某高層地下車庫(kù)排風(fēng)及防排煙設(shè)計(jì)復(fù)核

李琮君

摘 要：針對(duì)某高層地下車庫(kù)排風(fēng)及防排煙設(shè)計(jì)，介紹了該地下車庫(kù)基本情況，滿足規(guī)范和實(shí)際使用要求，兼顧了日常排風(fēng)和火災(zāi)排煙要求，對(duì)設(shè)計(jì)風(fēng)量、風(fēng)壓指標(biāo)從不同方面進(jìn)行了復(fù)核，提出了本次設(shè)計(jì)的一些問(wèn)題并做了一些個(gè)人解答。

關(guān)鍵詞：地下車庫(kù) 排風(fēng) 排煙 設(shè)計(jì) 復(fù)核

中圖分類號(hào)：TU926 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：1674-098X（2017）11（c）-0045-04

某小區(qū)高層地下車庫(kù)建筑結(jié)構(gòu)為鋼筋混凝土框架結(jié)構(gòu)，工程設(shè)計(jì)時(shí)間為2010年，設(shè)計(jì)合理使用年限為50年，建筑耐火等級(jí)為一級(jí)。建設(shè)地點(diǎn)在昆明北市區(qū)，屬于城市郊區(qū)，周邊大部為收儲(chǔ)一級(jí)開(kāi)發(fā)土地。車庫(kù)地下為兩層建筑，除少量設(shè)備用房外全為地下停車，總建筑面積21571m2，層高3.6m，設(shè)計(jì)停車位687個(gè)。

1 工程概況

本工程于2013年底配合土建開(kāi)始施工，2016年初施工、調(diào)試完畢，同年通過(guò)消防專項(xiàng)驗(yàn)收投入使用。

根據(jù)地下車庫(kù)的防火分區(qū)按照《汽車庫(kù)、修車庫(kù)、停車場(chǎng)設(shè)計(jì)防火規(guī)范》在設(shè)置火災(zāi)自動(dòng)報(bào)警滅火系統(tǒng)后防火分區(qū)可增大一倍，即地下車庫(kù)的防火分區(qū)最大可做到4000m2。面積超過(guò)2000m2的地下車庫(kù)應(yīng)設(shè)置機(jī)械排煙系統(tǒng)，機(jī)械排煙系統(tǒng)可以與人防、衛(wèi)生等排氣、排風(fēng)系統(tǒng)合用，本設(shè)計(jì)地下汽車庫(kù)最大防火分區(qū)為3990m2，按防煙分區(qū)，設(shè)置機(jī)械排風(fēng)兼排煙系統(tǒng)，排風(fēng)排煙量按換氣次數(shù)不小于6次/h設(shè)計(jì)，機(jī)械補(bǔ)風(fēng)機(jī)利用汽車坡道自然補(bǔ)給，排風(fēng)兼排煙風(fēng)機(jī)，排煙防火閥均與消防控制中心聯(lián)動(dòng)控制。

工程選用消防排風(fēng)兩用低噪聲風(fēng)機(jī)箱，型號(hào)：XPL-1-22A、風(fēng)量L=21490m3/h、風(fēng)壓P=517Pa、噪聲≤68dB（A）、總效率>52%，總共設(shè)置36臺(tái)，分布為每個(gè)防火分區(qū)4臺(tái)排風(fēng)，2臺(tái)送風(fēng)。每個(gè)防火分區(qū)設(shè)計(jì)排風(fēng)量為85960m3/h，設(shè)計(jì)補(bǔ)風(fēng)量為42980m3/h。

按《汽車庫(kù)、修車庫(kù)、停車場(chǎng)設(shè)計(jì)防火規(guī)范》的規(guī)定，排煙量=10798×3.6×6=233236.8m3/h，單臺(tái)風(fēng)機(jī)排煙量=233236.8/12=19436.4m3/h<風(fēng)機(jī)風(fēng)量21490m3/h，設(shè)計(jì)選型風(fēng)機(jī)滿足要求。

2 排風(fēng)、排煙系統(tǒng)復(fù)核

由設(shè)計(jì)可知道本設(shè)計(jì)中排風(fēng)量是根據(jù)排煙量確定的，那這種取值是否合適，我們將通過(guò)下面排風(fēng)量的計(jì)算進(jìn)行驗(yàn)證。

