地下車庫通風與防排煙系統設計的探討

王建

【摘 要】隨著生活水平的不斷提升，汽車逐漸進入人們的日常生活，在多層、高層的居民小區內，建設配套的地下汽車庫，一方面緩解了汽車庫的停放問題； 另一方面緩解了土地資源的緊張的局面。地下停車庫的消防安全形式嚴峻，尤其是其具有封閉性的特點，人員疏散相對地上建筑物難度大。作為地下停車庫的通風及排煙系統設計，應嚴格執行消防規范的要求。

【關鍵詞】地下車庫；通風；防排煙；系統；設計

隨著汽車數量的日益增多， 越來越多的建筑開始配備地下車庫。由于地下車庫除出口以外沒有與外界相通的孔洞，很難實現自然通風。為了解決車庫內流動的汽車排放尾氣中含有大量的鉛、一氧化碳、氮氫化合物等有害物質的問題，必須設機械通風系統；而且如果地下車庫如果發生火災，煙氣會因地下室密閉無處排放而迅速在車庫中蔓延，故地下車庫也必須設置火災時的排煙系統。

一、防排煙和通風系統的選擇

（一）通風系統和防排煙系統根據各自的設計要求和參數設置成兩個完全獨立的系統。

每個系統用個各自獨立的風機、風管、風閥和風口，排風系統按上部排出1/3廢氣，下部排出2/3廢氣分配。平時開啟送風和排風系統，排煙系統關閉，僅對車庫進行平時通風，火災時排風系統關閉，開啟排煙系統進行排煙。優點是：

①排風和排煙獨立，相互影響小

②防火閥使用少，控制系統簡單，合理。

缺點是：

①初投資高、設備多占用面積大

②車庫中包括送風風管，排煙風管，平時排風的上下兩道分管，布置較困難，而且也不便于施工。

③汽車尾氣大多是高溫氣體，浮力很大，而且由于平時車輛的來回流動的擾亂，尾氣基本上不會停留在車庫下部，實際工程中設計往往不設置下部排風

④排煙風機平時不運行，必須進行時常檢修和試運行，以保證著火時能正常工作。

（二）排煙和排風風口、風管和風機完全合用的系統這種系統排煙和排風合用風機需要采用雙速風機，高速檔滿足著火時排煙量的設計要求，低速檔滿足平時排風風量要求。平時風機低速運行排風，著火時其他防煙分區排風系統關閉，著火防煙分區排煙風機高速運行，進行排煙。

優點是：

①排風均勻，排煙點到位，便于及時排煙。

②排煙、排風合用一套系統，布置簡單，施工起來也更容易，初投資也低。

③排煙風機平時處于運行狀態，出現問題能夠及時發現解決，著火時排煙更可靠。

缺點是：

①工程中往往采用雙速風機的高速檔作為排煙，低速檔排風，但是雙速風機低速運行時的排風量一般大于設計排風量，造成平時運行的浪費，而且噪音也會比單獨設置排風風機大。

②平時排風的要求采用常開風口進行排風，各個支管的風量分配往往不同，僅僅依靠風管截面積的變化很難實現風量按設計要求分配，這時必須采用風管或風口調節閥進行調節，這樣會減小排煙時管道的截面積，增加排演系統阻力，影響著火時排煙效果。

（三）通風系統和防排煙系統部分分開設置

排風、排煙管道合用，單獨設置風口和風機的系統。這種系統中每個防煙分區設排煙風口，然后在每個必要部位設置電動排風口。這種系統風量平衡可以通過安裝帶有調節閥的風口實現，火災時關閉所有排風口，著火防煙分區排煙口根據消防控制室指令打開排煙。

