層高和高差對車庫排煙設計中清晰高度的影響

孫海洋

成都基準方中建筑設計有限公司

隨著城市建設的不斷發展及人民生活的提高，機動車數量的增加，地下車庫幾乎成了每個建筑的標準配套，《建筑防煙排煙系統技術標準》GB51251-2017[1]對原有車庫規范排煙設計進行了補充，排煙設計在消防設計中的地位尤為重要。如何能夠第一時間排除火災中產生的大量煙氣，保證人員安全廣大設計師需要考慮。原有車庫規范排煙設計中只是考慮了排煙量以及排煙口的最遠距離要求，新規范補充了清晰高度的概念，楊東輝[2]等對機械排煙系統清晰高度的影響因素做了分析，討論了煙氣溫度對清晰高度的影響，給出了除特殊層高外設置噴淋的車庫可以按照大于等于最小清晰高度設計的建議，本文也從清晰高度著手，對不同層高、不同場地高差的車庫在滿足單個排煙口最大排煙量情況下進行研究，以期對以后的車庫排煙設計有一些參考作用。

1 清晰高度

1.1 清晰高度的定義

煙層下緣至室內地面的高度。車庫形成的一般是軸對稱型煙羽流，清晰高度（Hs為設計清晰高度）如圖1 所示。

圖1 清晰高度示意圖

1.2 最小清晰高度的計算方法

走道、室內空間凈高不大于3 m 的區域，其最小清晰高度不宜小于其凈高的1/2，其他區域的最小清晰高度應按下式計算：

式中：Hq—最小清晰高度，m；H—對于單層空間，取排煙空間的建筑凈高度，m，對于多層空間，取最高疏散樓層的層高。

2 層高對車庫排煙設計中清晰高度的影響

根據《汽車庫、修車庫、停車場設計防火規范》GB50067-2014[3]中5.1.1 條平層汽車庫防火分區最大面積為4000 m2，機械汽車庫防火分區最大面積為2600 m2。根據8.2.2 條防煙分區的建筑面積不宜大于2000 m2，因此超過2000 m2就應該劃分防煙分區。排煙風機的選型根據表1 中取值，建筑空間凈高位于表中兩個高度之間的，按線性插值法選取每個防煙分區的排煙風機的排煙量。

表1 汽車庫、修車庫內每個防煙分區排煙風機的排煙量

以下對平層車庫，機械車庫，層高不同的車庫和地坑式立體車庫進行研究，分析不同類型的車庫在排煙設計中清晰高度的確定方法。

2.1 平層車庫排煙設計清晰高度的確定

地下汽車庫層高一般大于3 m，車輛出入口、坡道最小凈高為2.2 m，單個防煙分區面積則不宜大于2000 m2，通常防火分區面積較大的車庫需要劃分防煙分區，為滿足通行要求，擋煙垂壁的最小設置高度為距離地面2.2 m。地下車庫結構一般會采用梁板體系或者無梁樓蓋設計，下面以兩個不同層高的平層車庫為例進行分析：

項目一西安市灞橋區某項目梁板體系汽車庫，建筑層高3.8 m，梁高取最大0.9 m，結構板厚0.25 m（見圖2），單個防煙分區排煙風機的排煙量為30825 m3/h，板下梁高為0.65 m，補風管出機房位置考慮機房門的高度，清晰高度設計為2.4 m，則儲煙倉高度為1.15 m，排煙口設計為上排距離頂板0.2 m，排煙口吸入口最低點之下煙氣層厚度db為0.95 m。根據《防排煙標準》4.6.7條有噴淋的汽車庫熱釋放率Q 為1.5 MW，由于排煙口距離頂板小于2 倍的當量直徑需要考慮0.5 的折減系數，經4.6.14 條公式計算得單個排煙口最大排煙量為5255 m3/h，最小排煙口的數量為6 個。

圖2 項目一清晰高度示意圖

項目二西安市未央區某項目無梁樓蓋汽車庫，建筑層高3.4 m，結構板厚0.3 m（見圖3），排煙風機的排煙量為30150 m3/h，清晰高度按照車庫最低要求設計為2.2 m，補風管出機房位置需要避開機房門的上方，則儲煙倉高度為0.9 m，排煙口設計為上排距離頂板0.2 m，排煙口吸入口最低點之下煙氣層厚度db為0.7 m。經4.6.14 條公式計算得單個排煙口最大排煙量為2703 m3/h，最小排煙口的數量為12 個。

圖3 項目二清晰高度示意圖

從以上兩個項目來看，因為最小清晰高度的限制，層高對排煙口數量影響較大，層高越高對清晰高度設置越有利，層高越低排煙口數量增加較多。

車庫層高對排煙口數量有很大的影響，這里對不同凈高、不同清晰高度下（排煙口距離頂板0.2 m）需要設置最小的排煙口數量進行計算，在設計中排煙口的數量不能小于表2 所示數量。

表2 不同凈高、不同清晰高度下最小排煙口數量

2.2 機械車庫排煙設計清晰高度的確定

機械車庫層高較高,為滿足兩層停車要求,在排煙設計中,排煙管一般都是走在車道上,以渭南市某項目為例,建筑層高4.8 m，梁高取最大1.1 m，結構板厚0.25 m，單個防煙分區排煙風機排煙量為32325 m3/h，清晰高度設計為3.6 m，則儲煙倉高度為0.95 m，排煙口設計為上排距離頂板0.2 m，排煙口吸入口最低點之下煙氣層厚度db為0.75 m。經4.6.14 條公式計算得單個排煙口最大排煙量為2910 m3/h，最少排煙口的數量為12 個。

