淺析高層建筑地下車庫通風與消防排煙設計

胡亮

【摘要】高層建筑地下車庫通風與消防排煙系統是高層建筑消防安全的重要組成環節，關系人們群眾的生命及財產安全。文章就高層建筑地下車庫通風與消防排煙設計類型進行分析，并深入通風系統與排煙系統完全分開設計、合用管道設計、合并式設計、無風道誘導風機通風系統四種設計類型，分別指出每種設計類型的優缺點。

【關鍵詞】高層建筑；地下車庫；通風系統；消防排煙系統

0.引言

隨著人們收入水平提高，我國私家車數量顯著提升，這也要求城市需要擁有足夠數量的停車場所滿足日益提高的提車要求。然而我國土地資源需求極度緊張，許多城市都存在停車位不足的情況。為解決停車位不足問題，許多城市大規模修建地下車庫滿足停車需求[1]。地下車庫廢氣以CO為主，但是而且由于地下車庫密封性高、空氣流動性差的特點，車庫容易聚集更多的有害廢氣，危害人的身體健康。而且地下車庫也存在火災安全隱患，地下車庫火災事故現場的溫度更高，也不利于煙氣排出以及開展救援工作，因而高層地下車庫火災帶來的損失也更大。因此，高層建筑的地下車庫必須設計良好的通風和消防排煙系統，有效排出汽車廢氣，預防災害發生，同時方便控制災害形式，滿足火災時的排煙要求，以保證火災發生時迅速排除滯留煙氣，限制煙氣擴散，保證人員和車輛安全撤離現場，減少傷亡，提高車庫安全性。

1.通風系統與排煙系統完全分開設計

完全分開設計方式為單獨設計排風系統和排煙系統，兩個系統之間不存在聯系，排風系統和排煙系統分別根據各自系統的需求，設置各自的排風機、防火閥、排風或排煙管道、排風口和抽煙風口[2]。分開設計方式缺點較多，一是整體設計復雜，難度高；二是整個系統需占用車庫更多的空間，不便于優化設計；投資成本也較高。

圖1 完全分開設計結構

2.排風系統和排煙系統合用管道設計

排風系統和排煙系統合用管道設計包括兩種類型，一是合用主風管道設計，二是合用上部管道和風口設計。

第一，合用主風管道需要將排風機和排煙風機并聯，再根據高層建筑的實際高度計算排風量和排煙量，分別選擇風機。排風系統設有排風機及防火閥；上下部排風口兩個，并使用支管連接，支管上設置一個防火閥。正常情況下排風系統利用上下部排風口排風，管理正常排風系通。火災時開啟排煙風機，利用上排風口排出煙氣和熱量，設計結構見圖2。該設計方式的缺點有成本高、排風和排煙系統閥門故障幾率大、占用車庫空間多、實際排煙量可能不足等問題。

圖2 排風與排煙系統合用主風管道系統結構

第二，合用上部排風管道設計是指利用排風系統上部排風管。具體為排風系統設置上部和下部排風管道，排煙系統也設置上部排煙管道，上部排風管道和排煙管道使用支管相連，并設置防火閥，排煙風機設置單獨防火閥[3]。正常情況下排煙和排風系統共同使用上部管道和風口排風，火災情況下通過連接支管上的防火閥關閉排風機，啟動排煙風機，經上部排風口排出煙氣，設計結構見圖3。這種設計方式的控制方式較為簡單，因而成本低于合用主風管道設計方式，但是該設計方式的排煙量可能較小，無法滿足火災時排煙需求。

圖3 合用上部排風管道設計結構

3.排風系統與排煙系統合并式設計

該設計方式是指排風系統與排煙系統完全相同，共同使用一套排風機和風管。合并式設計方式的應用范圍較廣，許多高層建筑地下車庫均使用合并式設計方式。合并式設計采用消防用高溫防排煙風機，使用普通百葉風口作為排風口。排風（煙）機的選擇方法：排風量=防煙分區面積﹡H﹡6次/h﹡1.1。（注意：車庫層高<3m時，h=實際層高；車庫層高>或=3m時，h=3m）。在正常情況下，風機和整個系統都處于排風狀態，風口負責排風；在火災時，風機和系統調節至高速運行狀態，加快排煙和排熱速度，同時風口則全部排煙。

設計方式為：風機入口處設置防火閥，防火閥始終處于開合狀態。當火災的煙氣熔斷防火閥后，關閉排風機。合并式排風與排煙系統結構比完全分開設計結構及合用管道設計結構都要簡單，風管尺寸更小、風機數量，占用車庫空間小，提高車庫利用率；合并式設計方式的建設成本和運行維護成本也更低。不僅如此，合并式設計方式有利于系統存在的故障和問題檢測，維護人員可及時發現系統故障，極大提高了排風與排煙系統的可靠性和穩定性，也減少工作人員的工作量。

