地下車庫的通風排煙係統設計(jì)
目前大中(zhōng)型高層建築都建有(yǒu)地下室,且大部分都作為防空地下室,應設有除(chú)塵濾毒室、進風機房、密(mì)閉通道、防毒通道、擴散室等人防口部房間,因此,防空地下室集(jí)中(zhōng)了水電、通風空調等設備專業大部分管線,特別是通風排煙管道,尺寸大、係(xì)統多,在工(gōng)程設計中,有必要把平時通風管道兼作火災時該區的排風排煙管(guǎn),以減少防空地下室上部空間占用及風管用量,因此合量的設計(jì)排風、排煙係統顯得非常重要(yào)。
一(yī)、地(dì)下汽車(chē)庫排煙係統的劃分
按照我國現行的《高層民(mín)用建築設計防火規範》(GB50045-95)(2005年(nián)版)(以下簡稱《高規》)第4.1.8條及《人民防空工程設計防火規範(fàn)》(GB50098-98)(2001年(nián)版)(以下簡稱《人規》)第3.1.9條要求,高層建築的防空地(dì)下(xià)室,平時用作地下汽車庫,其防火設計應按《汽(qì)車庫、修車庫、停車場設計防火規範》(GB50067-97)(以下簡稱《庫規》)的有關規定執(zhí)行。而(ér)高層(céng)建築(zhù)下的(de)防空地下室,其戰時功能大部分為二等(děng)人員掩蔽所。而設置機械排煙係統(tǒng)的地下汽車(chē)庫,其(qí)每個(gè)防煙分區(qū)的建築麵積不宜大於(yú)2000m2,且防煙(yān)分區不得跨越(yuè)防火分區。因此,平時通風排煙係統劃分完全可以(yǐ)跟建築防煙分區來(lái)結合考慮,這(zhè)樣既有利於通風係統兼作排煙係統,又可以保證(zhèng)通風排煙風(fēng)管按(àn)防(fáng)護(hù)單元設置成獨立係統,不會出現通風排煙風管跨越防護單元現象。
二(èr)、地下汽車庫風量的計算
(一(yī))排風量
按照我國現行的《汽車庫建築設計規(guī)範》(JGJ100-98)(以下簡(jiǎn)稱《汽規》)第6.3.4條“地下汽車庫(kù)宜設置獨立的送風、排風係統。其風量應按允許(xǔ)的廢氣標(biāo)準量計算,且換氣次數每小時不應小(xiǎo)於6次,……”及《全國民用建築工(gōng)程設計技術措施——暖通空調·動力》(2003年版)(以下簡稱《措施》)第4.4.2條之規定,如果地下(xià)汽車(chē)庫為單(dān)層停放,其排(pái)風量可按氣次數6次/h計算,當層高(gāo)小於3m時,按(àn)實際高度計算換氣體積;當層高≥3m時,按3m高度計算換氣體積(jī)。如果地下汽車庫汽車全部或部分為雙層停放時,則按每輛車所需排風量(liàng)計算。如商業建築(zhù)等汽車出入頻率(lǜ)較大時,可取每輛500m3/h;汽車出入頻率一般時,可取每(měi)輛400m3/h;住宅建築等汽車出入頻率(lǜ)較小時,可取每輛300m3/h。
(二)排風量
按照《庫規》第8.2.4條之規定“排煙風機的(de)排煙量應按換氣次數不小於6次/h計算確定。”而此(cǐ)時地下汽車庫(kù)計算換氣體積時無論層高(gāo)多少(shǎo)均應以實際層高(gāo)計算換氣體積。
(三)送風(fēng)量
為防止地下汽車庫廢氣溢出,車庫內必須保持負壓。因此,送風量應小於排風量。除地下一層汽車庫設置機(jī)械排風(fēng)(煙)係(xì)統的防火分區有直接通向室外的汽車疏散出口,可采用汽(qì)車坡道口作為自然送(補)風口外,其餘均應設置送(補)風係統。
當送(補)風通路的空氣(qì)阻力不大於50Pa時,可采用自然送(補)風方式,否則應采用機(jī)械送(補)風方式。機械送(sòng)風量一般按5次/h計算(suàn),並不應小於機械排煙量的50%,且一般(bān)不宜大於排煙量的80%。
三、地下汽車庫通風方式
平時通風采用均勻排風,即地下汽車庫均勻設置排(pái)風管及排風口,平時排(pái)風(fēng)用,火災時兼作排煙風管及排煙口,此通風方式比均勻,集中排風效果會(huì)好。但是排(pái)風口能(néng)否與(yǔ)排煙口一並(bìng)設置呢?
