地下車庫常用兩種通風(fēng)排煙系統(tǒng)對比

王 亮

(中船第九設(shè)計研究院工程有限公司，上海 200063)

0 引言

隨著人民的生活水平的不斷提高和我國國民經(jīng)濟的快速發(fā)展，城市的汽車的數(shù)量正在迅速增長，對停車用地的使用要求和設(shè)計規(guī)范標準也日益提高，在建筑設(shè)計中，地下車庫項目也越來越多。對于相關(guān)的設(shè)計人員來說，地下車庫通風(fēng)排煙的問題通常是這類項目的設(shè)計難點。目前，地下車庫項目的特點主要是密閉性高和建筑面積普遍較大，在施工要求與消防設(shè)計越來越嚴格的情況下，如何能減小汽車尾氣中的有害氣體的濃度，并減少車庫設(shè)備運行和建造成本費用，同時還要滿足設(shè)計規(guī)定的消防排煙要求，也是目前在設(shè)計工作中所面臨的一個設(shè)計難點。傳統(tǒng)的風(fēng)管式通風(fēng)排煙系統(tǒng)和新型的誘導(dǎo)通風(fēng)排煙系統(tǒng)是現(xiàn)今車庫通風(fēng)排煙設(shè)計中應(yīng)用最廣泛的兩種設(shè)計方法，以下將對這兩種設(shè)計方法進行說明和詳細的對比，為今后暖通設(shè)計人員能夠根據(jù)項目的實際情況采用最優(yōu)的方法提供參考。

1 傳統(tǒng)通風(fēng)排煙系統(tǒng)的設(shè)計

地下車庫平時的通風(fēng)系統(tǒng)是為了保證車庫里面的人員健康安全，降低地下車庫內(nèi)的有害氣體的濃度而設(shè)置的。建筑面積比較小的地下車庫采用自然通風(fēng)的方式就可以達到使用的要求。但是大型的地下車庫采用自然通風(fēng)難以滿足需求，只能采用機械通風(fēng)的方式才能達到設(shè)計要求。在地下室車庫通風(fēng)與排煙系統(tǒng)中，通常采用的設(shè)計方案是將送風(fēng)系統(tǒng)兼作為排煙時的補風(fēng)系統(tǒng)，排風(fēng)系統(tǒng)與排煙系統(tǒng)合用。實際設(shè)計中，排煙和排風(fēng)系統(tǒng)通常采用的是雙速風(fēng)機，利用風(fēng)機高速運行時的風(fēng)量、余壓與低速運行時的風(fēng)量、余壓的差異，可以調(diào)節(jié)排風(fēng)量及排煙量的大小。在對風(fēng)管系統(tǒng)進行設(shè)計時，以低速風(fēng)量計算排風(fēng)系統(tǒng)風(fēng)管，以高速風(fēng)量計算排煙系統(tǒng)，最終風(fēng)管系統(tǒng)尺寸以兩者較大值來確定，使之同時滿足排煙與排風(fēng)的設(shè)計要求［1］。

2 誘導(dǎo)通風(fēng)排煙系統(tǒng)設(shè)計

誘導(dǎo)通風(fēng)系統(tǒng)技術(shù)起源于歐洲，發(fā)展于日本。誘導(dǎo)通風(fēng)以動量守恒原理為基礎(chǔ)。誘導(dǎo)通風(fēng)系統(tǒng)采用超薄型送風(fēng)機和高紊流系數(shù)噴嘴為一體的模式，從噴嘴噴射出高速氣流，從而誘導(dǎo)周圍靜止空氣，使其在滿足一定風(fēng)速要求的同時，可以具有一定有效射程和覆蓋寬度。目的是為了誘導(dǎo)新鮮空氣無風(fēng)管的條件下，按照一定的流場組織進入室內(nèi)，并將室內(nèi)的污染氣體送到室外［2］。根據(jù)這個原理，我們在工程實際設(shè)計中通常采用誘導(dǎo)風(fēng)機引導(dǎo)地下車庫內(nèi)的氣流，采用此方案的優(yōu)點是可以減少排風(fēng)口的數(shù)量，只需要在機房的墻上設(shè)一個雙層百葉風(fēng)口，就能夠達到較高的換氣效率。同時，送風(fēng)口也只需設(shè)一個雙層百葉風(fēng)口，車庫內(nèi)的排煙管可以按規(guī)定的排煙量及排煙風(fēng)速(＜20 m/s)來設(shè)計，風(fēng)口的位置也只要滿足與最遠點的距離不大于30 m即可［3］。

圖1 地下車庫傳統(tǒng)通風(fēng)平面圖

圖2 地下車庫智能型誘導(dǎo)通風(fēng)平面圖

3 經(jīng)濟性對比

現(xiàn)將傳統(tǒng)通風(fēng)排煙系統(tǒng)與誘導(dǎo)通風(fēng)排煙系統(tǒng)的一次性投資及運行費用進行對比分析。這里不討論由于采用智能誘導(dǎo)通風(fēng)排煙系統(tǒng)的方案所降低的建筑層高節(jié)約造價成本部分。通過上述傳統(tǒng)通風(fēng)排煙系統(tǒng)及誘導(dǎo)通風(fēng)排煙系統(tǒng)的原理可知，兩種通風(fēng)系統(tǒng)均需要送風(fēng)機(送風(fēng)兼消防補風(fēng))，排風(fēng)兼排煙雙速風(fēng)機，所以兩種方案中的風(fēng)機設(shè)備的投入成本可認為是相等的。以無錫某實驗樓地下車庫的一個防火分區(qū)為例，對兩種通風(fēng)系統(tǒng)進行經(jīng)濟性對比分析。該防火分區(qū)長67.2 m，寬58.8 m，建筑面積約為3 820 m2，梁下凈高4.2 m，平時作為小型車輛停車庫，戰(zhàn)時作為二等人員掩蔽所。該地下車庫傳統(tǒng)通風(fēng)平面圖及智能型誘導(dǎo)通風(fēng)示意平面圖分別見圖1，圖2。

