淺談地下車庫通風與排煙系統(tǒng)的設計

焦國權

（甘肅第一建設集團有限責任公司，甘肅 蘭州 730070）

0 引言

燃油汽車行進時會排放大量有害氣體，加之內部燃油的可燃性，要求相關設計者務必樹立安全、環(huán)保理念，合理設計地下車庫通風與排煙系統(tǒng)：除了排出汽油蒸汽和尾氣外，還要保持內部空氣的潔凈，定時送入新鮮空氣，保證區(qū)域內的衛(wèi)生標準，同時注意火災隱患，合理設計防控方案，防止火勢蔓延并第一時間阻斷火源，將人民生命健康和財產安全放在首位。本文詳細分析在設計地下車庫通風與排煙系統(tǒng)時容易出現(xiàn)的問題，分析限制因素，設計中秉持節(jié)能性、安全性原則，并給出相應的設計方案。

1 地下車庫通風與排煙系統(tǒng)設計特點分析

1.1 排煙量設計

我國相關規(guī)定指出，在設計帶有通風與排煙系統(tǒng)的地下停車場時，需要確保防煙分區(qū)面積在2000m2以內，同時不予跨過防火分區(qū)，在設有自噴條件下可將防火分區(qū)拓展一倍，每個防火分區(qū)可設置兩個防煙分區(qū)。目前地下車庫常見的通風、排煙系統(tǒng)設計方式主要有兩種，其一是以換氣次數(shù)為主，一般來說排風量需要控制在6次∕h以上，送風在5次∕h以上，風管風速在12～15m∕s最佳；其二是按照常規(guī)的衛(wèi)生標準通風量來確定換氣方法，經調查顯示，停車場中空氣含有一氧化碳（CO）、二氧化硫（SO2）、甲醛（CHO）、氮氧化合物（NOx）等有害物質，其中含量較高的是CO和NOx，經過相應的換算可以發(fā)現(xiàn)，按照CO的標準來計算不僅能夠實現(xiàn)全面通風換氣，還能稀釋NOx到最佳濃度。而對于排煙量的計算應采用《汽車庫、修車庫、停車場設計防火規(guī)范》中規(guī)定的數(shù)值。

1.2 地面限制因素

從平面布局的角度來看，地下車庫有別于普通的建筑，在設計風機房時的限制因素很多，其中比較重要的部分在于排風、排煙口、通風豎井以及其出地面的位置等。豎井能夠起到排放大量有害氣體的作用，在設計過程中務必與周圍建筑間隔一定距離，以免形成氣流短路問題，同時進風口和排風口之間也要保持有效距離，確保不會出現(xiàn)二次吸入有害氣體的情況，避免二次污染影響后續(xù)排放情況。此外，地下車庫的規(guī)模也是一項重要因素，一些大型的地下車庫擁有多個防火分區(qū)，因此在平面布局上也會具有一定針對性特征，通風井設計限制因素較多，如車道的位置、分布情況、數(shù)量等。

2 地下車庫通風與排煙系統(tǒng)設計中存在的問題

2.1 風機選擇問題

排煙風機是地下車庫落實通風和排煙工作的基礎，其類型多樣，需要根據(jù)現(xiàn)場環(huán)境、規(guī)模以及風機的實用性來挑選。針對通風排煙系統(tǒng)，大部分設計人員都會優(yōu)先選擇雙速風機，其原理在于利用電子繞組間的連接方式來改變級數(shù)，從而實現(xiàn)調速的目的。在高速運轉下可以將其視為排煙系統(tǒng)，反之則是通風系統(tǒng)，例如集送風、補風排煙于一體的的機器，通過運轉速度來控制其功能。通常情況下，大部分地下車庫設計人員會認為通過變速就能轉換檔位，從而達到節(jié)能的效果，但通過對我國地下車庫通風、排煙效果的調查來看，存在一些風機類型與車庫不匹配問題，其中最突出的問題是缺乏對排風量和排風壓力兩個方面的正確計算，同時還存在曲解雙速風機概念的問題，使得地下車庫通風、排煙系統(tǒng)的選擇缺乏科學性。

2.2 排風、排煙口布置問題

地下車庫停放汽車，在有效解決土地資源，進一步提升空間利用率等方面，發(fā)揮著重要的作用與優(yōu)勢。然而正因為是地下作業(yè)，封閉性特征比較突出，因此通風與排煙系統(tǒng)的設計是整個地下車庫設計過程中的核心環(huán)節(jié)。在實際的設計過程中，由于地下空間寬闊，且要保證規(guī)定范圍內必須安置相應設備，會存在通風、排煙口位置設計不合理的問題。造成該問題的因素較多，例如車庫排煙量計算、排煙區(qū)劃分、防火分區(qū)劃分等，需要相關人員認真分析設計圖紙，結合現(xiàn)場實際情況進行干預，確保設計圖紙的可行性和科學性[1]。

