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对地下汽车库通风与排烟系统设计的思考和总结

发布日期:2020-03-13 12:56:49来源:土木工程网推荐:土木龙


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导读:
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本文介绍了地下车库通风系统的设计原理和要点,并结合工程实例阐述了地下汽车库通风与排烟系统的设计方法和设计中应注意的问题。关键字:地下汽车库诱导通风排烟排风中图分类号:U468.5文献标识码:A文章编号: 
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 摘要:本文介绍了地下车库通风系统的设计原理和要点,并结合工程实例阐述了地下汽车库通风与排烟系统的设计方法和设计中应注意的问题。

关键字:地下汽车库 诱导通风 排烟排风 

中图分类号: U468.5 文献标识码: A 文章编号: 

  1、引言 

  在北京这样的大都市里,由于空间、土地资源紧张,价格昂贵,汽车库通常建在地下,并且好多常常和人民防空工程结合在一起。地下汽车库以其面积大、节约建筑用地、管理集中等优势而越来越受到业主的青睐。而地下建筑较地上建筑而言密闭程度高,污染物不易扩散,尤其汽车在运行中会排出大量的含有CO、氮氧化物、硫化物、铅微粒,根据《汽车库建筑设计规范》,《汽车库、修车库、停车场设计防火规范》,《高层民用建筑设计防火规范》等要求,这类汽车库均需设置机械通风。如何改善地下汽车库的空气品质,防止和减少火灾危害,并有效降低工程成本,是进行地下车库通风与排烟设计的基本出发点。 

  2、设计过程常见问题和处理方式 

  在实际工程中,常见的通风方式以全面通风方式居多。这种情况对通风系统的设计要求也比较全面,复杂。以下以笔者设计的北京靛厂新村某住宅楼地下车库为例,对典型的车库通风排烟系统进行的设计过程进行分析和总结。 

  本工程位于北京靛厂新村某住宅楼地下二层、三层,其中地下三层为平战结合的六级人防地下室,战时为物资库,平时为汽车库,面积3269.85 m2,层高3.4米,最大梁高为800mm,此处实际净高为2.6米,地下二层, 面积3990.03m2,层高3.1米,最大梁高800mm,但由于梁上返300mm,故此处实际净高为2.6米。(本工程中地下三层战时作为人防工程,是最常见的六级物资库,只有清洁式通分,和平时通风系统并联即可,在这里不做讨论)。 

  2.1、确定汽车库通风方式。 

   根据现行《全国民用建筑工程设计技术措施》和北京市建筑设计研究院在《建筑设备专业设计技术措施》中规定的原则如下: 

  (1)停车库可开启的门窗面积每辆车》0.3m2、且分布比较均匀时,可以采用机械通风、自然排风的通风方式。 

  (2)当不具备自然进风条件时,应设置机械送排风系统。 

  本工程属于第二种情形,需要进行全面的机械通风方式。 

  2.2、通风系统的设计 

  2.2.1、对送排风系统的分析 

  (1)、根据现行《全国民用建筑工程设计技术措施》得知,车库排风系统单独布置。排风口的位置尽量合理,一般从理论上应该下部排2/3;上部排1/3。但是从设计中使用方便角度看,风口布置在下部会影响汽车的使用空间,本工程为了降低造价,地下车库层高已经很低。一般梁底高度大部份在3m以下。部分梁底表面在2.6m,再用排风口就会影响车辆通行,而且风口也容易被车碰坏。而且面积较大,风量较大,对于这种情况,要保证2.2米净高很困难 

  (2)、地下停车库进行机械排风时,按规定应向室内补风。通常当停车库设在地下一层时,可以利用车库进出车道进行补风,因为大部份车道内形成负压,而且车库的进出口大部份是非密闭形成的门,就是在火灾时,防火卷闸门关闭也要以在卷闸门的下部留有缝隙,用以对排烟进行补风。但本工程均位于地下二、三层,无法自然补风,必须设机械补风,但如果采用通常的风管机械送风系统的设置不仅增大了投资,而且送风机和送风管道要占用建筑空间。由于车库梁底比较低,布置送风管很困难。这时就必须考虑到使用诱导通风系统,诱导通风系统的出现有效解决了上述这些问题,经过多年的理论研究和工程实践,该系统已在欧美等发达国家的地下汽车库得到了广泛应用,在日本的应用率更是高达80%。1995年该系统开始在我国推广,正逐渐为广大业主和设计单位所接受,如北京市建筑设计研究院在《建筑设备专业设计技术措施》中提出,停车库机械通风系统宜采用喷射导流通风方式,以保证车库良好换气,并减小通风管道占用车库的有效层高。诱导通风系统的将可以有效解决上述这些问题 

