某机械式立体停车楼通风量计算方法探讨与排烟系统设计

2022-04-25郭坤

重庆建筑 2022年4期

郭坤

（中南建筑设计院股份有限公司，湖北武汉 430064）

0 引言

随着我国经济的快速发展，城市汽车保有量急剧增加，随之带来了停车难的问题，引发一系列社会问题，而机械式立体停车库的应用为解决城市中心停车难问题提供了很好的方法[1-2]。本文结合某机械式立体停车楼的具体设计，探讨机械式立体停车楼通风系统通风量的计算方法及其合理性，可为类似工程通风量的计算提供参考。

1 项目概况

项目位于湖北省武汉市，所在地属于夏热冬冷地区，总建筑面积12996m2，其中，地上10753.63m2，地下室2242.62m2。地上十六层，建筑高度49.6m，属于二类公共建筑。一至十二层为机械停车配套与停车，十三至十五层为办公，十六层为应急抢修中心。地下两层，建筑面积2242.62m2，主要为机电设备用房。

2 机械式立体停车楼通风量计算方法的探讨

初始建筑方案立面为全玻璃幕墙（外加装饰横条），为非敞开式机械式立体停车楼。

2.1 机械式立体停车库特点

机械式停车库可按停车的自动化程度分为全自动停车库和复式停车库[3]。全自动停车库是指室内无车道，且无驾驶员进出的机械式停车库。复式停车库是指室内有车道、有驾驶员进出的机械式停车库[3]。

该项目属于全自动停车库，停车设备类型为平面移动类，总停车数275 台，《机械式停车库工程技术规范》（JGJ/T 326—2014）[3]第3.1.16 条指出，“当机械停车库不具备自然通风条件或自然通风不能满足停车库空气品质要求时，应设置机械通风装置，并应符合国家现行标准《工业企业设计卫生标准GBZ1》的规定”，规范及条文说明中并没有给出该类型停车楼的通风计算方法。

笔者认为，该项目机械式立体停车楼不同于一般停车库，采用一般停车库的计算方法不尽合理。机械式立体停车库属于全自动停车，机动车进入停车设备后即熄火，机动车在车库内运行时间短，CO 排放量少，全自动停车无驾驶人员进出车库，因此，CO 浓度不是机械式立体停车库通风系统的主要控制目标。机械式立体停车楼是由全自动设备完成车辆的停放，相对于一般停车库，机械式立体停车库内有较多的电气设备，为了保证电气设备的正常工作，机械式停车库内的温度不应超过电气设备正常工作的温度。

2.2 一般车库通风量计算方法

《车库建筑设计规范》（JGJ 100—2015）[4]第7.3.4 条给出了换气次数法和单台排风量法。《民用建筑供暖通风与空气调节设计规范》（GB 50736-2012）[5]第6.3.8 条给出了稀释浓度法。

以上三种计算通风量方法，目的均在于控制车库内CO 的浓度，以免对人员的身体造成伤害。

2.3 机械式立体停车楼排风量计算

一般情况下，电气设备的正常工作温度不超过40℃，而影响机械式立体停车库室内温度的因素是其得热量，得热量主要包含以下三部分：（1）维护结构的得热量；（2）汽车进入车库以后放出的热量；（3）全自动设备放热量。而通风系统只需要把得热量带走即可满足使用要求。

2.3.1 维护结构的得热量

通过专业负荷计算软件，计算出室内温度为38℃、39℃、40℃时，夏季早高峰时（9：00 左右）、夏季最大冷负荷时（15：00 时）、晚高峰时（18：00 左右），维护结构的冷负荷（表1）。

表1 维护结构冷负荷

2.3.2 汽车进入车库以后放出的热量

汽车进入车库以后放出的热量包含两部分：（1）太阳照射汽车得热量；（2）汽车怠速消耗汽油放出的热量。

太阳照射汽车得热量：汽车蓄热温度取50℃（参考网上统计数据，夏季汽车温度可取50℃），铁的比热容为0.46kJ/（kg·℃），单台车重量取1400kg（一般家用汽车的重量），温差10℃，计算出单台汽车散热量1.8kW。该项目有5 套自动停车设备，按照设计要求，半个小时之内完成275 辆车的停放，汽车发热量为16.5kW。

汽车怠速消耗汽油放出的热量：汽车从开始进入自动停车设备到熄火汽油放出的热量，即为通风设备需要带走的热量，该项目完成一辆汽车的停放需要30s，而汽车在怠速情况下1h 耗油量大概为2L（数据来自网上统计数据），计算出汽车怠速消耗汽油放热量为3.1kW。综合以上两部分热量，汽车总的放热量约为19.6kW。

