某機械式立體停車樓通風(fēng)量計算方法探討與排煙系統(tǒng)設(shè)計

郭坤

（中南建筑設(shè)計院股份有限公司，湖北武漢 430064）

0 引言

隨著我國經(jīng)濟的快速發(fā)展，城市汽車保有量急劇增加，隨之帶來了停車難的問題，引發(fā)一系列社會問題，而機械式立體停車庫的應(yīng)用為解決城市中心停車難問題提供了很好的方法[1-2]。本文結(jié)合某機械式立體停車樓的具體設(shè)計，探討機械式立體停車樓通風(fēng)系統(tǒng)通風(fēng)量的計算方法及其合理性， 可為類似工程通風(fēng)量的計算提供參考。

1 項目概況

項目位于湖北省武漢市，所在地屬于夏熱冬冷地區(qū)，總建筑面積12996m2，其中，地上10753.63m2，地下室2242.62m2。 地上十六層，建筑高度49.6m，屬于二類公共建筑。 一至十二層為機械停車配套與停車，十三至十五層為辦公，十六層為應(yīng)急搶修中心。 地下兩層，建筑面積2242.62m2，主要為機電設(shè)備用房。

2 機械式立體停車樓通風(fēng)量計算方法的探討

初始建筑方案立面為全玻璃幕墻（外加裝飾橫條），為非敞開式機械式立體停車樓。

2.1 機械式立體停車庫特點

機械式停車庫可按停車的自動化程度分為全自動停車庫和復(fù)式停車庫[3]。全自動停車庫是指室內(nèi)無車道，且無駕駛員進出的機械式停車庫。 復(fù)式停車庫是指室內(nèi)有車道、有駕駛員進出的機械式停車庫[3]。

該項目屬于全自動停車庫，停車設(shè)備類型為平面移動類，總停車數(shù)275 臺，《機械式停車庫工程技術(shù)規(guī)范》（JGJ/T 326—2014）[3]第3.1.16 條指出，“當(dāng)機械停車庫不具備自然通風(fēng)條件或自然通風(fēng)不能滿足停車庫空氣品質(zhì)要求時，應(yīng)設(shè)置機械通風(fēng)裝置， 并應(yīng)符合國家現(xiàn)行標(biāo)準(zhǔn) 《工業(yè)企業(yè)設(shè)計衛(wèi)生標(biāo)準(zhǔn)GBZ1》 的規(guī)定”，規(guī)范及條文說明中并沒有給出該類型停車樓的通風(fēng)計算方法。

筆者認為，該項目機械式立體停車樓不同于一般停車庫，采用一般停車庫的計算方法不盡合理。 機械式立體停車庫屬于全自動停車，機動車進入停車設(shè)備后即熄火，機動車在車庫內(nèi)運行時間短，CO 排放量少，全自動停車無駕駛?cè)藛T進出車庫， 因此，CO 濃度不是機械式立體停車庫通風(fēng)系統(tǒng)的主要控制目標(biāo)。機械式立體停車樓是由全自動設(shè)備完成車輛的停放，相對于一般停車庫，機械式立體停車庫內(nèi)有較多的電氣設(shè)備，為了保證電氣設(shè)備的正常工作，機械式停車庫內(nèi)的溫度不應(yīng)超過電氣設(shè)備正常工作的溫度。

2.2 一般車庫通風(fēng)量計算方法

《車庫建筑設(shè)計規(guī)范》（JGJ 100—2015）[4]第7.3.4 條給出了換氣次數(shù)法和單臺排風(fēng)量法。 《民用建筑供暖通風(fēng)與空氣調(diào)節(jié)設(shè)計規(guī)范》（GB 50736-2012）[5]第6.3.8 條給出了稀釋濃度法。

以上三種計算通風(fēng)量方法， 目的均在于控制車庫內(nèi)CO 的濃度，以免對人員的身體造成傷害。

2.3 機械式立體停車樓排風(fēng)量計算

一般情況下，電氣設(shè)備的正常工作溫度不超過40℃，而影響機械式立體停車庫室內(nèi)溫度的因素是其得熱量，得熱量主要包含以下三部分：（1）維護結(jié)構(gòu)的得熱量；（2）汽車進入車庫以后放出的熱量；（3）全自動設(shè)備放熱量。 而通風(fēng)系統(tǒng)只需要把得熱量帶走即可滿足使用要求。

