地下汽车库通风系统设计

2020-01-14崔鹏波

工程建设与设计 2020年1期

关键词：排风量停车库换气

崔鹏波

（华东建筑设计研究院有限公司陕西西北中心，西安710065）

1 引言

近年来，伴随着人民生活质量和收入的不断提高，地下车库作为民用建筑内日常停车的重要地点，使用率也不断增加，因此，车库内空气质量及发生火灾时排烟系统的风量选择尤为重要。结合工程实践，本文提出汽车库通风系统设计的若干要点。

2 现行车库通风、排烟系统主要设计参数

2.1 车库通风系统

2.1.1 车库通风换气次数

参考现行JGJ 100—2015《车库建筑设计规范》[1]第7.3.4条对于设有机械通风系统的机械车库，机械通风量应按容许的废气量计算，且排风量应不小于按换气次数法或单台机动车排风量法计算的风量。机动车换气次数应满足表1 中要求；单台机动车排风量应满足表2 中要求。

表1 机动车换气次数

表2 单台机动车排风量

2.1.2 车库通风净高

计算车库平时排风量时，当车库板下净高＜3m 时，按实际高度计算换气体积；当车库板下净高≥3m 时，按3m 高度计算换气体积[2]。

2.1.3 车库通风稀释浓度法

车库通风的主要目的是稀释有害物质，使之达到卫生标准的要求。机动车换气次数主要应用在单层车库的通风量计算中，需与稀释浓度法对比，二者取大值来确定单层停车库的排风量。单台机动车排风量法主要应用在全部或部分为双层/多层的地下停车库中，同时，需要和稀释浓度法计算风量对比，两者取大值[3]。车库通风量的确定不能单一地通过某一种方法确定，都需要进行对比。

车库稀释浓度法参考式（1）～式（3）进行计算：

式中，L为车库所需的排风量，m3/h；G为车库内排放CO 的量，mg/h；y1为车库内CO 的允许浓度，取30mg/m3；y0为室外大气中CO 的浓度，取2～3mg/m3。

式中，M为车库内汽车排放出气体的总量，m3/h；y为典型汽车排放CO 的平均浓度，mg/m3，我国现状通常取55000mg/m3。

式中，n为车库中的设计车位数；k为1h 内出入车数与设计车位数之比，也称车位利用系数，取0.5～1.2；t为车库中的运行时间，取2～6min；m为单台车单位时间的排风量，m3/min，可取0.02～0.025m3/（min·台）；T1为车库内的排气温度，500+273=773K；T0为车库内以20℃计的标准温度，273+20=293K。

汽车在车库内的运行时间规范中建议取2～6min，若考虑车在车库内以10km/h 车速行进，2～6min 车行进距离为333～999m，这是在车库出入比较方便、不堵车的情况下的行进距离，个人认为，此距离基本上可以涵盖大部分地下停车库。具体计算时间可以根据地下车库规模和出入口设置位置由设计人员确定。

2.2 车库排烟系统

地下汽车库不可回避的1 个问题就是排烟系统，一般排烟系统与平时排风系统合用通风管道。依据GB 50067—2014《汽车库、修车库、停车场设计防火规范》第8.2.5 条[4]：汽车库、修车库内每个防烟分区排烟风机的排烟量应不小于表3 的规定。

表3 汽车库、修车库内每个防烟分区排烟风机的排烟量

2.3 车库排风、烟量影响因素

目前，车库防烟分区内排烟量主要依据表3 确定，难点主要在对平时排风量的计算中。车库排风量计算的影响因素主要有：车库净高、车库类型、建筑类型等。车库类型主要包括：单层车库或双层/多层车库；建筑类型主要包括：商业类、住宅类及其他类建筑。

3 工程实例及设计要点

3.1 工程实例

以咸阳地区某工程为例：本工程地上为住宅，防烟分区面积为1199m2，停车数56 辆，地下双层停车库，其剖面图详见图1。

图1 咸阳某双层地下车库剖面图

因本车库为住宅建筑的地下双层停车库，（1）按换气次数法计算排风量L1=1199×3×6×1.1=23740m3/h；（2）按单车排放量法计算排风量L2=66×300×1.1=21780m3/h；（3）按稀释浓度法计算L3，经测算汽车在车库内最远行进220m 即可到达最不利的汽车出入口，再考虑其他因素，汽车在车库内行进时间按t=3min 考虑。早上上班时间住宅小区1h 内车位利用系数按k=0.7 考虑，m=0.025m3/min，按照式（1）至式（3），经计算L3=18621m3/h，外加1.1 倍的风量修正系数，则L3=20483m3/h。

