現階段地下汽車庫通風及排煙系統設計要點探討

文／呂宗虎 同濟大學建筑設計研究院（集團）有限公司 上海 200092

引言：

在暖通設計過程中，地下車庫的通風系統是經常遇到的。如何更合理的設計出地下車庫的通風及排煙系統，對暖通設計者來說是很重要的。地下車庫通風系統一般有兩種形式：常規風管形式、誘導通風形式。本文根據一個項目案例，探討一下常規風管形式的通風系統設計的計算、選型、機房布置、風管及風口布置、CO濃度探測器布置、注意事項等。

1、工程概況

本工程為江蘇省某住宅地下車庫的一個防火分區。該防火分區位于地下一層，板下凈高3.7，梁下凈高3m。該防火分區分為兩個防煙分區，防煙分區1面積1864m2，車位數76個；防煙分區2面積1630m2，車位數68個。

2、排風計算

（1）通風系統計算方法

汽車庫的排風主要有兩種計算方法：換氣次數法、CO稀釋濃度法，根據兩種計算方法計算出來的結果，選取兩種計算結果的大值作為設計排風量。

（2）換氣次數法

《車庫建筑設計規范》第7.3.4條表7.3.4-1列出了三種建筑類型機動車庫的通風換氣次數。本項目類型為住宅地下車庫，換氣次數取4次/h。計算的結果如下：

表1 換氣次數法計算排風量

（3）CO稀釋濃度法

《民用建筑供暖通風與空氣調節設計規范》第6.3.8規定，送排風量宜采用稀釋濃度法計算。稀釋濃度法計算車庫所需排風量L(m3/h)，

L=G/(y1-y0)

其中：G--車庫內排放CO的量（mg/h），G=M·y；

y1--車庫CO允許濃度（mg/m3），為30mg/m3

y0--室外大氣中CO濃度（mg/m3），一般取2mg/m3～3mg/m3，取2.5；

M--庫內汽車排出氣體總量（m3/h），M=(T1/T0)·m·t·k·n；

y--汽車排放CO的平均濃度（mg/m3），通常取55000mg/m3；

k--車位利用系數，一般取0.5～1.2，取0.7；

t--車庫內汽車的運行時間（min），一般取2min～6min，取4；

m--單臺車單位時間的排氣量（m3/min），可取0.02m3/min～0.025m3/min，取0.02；

T1--庫內汽車排氣溫度（K），773K；

T0--庫內以20℃計的標準溫度（K），293K；

根據上述公式計算出兩個防煙分區的排風量。見下表：

表2 稀釋濃度法計算排風量

（4）排風量取值

平時排風以二者計算的大值作為設計排風量。見下表：

表3 排風量設計值

3、排煙計算

根據《汽車庫、修車庫、停車場設計防火規范》第8.2.5條，汽車庫、修車庫內每個防煙分區排煙風機的排煙量不應小于表8.2.5的規定。

該防火分區板下凈高3.7m，根據線性插值法計算，每個防煙分區的計算排煙量為31050m3/h。

4、風機選型

對汽車庫通風系統設計，一般為了減少造價及減少管道相互交叉影響凈高等因素，排煙及排風機通常會合用一套系統，根據計算結果選擇雙速風機或單速風機。

平時通風機富裕系數取10%，消防風機富裕系數取20%。

（1）排煙兼排風系統

根據計算結果，每個防煙分區分別選擇一臺雙速離心式風機作為排煙兼排風機，高速排煙，低速排風。風機電機外置，且應能滿足280℃時連續工作30min的要求。

防煙分區1排煙兼排風機：風量37500/25000m3/h，電機功率24/8.5kW，全壓1000/500Pa，噪聲78/66dB(A)，風機效率80%，Ws值0.2；

防煙分區2排煙兼排風機：風量37500/22500m3/h，電機功率24/8.5kW，全壓1000/500Pa，噪聲78/66dB(A)，風機效率80%，Ws值0.2。

（2）補風量設計

排風系統的補風量一般取排風的80～90%，消防補風量不低于排煙量的50%。根據計算，由于平時補風與消防補風相差不大，按照兩種計算的大值，每個防煙分區均選擇一臺單速離心風機作為平時補風及消防補風。

防煙分區1平時兼消防補風機參數：風量22000m3/h，電機功率7.5kW，全壓500Pa，噪聲71dB(A)，風機效率80%，Ws值0.2；

防煙分區2平時兼消防補風機參數：風量19000m3/h，電機功率5.5kW，全壓500Pa，噪聲69dB(A)，風機效率80%，Ws值0.2。

（3）擋煙垂壁設計

在防煙分區1和防煙分區2之間設置固定擋煙垂壁，擋煙垂壁底的高度距車庫地面2.3m，擋煙垂壁上方均為儲煙倉。

5、排煙兼排風口數量計算

梁底距地面3m，梁底與風管之間預留50mm的安裝空間，風口200mm高，風口頂沿風管上沿設置，考慮防火板的安裝空間，風口底距擋煙垂壁底的高度為0.5m。查《建筑防排煙系統技術標準》表4.6.7，設置噴淋的地下車庫熱釋放速率為1.5MW，單個風口臨界排煙量根據規范上的計算公式，其計算結果為2269.27m3/h，每個防煙分區的排煙口數量至少為31050/2269.27=13.7個，可取14個風口以上。