在設計過程中，因為機械車位的影響，如果擋煙垂壁穿過機械車位上方，則擋煙垂壁的設置距地高度最少為3.6 m（見圖4），如若擋煙垂壁剛好設置在車道上方，則擋煙垂壁的高度還可以降低，取最小通行高度2.2 m 與式（1）計算的最大值（見圖5）。

圖4 擋煙垂壁設置在車位上清晰高度示意圖

圖5 擋煙垂壁設置在車道上清晰高度示意圖

機械車庫因為層高的優勢，最小清晰高度更加容易滿足且單個排煙口排煙量更大，在設計中盡量抬高清晰高度，著火時產生的煙氣聚集在頂板上，更加利于疏散。

2.3 層高不同的車庫排煙設計清晰高度的確定

因為場地的原因，一些車庫存在層高不同的現象，不同的層高計算出的清晰高度不同，為了保證不同層高的清晰高度均滿足要求，兩側高度的清晰高度需要計算對比確定最終的清晰高度。

根據地勢的不同，不同層高組合的車庫一般設計為底板平（見圖6）和頂板平（見圖7）兩種。

圖6 車庫底板平清晰高度示意圖

圖7 車庫頂板平清晰高度示意圖

對于底板平的車庫，在較高側層高小于等于6 m的情況下，從較低側層高計算清晰高度與最小通行高度2.2 m 對比確定。在較高側層高大于6 m 的情況下，應從較高側層高計算清晰高度，校核較低側梁下高度是否滿足排煙要求，如果出現清晰高度與較低側梁下高度相同的情況，應抬高較低側層高。

對于頂板平的車庫，在較高側層高小于等于6 m的情況下，從較低側層高計算清晰高度與最小通行高度2.2 m 對比確定。在較高側層高大于6 m 的情況下，需要計算較低側清晰高度（與最小通行高度2.2 m 對比后的值）加上高差與較高側清晰高度對比取大值。

2.4 地坑式立體車庫排煙設計清晰高度的確定

地坑式立體車庫（見圖8）的車位設置在地坑中，平時停車過程中只是利用機械升降汽車，人員的疏散還是在車道上方，因此清晰高度的計算不需要加入地坑的高度。

圖8 地坑式車庫清晰高度示意圖

3 場地高差對車庫排煙設計中清晰高度的影響

由于場地的原因，一些地塊會存在很大的高差，在我國西部地區，這種帶高差的地塊尤為普遍，前期豎向排布對后期車庫排煙設計有很大的影響，建筑為了減少開挖量，會對這種高差較大的場地依照地勢采用斜坡式設計或者臺階式設計。

3.1 斜坡車庫和臺階車庫排煙設計清晰高度的確定

斜坡車庫（見圖9）和臺階車庫（見圖10）清晰高度是水平的，為了避免擋煙垂壁高度的影響，因此確定清晰高度應該首先從防煙分區地面的最高點確定Hs1，防煙分區地面最低點上的梁下高度比此處的清晰高度Hs2至少大0.1 m 以上，這樣才能滿足最不利處的排煙要求。另外臺階式車庫如果兩側高差較大，在交界處較高側的頂板應該抬起至少一跨，保證排煙管道的翻管不會對車位造成影響。

圖9 斜坡車庫清晰高度示意圖

圖10 臺階車庫清晰高度示意圖

3.2 防煙分區劃分對在一定清晰高度下有高差的車庫的影響

一般車庫每個防火分區會劃分為兩個防煙分區，防煙分區的劃分形式有兩種，一種是防煙分區線沿著高差方向劃分（見圖11），一種是防煙分區線垂直高差方向劃分（見圖12）。

圖11 防煙分區線沿著高差方向劃分

圖12 防煙分區線垂直高差方向劃分

圖13 防煙分區線在斜坡車庫垂直高差方向劃分

圖14 防煙分區線在臺階車庫垂直高差方向劃分

防煙分區線垂直高差方向劃分更為有利，比沿著高差方向劃分能夠大一倍的高差，在場地高差較大的情況下，需要配合建筑按照垂直高差方向劃分，能夠最大的減少開挖，也能更容易滿足排煙要求。

防煙分區線在斜坡車庫垂直高差方向劃分（見圖13）和臺階車庫垂直高差方向劃分（見圖14），為了保證兩側排煙均能滿足要求，會計算出兩個清晰高度，擋煙垂壁高度需要根據最低側清晰高度設置。臺階車庫解決高差條件相對苛刻一些，高差兩側面積需要均衡，這樣才能滿足單個防煙分區面積的要求，在設計中需要建筑專業緊密配合，根據擋煙垂壁的位置設置臺階。

4 結論

本文從新規范清晰高度出發,對不同層高、不同場地高差下的車庫進行了分析，為使清晰高度滿足要求在設計中需要注意以下幾點：

1）排煙口的數量不小于在不同凈高、不同清晰高度下表2 中的最小數量。

2）機械車位的擋煙垂壁結合車位、車道靈活設置，盡量抬高清晰高度。

3）不同層高結合車庫需計算對比確定清晰高度。

4）地坑式立體車庫清晰高度的計算不需要加入地坑的高度。

5）防煙分區垂直高差方向劃分對解決場地高差更有利，暖通專業在項目前期排豎向方案階段就要參與進來，對建筑排方案有更好的指導作用，避免后期滿足不了排煙要求出現返工的情況。