摘要:由于我国城市汽车拥有量迅猛增加,地下停车库的设计项目也迅速增多。地下车库的通风排烟设计也在发生着变化,尤其是二者兼用的问题更是受到暖通设计人员的普遍关注。本文即分析了地下车库通风排烟的特点,然后详细阐述了地下车库通风排烟设计要点。
关键词:地下车库;通风排烟;排风口;排烟口;送风系统
中图分类号: U468.5文献标识码: A
一、地下车库通风排烟概述
地下车库位于地下,车库内行驶或停泊的汽车排出的废气不易扩散。车库废气以CO为主。车库的通风就是排除汽车尾气和汽油蒸气,并向车库送入新鲜空气,把有害物的含量稀释到国家规定卫生标准要求。地下车库一旦发生火灾,会产生大量的烟气,如果不能迅速排除,极易造成人员伤亡事故,也给消防人员进入地下车库扑救带来困难。车库防排烟的目的就是满足火灾时的排烟要求,以保证火灾发生时迅速排除滞留烟气,限制烟气的扩散,保证人员和车辆安全撤离现场,减少伤亡。
二、地下车库通风排烟的特点
(一)车库防火分区和防烟分区面积比较大
依据GB50067―97《汽车库、修停车场设计防火规范》每个防火分区的最大允许建筑面积为2000m2,设置自动灭火系统的地下车库,其防火分区按4000m2划分,在每个防火分区内部一般划分两个防烟分区,每个面积不大于2000m2。
(二)车库层高低
为减少土建的造价,车库层高控制应尽量低。规范规定地下车库净高不得低于2.2m,因此本人觉得单层车库梁下净高不得小于2.8m,,否则不能避让电缆桥架、消防喷淋管道等,风管布置相当有困难。
(三)地面限制因素多
车库风机房的选择,既要考虑本专业的合理性,又要兼顾排风,竖井出地面的位置防火要求与周围建筑保持一定距离,而且也要结合景观不影响交通组织,另外送排风口还必须保证有一定的距离。
三、地下车库通风排烟设计要点
(一)地下车库通风设计
1、设计原则
地下车库每个防火分区独立设置通风系统,尽量采用自然补风,节能运行。排风机采用多台并联或采用变速风机,夜间及汽车出入不频繁时,风机风量可减少50%。有条件时宜设置CO气体浓度传感器控制风机的运行。
2、排风量
车库机械排风的排风量,过去一直沿用6次/h换气次数对应的数值,但存在较为笼统、浪费能量等问题。《全国民用建筑工程设计技术措施――暖通空调・动力(2009)》针对车库的具体状况,给出了不同的计算方法:排风量完全可以按照不同的情况选择,这样可以有利于节能。
3、普通风道系统
按照防烟分区划分的排风系统可以和车库排烟系统合用。排风系统的风口布置应注意气流分布的均匀,减少通风死角。同时应注意送风口和排风口的相对位置,避免气流短路。
4、排风口与周围建筑的间距
在实际设计中,排风口与周围建筑的间距是一个不可忽视的问题。机动车停车库排风口存在废气、排风和噪声影响。当换气次数达到4次/h以上时,排风口废气中主要污染物CO的浓度基本满足《环境空气质量标准》中的三级标准要求,如果排风口与周围建筑保持一定的距离,经空气扩散稀释后,可使建筑物附近CO浓度满足标准要求。影响地下车库排风口噪声的因素较多,如风机本身的噪声级、风机安装的位置、管道系统的合理性、降噪措施的效果等。排风口应与周围建筑保持一定的距离,同时采取降噪措施,才能满足环境噪声功能要求。当排风风速控制在1.5~4.0m/s时,只要保证有10 m的防护距离,排风风速对人体产生的不适感影响就完全可以消除。
(二)地下车库排烟系统设计
1、设计原则
地下车库每个防烟分区应独立设置排烟系统。在系统设计合理的前提下,排风、排烟系统合用,以节约地下车库空间。尽量采用自然补风。
2、防烟分区的变化
地下车库防火分区最大允许建筑面积的增加是一项令人瞩目的变化。一般情况, 对于一、二级耐火等级的建筑, 该最大允许面积为 2000m2, 且如果车库内设有自动灭火系统时, 面积还可增加一倍, 由此带来的一个重要结果就是防烟分区面积的大幅度增加。由于防烟分区不能跨越防火分区, 所以防烟分区最大建筑面积亦可达到 2000m2, 该面积的增大自然减少了车库内排烟系统的数量。例如, 面积不超过2000m2的车库, 现在只设一个排烟系统就可以了,在设计、施工、运行管理上都简便多了。
3、排烟量的变化