6、CO濃度探測器的布置

根據江蘇省《綠色建筑設計標準》第8.5.5條，設有機械通風的地下車庫應對一氧化碳濃度進行實時檢測，并與通風系統聯動。每個防煙分區應至少設置一個一氧化碳監測點。本項目每個防煙分區均設置兩個CO濃度探測器。

7、風管、風口設計原則

車庫內一般機電管線較為密集，為了實現對車庫凈高的控制，風管的高度盡量控制在≤400mm；風口高度按160～200mm，風速按2.5～3.5m/s。風管的風速建議按圖1來控制：

圖1 風管風速（按排風量）控制示意圖

8、風機房設計

風機房內的風管（送風機進風段、排煙兼排風機排風段）盡量做窄高型，風機距墻應≮600mm，以便有充足的檢修空間。

止回閥一般要求風速＞8m/s，可設在風機出風口處。

為了控制噪聲，風機出口和進口段均應設置消聲裝置。

9、圖紙表達

根據上述計算、選型過程，該防火分區內兩個防煙分區的通風系統布置如圖2所示。

圖2 地下車庫通風及排煙平面圖

10、注意事項

（1）車庫防煙分區的面積，不宜大于2000m2，防煙分區不應跨越防火分區；防煙分區的長邊不宜大于60m；穿越不同防煙分區的排煙支管上設置煙氣溫度大于280℃時能自動關閉的排煙防火閥，排煙防火閥應聯鎖關閉相應的排煙風機；補風口距最近的排煙口水平間距不應小于5m。

（2）進、排風井地面上水平間距應大于20m或排風井高于進風井6m以上。排風口宜設于下風向，排風口不應朝向鄰近建筑的可開啟外窗；當排風口與人員活動場所的距離小于 lOm 時，朝向人員活動場所的排風口底部距人員活動地坪的高度不應小于 2.5m。

（3）汽車庫排風換氣次數除按《車庫建筑設計規范》（JGJ100-2015）中規定外，還應依據各省份地方文件確定。例如，上海市《機動車停車場（庫）環境保護設計規程》中規定機動停車庫通風系統換氣次數不應小于6次/h。

（4）電動汽車庫的設計應根據各省份地方相關文件的規定設計，例如：

廣東省《電動汽車充電基礎設施建設技術規程》中規定，設置充電設施的區域，每個系統的排煙量和補風量不小于《汽車庫、修車庫、停車場設計防火規范》表8.2.5的單個防煙分區的排煙量的1.2倍；排風量可按換氣次數或單臺機動車庫排風量計算，且不應小于現行國家標準《車庫建筑設計規范》表7.3.4-1或表7.3.4-2中數據的1.2倍。

江蘇省《建設工程消防設計審查驗收常見技術難點問題解答》中提到，電動汽車庫的防火單元可以合用排煙風機，風量無需疊加，但應滿足《建筑防煙排煙系統 技術標準》第4.5.4 條；補風系統可以通過防火風口從相鄰防火單元補入（相鄰的防火單元采用機械補風或直接由室外自然補風），自然補風風速不大于 3m/s。

（5）CO濃度探測裝置應盡量遠離坡道入口或送風口，安裝高度和數量應根據不同省份的綠建要求設置，每個省份的要求略有不同，例如：

江西省：汽車庫CO傳感器安裝位置不應位于汽車尾氣排風位置，也應避開送風口附近氣流直吹位置。傳感器設置高度宜為1.5～1.8m；每個防煙分區至少應布置一個CO傳感器；車庫內任一位置距最近的CO傳感器距離不應超過30m。

廣東省：CO濃度檢測設備應設置于靠近檢測區域中心的位置，安裝高度宜0.3～0.6m。每個設備的檢測面積按設備樣本確定，一般300～400，每個防火分區內，不超過1000m2至少布置一個CO檢測點并與通風機聯動，且不應跨越防煙分區設置。

（6）排煙量的選擇，汽車庫每個防煙分區排煙風機的排煙量不應小于《汽車庫、修車庫、停車場設計防火規范》表8.2.5的規定。根據筆者最近幾年所做項目各地審圖遇到的情況，經常有審圖專家按表格中的值作為設計排煙量來審查，所以建議在設計時，以表格的風量作為設計風量，選擇風機時再乘以1.2的富裕系數，以免造成給其他專業提資上造成反復。

（7）由于本文采用的防火分區沒有汽車坡道，采用機械送風。在設計時，一般地下一層存在通向室外地面的汽車坡道，可作為自然補風口。除此之外，下沉庭院、采光通風井也可以作為自然補風口。