深圳月亮灣綜合車場通風與排煙設計探討

劉慕云

上海城市交通設計院有限公司

隨著國家新能源產(chǎn)業(yè)和節(jié)能減排政策的落實，推進環(huán)保節(jié)能產(chǎn)品勢在必行。新能源汽車產(chǎn)業(yè)的發(fā)展，電動汽車取代傳統(tǒng)燃油汽車是大勢所趨。隨著電動車技術的發(fā)展和數(shù)量的增加，不僅對電動汽車關鍵儲能設備蓄電池的要求越來越高，同時也要求停車場、停車庫設置更多的充電設施[1]，方便、快捷地為電動汽車充電。特別是新建公交車庫，必須滿足電動公交車停車、充電、保養(yǎng)、維修等要求。同時，新建停車庫的通風和排煙系統(tǒng)[2]，也必須適應電動汽車庫的要求。電動汽車庫設置通風系統(tǒng)，是將充電樁、蓄電池、電纜等工作時產(chǎn)生的廢熱和廢氣[3]排出。電動汽車庫充電樁在充電過程中一旦發(fā)生火災，會產(chǎn)生大量的有毒煙氣，為了人員逃生和消防救援，需要設置排煙系統(tǒng)。

1 工程概況

深圳月亮灣綜合車場[4]工程位于深圳市南山區(qū)媽灣大道和月亮灣大道路口東南側地塊內(nèi)。綜合車場為一棟高層綜合建筑，目前，是國內(nèi)首個高層電動公交車停車庫。也是全球第一個100%車位覆蓋大功率充電的公交立體車庫，是全國裝機功率最大、智能化水平最高、智能交通融合最好、綠色能源應用最廣的智慧充電樞紐。占地面積19465.25 m2，總建筑面積98497.40 m2，地上10 層，地下1 層，建筑總高度為49.75 m。其中地上建筑面積86497.95 m2，地下建筑面積11999.45 m2。設計停放電動公交車660 輛，公交低級保養(yǎng)能力660輛，保養(yǎng)工位14 個，充電設施550 個。

車庫地下一層為電動公交車和電動小汽車混合停車層，一層是公交低保車間和39 個應急充電車位，二層-七層是電動公交停車庫，每層均設有充電設施，八層-十層是場站配套管理用房，停車庫可停660 輛電動公交車的高層車庫。

車庫一層-七層為敞開式[2]電動車庫，采用復合通風，不需要設置排煙系統(tǒng)。地下一層為電動混合車庫，按照防火分區(qū)設置機械通風系統(tǒng)和機械排煙系統(tǒng)[2]。

2 通風量和排煙量確定

2.1 地上敞開式車庫通風

月亮灣綜合車場一層-七層停放電動公交車，為敞開式汽車庫[2]。每層建筑面積為11724 m2，分為2 個防火分區(qū)。每層均設有充電設施[1]。除了建筑四周設有部分遮陽板外，每層四周敞開凈面積超過外墻總面積25%，敞開區(qū)域均勻布置在外墻上且長度超過車庫周長50%，滿足自然通風要求。

地上一層應急充電停車庫采用自然通風。根據(jù)當?shù)貧夂驐l件，夏季氣溫較高，濕度較大，為了改善低保車間工作環(huán)境，提高工作人員舒適度，公交低保車間設置機械排風。共選擇6 臺HTFC-B-Ⅰ-12 型風機，每臺風量為7010 m3/h,風壓為402 Pa。地上一層通風詳見圖1 地上一層通風平面圖。

圖1 地上一層通風平面圖

為了使地上停車庫靠近中間車道區(qū)域有直接對外排風口，以及每個防火分區(qū)內(nèi)排煙口至最遠點距離不超過30 m 的要求，在地上二層-七層車庫靠近內(nèi)部中間車道兩側，分別設置了2 個面積為36 m2的通風豎井，共4 個。為了防止發(fā)生火災時火勢沿著通風豎井向上蔓延至其他樓層，通風井與每層之間設置防火卷簾，平時常開，作為對外通風口。火災時關閉通風井四周所有非著火層防火卷簾，僅開啟著火層的防火卷簾，確保著火層排煙通暢。為了提高項目品質和保證排風效果，防止氣流組織受到停車的影響，在每層內(nèi)部區(qū)域車庫頂部設置智能型誘導風機，形成復合通風方式，使遠離外墻內(nèi)區(qū)的污染空氣被誘導至外墻排風口，排出室外。誘導風機風量為680 m3/h，風壓為250 Pa。其CO 感測范圍：1～200 ppm，溫差感測范圍：1 ℃-10 ℃，溫差感測時間：1 s-60 s。誘導風機采用定時啟停方式運行。地上二層-七層通風詳見圖2 地上二層-七層車庫通風平面圖。