2.1 根據(jù)清除地下停車場(chǎng)有害物風(fēng)量復(fù)核

由文獻(xiàn)[5]可知，地下停車場(chǎng)內(nèi)汽車排放的有害物主要是一氧化碳（CO）、碳?xì)浠衔铮℉C）、氮氧化物（NOX）等有害物，它們主要來(lái)源于燃油氣和汽車尾氣。燃油氣主要為碳?xì)浠衔铮℉C），汽車尾氣的主要有害物為CO、HC、NOX等。車庫(kù)內(nèi)有害物危害主要表現(xiàn)為：（1）碳不完全燃燒產(chǎn)生的CO是最易中毒且中毒情況最多的一種氣體，它會(huì)阻礙了血色素輸送氧氣的能力，導(dǎo)致人嚴(yán)重缺氧，發(fā)生中毒現(xiàn)象。（2）氮氧化合物（NOX）會(huì)對(duì)粘膜、吸收道、神經(jīng)系統(tǒng)、造血系統(tǒng)造成損害。（3）汽油蒸汽中的芳香類的碳?xì)浠衔颒C，它會(huì)引起人的特殊的刺激（如麻醉）。當(dāng)中毒嚴(yán)重時(shí)，將會(huì)導(dǎo)致人喪失知覺(jué)，并引起痙攣。（4）當(dāng)空氣中汽油蒸氣含量達(dá)到2.5%～4.8%或一氧化碳的含量達(dá)到15%～75%時(shí)，極易發(fā)生爆炸。

怠速狀態(tài)下，CO、HC、NOX3種有害物散發(fā)量的比例大約為7∶1.5∶0.2。由此可見(jiàn)稀釋CO是主要目的。根據(jù)TT36-79《工業(yè)企業(yè)設(shè)計(jì)衛(wèi)生標(biāo)準(zhǔn)》，只要提供充足的新鮮的空氣，將空氣中的CO濃度稀釋到《標(biāo)準(zhǔn)》規(guī)定的范圍以下，HC、NOX濃度均能滿足《標(biāo)準(zhǔn)》的要求。所以我們以 稀釋CO濃度來(lái)進(jìn)行計(jì)算。

2.1.1 車庫(kù)面積

地下一層面積：10418m2。

第一防火分區(qū)3540m2；第二防火分區(qū)3610m2；第三防火分區(qū)3268m2；

地下二層面積：10798m2。

第一防火分區(qū)3540m2；第二防火分區(qū)3990m2；第三防火分區(qū)3268m2。

2.1.2 送風(fēng)量和排風(fēng)量的確定

地下車庫(kù)按全面排風(fēng)設(shè)計(jì)考慮，所需排風(fēng)量可根據(jù)公式計(jì)算。全面排風(fēng)所需排風(fēng)量為：

L=Q/C-CO（m3/h）

式中：L為車庫(kù)單位地面面積排風(fēng)量（m3/h）；Q為單位地面面積汽車CO排放量（mg/h·m2）；C-在下停車場(chǎng)內(nèi)CO允許濃度，C=100mg/m3（采用此間人員工作時(shí)間30min內(nèi)記）；CO為室外大氣中CO含量，CO=3.0mg/m3。

（1）地下停車場(chǎng)內(nèi)汽車尾氣排放量。

表1列出了常見(jiàn)車輛在怠速狀態(tài)下，每臺(tái)車單位時(shí)間排放量和濃度。

地下停車場(chǎng)停放的汽車尾氣總排放量不僅與車型、停車車位數(shù)、車位利用系數(shù)、單位時(shí)間排量和汽車發(fā)動(dòng)機(jī)在車庫(kù)內(nèi)工作時(shí)間有關(guān)，而且與排氣溫度有關(guān)。表1中數(shù)據(jù)是在排氣溫度為國(guó)產(chǎn)車T1=823K，進(jìn)口車T1=773K條件下的數(shù)據(jù)，而檢測(cè)汽車排放有害氣體濃度時(shí)尾部氣溫為常溫20℃左右。為此進(jìn)行了溫度修正。其計(jì)算公式為：

Qi=T2WSBiDit/1000T1（m3/h）

式中：Qi為停車場(chǎng)內(nèi)i類汽車的排氣總量，通常按表1中的4類選?。▏?guó)產(chǎn)小轎車和面包車，進(jìn)口小轎車和面包車），（m3/h）；S為車庫(kù)的停車車位利用系數(shù)，即單位時(shí)間內(nèi)停車輛數(shù)與停車車位數(shù)的比值，其值由建設(shè)單位與設(shè)計(jì)人員共同確定，一般取0.5～1.5。W為地一停車場(chǎng)的停車總車位數(shù)，臺(tái)。Bi為i類汽車單位時(shí)間的排氣量，每臺(tái)L/min，可由表1查??；Di為i類占停車量總數(shù)的百分比；t為每輛車在地下停車場(chǎng)內(nèi)發(fā)動(dòng)工作時(shí)間，一般取平均值t=6min；T1為汽車的排氣溫度（K）；T2為地下停車場(chǎng)內(nèi)空氣溫度，一般取T2=293K。

