層高和高差對(duì)車庫(kù)排煙設(shè)計(jì)中清晰高度的影響

孫海洋

成都基準(zhǔn)方中建筑設(shè)計(jì)有限公司

隨著城市建設(shè)的不斷發(fā)展及人民生活的提高，機(jī)動(dòng)車數(shù)量的增加，地下車庫(kù)幾乎成了每個(gè)建筑的標(biāo)準(zhǔn)配套，《建筑防煙排煙系統(tǒng)技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)》GB51251-2017[1]對(duì)原有車庫(kù)規(guī)范排煙設(shè)計(jì)進(jìn)行了補(bǔ)充，排煙設(shè)計(jì)在消防設(shè)計(jì)中的地位尤為重要。如何能夠第一時(shí)間排除火災(zāi)中產(chǎn)生的大量煙氣，保證人員安全廣大設(shè)計(jì)師需要考慮。原有車庫(kù)規(guī)范排煙設(shè)計(jì)中只是考慮了排煙量以及排煙口的最遠(yuǎn)距離要求，新規(guī)范補(bǔ)充了清晰高度的概念，楊東輝[2]等對(duì)機(jī)械排煙系統(tǒng)清晰高度的影響因素做了分析，討論了煙氣溫度對(duì)清晰高度的影響，給出了除特殊層高外設(shè)置噴淋的車庫(kù)可以按照大于等于最小清晰高度設(shè)計(jì)的建議，本文也從清晰高度著手，對(duì)不同層高、不同場(chǎng)地高差的車庫(kù)在滿足單個(gè)排煙口最大排煙量情況下進(jìn)行研究，以期對(duì)以后的車庫(kù)排煙設(shè)計(jì)有一些參考作用。

1 清晰高度

1.1 清晰高度的定義

煙層下緣至室內(nèi)地面的高度。車庫(kù)形成的一般是軸對(duì)稱型煙羽流，清晰高度（Hs為設(shè)計(jì)清晰高度）如圖1 所示。

圖1 清晰高度示意圖

1.2 最小清晰高度的計(jì)算方法

走道、室內(nèi)空間凈高不大于3 m 的區(qū)域，其最小清晰高度不宜小于其凈高的1/2，其他區(qū)域的最小清晰高度應(yīng)按下式計(jì)算：

式中：Hq—最小清晰高度，m；H—對(duì)于單層空間，取排煙空間的建筑凈高度，m，對(duì)于多層空間，取最高疏散樓層的層高。

2 層高對(duì)車庫(kù)排煙設(shè)計(jì)中清晰高度的影響

根據(jù)《汽車庫(kù)、修車庫(kù)、停車場(chǎng)設(shè)計(jì)防火規(guī)范》GB50067-2014[3]中5.1.1 條平層汽車庫(kù)防火分區(qū)最大面積為4000 m2，機(jī)械汽車庫(kù)防火分區(qū)最大面積為2600 m2。根據(jù)8.2.2 條防煙分區(qū)的建筑面積不宜大于2000 m2，因此超過(guò)2000 m2就應(yīng)該劃分防煙分區(qū)。排煙風(fēng)機(jī)的選型根據(jù)表1 中取值，建筑空間凈高位于表中兩個(gè)高度之間的，按線性插值法選取每個(gè)防煙分區(qū)的排煙風(fēng)機(jī)的排煙量。

表1 汽車庫(kù)、修車庫(kù)內(nèi)每個(gè)防煙分區(qū)排煙風(fēng)機(jī)的排煙量

以下對(duì)平層車庫(kù)，機(jī)械車庫(kù)，層高不同的車庫(kù)和地坑式立體車庫(kù)進(jìn)行研究，分析不同類型的車庫(kù)在排煙設(shè)計(jì)中清晰高度的確定方法。