圖2 地上二層-七層車庫通風平面圖

2.2 地下一層停車庫通風量計算

月亮灣綜合車場地下一層是混合停車庫，分為4個防火分區(qū)，每個防火分區(qū)建筑面積[2][3]不超過4000 m2。建筑層高為5.7 m，局部區(qū)域降板后層高為5.2 m。其中3 個防火分區(qū)為停車區(qū)，每個防火分區(qū)分為2 個防煙分區(qū)，每個防煙分區(qū)建筑面積[2][3]不超過2000 m2。按3 m 層高和6 次/h 換氣次數(shù)計算排風量。送風量按排風量的85%計算。風管和設備的漏風附加系數(shù)[5]按1.2 取值，設計送、排風量[5]見表1 地下一層停車庫通風量計算表。

表1 地下一層停車庫通風量計算表

2.3 地下一層停車庫排煙量確定

月亮灣綜合車場地下一層混合停車區(qū)3 個防火分區(qū)建筑面積為10129 m2，根據(jù)劃分的防煙分區(qū)，分別計算排煙量和設置機械排煙系統(tǒng)[5]。根據(jù)建筑層高，參照停車庫防火規(guī)范[2]要求，每個防煙分區(qū)排煙風機最小排煙量[2]為34050 m3/h。按照當?shù)赜嘘P電動汽車庫技術規(guī)程規(guī)定[3]，排煙風機的排煙量應在此基礎上考慮1.2 的系數(shù)，即設計排煙量[6]為40860 m3/h。設計補風量[2]不小于排煙量的50%，為20430 m3/h。

3 風機選型

月亮灣綜合車場地下一層混合停車庫，按照防煙分區(qū)分別設置通風系統(tǒng)和排煙系統(tǒng)。每個防煙分區(qū)的通風與排煙系統(tǒng)合用[8]，平時為通風運行，火災時轉為排煙運行。風機選用消防通風（兩用）低噪聲柜式離心風機，排風（煙）風機電機外置，送（補）風機電機內(nèi)置。風機電源為普通和消防雙電源，根據(jù)每個防煙分區(qū)所需設計排風量、設計送風量和排煙風機排煙量，選擇風機。風機型號如表2 地下一層停車庫風機選型表。

表2 地下一層停車庫風機選型表

4 地下一層停車庫通風和排煙系統(tǒng)

4.1 地下一層停車庫通風系統(tǒng)

月亮灣綜合車場地下一層停車庫設置機械通風系統(tǒng)，其排風系統(tǒng)和送風系統(tǒng)分別獨立設置[4]，每個防火分區(qū)設置一個排風機房和一個送風機房。每個排風機房內(nèi)設置兩臺排風機，每個送風機房內(nèi)設置兩臺送風機。一臺排風機和一臺送風機承擔一個防煙分區(qū)的通風。第一至四防煙分區(qū)的排風機和送風機為單速風機；第五、第六防煙分區(qū)的排風機和送風機為雙速風機，平時低速運行通風。

在每個防煙分區(qū)上部排風管道側面設置排風口，采用風管接至排風機；送風直接送至每個防煙分區(qū)車道上方，在風管下部設置向下的送風口。排風系統(tǒng)采用定時啟停控制方式，送風機與排風機聯(lián)鎖運行。

4.2 地下一層停車庫排煙系統(tǒng)

月亮灣綜合車場地下一層停車庫排風系統(tǒng)和排煙系統(tǒng)合用。設在每個防火分區(qū)排風機房內(nèi)的排風機火災時轉為排煙運行，同時設在送風機房的送風機成為補風機。第一至四防煙分區(qū)的排煙風機和補風機為單速風機。第五、第六防煙分區(qū)的排煙機和補風機為雙速風機，高速運行排煙。排煙系統(tǒng)采用現(xiàn)場手動或自動聯(lián)鎖控制方式，送風機與排風機聯(lián)鎖運行。

在地下一層停車庫每個防煙分區(qū)儲煙倉[6]內(nèi)排煙管道側面設置排煙口，排煙管接至排煙風機，每個防煙分區(qū)內(nèi)最遠點至排煙口的距離不超過30 m。在排煙風機入口設置電磁驅動280 ℃排煙防火閥，當排煙溫度超過280 ℃時，排煙防火閥關閉，聯(lián)鎖排煙風機停止運轉。補風送至每個防火分區(qū)，在儲煙倉下方設置補風口，且補風口與排煙口的水平距離不小于5 m。地下一層通風和排煙詳見圖3 地下一層通風和排煙平面圖。