2.3 誘導風系統(tǒng)及相關設備使用環(huán)境問題

隨著科技的進步，對誘導通風的研究得到重視并廣泛應用于地下車庫建設項目中，其中比較有代表性的是無風道噴流誘導通風系統(tǒng)。現(xiàn)階段的無風道噴流誘導通風系統(tǒng)逐漸呈現(xiàn)自動化、智能化、簡單化特征，能夠應用于各類場所。在地下車庫通風與排煙系統(tǒng)設計中，該項技術主要利用誘導風機箱和智能誘導器做吸入的動作，完成后再利用高速噴嘴噴射氣流。這一操作的主要目的在于擾動空氣，讓其按照噴射方向來流動，從而為新鮮空氣和車庫空氣安排流動路徑。無風道噴流誘導通風系統(tǒng)在地下車庫中的應用效果顯而易見，目前大部分車庫在通風與排煙系統(tǒng)設計中都會優(yōu)先選擇這一方案，但一些細節(jié)部分還有待優(yōu)化。尤其需要結合實際情況明確誘導式風機的限制因素，若車庫層高相對較高，且從平面角度來看車庫過于封閉、龐大時，則并不適合啟用該系統(tǒng)，這也是比較常見的問題。

3 優(yōu)化地下車庫通風與排煙系統(tǒng)的方案設計

3.1 嚴格計算車庫信息提升匹配度

在地下車庫的建設過程中，合用系統(tǒng)的應用十分普遍。當?shù)叵萝噹斓呐棚L與排煙量相一致時，可以設計管路系統(tǒng)（如圖1所示），即通風與排煙系統(tǒng)合二為一的工作模式。圖1中HFD為防火閥、CD為止回閥，能夠防止容器介質倒流或泄放等問題，是確保機械運轉的基礎部分。在這種運作模式下能夠進一步節(jié)省資金，具有一定的可靠性，節(jié)省時間、人力成本，同時提高空間利用率，與節(jié)能理念相一致。若通風量與排風量不一致時，則可以采用變速風機來滿足地下車庫的通風和排煙需求。

圖1 地下車庫管路系統(tǒng)示意圖

為了提升通風、排煙系統(tǒng)與車庫空間之間的契合度，需要設計人員嚴格遵循標準來進行計算，再選擇合適的設備。在相關規(guī)定中，“適宜選用變速風機”所指的變速風機比較適用于普通的排風系統(tǒng)。但當?shù)叵萝噹炜臻g出現(xiàn)頻繁的車輛出入情況時，要求風機快速運轉以達到實時排風的目的；若車庫處于車輛出入不頻繁的時間，如夜晚、凌晨、工作班等，通風量和換氣量需求較小，風機會進行低速運轉[2]。一般情況下，判斷高速和低速排風雙速風機的使用主要依靠設計人員的精準計算，主要參數(shù)來源有以下幾點：當?shù)叵萝噹鞂痈咴?m以上時，在計算排風量的過程中要根據(jù)車庫層高來計算換氣體積；當層高在3m或以下時需要按照層高3m的排煙量（即30000m2∕h）來設置排煙機工作時間，具體可以參考《汽車庫、修車庫、停車場設計防火規(guī)范》中要求的汽車庫、修車庫內每個防煙分區(qū)排煙風機排煙量來明確不同凈高地下車庫所對應的排煙量，依照表1中所示的參數(shù)，結合實際情況選用合適的雙速風機，合理設置運作流程，低速運轉時實現(xiàn)通風目的，高速運轉時起到排煙的作用。

表1 汽車庫、修車庫內每個防煙分區(qū)排煙風機排煙量

3.2 通風和排煙口的合理布設

地下車庫通風和排煙系統(tǒng)的有效性主要在于通風和排煙口的設計是否合理，在實際設計過程中應按以下原則進行合理布設：

（1）嚴格遵循相關規(guī)定和現(xiàn)場的實際參數(shù)情況，充分考慮其位置能否滿足日常的通風量、排煙量的需求。

（2）在進行排風系統(tǒng)設計過程中，是否有無風道誘導風機系統(tǒng)的參與，若有，則需要適當減少排風口，同時務必確保排風口在合適的位置，最佳位置是在誘導接力系統(tǒng)的最末端，其作用在于最大程度地發(fā)揮誘導風機系統(tǒng)的有效性；若不存在排風系統(tǒng)時，則要進一步加強排風口與地下車庫整體環(huán)境之間的契合度，無論是數(shù)量還是位置，都要明確排風口的使用范圍以及空間死角問題。