由於(yú)煙氣密度較小,排煙口應布置在車(chē)庫上方,這一點(diǎn)沒有異議。但平時的(de)排風情況(kuàng)如何呢?過去通(tōng)常(cháng)的說(shuō)法是:汽車排出的一(yī)些有(yǒu)害物比空氣輕,另一些有(yǒu)害物比(bǐ)空氣重,所以排風口在車庫的上部和下部均應布置,且(qiě)宜從上部排出風量的(de)1/3,而從(cóng)下部排出2/3,其根據是現行《汽規》第6.3.5條。但是隻要認真考慮(lǜ)一下就會發現,此(cǐ)規範的規定對於地下汽車庫的排風不一定合適。
首先,汽車有害物的大部分,其中包括CO(一氧(yǎng)化碳)的98%~99%,CmHn(碳氫化合物)的55%~65%和NOx(氮氧化物)的98%~99%都是(shì)從尾氣散發出來的(de),而尾(wěi)氣的排放溫度高達500℃~550℃,這樣高溫的排放氣流產生很大的浮力,很難設想尾氣會滯留在車庫下部。
其次,尚有1%~2%的CO和(hé)NOx以及25%的CmHn從曲軸箱排出,有10%~20%的CmHn從燃油係統排出,這兩部(bù)分排(pái)放物雖然溫度不像尾氣那麽(me)高,且NOx也比空氣密度大些,但應該注意往(wǎng)常被忽視的一點常識,那就是這(zhè)些有害物是在(zài)發動機工作(zuò)時才排放的(de),而發動機工作時汽車處於行駛狀態,車庫的氣流(liú)隨著車子(zǐ)進進出出處於強烈擾動(dòng)與混合狀(zhuàng)態,尾(wěi)氣也處於汽車後(hòu)部的渦流之中,很難想象排放物會沉積於車(chē)庫下方(fāng)。而那些停穩放好的汽車,其發動機已(yǐ)經關閉,沒有什麽有害物排出了。
再次,有實測數據可以證明,用通風換氣的辦法將汽車排出的CO稀釋到容許濃度時,NOx和(hé)CmHn遠遠低於它們相應的允許濃度。也就是說,隻要保證CO濃度排放達標,其他有(yǒu)害物即使有一些分布不均勻(yún),也有足夠的安全倍數保(bǎo)證將其通過排風帶(dài)走。
最後,高層建築的地下汽(qì)車庫一般隻為停放轎車,最多是麵包(bāo)車設計的(de)。車庫淨高(gāo)隻有2.4~2.8m左右,這樣的高度,上下都布置風口,既不便於(yú)施工,也無太大必要,況且有時根本沒有空間允(yǔn)許車(chē)庫下部(bù)布置(zhì)風口。
此外,如果進風(fēng)係統采用誘導通風方式(shì)時,車庫內的氣流擾動及混(hún)合就更加充(chōng)分,車庫下部已不可能(néng)有穩定的有害物質出現。
綜上所述,鑒於排放(fàng)有害物的汽車(chē)屬於運動中的物體,而且包含大部分(fèn)有害物的尾氣又是高溫射流,沒有(yǒu)理由(yóu)認為有害物會穩定地(dì)停留在庫區下部。因此,建議車庫的日常排風(fēng)全(quán)部由上方排出,即所有風口均可置於車(chē)庫上部,並在(zài)支管上裝設溫度超過280℃時能自行關閉的排煙防火閥,火災排煙(yān)風管係統(tǒng)與日常排風風管係統即(jí)可完全合一(yī)。
四、地(dì)下汽車庫風機(jī)及防火閥設置
實際工程設計(jì)中,往往根據計(jì)算出的風量及風壓來選擇風機型號。
1.如(rú)計算出排風量與排煙(yān)量相差不(bú)大或者相同時,平(píng)時排(pái)風(fēng)和火災排煙時均使用同一台高溫軸(zhóu)流風機(jī),壓頭按管路阻力定,在風機出口(kǒu)或者風機房出口處設置280℃防火閥,當煙溫達280℃時,通過風機入口或者風機房入口280℃防火閥關閉聯動(dòng)風機停止運行。