圖3 地下一層通風和排煙平面圖

5 技術探討

5.1 電動公交車庫不宜劃分防火單元

對于電動公交車庫，國家至今沒有相關設計規(guī)范。2016 年11 月完成設計并開始建造的深圳月亮灣綜合車場為高層電動公交車庫，地下一層為混合停車區(qū)，參照有關停車庫規(guī)范[2]劃分的防火分區(qū)和防煙分區(qū)。2019 年3 月1 日開始實施的電動汽車庫相關標準[1]，規(guī)定集中布置充電設施的高層汽車庫和地下汽車庫防火單元最大允許建筑面積[1]為1000 m2，或為防火分區(qū)的50%，如電動公交車庫按此標準劃分防火單元，存在下列問題：①由于防火單元面積變小，分隔增多，停放電動公交車數(shù)量減少。②火災發(fā)生時，防火單元防火卷簾落下，阻礙人員逃生和車輛撤離。③一個防火單元就是一個獨立的防煙分區(qū)，排煙系統(tǒng)和補風系統(tǒng)需要單獨設置，系統(tǒng)增多、復雜，同時增加了機房面積。④機電設備投資增加。因此，不建議電動公交車庫劃分防火單元。

5.2 電動汽車庫排風主要是排除廢熱和廢氣

以汽油為燃料的內(nèi)燃機汽車庫，通風系統(tǒng)主[要2]是排出CO、NOx、CmHn 以及甲醛和鉛等有害氣體，還有排出可燃、可爆的汽油蒸汽[2]。電動汽車庫，通風系統(tǒng)主要是把充電設施、蓄電池、充電電纜等工作時產(chǎn)生的有害廢熱和廢氣[2]排出，保持車庫內(nèi)的環(huán)境和用電設施的安全。參照有關規(guī)范，電氣設備工作環(huán)境溫度要求一般不高于40 ℃，電動汽車庫不小于6 次/h通風換氣次數(shù)完全可以滿足排除余熱要求。

5.3 電動汽車庫排煙主要是排除有毒煙氣

內(nèi)燃機汽車庫火災時，車輛自身燃燒將會產(chǎn)生大量有毒煙氣，特別是油箱著火燃燒時，會產(chǎn)生爆炸危險，為保障人員疏散，并為撲救火災創(chuàng)造條件，需要設置排煙系統(tǒng)，及時有效將可燃、有毒煙氣[2]排出室外。停放電動汽車庫，電動汽車在充電過程中一旦發(fā)生火災，電氣設備及電纜材料等燃燒會產(chǎn)生有毒煙氣[3]，消防救援十分困難，只能采用干粉滅火器撲救充電設施；電動汽車的蓄電池發(fā)生火災時，會產(chǎn)生大量的有毒氣體[3]，干粉滅火器有效撲救的可能性很小。因此，為及時發(fā)現(xiàn)災情，提供救援和疏散保障，應設置火災自動報警系統(tǒng)、自動噴水滅火系統(tǒng)、消防應急照明和疏散指示標志，同時設置與消防聯(lián)動的排煙系統(tǒng)。

5.4 電動汽車庫排風和排煙系統(tǒng)控制方式

以汽油為燃料的內(nèi)燃機汽車庫，排風機的啟停是采用現(xiàn)場手動，或根據(jù)室內(nèi)CO 氣體濃度自動控制風機運行[8]。電動汽車庫主要是充電設施、蓄電池、充電電纜等工作時產(chǎn)生的廢熱和廢氣，沒有CO、NOx、CmHn 等氣體。因此，排風機的啟停采用定時控制方式，送風機與排風機聯(lián)鎖啟停。[6]

電動汽車庫排煙風機的控制 采用現(xiàn)場手動啟動，火災自動報警系統(tǒng)自動啟動，消防控制室手動啟動。補風機與排煙風機聯(lián)鎖啟動。

6 結論

建設高層電動公交車庫，不僅少占公共建設用地，緩解城市用地緊張問題，也解決了在有限用地范圍內(nèi)停放更多電動公交車問題。高層電動公交停車庫宜每層設置充電設施，不宜劃分防火單元。電動汽車庫應設通風系統(tǒng)，排除室內(nèi)廢熱和廢氣，機械通風系統(tǒng)應采用定時啟停控制方式。電動汽車庫排煙主要是排除有毒煙氣，機械排煙應采用手動或自動聯(lián)動控制方式。