  (3)、机械排风兼排烟系统 

  目前这种机械排风兼作排烟系统方案设计比较多,由于它是用同一台风机和同一管道系统,平时作排风用,火灾时作排烟用。往往排风量与排烟量相差很远。一般车库净高只有3m,按 6次/ m3换气量计算,每平方米风量只有18(m3/h).而排烟量根据防火规范为60(m3/h.m2),(是指一个排烟系统只负责一个防烟分区)或120(m3/h.m2),(是指一个排烟系统负责一个防烟系统负责两个或两个以上的防烟分区时)。为节省投资,当排风系统兼作排烟系统时,只有采取缩小防烟分区面积的方法,来减小防烟分区的排烟量,使最大的一个防烟分区的排烟量与排风系统的排风量相等或相近,才可能使排风系统兼作排烟系统。而本工程中,地下二、三层面积均为3000 m2以上,按照现行《汽车库、修车库、停车场设计防火规范》规定地下汽车库耐火等级一级时的最大允许建筑面积2000 m2,设有自动喷洒系统,防火分区允许最大建筑面积可增加1倍,为4000 m2,故本工程每层可作为一个防火分区。而《汽车库、修车库、停车场设计防火规范》规定,设有机械排烟系统的汽车库,其每个防烟分区的建筑面积不宜超过2000 m2。这使得设计者很快想到,合理利用梁高(本工程地下三层梁高800mm,地下二层梁高500mm,作为挡烟垂壁,每层排烟系统可以分为两个,排风系统为一个,机械排风兼作排烟系统。而根据北京市建筑设计研究院在《建筑设备专业设计技术措施》中17.3.2条提到,停车库机械通风的排风量计算方法中第一种方法中提到3)出入频度较小的住宅建筑等,可按4次/h的换气次数。4)当层高≤3米时,应按实际计算换气体积,当层高>3m,可按3m高度计算换气次数。初步估算本工程的排风量和排烟量计算如下表: 

  地下二层 排烟量 

  排风量 

   防烟分区1 防烟分区2 

  地下三层 25200m3/h 25200m3/h 33600 m3/h 

  计算结果表明,两个排烟系统的排烟量明显大于总的排风量,这时从节能的角度来考虑,排烟风机应选择双速风机,可节约设备的初投资,还可根据汽车出入频率切换高速和低速档位进行调节,以节省运行费用。平时低速运行,排烟时一台关闭,灾区所连接的风机高速运行,以保证排烟所需风量。风机常年运行,故障易于发现并排除,确保系统安全可靠。其中地下三层战时为物资库。其战时通风亦可共用平时的通风系统 

  2.2.2确定通风防排烟系统设计方法 

  通过以上分析,基本可以得出本工程的优化设计思路和要点为该车库日常通风采用无风道喷流诱导通风技术设计通风系统,通过在导引风机箱上安装小直径的螺纹风管,在送风机、排风机和诱导风机的共同作用下,形成有组织的气流流动,其中包括送风风机的正压作用,排风机的负压作用、诱导风机的诱导作用。由于送风的风速高,在喷嘴周围产生了诱导作用,使有害气体难以滞留,并通过排风机及时排出,大大改善了车库的通风效果。 

  诱导风机根据产品的射程(轴心速度控制在0.3m/S)及控制区的通风条件、气流组织情况而定,按10m间距设一台 

  排烟风机及风管的风量均按6次/h换气次数,平时送风按4次计算。并且,平时机械排风系统与排烟系统是相互独立的系统,共用送风机,排风机选用双速风机。在排风管上安装70℃(平时常开,电信号关闭),排烟管上安装排烟阀(平时常闭,电信号开启,280℃关闭)。平时通风时,开启送风机、诱导通风机,排风机低速档运行。火灾时,关闭诱导通风机,排风机高档运行,排烟阀开启,进行排烟。 