（3）在布設排風、排煙口位置時應當結合空間內防煙分區(qū)的具體情況來設計，務必滿足其排煙需求，最大距離范圍控制在30m，數(shù)量適中即可，切忌過多，否則會造成氣流失衡。

（4）排風、排煙口盡可能與安全通道和人流疏散的方向相反，以免在疏散過程中造成嚴重影響。

（5）在布設通風、排煙口時盡可能將其位置設置在車位上方，而不是車道上方，避免造成堵塞問題。

除此之外，相關設計人員還應當在設計之初對現(xiàn)場進行勘察，明確地下車庫的規(guī)模、車型種類以及分布情況，針對不同類型的建筑車庫設計出符合其實際條件的通風、排煙系統(tǒng)，從而更好地滿足其各方面需求，避免由于設計圖紙和實際不符而造成經濟損失[3]。經調查顯示，一些地下車庫設有通風窗，這類車庫也符合建筑規(guī)定但普遍規(guī)模較小，因此針對這類地下車庫可以采用自然通風、排煙系統(tǒng)。在落實過程中可以依照是否設有機械通風、排煙系統(tǒng)，是否具備自然排煙條件等來進行劃分。具備自然通風、排煙系統(tǒng)的地下車庫不僅能夠做到換氣，還能防火防煙，在降低能源消耗的同時貫徹環(huán)保理念。

3.3 明確限制因素選擇配套系統(tǒng)

誘導式風機的使用條件很多，因此需要逐一分析各類限制因素，明確各項參數(shù)標準，以此來解決地下車庫誘導風機使用環(huán)境的問題，實現(xiàn)科學布設。當車庫層高較低，且建筑的整體布局相對穩(wěn)定，汽車泊位流暢整齊時，方可使用無風道噴流誘導式的通風系統(tǒng)，能夠充分發(fā)揮其作用，在特定條件下清除空氣死角，實現(xiàn)氣流運轉，此外還能提升經濟效益，節(jié)省一些安裝、配套設施的費用。當車庫的類型主要用于比較高的車輛時，即地下車庫層高過高，則不適合采用誘導式風機系統(tǒng)，無法充分發(fā)揮效能實現(xiàn)擾動效果。當?shù)叵萝噹熘械挠泻怏w較多、濃度相對較高，且車庫中存在配電室或設備用房時，同樣不宜應用無風道噴流誘導通風系統(tǒng)。

當無風道噴流誘導風機布設在車道上時，需要采用專業(yè)手段進行操作，提升布設結果的合理性。在此過程中可以利用無風道噴流誘導系統(tǒng)的特性來確定方案的合理性和有效性，結合噴射程度、通風條件以及氣流組織來選擇具體方案。一般情況下會將機器的間距控制在11～16m處，并保證每100m2、150m2或200m2的范圍內有一臺設備。風機的布置要與主流場風機形成一定的夾角，從而實現(xiàn)輔助流場，考慮到通風、排風排煙口的布設，還應當綜合考慮整體效果，此時需要利用噴嘴來進行空間和氣流的虛擬分離，優(yōu)化流通防止短路。噴嘴射流中心線需要保持一定距離，在第一臺誘導風機的基礎上，當?shù)诙_風機距離地面1m時，其水平10m的位置均要距地面1m，誘導風機兩層噴口的射流中心線需要位于停車位的尾部地面上的1m處[4]。此外，若設計車庫時采用誘導通風系統(tǒng)，則要進一步提升其消防功能，單獨設置獨立系統(tǒng)的排煙裝置，排煙管道的布設不必過于復雜，在風機選擇上使用單速風機即可，排煙機可采用專用的軸流風機或離心風機，從而滿足地下車庫的消防需求。

4 結束語

目前我國地下車庫通風和排煙系統(tǒng)的設計還有一定的提升空間，對一些比較常見的問題，很多細節(jié)部分值得再三推敲和優(yōu)化。本次研究主要以節(jié)能性、安全性為切入點，強調一些關鍵問題和設計規(guī)范，并根據(jù)實際需求統(tǒng)籌兼顧，合理配設相應的裝置，確保風管、風口等方面的布設符合國家標準要求，同時降低風險發(fā)生率，為人民生命和財產安全提供基本保障。