對地下汽車庫通風與排煙系統設計的思考和總結

 摘要：本文介紹了地下車庫通風系統的設計原理和要點，并結合工程實例闡述了地下汽車庫通風與排煙系統的設計方法和設計中應注意的問題。

關鍵字：地下汽車庫 誘導通風 排煙排風 

中圖分類號： U468.5 文獻標識碼： A 文章編號： 

　　1、引言 

　　在北京這樣的大都市里，由于空間、土地資源緊張，價格昂貴，汽車庫通常建在地下，并且好多常常和人民防空工程結合在一起。地下汽車庫以其面積大、節約建筑用地、管理集中等優勢而越來越受到業主的青睞。而地下建筑較地上建筑而言密閉程度高，污染物不易擴散，尤其汽車在運行中會排出大量的含有CO、氮氧化物、硫化物、鉛微粒，根據《汽車庫建筑設計規范》，《汽車庫、修車庫、停車場設計防火規范》，《高層民用建筑設計防火規范》等要求，這類汽車庫均需設置機械通風。如何改善地下汽車庫的空氣品質，防止和減少火災危害，并有效降低工程成本，是進行地下車庫通風與排煙設計的基本出發點。 

　　2、設計過程常見問題和處理方式 

　　在實際工程中，常見的通風方式以全面通風方式居多。這種情況對通風系統的設計要求也比較全面，復雜。以下以筆者設計的北京靛廠新村某住宅樓地下車庫為例，對典型的車庫通風排煙系統進行的設計過程進行分析和總結。 

　　本工程位于北京靛廠新村某住宅樓地下二層、三層，其中地下三層為平戰結合的六級人防地下室，戰時為物資庫，平時為汽車庫，面積3269.85 m2,層高3.4米，最大梁高為800mm,此處實際凈高為2.6米，地下二層, 面積3990.03m2,層高3.1米，最大梁高800mm,但由于梁上返300mm,故此處實際凈高為2.6米。（本工程中地下三層戰時作為人防工程，是最常見的六級物資庫，只有清潔式通分，和平時通風系統并聯即可，在這里不做討論）。 

　　2．1、確定汽車庫通風方式。 

　　 根據現行《全國民用建筑工程設計技術措施》和北京市建筑設計研究院在《建筑設備專業設計技術措施》中規定的原則如下： 

　?。?）停車庫可開啟的門窗面積每輛車》0.3m2、且分布比較均勻時，可以采用機械通風、自然排風的通風方式。 

　?。?）當不具備自然進風條件時，應設置機械送排風系統。 

　　本工程屬于第二種情形，需要進行全面的機械通風方式。 

　　2.2、通風系統的設計 

　　2.2.1、對送排風系統的分析 

　?。?）、根據現行《全國民用建筑工程設計技術措施》得知，車庫排風系統單獨布置。排風口的位置盡量合理，一般從理論上應該下部排2/3；上部排1/3。但是從設計中使用方便角度看，風口布置在下部會影響汽車的使用空間，本工程為了降低造價，地下車庫層高已經很低。一般梁底高度大部份在3m以下。部分梁底表面在2.6m，再用排風口就會影響車輛通行，而且風口也容易被車碰壞。而且面積較大，風量較大，對于這種情況，要保證2.2米凈高很困難 

　?。?）、地下停車庫進行機械排風時，按規定應向室內補風。通常當停車庫設在地下一層時，可以利用車庫進出車道進行補風，因為大部份車道內形成負壓，而且車庫的進出口大部份是非密閉形成的門，就是在火災時，防火卷閘門關閉也要以在卷閘門的下部留有縫隙，用以對排煙進行補風。但本工程均位于地下二、三層，無法自然補風，必須設機械補風，但如果采用通常的風管機械送風系統的設置不僅增大了投資，而且送風機和送風管道要占用建筑空間。由于車庫梁底比較低，布置送風管很困難。這時就必須考慮到使用誘導通風系統，誘導通風系統的出現有效解決了上述這些問題，經過多年的理論研究和工程實踐，該系統已在歐美等發達國家的地下汽車庫得到了廣泛應用，在日本的應用率更是高達80%。1995年該系統開始在我國推廣，正逐漸為廣大業主和設計單位所接受，如北京市建筑設計研究院在《建筑設備專業設計技術措施》中提出，停車庫機械通風系統宜采用噴射導流通風方式，以保證車庫良好換氣，并減小通風管道占用車庫的有效層高。誘導通風系統的將可以有效解決上述這些問題 