優點是：

①排煙系統不會受排風系統風量平衡的調節閥的影響

②平時排風風量也比雙速風機低，噪音小。

缺點是：

①排風與排煙轉換需要關閉所有的排風口和打開著火防煙分區的排煙口，故自動風閥數量多，控制機構復雜。該系統由于控制環節多，可靠性亦較差。

②排風系統由于采用帶調節閥門的風口，初投資也未必比1.2的節約。

③同1.1排煙風機平時不運行，必須進行時常檢修和試運行，以保證著火時能正常工作。

（四）排風、排煙干管合用，支管分開的系統

這種系統干管上不裝風口或只裝排煙時一次性關閉的排風口，支管分為排風支管和排煙支管。日常排風和火災時排煙靠切換相關閥門來實現。這種方法基本上是前兩者的中和。

2地下汽車庫通風系統的模式及風量計算方式地下汽車庫的通風設計是十分必要的，如果通風效果不好，汽車尾氣及油氣大量聚集，易造成較為嚴重的后果。

因此，在對地下車庫通風系統設計計算，地下停車庫機械排風，多采取室內補風的方式。

二、地下汽車庫通風系統的模式及風量計算方式

地下汽車庫的通風設計是十分必要的，如果通風效果不好，汽車尾氣及油氣大量聚集，易造成較為嚴重的后果。因此，在對地下車庫通風系統設計計算，地下停車庫機械排風，多采取室內補風的方式。

（一）地下汽車庫通風系統模式

1、常用的通風換氣系統

常見的送風方式為分為兩種：

①送風機—送風管—送風口；②排風口—排風管—排風機。規范中雖然允許排煙系統可與排風系統合用，但對其也做出了規定，應選用排煙防火閥，以及排煙、排風合用風機。選用該方式應注意一下幾點：

（1）在梁下穿過的風道要有一定的空間保障，因此，在土建施工中為了保持足夠的凈高需要增加層高，層高的增加也影響了建筑物的層數和工程的造價。

（2）作為地下車庫風口的設計，若風口數量的布置較為稀疏，出風的速度無法滿足規范要求，則會導致地下車庫有害氣體產生滯留現象。

（3）地下車庫的面積大，通風系統的路徑較長，形成的風道斷面較大，而地下車庫的消防噴淋管道、電纜橋架、電線管等設施較多，不可避免的產生交叉，造成了設計上的難點，同時影響車庫的美觀。

2、噴流誘導通風系統

噴流誘導通風系統作為近年來涌現的新型的通風系統，其構成部分包括三個部分：主送排風機、數個噴流誘導通風設備、控制系統。

噴流誘導通風系統區別于其他系統的關鍵特點是不設置風管系統，其選擇多個噴流誘導設備進行替代的方式，其運行原理是將若干個噴流誘導設備在被通風的空間內，利用多個設備進行送風射流射程，實現室內空氣流動的接力傳遞和卷吸誘導周圍空氣，使被通風空間的空氣發生定向流動。

其優勢是均勻分布，可將風送至空間內的各個位置，形成從進氣口到排氣口的定向強迫氣流，達到通風排污的目的。

誘導通風系統的排煙風管可以縮短設計，但仍要滿足30m的排煙要求，可減少排煙口。

一般的方式為：①排風口設置一臺排煙風機（大風量、小風壓）大風口在風機房的墻面上開啟，可將誘導通風系統的氣流傳至風機口處，然后再經風機排出；

②可將一個三通設置在排煙機的接入口處，分別接上排煙管、墻面的風機口，使風量保持不變，風壓降低可以滿足火災時將煙氣迅速帶走，同時可減少和降低噪音。兩種方式都存在著一定的局限性，前者需要兩臺風機，分別為排煙和排風，增加了投資；后者則是風機壓頭的設計高于平時，需要設閥門來增加阻力。

（二）排風量的計算

我國現行的JGJ100-98《汽車庫建筑設計規范》第6.3.4條對地下車庫排風量的計算方式進行了明確規定，按照規范要求，在計算時，地下汽車庫設置送風、排風系統的風量應獨立設置，按允許的廢氣標準量計算，且換氣次數每小時≥6次。

1、單層地下車庫

單層地下車庫，應以6次/h計算排風量的次數；此時，層高的限制應考慮在內，若層高<3m時，按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。一般民用建筑的地下停車庫可取每輛300m3/h。

