城市地下公交停車場排煙量的探討

張紅兵

城市地下公交停車場排煙量的探討

張紅兵

濟南市市政工程設計研究院（集團）有限責任公司

本文針對城市地下公交停車場的火災特點做了介紹，并列舉目前火災時排煙量的不同計算方法，指出了排煙量的確定是停車場排煙設計的關鍵，同時煙縷質量流量公式為設計者提供了可靠的理論支持，并通過舉例計算得出排煙量的差別。

公交汽車靜態交通煙羽流熱釋放率

在當前的城市建設中，由于公交車輛多、車型大，在地面修建大型的停車場面臨很大難題，使得公交停車場向城市地下空間發展成為未來的趨勢。地下停車場冬暖夏涼，冬天室溫能維持在10℃左右，夏天保持在25℃左右，對于柴油動力車的公交汽車來說，不用擔心天冷時啟動難的問題。目前不少城市也逐漸開始了地下公交場站的建設。地下公交場站的建設，解決了城市停車難同時，也減少了對周圍居民的干擾。

1 地下公交停車場的火災特點

地下公交車停車場的火災特點與地下動態交通系統的火災特點有著明顯的區別，前者具有地下建筑火災的特點，由于地下建筑空間小，對外出入口少，相對封閉，自然排煙困難，同時規范明確：面積超過2000m2的地下汽車庫應設置機械排煙系統，所以大中型停車場均需設置機械排煙系統。城市地下公交車停車場平面布置參見圖1。

圖1 城市地下公交車停車場平面示意圖

地下動態交通系統的火災特點既具有地下建筑火災的特點，又具有隧道火災的特點，由于隧道內的車輛處于運動狀態，所以火災發生的位置不固定，可能在隧道內的任何位置。又由于隧道的橫斷面小，發生火災時不僅人員疏散困難，車輛的疏散更加有難度，車輛接踵而至，火災還有可能在車輛之間蔓延，引起更大的火災。

2 地下公交停車場排煙量計算方法

關于地下停車場的排煙量，國家《汽車庫、修車庫、停車場設計防火規范》（GB50067-1997）中規定：按換氣次數不小于6次/h計算的排煙量確定。該方法雖然計算簡單，適用于工程應用，但這種計算方法未考慮建筑物的實際火災負荷、火源強度及建筑物高度，而這些因素是煙氣產生量的決定因素，因此應用該方法不能判斷該排煙量下煙氣層的高度是否滿足安全要求，從而使得設計結果缺乏強有力的理論支撐。

按照煙縷質量流量公式來計算排煙量，是根據典型的火災情況下煙氣生成量的多少來計算的，且要同時保證煙層的高度要大于臨界高度，確保人員安全疏散。當火源位于地下停車場時，其產生的煙氣羽流一般為軸對稱羽流。軸對稱羽流是指火災發生時，火災中產生的熱煙氣在浮力作用下，在其上升過程中能從四周自由地卷吸周圍空氣而形成的羽流。由于羽流在上升過程中不斷卷吸周圍的空氣，使得羽流自身的溫度和速度隨高度的增加而逐漸下降，而其體積則不斷擴大，形成一個倒錐形的羽流形狀，如圖2所示。

圖2 最小清晰高度示意圖

2.1最小的清晰高度

最小的清晰高度的取值有兩種方法：第一種方法是借鑒美國國家建筑管理（BOCA）的做法，取1.8m；第二種方法是按下式計算：

式中：Hq為最小清晰高度，m；H為排煙空間的建筑凈高度，m。

2.2火災熱釋放量

火災熱釋放量按表1確定。

表1 車輛火災熱釋放功率

2.3煙縷質量流量

根據Heskestad模型，煙縷質量流量計算如下：

式中：MC為煙縷質量流量，kg/s；QC為熱釋放量的對流部分，kW，一般取值為0.7Q；Z為燃料面到煙層底部的高度，m，取值應大于等于最小清晰高度；Q1為火焰極限高度，m。

2.4煙氣平均溫度與環境溫度的差

煙氣平均溫度與環境溫度的差，應按下式計算

式中：△T為煙氣平均溫度與環境溫度的差，℃；CP為空氣的定壓比熱，一般取1.01kJ/(kg·K)。

2.5排煙量

排煙量計算公式如下：

式中：V為排煙量，m3/s；ρ0為環境溫度下氣體的密度，1.2kg/m3)；T0為環境的絕對溫度，K；T為煙氣的絕對溫度，K，T＝T0+△T。

3 排煙量計算實例

該停車場用于城市公交停車，建筑面積3000m2，建筑高度為5.5m。該停車場排煙量的計算過程及結果如表2所示。

表2 城市地下公交車停車場排煙量計算

通過表2可以看出，根據煙縷質量流量公式計算的結果大于采用規范換氣次數法計算的結果，前者排煙量約為后者排煙量的2倍。

4 結語

實施城市公交優先，積極發展大容量快速公交是解決城市交通問題的有效手段。城市地下公交車停車場排煙量的確定，在按照國家規范要求設計同時，設計者也要理解煙氣的流動特點，充分依靠根據Heskestad模型作為計算的依據，做到有理有據。在規范計算基礎上要以理論計算校核其排煙量，取其最大值。對于地下空間的火災安全系統而言，排煙量最大值也意味著更高的安全系數。

[1]中華人民共和國公安部.汽車庫、修車庫、停車場設計防火規范(GB 50067-97)[S].1997

[2]張吉光,史自強,崔紅社.高層建筑和地下建筑通風與防排煙[M].北京:中國建筑工業出版社,2005

[3]公安部上海消防科學研究所、上海市消防局.民用建筑防排煙技術規程(DGJ 08-88-2000)[S].2000

Dis c us s ion on Sm oking Em itte d in Urba n Unde rground Bus Pa rking

ZHANG Hong-bing
Ji’nan Municipal Engineering Design&Research Institute(Group)Co.,Ltd.

In this paper,the urban underground bus parking lot of the fire characteristics have been described and cited the current amount of fire smoke different calculation methods,and points out the parking lot to determine the amount of smoke exhaust design is the key,while plume mass flow formula designers provide a reliable theoretical support and calculated the amount of smoke by way of example the difference.

bus,static traffic,smoking plume,heat release rate

1003-0344（2014）06-103-3

2013-10-22

張紅兵（1976～）男，碩士，工程師；山東省濟南市高新區舜華路2000號舜泰廣場11號樓（250101）；0531-82704241；E-mail:zhb@jnszy.cn