　?。?）、機械排風兼排煙系統 

　　目前這種機械排風兼作排煙系統方案設計比較多，由于它是用同一臺風機和同一管道系統，平時作排風用，火災時作排煙用。往往排風量與排煙量相差很遠。一般車庫凈高只有3m，按 6次/ m3換氣量計算，每平方米風量只有18（m3/h).而排煙量根據防火規范為60（m3/h.m2），（是指一個排煙系統只負責一個防煙分區）或120（m3/h.m2），（是指一個排煙系統負責一個防煙系統負責兩個或兩個以上的防煙分區時）。為節省投資，當排風系統兼作排煙系統時，只有采取縮小防煙分區面積的方法，來減小防煙分區的排煙量，使最大的一個防煙分區的排煙量與排風系統的排風量相等或相近，才可能使排風系統兼作排煙系統。而本工程中，地下二、三層面積均為3000 m2以上，按照現行《汽車庫、修車庫、停車場設計防火規范》規定地下汽車庫耐火等級一級時的最大允許建筑面積2000 m2，設有自動噴灑系統，防火分區允許最大建筑面積可增加1倍，為4000 m2，故本工程每層可作為一個防火分區。而《汽車庫、修車庫、停車場設計防火規范》規定，設有機械排煙系統的汽車庫，其每個防煙分區的建筑面積不宜超過2000 m2。這使得設計者很快想到，合理利用梁高（本工程地下三層梁高800mm，地下二層梁高500mm，作為擋煙垂壁，每層排煙系統可以分為兩個，排風系統為一個，機械排風兼作排煙系統。而根據北京市建筑設計研究院在《建筑設備專業設計技術措施》中17.3.2條提到，停車庫機械通風的排風量計算方法中第一種方法中提到3）出入頻度較小的住宅建筑等，可按4次/h的換氣次數。4）當層高≤3米時，應按實際計算換氣體積，當層高>3m，可按3m高度計算換氣次數。初步估算本工程的排風量和排煙量計算如下表： 

　　地下二層 排煙量 

　　排風量 

　　 防煙分區1 防煙分區2 

　　地下三層 25200m3/h 25200m3/h 33600 m3/h 

　　計算結果表明，兩個排煙系統的排煙量明顯大于總的排風量，這時從節能的角度來考慮，排煙風機應選擇雙速風機，可節約設備的初投資，還可根據汽車出入頻率切換高速和低速檔位進行調節，以節省運行費用。平時低速運行，排煙時一臺關閉，災區所連接的風機高速運行，以保證排煙所需風量。風機常年運行，故障易于發現并排除，確保系統安全可靠。其中地下三層戰時為物資庫。其戰時通風亦可共用平時的通風系統 

　　2.2.2確定通風防排煙系統設計方法 

　　通過以上分析，基本可以得出本工程的優化設計思路和要點為該車庫日常通風采用無風道噴流誘導通風技術設計通風系統，通過在導引風機箱上安裝小直徑的螺紋風管，在送風機、排風機和誘導風機的共同作用下，形成有組織的氣流流動，其中包括送風風機的正壓作用，排風機的負壓作用、誘導風機的誘導作用。由于送風的風速高，在噴嘴周圍產生了誘導作用，使有害氣體難以滯留，并通過排風機及時排出，大大改善了車庫的通風效果。 

　　誘導風機根據產品的射程（軸心速度控制在0.3m/S）及控制區的通風條件、氣流組織情況而定，按10m間距設一臺 

　　排煙風機及風管的風量均按6次/h換氣次數，平時送風按4次計算。并且，平時機械排風系統與排煙系統是相互獨立的系統，共用送風機，排風機選用雙速風機。在排風管上安裝70℃（平時常開，電信號關閉），排煙管上安裝排煙閥（平時常閉，電信號開啟，280℃關閉）。平時通風時，開啟送風機、誘導通風機，排風機低速檔運行?；馂臅r，關閉誘導通風機，排風機高檔運行，排煙閥開啟，進行排煙。 