按照最新的规范规定,排烟风机的排烟量应按换气次数不小于 6次/h计算,排烟量的计算值较之前有大幅度变化。仍以一个 2000m2的地下车库为例,以前至少要设 4 个独立的排烟系统,假定每个系统负担 500m2的防烟分区,一个系统的排烟量为30000m3/h,如果车库存设自动灭火系统,防火分区可以扩大为 1000m2,此时至少要设两个独立的排烟系统。假定每个系统负担两个 500m2的防烟分区,则此一个系统的排烟量为60000m3/h,而按《新库规》,此例只要设计一个排烟系统即能满足要求。假定车库的计算净高为2.8m,此时不管库内有无灭火系统,排烟量均为33600m3/h,由此,更为深远的意义在于,可使设计人员有依据地将地下车库的排风系统和排烟系统合二为一。
4、防火阀和止回阀的设置
在地下车库内,通风管道穿过通风机房的位置设置动作温度为70℃的防火阀。如果是排风兼作排烟的风管,排风(烟)管道穿过排风(烟)机房的位置设置的防火阀动作温度需改为280℃。不同的防火分区或防烟分区的风机共用土建风道,风机进、出风管连接风道处皆应安装防火阀或防烟防火阀。同样的道理,为避免不同系统之间的干扰,多台排风机或排烟风机共用土建排风风道时,在风机出口上应安装止回阀。
5、补风口与排烟口的间距
排烟系统排烟时,补风的主要目的是为了形成理想的气流组织,有利于人员的安全疏散和消防人员的进入。所以补风口宜设在同一空间内相邻的防烟分区且远离排烟口。如果条件受限,补风口靠近排烟口设置,两者应保持一定的距离,以避免气流短路,失去排烟功能。
四、地下车库通风排烟设计的几点思考
(一)排烟口与排风口能否一致
由于烟气密度较小,排烟口应布置在车库上方,这一点没有异议。但是平时的排风情况如何呢?过去通常的说法是汽车排出的一些有害物比空气轻,另一些有害物比空气重,所以排风口在车库的上部和下部均应布置,且宜从上部排出风量的三分之一,从下部排出三分之二。但是,根据实际情况分析一下就不然。
首先,汽车有害物的大部分,其中包括一氧化碳的98%~99%、碳氢化合物的 55%~65%和氮氧化物的98%~99%都是从尾气散发出来 ,而尾气的排放温度高达 500℃之多,这样高温的排放气流产生很大的浮力,很难设想尾气会滞留在车库下部。
其次,还有部分有害气体从曲轴箱和燃油系统排出,这两部分排放物虽然温度不象尾气那么高,但应该注意往常被忽视的一点常识,那就是这些有害物是在发动机工作时才排放的,而发动机工作时汽车处于行驶状态,车库的气流随着车子进进出出处于强烈扰动与混合状态,尾气也处于汽车后部的涡流之中,很难想象排放物会沉积于车库下方,而那些停放好的车辆,其发动机已经关闭,没有什么有害物排出了。
再次,有实测数据可以证明,用通风换气的办法将汽车排出的一氧化碳稀释到一定浓度时,氮氧化物和碳氢化合物远远低于它们相应的允许浓度,也就是说,只要保证一氧化碳浓度排放达标,其他有害物即使有一些分布不均匀,也有足够的安全倍数保证将其通过排风带走。
最后,地下车库一般只为停放轿车,最多是面包车设计,车库的净高只有 2.8m 左右,这样的高度,上下都布置风口,既不便于施工,也无太大必要。此外,如果进风系统采用诱导通风方式时,车库内的气流扰动及混合就更加充分,车库下部已不可能有稳定的有害物层出现。可见地下车库的排风系统和排烟系统的风口合二为一是可行的。
(二)送风系统
从防火角度看,设置了机械排烟系统的地下车库,应同时设置进风系统,且送风量不宜小于排烟量的50%。注意: 这里说的是“不宜小于”,亦是送风量
的下限,不是上限,当排烟量按换气次数不少于6次/h计算时,这50%相当于不小于3次/h换气次数的送风量。
另一方面,从稀释有害物的角度看,一般专业工具书都提出排风量不小于6次/h换气次数,送风量不小于5次/h换气次数,这虽然不是规范规定,但多年设计实践表明,这一送风量可以满足需要又不至于使车库内负压过大。当然,不小于5次/h换气的平时送风量也能满足3次/h换气次数的防火送风量的要求。所以笔者认为,对于合二而一的机械排风系统,在其排风量取为不小于6次/h换气次数的情况下,相应的机械进风系统的送风量按不小于每小时5次/h换风次数换气确定是适宜的。
参考文献
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