。

車庫內(nèi)CO的總排風(fēng)量計(jì)算公式如下：

G=My

(2)

其中，M為排出CO氣體的總量，m3/h；y為簡化計(jì)算中,典型汽車排放氣體的平均濃度，為了簡化計(jì)算通常情況下取定值:55 000 mg/m3。

M=(T1/T0)·m·t·k·n

(3)

其中，n為車庫內(nèi)的設(shè)計(jì)總車位數(shù)；k為1 h內(nèi)出入車數(shù)與設(shè)計(jì)車位數(shù)之比，也稱車位利用系數(shù)，此值與車庫所服務(wù)的建筑業(yè)態(tài)密切相關(guān)，一般取0.5～1.2；t為車庫內(nèi)汽車從啟動到離開車庫的運(yùn)行時間，一般取2 min～6 min；m為1臺汽車單位時間產(chǎn)生的排氣量，一般情況下取1.2 m3/(h·臺)～1.5 m3/(h·臺)；T1為車庫內(nèi)汽車的排氣溫度，一般情況下排氣溫度取500 ℃,標(biāo)準(zhǔn)溫度為500+273=773 K；T0為車庫內(nèi)的室內(nèi)溫度，一般情況下市內(nèi)溫度取20 ℃,標(biāo)準(zhǔn)溫度為20+273=293 K。

這些參數(shù)需根據(jù)工程情況具體選取，一般來說，取m=1.2 m3/(h·臺)，t=6 min 均可滿足設(shè)計(jì)要求。需要說明的是，k值選取時需要根據(jù)建筑類型選取，對于寫字樓、辦公樓、住宅等時間段相對固定,進(jìn)出車輛不頻繁的地方取較低值，而對于商場,汽車站等人流量比較大,汽車出入頻繁的場所取較高值，本項(xiàng)目為純住宅小區(qū),車位利用系數(shù)k=0.5。

2.3 單臺機(jī)動車排風(fēng)量法

當(dāng)采用單臺機(jī)動車排風(fēng)量法計(jì)算停放單層汽車的車庫排風(fēng)量時相關(guān)參數(shù)按JGJ 100—2015車庫建筑設(shè)計(jì)規(guī)范中第7.3.4條規(guī)定選?。荷虡I(yè)類建筑500 m3/h；住宅類建筑300 m3/h；其他類建筑400 m3/h。

表1 一個防火分區(qū)內(nèi)三種方法通風(fēng)量計(jì)算結(jié)果表

通過表1的分析，三種不同的計(jì)算方法計(jì)算出來的風(fēng)量顯示，換氣次數(shù)法計(jì)算出來的排風(fēng)量大于稀釋濃度法和單臺機(jī)動車排風(fēng)量法，因此對于本項(xiàng)目通風(fēng)量的計(jì)算采用換氣次數(shù)法。

3 排煙量的計(jì)算

按GB 50067—2014汽車庫、修車庫、停車場設(shè)計(jì)防火規(guī)范中的規(guī)定：汽車庫、修車庫內(nèi)每個防煙分區(qū)的排煙量不應(yīng)小于表8.2.5的規(guī)定。該車庫的凈高為4 m，因此根據(jù)表8.2.5的規(guī)定，取排煙量為31 500 m3/h，考慮排煙量10%的漏風(fēng)系數(shù)，因此該防煙分區(qū)內(nèi)的排煙量不小于34 650 m3/h。

4 通風(fēng)、排煙系統(tǒng)的設(shè)置

規(guī)范規(guī)定地下車庫的排風(fēng)機(jī)宜選用離心風(fēng)機(jī),宜為變速風(fēng)機(jī),以利于節(jié)能,又可兼作排煙風(fēng)機(jī)。根據(jù)以上計(jì)算的排風(fēng)量和排煙量的結(jié)果對比，可以通過調(diào)整風(fēng)機(jī)的轉(zhuǎn)速來達(dá)到既滿足平時排風(fēng)又滿足火災(zāi)時排煙量的要求。因此本工程風(fēng)機(jī)采用雙速低噪聲消防排煙風(fēng)機(jī)。該系統(tǒng)的布置方式為:排風(fēng)管道的支干管均與排煙系統(tǒng)合用,設(shè)于車庫上部的排風(fēng)口兼作排煙口,平時根據(jù)庫內(nèi)CO的濃度啟停低速運(yùn)行,火災(zāi)時自動切換到高速排煙狀態(tài)?；馂?zāi)時必須能在280 ℃的環(huán)境條件下連續(xù)工作不少于30 min。

筆者根據(jù)以往的工程經(jīng)驗(yàn)，并查閱相關(guān)的資料，地下車庫排風(fēng)方式采用下排2/3上排1/3和全部上排相比較，是不經(jīng)濟(jì)也不

