机动车库诱导通风的应用

2018-03-05林清思

福建建筑 2018年2期

林清思

(福建经福建筑设计工程有限公司福建福州 350025)

0 引言

自2001年我国加入WTO以来，国民经济持续发展，人民物质生活水平不断提高，私家车成为越来越多群众出行的交通工具。私家轿车数量10年增加数十倍，停车难的问题日益突出。为解决这一问题，地下车库成为现代建筑的重要组成部分。如何高效解决地下停车库的通风和排烟问题，是目前面临的问题，而传统的机动车库通风系统难以达到理想效果。基此，笔者建议采用一种时下先进的通风系统——诱导通风。该通风系统，设计简单、施工简便、换气质量高且节能。

本文拟详细分析其工作原理，并结合工程实际，论述其设计方法及应用。

1 诱导通风系统与传统通风系统对比

1.1 诱导通风系统的工作原理

诱导通风系统的工作原理，是利用空气动力学中的高速射流扰动特性，扰动射流能够有效地诱导周围静止的空气，从而带动空气流动。在无风管的条件下，在地下停车场形成从送风机到排风机的定向空气流动，以接力的方式达到稀释CO、通风换气目的。整个系统由多台诱导风机、排风风机、送风风机(自然补风系统无此项)、测控设备组成，如图1所示。

图1 诱导通风在车库内平面布置示意图

1.2 传统通风系统组成及其弊端

传统通风系统，是在车库内布置送风、排风管路，利用风管进行完全混合式换气，由风机、风管、风阀、风口组成。由于车库通风量较大，导致整个系统风管尺寸庞大，不仅降低了车库的有效层高，还增加了设备的安装和后期维护等费用。

1.3 二者对比

诱导通风系统与传统通风系统对比，具有以下优点：

(1)诱导通风系统比传统通风系统具有更高的通风效率。传统通风方式送入新鲜空气无法与车库内的空气完全混合，排风机排出空气中30%～50%为新鲜空气，这导致排风效率非常低。诱导通风属于置换式通风换气，无需新鲜空气与受污染空气的混合，理论上的通风效率达到90%～100%。

(2)诱导通风系统规划设计简单，设计变动弹性大，修改容易，布置灵活。传统通风设计复杂，由于风管尺寸较大，需综合考虑建筑层高、结构梁高、给排水喷淋系统和电气专业桥架等综合性管综问题。

(3)诱导通风系统安装简便，施工简单，后期维护简单方便，单机的增减、改造、维护，均不影响整个系统的运行。传统的通风不仅风管施工工程量大，而且由于是整体式的设计，后期改造维修困难，往往改一处而动全身。

(4)诱导通风机喷嘴的喷射方向可随时随地调节，可安装在有针对性的位置，消除死角。传统通风由于对风口布置和风速的限制，导致气流组织欠佳，易出现死角。

(5)诱导通风取消了排风管、风口和风阀，整个系统的阻力大幅度下降，从而减少了风机的电机容量和平时运行的耗电。同时，低压头的风机噪声较小。传统通风风管阻力大，风机压头大，耗电大，噪声大。

2 诱导通风系统设计原则

2.1 诱导风机位置的布置原则

(1)诱导风机的回风口若与构筑物等后方障碍物距离太近，会对回风的速度梯度产生影响，一般距离控制在≥0.9m[1]。

(2)当诱导风机底部与梁等前方障碍物位于同一高度时，障碍物会对诱导风机的射流特性产生影响，从而降低射流的射程。当喷嘴向下倾斜的角度为15°～20°时，喷嘴距前方障碍物的距离宜大于等于2m[1]。

(3)诱导风机一般布置在车位上空和新鲜空气的路径上。

(4)对于双排停车位的车位布置，诱导风机布置在车位中间区域，不仅可以缩短受污染空气的排气行程，而且能避免车辆的阻碍作用，更有效地排出受污染的空气，是比较好的布置方法[1]，如图2所示。

图2 双排车位诱导风机布置

2.2 诱导风机台数的确定

所需诱导风机的台数，在考虑通风方式、有无隔墙、空间形状的前提下，按每台诱导风机所需承担的面积计算，一般按100 m2/台～250 m2/台进行计算[2]，如表1所示。同时，应考虑气流的覆盖面，通过做图的方法，以尽量减少死角区域。诱导风机横向间距，推荐值为5m～7m，射程控制在10m～15m。