2.1 平層車庫(kù)排煙設(shè)計(jì)清晰高度的確定

地下汽車庫(kù)層高一般大于3 m，車輛出入口、坡道最小凈高為2.2 m，單個(gè)防煙分區(qū)面積則不宜大于2000 m2，通常防火分區(qū)面積較大的車庫(kù)需要?jiǎng)澐址罒煼謪^(qū)，為滿足通行要求，擋煙垂壁的最小設(shè)置高度為距離地面2.2 m。地下車庫(kù)結(jié)構(gòu)一般會(huì)采用梁板體系或者無(wú)梁樓蓋設(shè)計(jì)，下面以兩個(gè)不同層高的平層車庫(kù)為例進(jìn)行分析：

項(xiàng)目一西安市灞橋區(qū)某項(xiàng)目梁板體系汽車庫(kù)，建筑層高3.8 m，梁高取最大0.9 m，結(jié)構(gòu)板厚0.25 m（見圖2），單個(gè)防煙分區(qū)排煙風(fēng)機(jī)的排煙量為30825 m3/h，板下梁高為0.65 m，補(bǔ)風(fēng)管出機(jī)房位置考慮機(jī)房門的高度，清晰高度設(shè)計(jì)為2.4 m，則儲(chǔ)煙倉(cāng)高度為1.15 m，排煙口設(shè)計(jì)為上排距離頂板0.2 m，排煙口吸入口最低點(diǎn)之下煙氣層厚度db為0.95 m。根據(jù)《防排煙標(biāo)準(zhǔn)》4.6.7條有噴淋的汽車庫(kù)熱釋放率Q 為1.5 MW，由于排煙口距離頂板小于2 倍的當(dāng)量直徑需要考慮0.5 的折減系數(shù)，經(jīng)4.6.14 條公式計(jì)算得單個(gè)排煙口最大排煙量為5255 m3/h，最小排煙口的數(shù)量為6 個(gè)。

圖2 項(xiàng)目一清晰高度示意圖

項(xiàng)目二西安市未央?yún)^(qū)某項(xiàng)目無(wú)梁樓蓋汽車庫(kù)，建筑層高3.4 m，結(jié)構(gòu)板厚0.3 m（見圖3），排煙風(fēng)機(jī)的排煙量為30150 m3/h，清晰高度按照車庫(kù)最低要求設(shè)計(jì)為2.2 m，補(bǔ)風(fēng)管出機(jī)房位置需要避開機(jī)房門的上方，則儲(chǔ)煙倉(cāng)高度為0.9 m，排煙口設(shè)計(jì)為上排距離頂板0.2 m，排煙口吸入口最低點(diǎn)之下煙氣層厚度db為0.7 m。經(jīng)4.6.14 條公式計(jì)算得單個(gè)排煙口最大排煙量為2703 m3/h，最小排煙口的數(shù)量為12 個(gè)。

圖3 項(xiàng)目二清晰高度示意圖

從以上兩個(gè)項(xiàng)目來(lái)看，因?yàn)樽钚∏逦叨鹊南拗?，層高?duì)排煙口數(shù)量影響較大，層高越高對(duì)清晰高度設(shè)置越有利，層高越低排煙口數(shù)量增加較多。

車庫(kù)層高對(duì)排煙口數(shù)量有很大的影響，這里對(duì)不同凈高、不同清晰高度下（排煙口距離頂板0.2 m）需要設(shè)置最小的排煙口數(shù)量進(jìn)行計(jì)算，在設(shè)計(jì)中排煙口的數(shù)量不能小于表2 所示數(shù)量。

表2 不同凈高、不同清晰高度下最小排煙口數(shù)量

2.2 機(jī)械車庫(kù)排煙設(shè)計(jì)清晰高度的確定

機(jī)械車庫(kù)層高較高,為滿足兩層停車要求,在排煙設(shè)計(jì)中,排煙管一般都是走在車道上,以渭南市某項(xiàng)目為例,建筑層高4.8 m，梁高取最大1.1 m，結(jié)構(gòu)板厚0.25 m，單個(gè)防煙分區(qū)排煙風(fēng)機(jī)排煙量為32325 m3/h，清晰高度設(shè)計(jì)為3.6 m，則儲(chǔ)煙倉(cāng)高度為0.95 m，排煙口設(shè)計(jì)為上排距離頂板0.2 m，排煙口吸入口最低點(diǎn)之下煙氣層厚度db為0.75 m。經(jīng)4.6.14 條公式計(jì)算得單個(gè)排煙口最大排煙量為2910 m3/h，最少排煙口的數(shù)量為12 個(gè)。