2.3.1 維護結(jié)構(gòu)的得熱量

通過專業(yè)負荷計算軟件，計算出室內(nèi)溫度為38℃、39℃、40℃時，夏季早高峰時（9：00 左右）、夏季最大冷負荷時（15：00 時）、晚高峰時（18：00 左右），維護結(jié)構(gòu)的冷負荷（表1）。

表1 維護結(jié)構(gòu)冷負荷

2.3.2 汽車進入車庫以后放出的熱量

汽車進入車庫以后放出的熱量包含兩部分：（1） 太陽照射汽車得熱量；（2）汽車怠速消耗汽油放出的熱量。

太陽照射汽車得熱量： 汽車蓄熱溫度取50℃（參考網(wǎng)上統(tǒng)計數(shù)據(jù)，夏季汽車溫度可取50℃），鐵的比熱容為0.46kJ/（kg·℃），單臺車重量取1400kg（一般家用汽車的重量），溫差10℃，計算出單臺汽車散熱量1.8kW。 該項目有5 套自動停車設(shè)備，按照設(shè)計要求，半個小時之內(nèi)完成275 輛車的停放，汽車發(fā)熱量為16.5kW。

汽車怠速消耗汽油放出的熱量： 汽車從開始進入自動停車設(shè)備到熄火汽油放出的熱量，即為通風(fēng)設(shè)備需要帶走的熱量，該項目完成一輛汽車的停放需要30s，而汽車在怠速情況下1h 耗油量大概為2L（數(shù)據(jù)來自網(wǎng)上統(tǒng)計數(shù)據(jù)），計算出汽車怠速消耗汽油放熱量為3.1kW。 綜合以上兩部分熱量， 汽車總的放熱量約為19.6kW。

2.3.3 全自動設(shè)備放熱量

5 套全自動停車設(shè)備，設(shè)備總發(fā)熱量3.2kW。機械式立體停車樓總冷負荷如表2 所示。

表2 機械式立體停車樓總冷負荷

根據(jù)《全國民用建筑工程設(shè)計技術(shù)措施暖通空調(diào)·動力2009》[6]第4.1.5 條第2 點，當(dāng)采用全面排風(fēng)方式消除室內(nèi)余熱時，通風(fēng)量計算公式為：

其中，Q 為表2 中冷負荷，tp為室內(nèi)溫度，ts=32℃[5]，計算出不同室內(nèi)溫度時的通風(fēng)量，如表3 所示。

表3 計算通風(fēng)量

考慮到投資成本，以及最不利條件出現(xiàn)的時間段較少，在滿足使用的基本前提條件下，筆者認為，室內(nèi)溫度為40℃時的通風(fēng)量即可滿足使用要求，取計算通風(fēng)量43101m3/h，設(shè)計通風(fēng)量L1=43101×1.1=47411.1m3/h，取47500m3/h。

根據(jù) 《車庫建筑設(shè)計規(guī)范》（JGJ 100—2015） 第7.3.4 條和7.3.5 條[4]，筆者認為機械式停車樓的通風(fēng)次數(shù)不宜小于2 次/h。取2 次/h 時，計算通風(fēng)量L2=43800m3/h，設(shè)計通風(fēng)量L3=43800×1.1=48180m3/h，設(shè)計取值48200m3/h。

3 機械式立體停車樓排煙量計算

《機械式停車庫工程技術(shù)規(guī)范》（JGJ/T326—2014）[3]第3.1.17條及條文說明指出，“全地下或不具備自然排煙的機械式停車庫，需要設(shè)置機械排煙系統(tǒng)強制排煙”， 但該規(guī)范中并沒有給出排煙量的具體計算方法。 《建筑防煙排煙系統(tǒng)技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)》（GB 51251—2017）[7]第4.2.4 條注3 指出，“汽車庫防煙分區(qū)的劃分及排煙量應(yīng)符合現(xiàn)行國家規(guī)范《汽車庫、修車庫、停車場設(shè)計防火規(guī)范》（GB 50067）的相關(guān)規(guī)定。 ”