  3.通风量的计算和设备选型 

   由于地下车库普遍面积较大,合理计算通风排风量,可以避免无谓的增大通风量、浪费能量。有关规范或者资料。有关规范或者资料一直沿用每小时6次换气的数值。根据北京市建筑设计研究院在《建筑设备专业设计技术措施》中提到,停车库所需排风量是为稀释汽车排气中CO气体的平均浓度使其达到规定标准,而汽车的CO气体排放量,取决于停车库规定停车数、出入频度和汽车在停车库内的平均运行时间,与建筑体积无关。并且因停车库的使用性质不同,汽车出入频度、及1h内出入车数与额定停车数之笔,有较大的区别,其幅度约为0.35~1.5,相差4倍以上。另外,还提到,根据对一些工程的调查,停车库的机械通风系统很少正常运行,通风量达不到设计数值时,车库内的环境仍尚可。根据以上资料,因为该汽车库为住宅建筑的汽车库,排风按4次/h换气次数计算,送风量为排风量的80`85%。考虑到夜间及出入不频繁时,风机风量可减少50%,此时甚至可以利用负压等从汽车坡道补风。本工程最后每层选择排风风机两台,双速风机,排风时,两台风机并联,低速运行时满足4次/h的换气量。当夜间出入不频繁时开启一台风机,低速运行。排烟时,每台风机独立担负每层的一个防烟分区。排烟时,通过联动,风机排风系统关闭,担负火灾区排烟的风机高速运行,排风量按6次/h计算, 

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

  名称 型号规格 单位 数量 备注 

  排烟风机(兼做平时排风机) 高速Q=26012 m³/h,723 Pa 

  低速Q=18934 m³/h,303Pa 台 4 地下二、三层各2台 

  送风机(兼做排烟补风机) Q=30627 m³/h, 712 Pa 台 2 地下二、三层各1台 

  本来,笔者曾考虑到,将每层送风机也设置成两台,与排烟风机对应,但由于送风系统采用的诱导风机无风管系统,防烟分区采用梁作为挡烟垂壁,这样在火灾时如果想达到规范要求的排烟补风量的标准,火灾时防烟分区补风风量满足《汽车库、修车库、停车场设计防火规范》中不小于排烟量的50%的规定,必须增加风管,而考虑到毕竟火灾的概率小,这时节能意义不是很大,所以,通过比较还是采用了每层一台风机,既能满足排烟时补风,又能满足平时补风,又节省了初投资。另外,诱导通风系统排风口处的CO浓度真实地代表了车库内CO的最高浓度,在此设置CO浓度传感器控制送、排风风机的风量及诱导风机的启停,可进一步节省电力,降低运行费用。需要指出的是,诱导风机的电机因长期运转,应具有高温自动保护装置,喷嘴应阻燃、耐腐蚀、防脱落,以避免由于个别诱导风机发生故障破坏整个气流的连续性,影响换气效果。 

  4、结论 

  4.1 在传统方式布置有困难的场合,不妨采用诱导式系统解决可能出现的矛盾。 

  4.2防火分区较大的车库通过采取缩小防烟分区面积的方法,来减小防烟分区的排烟量,使最大的一个防烟分区的排烟量与排风系统的排风量相等或相近,才可能使排风系统兼作排烟系统。 

  4.3合理的根据车库的使用性质,汽车出入频度计算风量和设置双速风机可以最大程度节省初投资和运行成本。 

  综上所述,只要合理划分系统和布置诱导风机,诱导通风系统完全能够满足地下汽车库的使用要求,是一种经济可行的通风方式。   

  参考文献 

  1.中华人民共和国国家标准:《汽车库、修车库、停车场设计防火规范》GB50067-97,中国计划出版社(1997)。 

  2.顾兴莹:《民用建筑暖通空调设计技术措施》,中国建筑工业出版社(2003)。 

  3.孙一坚:《工业通风》,中国建筑工业出版社(1985)。 

  4.陆耀庆:《实用供供热空调设计手册空气调节与通风》(陈在康等译),中国建筑工业出版社(1982)。 

  5.中华人民共和国卫生部:《工业企业设计卫生标准》TJ36-79,中国建筑工业出版社,(1993)。 

  6.北京市建筑设计院:《建筑设备专业设计技术措施》、中国建筑工业出版社,(2005)。 

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