在設(shè)計(jì)過(guò)程中，因?yàn)闄C(jī)械車位的影響，如果擋煙垂壁穿過(guò)機(jī)械車位上方，則擋煙垂壁的設(shè)置距地高度最少為3.6 m（見圖4），如若擋煙垂壁剛好設(shè)置在車道上方，則擋煙垂壁的高度還可以降低，取最小通行高度2.2 m 與式（1）計(jì)算的最大值（見圖5）。

圖4 擋煙垂壁設(shè)置在車位上清晰高度示意圖

圖5 擋煙垂壁設(shè)置在車道上清晰高度示意圖

機(jī)械車庫(kù)因?yàn)閷痈叩膬?yōu)勢(shì)，最小清晰高度更加容易滿足且單個(gè)排煙口排煙量更大，在設(shè)計(jì)中盡量抬高清晰高度，著火時(shí)產(chǎn)生的煙氣聚集在頂板上，更加利于疏散。

2.3 層高不同的車庫(kù)排煙設(shè)計(jì)清晰高度的確定

因?yàn)閳?chǎng)地的原因，一些車庫(kù)存在層高不同的現(xiàn)象，不同的層高計(jì)算出的清晰高度不同，為了保證不同層高的清晰高度均滿足要求，兩側(cè)高度的清晰高度需要計(jì)算對(duì)比確定最終的清晰高度。

根據(jù)地勢(shì)的不同，不同層高組合的車庫(kù)一般設(shè)計(jì)為底板平（見圖6）和頂板平（見圖7）兩種。

圖6 車庫(kù)底板平清晰高度示意圖

圖7 車庫(kù)頂板平清晰高度示意圖

對(duì)于底板平的車庫(kù)，在較高側(cè)層高小于等于6 m的情況下，從較低側(cè)層高計(jì)算清晰高度與最小通行高度2.2 m 對(duì)比確定。在較高側(cè)層高大于6 m 的情況下，應(yīng)從較高側(cè)層高計(jì)算清晰高度，校核較低側(cè)梁下高度是否滿足排煙要求，如果出現(xiàn)清晰高度與較低側(cè)梁下高度相同的情況，應(yīng)抬高較低側(cè)層高。

對(duì)于頂板平的車庫(kù)，在較高側(cè)層高小于等于6 m的情況下，從較低側(cè)層高計(jì)算清晰高度與最小通行高度2.2 m 對(duì)比確定。在較高側(cè)層高大于6 m 的情況下，需要計(jì)算較低側(cè)清晰高度（與最小通行高度2.2 m 對(duì)比后的值）加上高差與較高側(cè)清晰高度對(duì)比取大值。

2.4 地坑式立體車庫(kù)排煙設(shè)計(jì)清晰高度的確定

地坑式立體車庫(kù)（見圖8）的車位設(shè)置在地坑中，平時(shí)停車過(guò)程中只是利用機(jī)械升降汽車，人員的疏散還是在車道上方，因此清晰高度的計(jì)算不需要加入地坑的高度。

圖8 地坑式車庫(kù)清晰高度示意圖

3 場(chǎng)地高差對(duì)車庫(kù)排煙設(shè)計(jì)中清晰高度的影響

由于場(chǎng)地的原因，一些地塊會(huì)存在很大的高差，在我國(guó)西部地區(qū)，這種帶高差的地塊尤為普遍，前期豎向排布對(duì)后期車庫(kù)排煙設(shè)計(jì)有很大的影響，建筑為了減少開挖量，會(huì)對(duì)這種高差較大的場(chǎng)地依照地勢(shì)采用斜坡式設(shè)計(jì)或者臺(tái)階式設(shè)計(jì)。