合理的，因此本工程的排風(fēng)方式全部采用上排。排風(fēng)和排煙系統(tǒng)合用管道，風(fēng)口布置考慮均勻布置，同時要滿足排煙口距該防煙分區(qū)內(nèi)的最遠(yuǎn)點(diǎn)的水平距離不應(yīng)大于30 m的排煙要求。在排煙風(fēng)機(jī)的入口處設(shè)置當(dāng)煙氣溫度超過280 ℃時能自行關(guān)閉的排煙防火閥。

這種方案系統(tǒng)簡單,控制方式不易出錯,并且自控點(diǎn)比較少,自控系統(tǒng)投資低。排煙管和排風(fēng)管合用,管道單一簡單，特別適用于層高有限的地下室，因此在工程設(shè)計(jì)過程中，此方法比較常用。

根據(jù)規(guī)范GB 50067—2014汽車庫、修車庫、停車場設(shè)計(jì)防火規(guī)范中的規(guī)定：汽車庫內(nèi)無直接通向室外的汽車疏散口的防火分區(qū)，當(dāng)設(shè)置機(jī)械排煙系統(tǒng)時，應(yīng)設(shè)置補(bǔ)風(fēng)系統(tǒng)，且補(bǔ)風(fēng)量不宜小于排煙量的50%。本工程只有一層，除了有汽車疏散口的防火分區(qū)外，其他的防火分區(qū)均配合建筑專業(yè)在地上景觀區(qū)域設(shè)置自然送風(fēng)井，自然送風(fēng)井滿足GB 50736—2012民用建筑供暖通風(fēng)與空氣調(diào)節(jié)設(shè)計(jì)規(guī)范中的表6.6.4-1的風(fēng)速要求。根據(jù)以上的要求選擇每個防火分區(qū)內(nèi)的自然進(jìn)風(fēng)井的面積不小于10 m2。設(shè)置自然進(jìn)風(fēng)的方式，不占用車庫的機(jī)房面積，節(jié)約風(fēng)機(jī)，運(yùn)行管理方便簡單，因此在滿足設(shè)計(jì)規(guī)范要求的前提下，有條件做自然進(jìn)風(fēng)的車庫，盡量做自然進(jìn)風(fēng)。地下車庫排風(fēng)排煙系統(tǒng)見圖1。

5 結(jié)語

1)通過三種不同的計(jì)算方法計(jì)算出來的風(fēng)量顯示，換氣次數(shù)法計(jì)算出來的排風(fēng)量大于稀釋濃度法和單臺機(jī)動車排風(fēng)量法，因此對于本項(xiàng)目通風(fēng)量的計(jì)算采用換氣次數(shù)法。2)根據(jù)排風(fēng)量和排煙量的結(jié)果對比,本工程風(fēng)機(jī)采用雙速低噪聲消防排煙風(fēng)機(jī)。平時低速運(yùn)行排風(fēng),火災(zāi)時自動切換到高速排煙狀態(tài)。3)在滿足規(guī)范的前提下，本項(xiàng)目全部采用自然進(jìn)風(fēng)的方式。

[1] JCJ 100—2015，車庫建筑設(shè)計(jì)規(guī)范[S].

[2] 趙勇泉，劉學(xué)民.地下車庫排風(fēng)方式的技術(shù)經(jīng)濟(jì)比較[J].建筑熱能通風(fēng)空調(diào)，2001(1)：33-34．

[3] GB 50067—2014，汽車庫、修車庫、停車場設(shè)計(jì)防火規(guī)范[S].

[4] 楊春水，廖圣權(quán).某地下車庫暖通設(shè)計(jì)[J].建筑熱能通風(fēng)空調(diào)，2004(2)：67-69.

[5] 劉海燕，甄 誠.地下車庫排風(fēng)、排煙合用系統(tǒng)的設(shè)計(jì)應(yīng)用[J].消防技術(shù)與產(chǎn)品信息，2011(7)：2-3.

HVAC design of a residential underground garage

Liang Cunmin1Gao Zaiping2

(1.ChinaSouthwestArchitecturalDesignandResearchInstituteCo.,Ltd,Chengdu610041,China； 2.Poly(Chengdu)IndustrialLimitedCompany,Chengdu610041,China)

This paper introduces the design method and characteristics of ventilation and smoke exhaust in a residential district basement garage. This paper explains the main problems in the HVAC design of underground garage, introduces three calculation methods of underground garage ventilation, and puts forward the optimum design scheme of heating and ventilation system in accordance with the residential district.

garage, ventilation, smoke exhaust system, ventilation frequency method

1009-6825(2017)02-0123-02

2016-11-09

梁村民(1982- )，男，工程師； 高再萍(1983- )，女，工程師

TU832

A