根據(jù)上述規(guī)范，筆者認為，機械式立體停車庫計算排煙量可根據(jù)《汽車庫、修車庫、停車場設(shè)計防火規(guī)范》（GB 50067—2014）[8]第8.2.5 條及表8.2.5 選取。

該項目機械式立體停車樓凈高33.7m，根據(jù)《汽車庫、修車庫、停車場設(shè)計防火規(guī)范》（GB 50067—2014）[8]表8.2.5，選取計算排煙量40500m3/h，設(shè)計排煙量L4=40500×1.2=48600m3/h。

4 機械式立體停車樓通風(fēng)排煙系統(tǒng)設(shè)計

《機械式停車庫工程技術(shù)規(guī)范》（JGJ/T 326—2014）[3]第3.4.5條指出，平面移動類立體停車庫，排風(fēng)口宜設(shè)置在下部，排煙口應(yīng)設(shè)置在上部，又因停車位為275 個（超過50 個），通風(fēng)系統(tǒng)應(yīng)與排煙系統(tǒng)分開設(shè)置。

通過上述分析計算可知，機械式立體停車樓內(nèi)的主要考慮因素為車庫的得熱量，且機械式立體停車樓中空較高，熱浮升效應(yīng)明顯，熱量主要是在機械式立體停車樓的上部聚集，在高位設(shè)置排風(fēng)口，通風(fēng)效果最佳。

結(jié)合初始建筑方案，在停車庫區(qū)域的上一層（13 層）設(shè)置排風(fēng)排煙機房，在機房內(nèi)設(shè)置一臺排煙風(fēng)機，風(fēng)量48600m3/h，車庫著火時開啟，設(shè)置一臺平時排風(fēng)風(fēng)機（雙速），高速風(fēng)量48200m3/h，低速風(fēng)量32000m3/h。 在機械式立體停車庫高位設(shè)置溫度傳感器，當(dāng)車庫內(nèi)溫度低于40℃時，排風(fēng)機低速運行；當(dāng)車庫內(nèi)溫度達到40℃時，平時排風(fēng)機高速運行，對平時排風(fēng)機進行變速控制，以節(jié)省能源，具體設(shè)計如圖1、圖2 所示。

圖1 立體機械停車樓12層平面圖

圖2 立體機械停車樓排風(fēng)排煙機房平面圖

在辦公樓層設(shè)置排風(fēng)排煙機房，占用一定的辦公面積，機械式停車庫高位設(shè)置排煙管道，占用一定的建筑層高，且全封閉玻璃幕墻造價較高。 為了能夠減少投資，經(jīng)各專業(yè)商議，把機械式立體停車庫修改為敞開式車庫，取消玻璃幕墻，調(diào)整外立面裝飾橫條形式，機械式立體停車樓通過自然通風(fēng)的方式解決車庫的通風(fēng)以及排煙問題，節(jié)省了建筑層高和幕墻的投資，一舉多得。 最終采用敞開車庫的方案贏得了業(yè)主的認可，并順利通過方案報建。

通過上述計算和分析，筆者認為，地下平面移動類機械式立體停車庫通風(fēng)量計算方法可參考本文方法，巷道堆垛類和垂直升降類通風(fēng)量亦可參考。 機械式立體停車庫計算排煙量可按《汽車庫、修車庫、停車場設(shè)計防火規(guī)范》（GB 50067—2014）[8]表8.2.5 選取。

5 結(jié)語

（1） 若考慮立面效果，地上機械式立體停車樓封閉，通風(fēng)量建議通過計算選取，若數(shù)據(jù)不全時，長江中下游地區(qū)建議通風(fēng)量按2 次/h 選取。

（2） 建議地上機械式立體停車樓設(shè)置為敞開式機動車庫，可以節(jié)省初投資和運行費用。