浅谈地库通风、排烟设计

文/王增杰 华通设计顾问工程有限公司 北京 100043

1、改机械补风为自然补风

地下汽车库由于位置原因，容易造成自然通风不畅，宜设置独立的送风、排风系统。当自然进风能满足所需进风条件时，可采用自然进风方式。但在现实的工程案例中，却少有自然补风的项目出现。其实机械补风也有不少缺点，自然补风也有其不可多得的优点，现对两种方式做简单比较。

1.1 机械补风的缺点

若无特殊情况，建议大家设计时尽量采用自然补风以节能补风机能耗。大家都清楚，机械补风存在下列缺点：1.要设补风机房，占用建筑面积；2.要双电源配电且与排烟风机连锁，还要向消防控制室反馈信号；3.补风机房内水专业要做喷洒；4.增加结构荷载；5.控制复杂，可靠性较差；6.增加设备投资；7.浪费电能；8.有时要占用有限的车位惹建筑专业和甲方不高兴等烦心事。9.因上部建筑外立面等其他条件的限制，造成补风机房位置选择的自由度很小。

1.2 自然补风的优点

大家知道，自然补风竖井时时刻刻对地库通风换气，不需要消耗风机动力，火灾时对烟气造成的扰动也较小。除此之外，也有其他优点，下面做详细分析。

气规规定补风量宜≥排烟量的50%，这条规定在实际操作中存在一定问题，≥50%到底是多少？本身就带有一定的不确定性，让人无所适从。事实上对任何空间在任何时候，当排烟和补风达到稳定状态时，他们的质量流量始终是相等的（质量守恒定律）。地库某一防火分区发生火灾时的补风量，除了补风机的补风量外，其余的补风量靠周围维护结构的压差渗透风量来补充。由于地库维护结构比较密闭，通过压差渗透的风量是很有限的。也正因为如此，规范规定地库需要设置补风设施。由于地库内防火分区之间的维护结构密封性存在差异，渗透风量大小一般不同，其值大小无法准确计算得出。如果排烟时补风机的补风量不足，靠压差渗透补风就会造成地库内很大的负压，增加了排烟系统的阻力（同时也减小了补风系统的阻力）。为了满足系统的阻力需要，排烟风机的工作点就会自动左移，压头增加，流量减小，自然系统的排烟量就减少了，达不到规范要求。与此同时，由于地库内负压值增大，补风机的补风量相应也增大，最后达到排烟量和补风量的平衡。如果补风机型号偏小，可能对补风气流起到阻碍作用，影响补风。

自然补风时，虽然补风口的面积是固定的，但其补风量大小可通过地库内的负压值来调节。由于Q∝P^2，因此微小的压差变化就会引起很大的流量变化。和机械补风相比，地库内负压值增加相对较小，对排烟量影响较小。对于单层地库，补风量需要全部从室外进风百叶吸入，补风阻力会大量消耗在室外防雨百叶上，造成地库内负压值较大，会对排烟量造成一定的不利影响，设计时需要适当地把补风竖井尺寸和进风百叶面积加大，降低补风风速。但这种影响和机械补风相比要小得多。对于多层地库，由于着火楼层和其他地下楼层通过进风竖井相连通，因此和室外大气相通的其他未着火楼层（如和汽车坡道出入口相通）也就成为了着火地库层的补风通道，和进风防雨百叶相比，这些补风通道的阻力很小，可以忽略不计，大大地减小了地库内的负压值，保证了排烟系统的排烟量。而在机械补风系统中，由于每层补风机出口设置有止回阀，阻挡了气流的反向流动，只能通过防雨百叶补风，相对阻力较大。通过上述分析可见，机械补风那些烦心事改为自然补风也就全没了。

2、清水泵房、换热站、热力小室等设备用房以及集中空调系统的排风问题

这些设备用房内只有设备散热，不存在污染源以及火灾时排烟和火灾后事故排风问题，其室内排风可不通过排风竖井排至室外，可以直接排到地库内，来进一步稀释车库内CO 等有害气体浓度。减少和建筑专业的配合量，为改善室外景观创造条件。但送风系统是必需设计的，保证送入到设备用房内是室外新鲜空气。不应把车库内的污染空气送入这些设备用房后再排向室外，因为这种做法违背了逆流原理，对设备用房内的电控设备、水质都会带来不利影响。同样，集中空调排风,热回收机组排风可以直接排到车库内，对车库有益无害。

3、设计中存在的问题

3.1 设计中存在的最大问题是，把不同防烟分区的排风、排烟管道用消声静压箱联在一起，把两台排风排烟风机均连接在静压箱上，形成了两个防烟分区的排风排烟风管并联和两台排风排烟风机并联。设计者的愿望可能是在库内CO 浓度不是很高的情况下，想用一台风机对两个防烟分区同时排风，达到变风量运行的目的，节能一台风机的电量。这种愿望是很好的，但在实际运行中存在诸多问题，分析如下：a.排风机过载运行，热保护切断风机电源而停机。这个很容易理解，当一台风机为两个防烟分区排风时，并联管道是管路阻抗（阻力系数）减小，风机工作在大风量小压头工况，效率下降，功率增加，最终风机过载停机，无法正常运行。b.排烟风机不能按照防烟分区排烟。排烟风机是由火灾探测器控制启动的，当一个防烟分区发生火灾后，该防烟分区的排烟风机启动。由于没有隔断阀，启动的排烟风机同时对两个防烟分区排烟，这就导致火灾的防烟分区的排烟量减半，满足不了规范要求，对地库内人员疏散和消防人员灭火救援造成不利影响。由于未着火防烟分区的常温空气和烟气混合降低了排烟风机入口的烟气温度，因此即使库内烟气温度达到了280℃，排烟风机也不能停止运行。

3.2 在诱导通风系统设计中，在排烟风管首端设置带电磁机构的常闭280℃排烟防火阀，实际上该阀没有任何实用价值，不但不利于地库内有效排风，而且降低了排烟系统的可靠性。在以后的设计中尽量取消。

3.3 把调节阀安装在风机出口是不对的，这样会使系统能耗最大。应该安装在风机入口，使系统能耗最小。这个结论在90年代的暖通空调杂志里有位专家写过文章，理论（数学）推导证明过，这也是人们经常称作入口调节阀的原因。

3.4 除双层车库外，尽量不要把排风管道布置在车道上空，风管截面太宽，开车者有压抑感。布置在车位上方，低点也没有太大影响。

3.5 止回阀应设置在风管最小截面出，使流过止回阀的速度大于8m/s。

结语：

可见地库的自然补风代替机械补风不仅能大幅减少工程设计人员的工作量，提高排风、排烟系统的可靠性，还能减少开发商的投资、增加经济效益。以上仅为本人的一点浅见，地库通风、排烟设计还有不少值得我们大家讨论，并加以提高的地方。所以还需建筑行业的各位同仁共同努力，建设出性能更好、更可靠、更节能的建筑。