浅谈地下车库通风与排烟系统的设计

焦国权

（甘肃第一建设集团有限责任公司，甘肃 兰州 730070）

0 引言

燃油汽车行进时会排放大量有害气体，加之内部燃油的可燃性，要求相关设计者务必树立安全、环保理念，合理设计地下车库通风与排烟系统：除了排出汽油蒸汽和尾气外，还要保持内部空气的洁净，定时送入新鲜空气，保证区域内的卫生标准，同时注意火灾隐患，合理设计防控方案，防止火势蔓延并第一时间阻断火源，将人民生命健康和财产安全放在首位。本文详细分析在设计地下车库通风与排烟系统时容易出现的问题，分析限制因素，设计中秉持节能性、安全性原则，并给出相应的设计方案。

1 地下车库通风与排烟系统设计特点分析

1.1 排烟量设计

我国相关规定指出，在设计带有通风与排烟系统的地下停车场时，需要确保防烟分区面积在2000m2以内，同时不予跨过防火分区，在设有自喷条件下可将防火分区拓展一倍，每个防火分区可设置两个防烟分区。目前地下车库常见的通风、排烟系统设计方式主要有两种，其一是以换气次数为主，一般来说排风量需要控制在6次∕h以上，送风在5次∕h以上，风管风速在12～15m∕s最佳；其二是按照常规的卫生标准通风量来确定换气方法，经调查显示，停车场中空气含有一氧化碳（CO）、二氧化硫（SO2）、甲醛（CHO）、氮氧化合物（NOx）等有害物质，其中含量较高的是CO和NOx，经过相应的换算可以发现，按照CO的标准来计算不仅能够实现全面通风换气，还能稀释NOx到最佳浓度。而对于排烟量的计算应采用《汽车库、修车库、停车场设计防火规范》中规定的数值。

1.2 地面限制因素

从平面布局的角度来看，地下车库有别于普通的建筑，在设计风机房时的限制因素很多，其中比较重要的部分在于排风、排烟口、通风竖井以及其出地面的位置等。竖井能够起到排放大量有害气体的作用，在设计过程中务必与周围建筑间隔一定距离，以免形成气流短路问题，同时进风口和排风口之间也要保持有效距离，确保不会出现二次吸入有害气体的情况，避免二次污染影响后续排放情况。此外，地下车库的规模也是一项重要因素，一些大型的地下车库拥有多个防火分区，因此在平面布局上也会具有一定针对性特征，通风井设计限制因素较多，如车道的位置、分布情况、数量等。

2 地下车库通风与排烟系统设计中存在的问题

2.1 风机选择问题

排烟风机是地下车库落实通风和排烟工作的基础，其类型多样，需要根据现场环境、规模以及风机的实用性来挑选。针对通风排烟系统，大部分设计人员都会优先选择双速风机，其原理在于利用电子绕组间的连接方式来改变级数，从而实现调速的目的。在高速运转下可以将其视为排烟系统，反之则是通风系统，例如集送风、补风排烟于一体的的机器，通过运转速度来控制其功能。通常情况下，大部分地下车库设计人员会认为通过变速就能转换档位，从而达到节能的效果，但通过对我国地下车库通风、排烟效果的调查来看，存在一些风机类型与车库不匹配问题，其中最突出的问题是缺乏对排风量和排风压力两个方面的正确计算，同时还存在曲解双速风机概念的问题，使得地下车库通风、排烟系统的选择缺乏科学性。

2.2 排风、排烟口布置问题

地下车库停放汽车，在有效解决土地资源，进一步提升空间利用率等方面，发挥着重要的作用与优势。然而正因为是地下作业，封闭性特征比较突出，因此通风与排烟系统的设计是整个地下车库设计过程中的核心环节。在实际的设计过程中，由于地下空间宽阔，且要保证规定范围内必须安置相应设备，会存在通风、排烟口位置设计不合理的问题。造成该问题的因素较多，例如车库排烟量计算、排烟区划分、防火分区划分等，需要相关人员认真分析设计图纸，结合现场实际情况进行干预，确保设计图纸的可行性和科学性[1]。

