高层建筑地下车库排风排烟合用系统设计

1概述
　　
　　目前大中型高层建筑都设有地下停车场，以满足其自身使用者停车需要。有的单层面积达1万多平方米，层数多达4层，停车数量多，所以合量的设计排风、排烟系统显得非常重要。本文结合笔者的实践，介绍排风排烟合用系统的一种设计方法，并对设计过程遇到的问题进行分析提出解决方法。
　　
　　2高层建筑地下车库通风量的计算
　　
　　（1）排风量：
　　
　　规范规定：“地下车库一般应设机械排风系统，排风量应按稀释废气量计算。如无计算资料时，可参考换气估算，一般排风量不少于6次/时，送风不小于5次/时。”以上规定应是针对专用车库而言，高层建筑的地下车库由于受核心筒、柱网、服务配套用房布置的影响，其停车位利用率低于专用车库，简单套用换气次数计算通风量，会出现通风量过大现象，所以应根据实际停车数，计算其通风量。
　　
　　地下车库按全面通风设计考虑，所需通风量可根据文献[1]推荐的公式计算。全面通风所需通风量为：
　　
　　L0=LM（m3/h）
　　
　　L=Q/C-CO（m3/h）
　　
　　式中：L0-车库排风量（m3/h）；
　　
　　L-车库单位地面面积排风量（m3/h）；
　　
　　M-车库存面积（m2）；
　　
　　Q-单位地面面积汽车CO排放量（mg/h·m2）；
　　
　　C-在下停车场内CO允许浓度，C=100mg/m3；
　　
　　CO-室外大气中CO含量，CO=3.0mg/m3；
　　
　　单位在地面面积汽车CO排放量（mg/h·m2）：
　　
　　Q=ABCD/E
　　
　　式中：A-车库单位在面面积停车数；
　　
　　B-汽车出入频度（每小时出入台数与设计容量之比），可取50~100%；
　　
　　C-每辆汽车在车库内发动机运行时间取3min；
　　
　　D-汽车单位时间CO排放量，g/s。国产的桑塔汽车CO排放量为0.577g/s，进口福特汽车CO排放量0.319g/s；
　　
　　E----CO排放量占总排放量的百分比，取0.89。
　　
　　例：一个2000m2地下停车库，层高3.6m（梁板折算后净空高底3.5m），停车量45辆（按进口、国产车型各占一半计），计算全面通风量（出入频度取0.85%）。
　　
　　经用上述计算公式，计算得：
　　
　　单位地面面积汽车CO排放量：Q=1574（mg/h·m2）；
　　
　　单位地面面积排放量：L=16.2（mg/h·m2）；
　　
　　通风量L0=32400（m3/h）；
　　
　　换气次数A≈4.8。
　　
　　(2）地下车库送风量
　　
　　为防止地下车库废气溢出，车库内必须保持负压。因此，送风量应小于排风量，一般取70%~85%排风量，其余由车道渗入补充。
　　
　　3怎样解决好排风量与排烟量不一致的问题
　　
　　地下车库排风排烟合用系统设计过程首先需要解决的是排风量与排烟量不一致的问题，常用方法：
　　
　　a.选用二台或二台以上风机并联运行，平时仅运行一台风机进行通风。火灾时，启动另一台风机运行，使二台风机的风量、风压满足排烟要求。这种方式，排风机数量多，安装及日后管理操作难度大。
　　
　　b.选用双速风机，平时排风为低速运行，火灾时高速运行，这种方式解决了上述a存在的问题，但存在在满足排烟量时，其平时排风量偏大的现象。
　　
　　c.合理划分防烟分区面积，使最大防烟分区的排烟量与平时排风量一致或略小，这样采用一强风机（风量按排风量选用）即可满足平时排风及火灾时排烟，这种方式解决了上述a、b存在问题。
　　
　　所以c的方式是解决地下车库排风排烟合用系统设计过程排风量与排烟量不一致的较佳方式。
　　
　　4排风排烟合用系统设计中应注意的问题
　　
　　下面着重介绍采用上述第3条c方式设计中应注意的问题。
　　
　　a、防烟分区的划分：
　　
　　（1）在《高规》中，对防烟分区的面积划分只有上限的限制即“不宜超过500m2”。对下限最小防烟分区面积末明确的限制，那么防烟分区面积是否可无限制的缩小呢？根据《高规》8.4.2.1中对排风机的风量的规定：“担负一个防烟分区排烟时，风量应不少于60m3/h·m2计算（单台风机最小风量不应小于7200m3/h）”，由此推算单个防烟分区面积应不少于120m2，才能满足要求，所以可以把120m2，作为下限的参考依据。
　　
　　(2）合用系统中最大防烟分区面积的确定：
　　
　　因合用系统中排烟量与排风量基本一致，所以根据《高规》第8.4.2.2条，最大防烟分区面积=排风量120（m3/h·m2）（并要求其面积值大于120m2），根据此值划分防烟分区。
　　
　　例：某大型地下停车库其中一个防火分区（设一个排风排烟系统），车库净高3.2m（扣除板后空间），排风量按5次/小时计。
　　
　　计算得排风量31744m3/h，防烟分区面积S=31744/120=265m2>120m2。根据柱网、梁系布置，划分为：最大面积265m2，排烟风机要求的风量=30720m3/h<排风量。
　　
　　b.排风（排烟）风口规格布置：
　　
　　风口规格尺寸，除满足平时排风外，同时满足排烟要求，每个防烟分区根据其面积大小布置1~2个风口，采用百叶风口并配设电动密闭阀、重力式防火阀（动作温度280℃）。
　　
　　c.排风（排烟）风机选用：
　　
　　采用消防排烟风机，风机风量按排风量选用，风机出口设风管止回阀、重力式防火阀（动作温度280℃）。
　　
　　d.补风系统：
　　
　　利用平时送风系统进行补风，风量应满足《高规》要求。
　　
　　e.火灾发生时，排送风机继续运转、关闭非着火防烟区的阀门、集中对着火防烟区排烟，送风系统继续补风，使气流由非着火区向着火区流动。
　　
　　当烟气蔓延至相邻防烟区，该防烟区风口打开，排烟烟气温度超过280℃时重力式防火阀关闭，停止对该防烟区排烟。
　　
　　5结论
　　
　　在大中型地下车库，采用第3采中c方式设计的排风排为合用系统，通过排风口的启闭即可满足消防排烟需要，简化了操作控制系统，同时降低了消防风机的电机功率，所以在有条件的地方，采用该系统应是较佳选择。