圖4 排風和排煙系統合并式設計結構

4.無風道誘導風機通風系統

該系統設計組成包括誘導風機、主排風機和主送風機三個組成部分，其原理為主送風機將輸送室外空氣，再通過誘導風機的高速風管及特制的風管噴嘴，向地下車庫高速噴射室外空氣，促使車庫內空氣流通。再通過風機的作用，將室外空氣引向特定的區域，再使用特定區域內安裝的主排風機將空氣排出室外。無風道誘導風機通風系統也存在一定優點和缺點。

圖5 無縫道誘導風機通風系統設計結構

4.1無風道誘導風機通風系統的優點

無風道誘導風機通風系統應用于高層建筑地下車庫中有以下幾個優點：一是該設計方式不許采用大型通風系統及鋪設大量風管，因而可以盡可能節省車庫空間，將車庫空間更多地用于停車位；二是設計結構靈活，協調性強。誘導風機設備尺寸和重量遠遠低于傳統風機的尺寸和重量，它可以直接安裝在地下車庫的結構上，方便工人施工和安全，還能與其他專業形成良好的配合；三是通風死角少。通過靈活地安排布置封嘴，可以合理地組織空氣流動，將空氣氣引入車庫的各個區域；四是稀釋車庫內有害氣體，提升車庫空氣質量[4]。噴嘴可促進車庫頂部空氣與下部空氣、車庫內部空氣與車庫各個風口附近空氣流通，可以將室外空氣與室內空氣充分混合，達到稀釋有害氣體濃度的效果，同時解決了下排風口設置困難的問題。五是經濟效益高。無風道誘導風機通風系統可以降低車庫的層高，節省工程造價。同時運行和維護成本低，可降低30%的運行成本。

4.2無風道誘導風機通風系統的缺點

雖然無風道誘導風機通風系統的優點較多，但是經過大量的實踐證明，無風道誘導風機通風系統也存在以下缺點。

一是車庫需要有明確規整的防火分區，送風機和排風機位置設計要求高，應位于車庫兩端才能達到實際效果。但是實際車庫通風與消防排煙系統設計難以滿足以上兩個要求，并且風井設計也受到地面景觀的影響和限制，嚴重制約了該設計方式應用范圍和普及程度。

二是減少占用車道上部空間有限。雖然無風道誘導風機通風系統可以使排風管道使用量降低一半，但是由于排煙口不能超過30m的要求，無風道誘導風機排風系統實際減少空間僅為150mm，減少占用車道上部空間有限[5]。

三是可能導致建設成本增加。雖然該設計方式的效果更佳，但是它有一定的使用范圍。無風道誘導風機通風系統只適用于地下車庫規劃整齊且建筑層高較低的情況，否則需要增加誘導風機數量才能滿足通風與消防通風排煙要求，從而增加建設成本。

5.地下車庫機械送風系統兼火災時補風

為減少機械送風的工程投資和送風機房的占地面積，負一層車庫常利用車道進行自然送風。負二層或以下，設置機械送風系統時，送風量宜為排風量的80%～85%或按5次/h取。送風口的布置應使室內氣流分布均勻，避免通風死區，送風口宜設置在車庫主要通道的上部。

6.結語

綜上所述，高層建筑地下車庫通風與消防排煙設計類型具有各自的優點和缺點，在實際高層建筑地下車庫通風與消防排煙設計中，設計人員要根據地下車庫及周邊環境的具體實際情況，分析每種設計類型的優缺點，選擇合理的系統方式，科學有效地設計風機及風管系統。并始終堅持滿足車庫使用需求的原則，盡可能減少通風與消防排煙系統占空比，提高經濟性和節能型，降低成本和能源消耗。

參考文獻：

[1]何明來，賈代勇，彭關中，張永. 地下車庫通風及排煙設計淺析[J]. 潔凈與空調技術，2011，（01）.

[2]鄒明. 新汽車庫防火規范與高層建筑地下車庫通風排煙設計[J]. 現代物業（上旬刊），2011，（07）：186-187.

[3]孫玉麗. 高層建筑地下車庫通風排煙系統設計探討[J]. 低溫建筑技術，2012，（08）.

[4]陳英杰，朱勇軍，郭榮春，于煒龍. 地下車庫通風與防排煙系統設計的探討[J]. 建筑節能，2014，（11）.

[5]馬夏寧. 關于高層建筑地下室通風及防排煙設計的幾點看法[J]. 中華民居（下旬刊），2013，（06）.

[6]羅剛，魏民贊. 地下汽車庫通風及防排煙設計中幾個常見問題的探討[J]. 暖通空調，2010，（05）.