在车库通风量计算中不可忽视的一个问题就是排风和排烟合用一套风管，因此，在选择风机时有2 种方案，一种是排风和排烟单独设置风机，另一种是排风和排烟合用一个风机即采用双速风机。图1 中车库剖面图可知最大净高5.15m，各别地方为4.75m，车库排烟整体考虑选择最不利的5.15m 净高作为排烟量选择依据，按照表3 提供数据，本防烟分区排烟量选择Ly=33300×1.1=36630m3/h。

依据GB 50736—2012《民用建筑供暖通风与空气调节设计规范》中相关条文，双层车库仅需要计算比较L2和L3，两者取大值，最终排风量L=21780m3/h。此风量与排烟量相比差距较大，因此，可以选择双速风机或者排风、烟分别设置风机。考虑经济因素和查风机样本后的结果，排烟风机选择双速风机，平时排风量为25000m3/h、火灾时排烟量为37000m3/h。

3.2 设计要点

3.2.1 风机类型

单层停车库通风量计算中，需要按换气次数法计算和稀释浓度法计算两者比较取大值。单层车库计算在此不再赘述。需要注意的是，单层停车库防烟分区面积较双层车库大，按换气次数法计算时，若当防烟分区面积在1500m2左右时，层高在4m 以下时，换气次数按6 次/h，其排风量L=1500×3×6×1.1=29700m3/h；与表3 中所对应的排烟量31500m3/h 相差不多，可以选择单速排烟风机。仍以1500m2，层高在4m 以下车库为例，当换气次数按4 次/h 计算时，其排风量L=1500×3×4×1.1=19800m3/h；其排烟量仅与建筑高度有关，仍为31500m3/h；这样排风量与排烟量相差较大，可以选择双速风机，这样风管尺寸、风速和噪声也有可能减小。

3.2.2 车库换气次数选择

无论哪种类型的地下车库通风量计算都必须用稀释浓度法进行校核，计算过程与车位数和停车频率有关。车库换气次数则在不同类型的建筑选择不同的数值。依据表1 中相关数值，住宅和公建的地下车库换气次数为4 次和6 次，公建换气次数比住宅增加了50%。这样，在计算公建地下车库的排风量时，不能盲目地套用住宅的车库风机参数，而需认真计算，选择与建筑类型匹配的换气次数。

3.2.3 风管风速

当平时通风量为25000m3/h 时，风机出风主风管风速按10m/s 考虑，风管截面积为0.69m2，相应的风管尺寸可以为1.6m×0.4m，实际风管风速为10.8m/s。当平时通风量为31500m3/h×1.1=34650m3/h 时，风管尺寸为2.0m×0.4m 时，风机出风主风管风速按12m/s；若风管尺寸为2.0m×0.5m 时，风机出风主风管风速按9.6m/s；2 种计算结果后者在规范允许流速范围之内，较为合理。在车库风速选择中不能盲目追求低风速低噪声，合理即可。风速减小，风管尺寸及相关阀门和附属设备尺寸均可能增大，相应地投资成本也会增加，而且车库通风并非24h 开启，人员在车库内停留时间也较短，在规范允许风速范围内提高风速，局部减小风管尺寸也未尝不可。

3.2.4 风口个数

地下车库计算风口个数时风量可利用平时通风量计算个数，然后用火灾时排烟量校核风口尺寸是否合理。考虑风口噪声及单层百叶面积折减等因素，风口风速建议≤4m/s。若风机风量为25000m3/h，风口风速为3m/s 时，风口尺寸按500mm×500mm，单个风口风量为2700m3/h，所需风口个数为9.3 个，风口个数可取9 个；若风机风量为34650m3/h，风口风速为3m/s时，风口尺寸按500mm×500mm，单个风口风量为2700 m3/h，所需风口个数为12.8 个，风口个数可取13 个；以上计算中风口尺寸为500mm×500mm，若实际风口尺寸小于这个值时，风口个数也会相应增加，但是，建议每个防烟分区内风口个数不大于15 个，风口风速在3m/s 左右；风口过多，风速过小时，在消防验收时，可能会使远端风口没有吸风感。

3.2.5 通风风机风压

依据GB 50189—2015《公共建筑节能设计标准》第4.3.22条，风道系统单位风量耗功率Ws=P/（3600ηCDηF），规范规定机械通风系统限值为0.27W/（m3/h）[5]。其中，P为风机全压，Pa；ηCD为电机及传动效率，取0.855；ηF为风机效率，依据风机风量的大小一般在40%～80%，本文取极限值80%。则风机最大全压Pmax=0.27×3600×0.855×0.8=664Pa。在选择车库平时排风机风压时，不能大于600Pa。