（2）地下停車場(chǎng)內(nèi)的CO排放量可用下式計(jì)算。

G=ΣQiCi（m3/h）endprint

式中：G為地下停車場(chǎng)CO的產(chǎn)生量，mg/h；Gi為i類汽車排放CO平均濃度，mg/m3，由表1查取。Ci為地下停車場(chǎng)地面上大氣中CO濃度，本工程中可取3mg/m3。

（3）送風(fēng)量的計(jì)算。

為了防止地下停車場(chǎng)有害氣體的溢出，要求停車場(chǎng)內(nèi)保持一定的負(fù)壓。由此，地下停車場(chǎng)的送風(fēng)量要小于排風(fēng)量。根據(jù)經(jīng)驗(yàn)，一般送風(fēng)量取排風(fēng)量的50%。另外的補(bǔ)風(fēng)由門窗縫隙和車道等處滲入補(bǔ)充。

根據(jù)排氣量計(jì)算公式，按地下停車場(chǎng)停車位，計(jì)算出每個(gè)車位的排氣量。由此只要知道地下停車場(chǎng)的停車車位數(shù)、車種類，再確定一個(gè)S，依據(jù)公式可方便而簡(jiǎn)單地計(jì)算出地下停車場(chǎng)的排風(fēng)量，如表2所示。注：計(jì)算條件C-CO=100-3=97mg/m3。

本工程設(shè)計(jì)停車位總共687個(gè)，其中地下一層343個(gè)車位，地下二層344個(gè)車位。

負(fù)一層排風(fēng)量和送風(fēng)量計(jì)算如下。

假設(shè)國(guó)產(chǎn)小轎車為總車位的30%，國(guó)產(chǎn)面包車為5%，進(jìn)口小轎車為55%，進(jìn)口面包車為10%。因本小區(qū)管理不允許出現(xiàn)停車數(shù)大于車位的情況，故取S最大=1.00。

國(guó)產(chǎn)小轎車排風(fēng)量：

L1=743.74×343×30%=76530.84m3/h。

國(guó)產(chǎn)面包車排風(fēng)量：

L2=666.15×343×5%=11424.47m3/h。

進(jìn)口小轎排風(fēng)量：

L3=448.21×343×55%=84554.81m3/h。

進(jìn)口面包車排風(fēng)量：

L4=534.57×343×10%=18335.57m3/h。

則總的排風(fēng)量：

L=L1+L2+L3+L4=190845.87m3/h

送風(fēng)量取排風(fēng)量的50%，所以送風(fēng)量

L′=190845.87×50%=95422.93m3/h

使用12臺(tái)排風(fēng)機(jī)和6臺(tái)送風(fēng)機(jī)，單臺(tái)風(fēng)機(jī)送、排風(fēng)量=190845.87/12=15903.82m3/h<21490m3/h，設(shè)計(jì)選型風(fēng)機(jī)滿足要求。

負(fù)二層排風(fēng)量和送風(fēng)量計(jì)算：同上計(jì)算。

總的排風(fēng)量：

L=L1+L2+L3+L4=191505.18m3/h

送風(fēng)量取排風(fēng)量的50%，所以送風(fēng)量L′=191505.18×50%=95752.59 m3/h，單臺(tái)風(fēng)機(jī)送、排風(fēng)量=191505.18/12 =15958.77m3/h<21490m3/h，設(shè)計(jì)選型風(fēng)機(jī)滿足要求。

2.2 從排風(fēng)風(fēng)管阻力考慮，通過(guò)水力計(jì)算來(lái)驗(yàn)證。

2.2.1 負(fù)一層最不利環(huán)路

最不利環(huán)路為1-2-3-4-5-6，如圖1所示。

2.2.2 據(jù)各管段的風(fēng)量及選定的流速，確定最不利環(huán)路各管段的斷面尺寸及沿程阻力和局部阻力

（1）沿程阻力計(jì)算。

由風(fēng)管選用尺寸，求得實(shí)際流速和當(dāng)量直徑。根據(jù)實(shí)際流速為，查《紡織工廠排風(fēng)與除塵》P40圖3-5得沿程阻力系數(shù)Rm1-2，沿程阻力ΔPm1-2=Rm1-2×S。