　　3．通風量的計算和設備選型 

　　 由于地下車庫普遍面積較大，合理計算通風排風量，可以避免無謂的增大通風量、浪費能量。有關規范或者資料。有關規范或者資料一直沿用每小時6次換氣的數值。根據北京市建筑設計研究院在《建筑設備專業設計技術措施》中提到，停車庫所需排風量是為稀釋汽車排氣中CO氣體的平均濃度使其達到規定標準，而汽車的CO氣體排放量，取決于停車庫規定停車數、出入頻度和汽車在停車庫內的平均運行時間，與建筑體積無關。并且因停車庫的使用性質不同，汽車出入頻度、及1h內出入車數與額定停車數之筆，有較大的區別，其幅度約為0.35~1.5,相差4倍以上。另外，還提到，根據對一些工程的調查，停車庫的機械通風系統很少正常運行，通風量達不到設計數值時，車庫內的環境仍尚可。根據以上資料，因為該汽車庫為住宅建筑的汽車庫，排風按4次/h換氣次數計算，送風量為排風量的80`85%?？紤]到夜間及出入不頻繁時，風機風量可減少50%，此時甚至可以利用負壓等從汽車坡道補風。本工程最后每層選擇排風風機兩臺，雙速風機，排風時，兩臺風機并聯，低速運行時滿足4次/h的換氣量。當夜間出入不頻繁時開啟一臺風機，低速運行。排煙時，每臺風機獨立擔負每層的一個防煙分區。排煙時，通過聯動，風機排風系統關閉，擔負火災區排煙的風機高速運行，排風量按6次/h計算， 

　　高速Q=26012 m³/h，h=723 Pa，低速Q=18934 m³/h，h=303Pa，Q=30627 m³/h，h=712 Pa， 

　　名稱 型號規格 單位 數量 備注 

　　排煙風機（兼做平時排風機） 高速Q=26012 m³/h，723 Pa 

　　低速Q=18934 m³/h，303Pa 臺 4 地下二、三層各2臺 

　　送風機（兼做排煙補風機） Q=30627 m³/h， 712 Pa 臺 2 地下二、三層各1臺 

　　本來，筆者曾考慮到，將每層送風機也設置成兩臺，與排煙風機對應，但由于送風系統采用的誘導風機無風管系統，防煙分區采用梁作為擋煙垂壁，這樣在火災時如果想達到規范要求的排煙補風量的標準，火災時防煙分區補風風量滿足《汽車庫、修車庫、停車場設計防火規范》中不小于排煙量的50%的規定，必須增加風管，而考慮到畢竟火災的概率小，這時節能意義不是很大，所以，通過比較還是采用了每層一臺風機，既能滿足排煙時補風，又能滿足平時補風，又節省了初投資。另外，誘導通風系統排風口處的CO濃度真實地代表了車庫內CO的最高濃度，在此設置CO濃度傳感器控制送、排風風機的風量及誘導風機的啟停，可進一步節省電力，降低運行費用。需要指出的是，誘導風機的電機因長期運轉，應具有高溫自動保護裝置，噴嘴應阻燃、耐腐蝕、防脫落，以避免由于個別誘導風機發生故障破壞整個氣流的連續性，影響換氣效果。 

　　4、結論 

　　4.1 在傳統方式布置有困難的場合，不妨采用誘導式系統解決可能出現的矛盾。 

　　4.2防火分區較大的車庫通過采取縮小防煙分區面積的方法，來減小防煙分區的排煙量，使最大的一個防煙分區的排煙量與排風系統的排風量相等或相近，才可能使排風系統兼作排煙系統。 

　　4.3合理的根據車庫的使用性質，汽車出入頻度計算風量和設置雙速風機可以最大程度節省初投資和運行成本。 

　　綜上所述，只要合理劃分系統和布置誘導風機，誘導通風系統完全能夠滿足地下汽車庫的使用要求，是一種經濟可行的通風方式。 　 

　　參考文獻 

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　　5.中華人民共和國衛生部：《工業企業設計衛生標準》TJ36－79，中國建筑工業出版社，(1993)。 

　　6.北京市建筑設計院：《建筑設備專業設計技術措施》、中國建筑工業出版社，(2005)。