2.如計算出排風(fēng)量與排煙量有較(jiào)大差異時,排風排煙風機可(kě)選擇一台雙速高溫軸流風機,平時為低速運行、火災時高速運行(háng)。在風機出口或者風機房出口處設置280℃防火閥,當(dāng)煙溫達280℃時,通過風機出口或者風(fēng)機房出口280℃防火閥關(guān)閉聯動風(fēng)機停止運行。此時消防(fáng)控製室(shì)應能(néng)聯動控製雙速風機的聯動轉換。雙速風機的風量及風壓均需要(yào)滿足排風(fēng)及排煙係統時的要求。
3.如計(jì)算出排風量與排煙量(liàng)有較大差異時,且雙速風機的風(fēng)量及風壓不能滿足排風(fēng)及排(pái)煙係統時的要求,此時(shí)可采用兩台風機,平時排風時開(kāi)啟(qǐ)一台低噪混流風機,火災時排煙則開啟另外一台高溫軸流風機。在排風機出口處(chù)設置70℃防(fáng)火閥,在排煙機出口處設置280℃防火閥;火災時關閉排風機出口處設置的70℃防火閥及排風機,聯動開啟(qǐ)排煙風機及排煙機出口處設置的280℃防火閥,當煙溫達280℃時,通過排煙風機出口280℃防火閥關閉聯動排煙風機停止運行。由於(yú)平時僅開啟一台排(pái)風機,另(lìng)一台排煙風機停止運行,應在每台風機(jī)前管路上設止回閥,以免短路。此時消(xiāo)防控製室應能聯動控製兩台風機的聯動轉換。
4.地下汽車庫機械進風係(xì)統的送(補)風機可(kě)選低噪軸流風機或(huò)者高溫軸(zhóu)流風機,此時送(補)風(fēng)機入口設置70℃防火閥還是280℃防火閥(fá)呢?規範(fàn)中(zhōng)並無明確規(guī)定。筆者認為具體設置哪種防火(huǒ)閥,要看是否當時設置了(le)送(補)風機房。
如果(guǒ)當時設置了送風機房,該機房應(yīng)采用耐火極限不小(xiǎo)於2.00h的(de)隔牆和耐火極限不小於1.50h的樓板(bǎn)與其他部位隔開。此時送(補)風機與著火區是隔(gé)開的,此時(shí)送(補)風機房入口處設置70℃防火閥即可,由於補風管內送入低溫的新風,防火閥不會很快熔斷,不影響排煙使用,隻有(yǒu)在排煙風機前的280℃防火閥熔斷後,補風係統才能聯鎖停機。
如果當時未設置送(補)風(fēng)機房,此時送(補)風(fēng)機與(yǔ)著火區是連通的,送(補)風機本身受到煙火威脅,送風(fēng)溫度極易達到70℃,此時關閉防火閥及(jí)送風機,而此時排煙溫度尚未達到280℃,這(zhè)樣會造成還在排煙時卻已經沒有補(bǔ)風(fēng)了,因此此時送風機出口處應(yīng)設置280℃防火閥。為了避免造成排煙風機關閉而補風風機繼(jì)續(xù)運行的情況出(chū)現,應對補風機與排煙(yān)風機聯鎖(suǒ)控(kòng)製,即排煙風機後(hòu)的280℃防火閥關閉後,補風機後的280℃防火閥跟著一起關閉,排煙風機與(yǔ)補風機一起聯鎖關閉停止運行。
為(wéi)了減少風機噪聲對車庫及其(qí)它房間的影響,應在排煙風機前後(hòu)接能在(zài)280℃溫度下連續工(gōng)作0.5h以上耐高溫材料製作的軟接頭及消聲器(qì)或者消聲靜壓箱。為了盡量少占上部(bù)空(kōng)間應充(chōng)分(fèn)利用梁上部吊裝風機。
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