3.1 斜坡車庫(kù)和臺(tái)階車庫(kù)排煙設(shè)計(jì)清晰高度的確定

斜坡車庫(kù)（見圖9）和臺(tái)階車庫(kù)（見圖10）清晰高度是水平的，為了避免擋煙垂壁高度的影響，因此確定清晰高度應(yīng)該首先從防煙分區(qū)地面的最高點(diǎn)確定Hs1，防煙分區(qū)地面最低點(diǎn)上的梁下高度比此處的清晰高度Hs2至少大0.1 m 以上，這樣才能滿足最不利處的排煙要求。另外臺(tái)階式車庫(kù)如果兩側(cè)高差較大，在交界處較高側(cè)的頂板應(yīng)該抬起至少一跨，保證排煙管道的翻管不會(huì)對(duì)車位造成影響。

圖9 斜坡車庫(kù)清晰高度示意圖

圖10 臺(tái)階車庫(kù)清晰高度示意圖

3.2 防煙分區(qū)劃分對(duì)在一定清晰高度下有高差的車庫(kù)的影響

一般車庫(kù)每個(gè)防火分區(qū)會(huì)劃分為兩個(gè)防煙分區(qū)，防煙分區(qū)的劃分形式有兩種，一種是防煙分區(qū)線沿著高差方向劃分（見圖11），一種是防煙分區(qū)線垂直高差方向劃分（見圖12）。

圖11 防煙分區(qū)線沿著高差方向劃分

圖12 防煙分區(qū)線垂直高差方向劃分

圖13 防煙分區(qū)線在斜坡車庫(kù)垂直高差方向劃分

圖14 防煙分區(qū)線在臺(tái)階車庫(kù)垂直高差方向劃分

防煙分區(qū)線垂直高差方向劃分更為有利，比沿著高差方向劃分能夠大一倍的高差，在場(chǎng)地高差較大的情況下，需要配合建筑按照垂直高差方向劃分，能夠最大的減少開挖，也能更容易滿足排煙要求。

防煙分區(qū)線在斜坡車庫(kù)垂直高差方向劃分（見圖13）和臺(tái)階車庫(kù)垂直高差方向劃分（見圖14），為了保證兩側(cè)排煙均能滿足要求，會(huì)計(jì)算出兩個(gè)清晰高度，擋煙垂壁高度需要根據(jù)最低側(cè)清晰高度設(shè)置。臺(tái)階車庫(kù)解決高差條件相對(duì)苛刻一些，高差兩側(cè)面積需要均衡，這樣才能滿足單個(gè)防煙分區(qū)面積的要求，在設(shè)計(jì)中需要建筑專業(yè)緊密配合，根據(jù)擋煙垂壁的位置設(shè)置臺(tái)階。

4 結(jié)論

本文從新規(guī)范清晰高度出發(fā),對(duì)不同層高、不同場(chǎng)地高差下的車庫(kù)進(jìn)行了分析，為使清晰高度滿足要求在設(shè)計(jì)中需要注意以下幾點(diǎn)：

1）排煙口的數(shù)量不小于在不同凈高、不同清晰高度下表2 中的最小數(shù)量。

2）機(jī)械車位的擋煙垂壁結(jié)合車位、車道靈活設(shè)置，盡量抬高清晰高度。

3）不同層高結(jié)合車庫(kù)需計(jì)算對(duì)比確定清晰高度。

4）地坑式立體車庫(kù)清晰高度的計(jì)算不需要加入地坑的高度。

5）防煙分區(qū)垂直高差方向劃分對(duì)解決場(chǎng)地高差更有利，暖通專業(yè)在項(xiàng)目前期排豎向方案階段就要參與進(jìn)來(lái)，對(duì)建筑排方案有更好的指導(dǎo)作用，避免后期滿足不了排煙要求出現(xiàn)返工的情況。