2.3.3 全自动设备放热量

5 套全自动停车设备，设备总发热量3.2kW。机械式立体停车楼总冷负荷如表2 所示。

表2 机械式立体停车楼总冷负荷

根据《全国民用建筑工程设计技术措施暖通空调·动力2009》[6]第4.1.5 条第2 点，当采用全面排风方式消除室内余热时，通风量计算公式为：

其中，Q 为表2 中冷负荷，tp为室内温度，ts=32℃[5]，计算出不同室内温度时的通风量，如表3 所示。

表3 计算通风量

考虑到投资成本，以及最不利条件出现的时间段较少，在满足使用的基本前提条件下，笔者认为，室内温度为40℃时的通风量即可满足使用要求，取计算通风量43101m3/h，设计通风量L1=43101×1.1=47411.1m3/h，取47500m3/h。

根据《车库建筑设计规范》（JGJ 100—2015）第7.3.4 条和7.3.5 条[4]，笔者认为机械式停车楼的通风次数不宜小于2 次/h。取2 次/h 时，计算通风量L2=43800m3/h，设计通风量L3=43800×1.1=48180m3/h，设计取值48200m3/h。

3 机械式立体停车楼排烟量计算

《机械式停车库工程技术规范》（JGJ/T326—2014）[3]第3.1.17条及条文说明指出，“全地下或不具备自然排烟的机械式停车库，需要设置机械排烟系统强制排烟”，但该规范中并没有给出排烟量的具体计算方法。《建筑防烟排烟系统技术标准》（GB 51251—2017）[7]第4.2.4 条注3 指出，“汽车库防烟分区的划分及排烟量应符合现行国家规范《汽车库、修车库、停车场设计防火规范》（GB 50067）的相关规定。 ”

根据上述规范，笔者认为，机械式立体停车库计算排烟量可根据《汽车库、修车库、停车场设计防火规范》（GB 50067—2014）[8]第8.2.5 条及表8.2.5 选取。

该项目机械式立体停车楼净高33.7m，根据《汽车库、修车库、停车场设计防火规范》（GB 50067—2014）[8]表8.2.5，选取计算排烟量40500m3/h，设计排烟量L4=40500×1.2=48600m3/h。

4 机械式立体停车楼通风排烟系统设计

《机械式停车库工程技术规范》（JGJ/T 326—2014）[3]第3.4.5条指出，平面移动类立体停车库，排风口宜设置在下部，排烟口应设置在上部，又因停车位为275 个（超过50 个），通风系统应与排烟系统分开设置。

通过上述分析计算可知，机械式立体停车楼内的主要考虑因素为车库的得热量，且机械式立体停车楼中空较高，热浮升效应明显，热量主要是在机械式立体停车楼的上部聚集，在高位设置排风口，通风效果最佳。

结合初始建筑方案，在停车库区域的上一层（13 层）设置排风排烟机房，在机房内设置一台排烟风机，风量48600m3/h，车库着火时开启，设置一台平时排风风机（双速），高速风量48200m3/h，低速风量32000m3/h。在机械式立体停车库高位设置温度传感器，当车库内温度低于40℃时，排风机低速运行；当车库内温度达到40℃时，平时排风机高速运行，对平时排风机进行变速控制，以节省能源，具体设计如图1、图2 所示。

图1 立体机械停车楼12层平面图

图2 立体机械停车楼排风排烟机房平面图

在办公楼层设置排风排烟机房，占用一定的办公面积，机械式停车库高位设置排烟管道，占用一定的建筑层高，且全封闭玻璃幕墙造价较高。为了能够减少投资，经各专业商议，把机械式立体停车库修改为敞开式车库，取消玻璃幕墙，调整外立面装饰横条形式，机械式立体停车楼通过自然通风的方式解决车库的通风以及排烟问题，节省了建筑层高和幕墙的投资，一举多得。最终采用敞开车库的方案赢得了业主的认可，并顺利通过方案报建。

通过上述计算和分析，笔者认为，地下平面移动类机械式立体停车库通风量计算方法可参考本文方法，巷道堆垛类和垂直升降类通风量亦可参考。机械式立体停车库计算排烟量可按《汽车库、修车库、停车场设计防火规范》（GB 50067—2014）[8]表8.2.5 选取。