該車庫兩種通風(fēng)系統(tǒng)一次性投資情況見表1。由于正常情況下只有通風(fēng)系統(tǒng)使用，所以日常運行費用分析只考慮通風(fēng)的費用，兩種通風(fēng)系統(tǒng)運行費用比較見表2。

表1 兩種通風(fēng)系統(tǒng)初投資比較 萬元

表2 兩種通風(fēng)系統(tǒng)的使用費用比較

從表1，表2的數(shù)據(jù)中可以看出，傳統(tǒng)通風(fēng)系統(tǒng)的初投資比誘導(dǎo)通風(fēng)系統(tǒng)增加8.8萬元，運行費用相比誘導(dǎo)通風(fēng)系統(tǒng)每年也要多2.57萬元，可見誘導(dǎo)通風(fēng)系統(tǒng)比傳統(tǒng)通風(fēng)系統(tǒng)節(jié)省的費用是非?？捎^的［4］。

4 使用效果對比

眾所周知，汽車在車庫內(nèi)啟停的過程中會產(chǎn)生大量的危害人體健康的氣體，例如氮氧化物、一氧化碳、鉛微粒、硫化物等，其中一氧化碳的氣體濃度最高，危害最大。而且相較地上建筑而言，地下建筑的空間密閉程度高，因此室內(nèi)的污染物不容易擴散。因此保證有害氣體的濃度控制在有關(guān)衛(wèi)生標準規(guī)定的范圍內(nèi)對于地下室車庫通風(fēng)設(shè)計尤為重要，是衡量機械通風(fēng)效果的重要內(nèi)容。

從理論設(shè)計中來說，采用傳統(tǒng)的車庫通風(fēng)方式來控制一氧化碳的濃度是可以滿足使用需求的，但現(xiàn)實情況卻不理想，車庫內(nèi)一氧化碳濃度通常都會高于國家衛(wèi)生規(guī)范標準。這是由于傳統(tǒng)通風(fēng)換氣系統(tǒng)是一種完全混合通風(fēng)方式。采用這種形式的通風(fēng)方式，通入室內(nèi)的新風(fēng)是不可能與室內(nèi)已污染的渾濁空氣充分的混合，另外排風(fēng)的污染物濃度也往往低于工作區(qū)的污染物濃度，說明有一部分送入室內(nèi)的新風(fēng)未能夠與室內(nèi)污染的渾濁空氣充分混合就已經(jīng)排出室外。通常用通風(fēng)效率來衡量新鮮空氣被利用的程度，一般為60%左右［5］。如果室內(nèi)布置送排風(fēng)管受建筑結(jié)構(gòu)影響大的話，即送回風(fēng)口布置不合理時，通風(fēng)效率還會更低。

與傳統(tǒng)的完全混合換氣系統(tǒng)的方式不同，誘導(dǎo)通風(fēng)排煙系統(tǒng)是屬于活塞式換氣系統(tǒng)的其中一種形式，各個噴嘴誘導(dǎo)的氣體可以像活塞一樣向前推進，使其通風(fēng)效率達到100%。其排除的污染物氣體的濃度比采用傳統(tǒng)的通風(fēng)系統(tǒng)高。誘導(dǎo)通風(fēng)系統(tǒng)利用高速噴口送風(fēng)，帶動周圍空氣，一方面可以減小室內(nèi)一氧化碳等有害氣體的濃度，另外一方面使得室內(nèi)空氣沿著預(yù)先設(shè)計好的路線行進，從而可以使車庫內(nèi)的氣體能充分替換。同時誘導(dǎo)風(fēng)機可調(diào)整的噴射角度可使一氧化碳隨主流的運動方向貼近地面流動而避開了人所呼吸的區(qū)域，所以即使一氧化碳濃度在最高值處，呼吸帶的一氧化碳濃度也可控制在國家衛(wèi)生標準以下［6］。

由此可見，兩種通風(fēng)換氣次數(shù)雖都為衛(wèi)生部門要求的6次/h，但由于傳統(tǒng)通風(fēng)系統(tǒng)自身存在的弊端，在濃度控制上比誘導(dǎo)通風(fēng)系統(tǒng)要差。

5 結(jié)語

從本文的結(jié)果可以看出，誘導(dǎo)通風(fēng)排煙系統(tǒng)較傳統(tǒng)車庫通風(fēng)系統(tǒng)可以節(jié)省大量運行費用及初投資成本，而且還具有更佳的通風(fēng)效果。但是，筆者作為一個從事暖通設(shè)計多年的工作人員，根據(jù)自身參與設(shè)計地下車庫通風(fēng)項目所積累的經(jīng)驗，真正在實際工程中采用誘導(dǎo)通風(fēng)排煙系統(tǒng)的案例較少，希望本文可以為從事暖通設(shè)計的工作人員提供一定的參考依據(jù)。