2、雙層地下車庫

地下車庫全部或部分為雙層功能時，排風量的計算應按每輛車所需排風量計算。此外，還有一種情況是按照汽車的出入頻率因素計算（如商業用地下停車庫），由于來往的車輛頻繁規律，可取每輛400～500m3/h。

（三）送風量的設定

送風量的設定應考慮地下車庫殘存大量的汽車尾氣和廢氣，要求車庫內必須保持負壓，應滿足送風量應小于排風量的設計原則。送風的空氣阻力小于50Pa時，采用自然送風方式；空氣阻力大于50Pa時采用機械送風方式。

根據計算的機械送風量5次/h，不小于機械排煙量的50%且一般不宜大于排煙量的80%。

（四）地下汽車庫通風方式

地下車庫的通風主要影響因素為汽車排放有害氣體的擴散，車庫內高溫射流（尾氣），并非靜止不動的，不會只停留在車庫下部。根據這一特點，在設計中車庫可采取由上方排風的方式，將所有風口均設置在上部，在支管上裝設能自行關閉的排煙防火閥，當溫度超過280℃時，防火閥自動啟動，實現排煙風管系統與排風風管系統在日常情況下的合用。

（五）排風量與排煙量統一的探討

根據火災的特征來看，地下車庫的煙氣彌漫需要及時置換出去。在整個封閉空間，按照其容積的若干倍確定排煙量經推敲是合理的，若干煙氣的排出，相同也有等量的空氣流入。地下車庫日常送風量確定的依據存在差別，主要原因是稀釋有害物的衛生標準不同，在排風量的確定過程中，應將其與有害物質散發量及散發濃度納入計算因素。例如：在兩個平面布置相同且容納有害氣體濃度相同的地下車庫內，兩車庫層高有所差別，計算過程中，按照有害稀釋的濃度排風量是相同的，但按照換氣的次數計算，排風量則不同。

從例子中可以看出，換氣次數計算的方式存在著一定的局限，參考換氣次數估算，一般設計中的排風量不小于6次/h，送風量不小于5次/h。設計者多采取計算換氣次數的方式，按照不小于6次/h的數量確定車庫的日常排風量，這一點和規范中：“排煙量應按換氣次數不小于6次/h計算”的規定相符合，并且符合人員流動和火災救援的需要。

三、地下汽車庫風機及防火閥設置

按地下車庫風量及風壓來選擇風機型號規范中進行了明確規定。在排風量與排煙量相近或者相同的情況下，排風和火災排煙均使用同一臺高溫軸流風機（壓頭按管路阻力），要求在風機出口或者風機房出口處設置280℃防火閥。

280℃為界定值，風機入口或者風機房入口防火閥關閉的聯動能夠以此有效實現。排風量與排煙量存在較大的差異時，應選擇一臺雙速高溫軸流風機，發生火災時可高速運行，平時低速運行。在風機出口或者風機房出口處設置280℃防火閥，通過風機出口或者風機房出口280℃防火閥關閉聯動風機停止運行（煙溫達到280℃時）雙速風機的風量及風壓均需要滿足排風及排煙系統時的要求。

四、排煙口與排風口一致的探討

地下車庫由于煙氣密度小，排煙口設置位置多在車庫上方，通常的做法是采取排風口在車庫的上部和下部都設置的方式，宜從上部排出風量的1/3，而下部排出2/3。但在實際中，很難實現。汽車有害氣體均從尾氣散發，而尾氣的排放溫度最高可達500℃，高溫作用下造成氣流的浮力，無法按照預想滯留在車庫的下部；再者，適用于轎車的地下車庫，由于凈高多在2.8m左右的限制，上下均設置風口，不利于實際施工的同時，也無法滿足在空間的下部設置風口。根據實際的研究，全部的風口應設置在上部，這樣也可以滿足排煙的要求，無需進行排風和排煙的切換，使得結構簡單，工作具有穩定性。

結語

在實際工程中，地下車庫的設計應在充分理解和遵守規范和手冊的規定基礎上，結合自己的經驗積累，工程實際情況，力求做到合情合理、經濟實用。

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