表1 单台诱导风机承担的面积 m2/台

3 地下车库诱导通风与排烟系统设计

对于单层停车库，可直接采用换气次数法计算诱导通风系统中排风机的风量。对于2000m2防烟分区的汽车库，按6次/h换气次数，3m层高计算通风量为36 000m3/h，该防烟分区排烟风机的风量不应小于表2。

表2 汽车库、修车库内每个防烟分区排烟风机的排烟量

注：建筑空间净高位于表中两个高度之间的，按线性插值法取值。

由表2可知，一个机动车库防烟分区的排烟量在30 000～40 500m3/h之间，与通风量相近，设计中可采用一台排风机同时负责平时排气和火灾时排烟，风量按两者的最大值选择。在选择风机时，注意所选择的风机应保证280℃时能连续工作30min[3]，以保证排烟口距防烟分区内最远点的水平距离不超过30m的原则布置排烟口与排烟管路。火灾时，切断诱导风机的电源，排烟机启动消防电源保证排烟工作顺利进行。

对于双层或多层停车库，由于车位数的增加，通风量则需采用换气次数法、稀释浓度法、单台机动车排风量3种方式分别计算，取大值。当通风量与排烟量的数值相差巨大时，宜采用两台风机，分系统设计排气和排烟。

4 工程案例

4.1 工程概况

该工程为山东某一住宅小区，总建筑面积144 990.89m2，由9栋住宅、地下车库、商业服务网点组成，共分A、B、C3个区，本文以B区地下室为案例。该地下室为机动车库，面积为6421.47m2，层高3.6m，分防火分区五和防火分区四2个防火分区，面积分别为2757.19m2和3664.28m2。

由于该车库层高不高，考虑梁高600mm～900mm和其它设备专业的综合管线安装高度400mm，剩余室内净高空间仅为2.3m～2.6m。若采用传统通风系统，大量布置风管，将使该地下车库大面积的净高空间无法满足2.2m这个最小净高要求；而且，顶棚布置大量的管路，会使车库显得拥挤和压抑。因此，设计采用诱导通风系统，并局部区域设计风管以满足消防排烟的要求。

4.2 工程设计

该地下室共设计4个防烟分区，每个防烟分区内均设计通风采光井，自然补风。各分区排风量和排烟量计算如表3所示。

表3 该机动车库的排风、排烟量的计算

由表3可知，防烟分区4-1、4-2按通风量来选择风机风量，防烟分区5-1、5-2按排烟量来选择风机风量，同时在选择风机风量时考虑一定量的漏风量。风机压头按满足风管管路沿程阻力损失和局部阻力损失，以及风机自身能量损失来计算。计算时，注意将竖井的压力损失计算在内。该工程防火分区四采用2台低噪声柜式离心风机，参数为风量37 900m3/h，风压371Pa，功率7.5kW，且在280℃的烟气温度下，能连续工作30min。防火分区五采用2台低噪声柜式离心风机，参数为风量32000 m3/h，风压470Pa，功率7.5kW，且在280℃的烟气温度下，能连续工作30min。

该工程自然进风，机械排风，按150 m2/台考虑诱导风机的台数，同时根据图面作图情况，考虑诱导风机的气流覆盖面和消除死角区域，各区增设若干台诱导风机。各区诱导风机台数如表4所示。实际单台承担面积为109～126 m2/台之间，诱导风机参数风量650m3/h、功率120W、射程10m。

表4 该机动车库的诱导风机台数的计算

该工程设计CO浓度传感器，CO允许浓度为30mg/m3[4]。当某区域CO浓度超过允许值，智能启动区域诱导风机工作。运行一段时间仍超标，则集中控制器启动该防烟分区全部诱导风机和排风机进行排风，直到浓度低于预设值时，系统自动关机，智能运行，节能运行。

该工程排烟管路以满足排烟口距离该防烟分区最远点不超过30m为原则设计，每个防烟分区共设计3个排烟口。由于该管路仍需承担平时排风的任务，因此，风管管径在考虑管路噪声要求和经济性的情况下按5～9m/s设计。本文以防烟分区5-2为例布置排烟管路和风口，如图3所示。

图3 防烟分区5-2设计图纸

在排烟机房4-1设计中，如图4所示，该系统出机房设置2个280℃排烟防火阀，根据防火规范要求，将该两阀与排烟风机连锁。该工程在静压箱与风机连接的立管上设置一个280℃的排烟防火阀，如图5所示，该阀为总管阀门与排烟风机连锁，出机房的两个排烟防火阀定义为支管阀门，当烟气温度超280℃时熔断关闭，并反馈电信号即可。