（2）局部阻力計(jì)算。

1-2送風(fēng)百葉、調(diào)節(jié)閥、彎頭、漸擴(kuò)管、合流三通；

2-3、3-4漸擴(kuò)管、合流三通；

4-5帶導(dǎo)流片矩形彎頭、合流三通；

5-6風(fēng)機(jī)段消聲器（經(jīng)驗(yàn)估算取75Pa阻力）、防火調(diào)節(jié)閥、消聲靜壓箱；

由文獻(xiàn)[4]查表可求出個(gè)局部阻力數(shù)值。

2.3 計(jì)算結(jié)果

系統(tǒng)總阻力計(jì)算及風(fēng)機(jī)選型表如表1所示。

動(dòng)壓=V2/2×P（Pa）

局阻=×V2/2×P（Pa）

風(fēng)機(jī)出口段水泥排風(fēng)井、防雨百葉風(fēng)井（經(jīng)驗(yàn)估算取40Pa阻力）。

實(shí)際運(yùn)行時(shí)，可以利用調(diào)節(jié)閥改善其不平衡性，使風(fēng)口出流量更加均勻。

2.4 系統(tǒng)總阻力計(jì)算及風(fēng)機(jī)選型

系統(tǒng)總阻力為最不利環(huán)路1-2-3-4-5-6阻力之和為382.48Pa。

風(fēng)機(jī)風(fēng)量：

Lf=1.15L=1.15×3234.68×5=18599.41m3/h <21490m3/h

風(fēng)機(jī)風(fēng)壓：

Pf=1.15×P=1.15×382.48=439.85Pa<517Pa

由上可知，設(shè)計(jì)選型風(fēng)機(jī)滿足要求。同理我們可以求出其余風(fēng)機(jī)管路最不利管路的風(fēng)量、風(fēng)壓同樣滿足設(shè)計(jì)選型風(fēng)機(jī)滿足要求。

3 經(jīng)驗(yàn)總結(jié)

（1）由于所選用消防排風(fēng)兩用低噪聲風(fēng)機(jī)箱是按照排煙量選定的固定風(fēng)量風(fēng)機(jī)箱，根據(jù)上面計(jì)算，排風(fēng)時(shí)風(fēng)量和風(fēng)壓都小于排煙時(shí)。造成平時(shí)排風(fēng)運(yùn)行時(shí)，能耗大，風(fēng)口風(fēng)速高、運(yùn)行噪聲大等問(wèn)題。如果要達(dá)到即滿足排風(fēng)要求又節(jié)能降噪要求，設(shè)計(jì)時(shí)還是應(yīng)該選用雙速消防排風(fēng)兩用低噪聲風(fēng)機(jī)箱，平時(shí)排風(fēng)采用低速擋運(yùn)行，即滿足污染物稀釋要求又降低能耗和噪聲；火災(zāi)發(fā)生時(shí)采用高速擋大風(fēng)量運(yùn)行，滿足排煙、逃生要求。

（2）同理，由于本設(shè)計(jì)排風(fēng)系統(tǒng)同排煙系統(tǒng)合用，以排煙為主。排風(fēng)風(fēng)口間距離偏大，排風(fēng)風(fēng)口風(fēng)速高，風(fēng)噪大。宜采用單支管系統(tǒng) ，在原設(shè)計(jì)基礎(chǔ)上，由總管接出一根支管，該支管上均勻布設(shè)有普通排風(fēng)口，在支管靠近總管處設(shè)置防火防煙閥?；馂?zāi)時(shí)，支管上的防煙防火閥自動(dòng)關(guān)閉，總管排風(fēng)口作為排煙口使用?？偣苤唤映鲆粋€(gè)立管，則只設(shè)一個(gè)防煙防火閥就可滿足火災(zāi)時(shí)的排煙需要。采用這種方法，平時(shí)排風(fēng)運(yùn)行時(shí)，由于排風(fēng)口的增加，使得風(fēng)口覆蓋面積更均勻，有效覆蓋范圍更大。風(fēng)口風(fēng)速更低，風(fēng)噪更小。針對(duì)本設(shè)計(jì)初投資增加不多，但占用空間有增加。因?yàn)楸拒噹?kù)面積較大，有條件選用這種方案布置，其在合理性和經(jīng)濟(jì)性方面都更好。

（3）本設(shè)計(jì)大部分風(fēng)管走向是沿車道布置，由于風(fēng)管高度大，使得車道凈高只有2.2m。雖然滿足家庭日常用車高度要求，但在這樣的車道上行駛，對(duì)駕駛?cè)藛T視覺(jué)產(chǎn)生較大沖擊，誤判高度距離不夠，容易引起誤判和駕駛疲勞感。如果把風(fēng)管走向改到車位上方，駕駛?cè)藛T視覺(jué)受自身和其他車體阻擋，不易觀察到風(fēng)管，視覺(jué)上沖擊較小。

綜上所述，本次高層地下車庫(kù)排風(fēng)及防排煙設(shè)計(jì)，滿足規(guī)范和實(shí)際使用要求，兼顧了日常排風(fēng)和火災(zāi)排煙需求。其中設(shè)計(jì)的一些不足也提醒我們?cè)诮窈蠊こ虒?shí)踐中多加注意。

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