2.3 诱导风系统及相关设备使用环境问题

随着科技的进步，对诱导通风的研究得到重视并广泛应用于地下车库建设项目中，其中比较有代表性的是无风道喷流诱导通风系统。现阶段的无风道喷流诱导通风系统逐渐呈现自动化、智能化、简单化特征，能够应用于各类场所。在地下车库通风与排烟系统设计中，该项技术主要利用诱导风机箱和智能诱导器做吸入的动作，完成后再利用高速喷嘴喷射气流。这一操作的主要目的在于扰动空气，让其按照喷射方向来流动，从而为新鲜空气和车库空气安排流动路径。无风道喷流诱导通风系统在地下车库中的应用效果显而易见，目前大部分车库在通风与排烟系统设计中都会优先选择这一方案，但一些细节部分还有待优化。尤其需要结合实际情况明确诱导式风机的限制因素，若车库层高相对较高，且从平面角度来看车库过于封闭、庞大时，则并不适合启用该系统，这也是比较常见的问题。

3 优化地下车库通风与排烟系统的方案设计

3.1 严格计算车库信息提升匹配度

在地下车库的建设过程中，合用系统的应用十分普遍。当地下车库的排风与排烟量相一致时，可以设计管路系统（如图1所示），即通风与排烟系统合二为一的工作模式。图1中HFD为防火阀、CD为止回阀，能够防止容器介质倒流或泄放等问题，是确保机械运转的基础部分。在这种运作模式下能够进一步节省资金，具有一定的可靠性，节省时间、人力成本，同时提高空间利用率，与节能理念相一致。若通风量与排风量不一致时，则可以采用变速风机来满足地下车库的通风和排烟需求。

图1 地下车库管路系统示意图

为了提升通风、排烟系统与车库空间之间的契合度，需要设计人员严格遵循标准来进行计算，再选择合适的设备。在相关规定中，“适宜选用变速风机”所指的变速风机比较适用于普通的排风系统。但当地下车库空间出现频繁的车辆出入情况时，要求风机快速运转以达到实时排风的目的；若车库处于车辆出入不频繁的时间，如夜晚、凌晨、工作班等，通风量和换气量需求较小，风机会进行低速运转[2]。一般情况下，判断高速和低速排风双速风机的使用主要依靠设计人员的精准计算，主要参数来源有以下几点：当地下车库层高在3m以上时，在计算排风量的过程中要根据车库层高来计算换气体积；当层高在3m或以下时需要按照层高3m的排烟量（即30000m2∕h）来设置排烟机工作时间，具体可以参考《汽车库、修车库、停车场设计防火规范》中要求的汽车库、修车库内每个防烟分区排烟风机排烟量来明确不同净高地下车库所对应的排烟量，依照表1中所示的参数，结合实际情况选用合适的双速风机，合理设置运作流程，低速运转时实现通风目的，高速运转时起到排烟的作用。

表1 汽车库、修车库内每个防烟分区排烟风机排烟量

3.2 通风和排烟口的合理布设

地下车库通风和排烟系统的有效性主要在于通风和排烟口的设计是否合理，在实际设计过程中应按以下原则进行合理布设：

（1）严格遵循相关规定和现场的实际参数情况，充分考虑其位置能否满足日常的通风量、排烟量的需求。

（2）在进行排风系统设计过程中，是否有无风道诱导风机系统的参与，若有，则需要适当减少排风口，同时务必确保排风口在合适的位置，最佳位置是在诱导接力系统的最末端，其作用在于最大程度地发挥诱导风机系统的有效性；若不存在排风系统时，则要进一步加强排风口与地下车库整体环境之间的契合度，无论是数量还是位置，都要明确排风口的使用范围以及空间死角问题。

（3）在布设排风、排烟口位置时应当结合空间内防烟分区的具体情况来设计，务必满足其排烟需求，最大距离范围控制在30m，数量适中即可，切忌过多，否则会造成气流失衡。

（4）排风、排烟口尽可能与安全通道和人流疏散的方向相反，以免在疏散过程中造成严重影响。

（5）在布设通风、排烟口时尽可能将其位置设置在车位上方，而不是车道上方，避免造成堵塞问题。

除此之外，相关设计人员还应当在设计之初对现场进行勘察，明确地下车库的规模、车型种类以及分布情况，针对不同类型的建筑车库设计出符合其实际条件的通风、排烟系统，从而更好地满足其各方面需求，避免由于设计图纸和实际不符而造成经济损失[3]。经调查显示，一些地下车库设有通风窗，这类车库也符合建筑规定但普遍规模较小，因此针对这类地下车库可以采用自然通风、排烟系统。在落实过程中可以依照是否设有机械通风、排烟系统，是否具备自然排烟条件等来进行划分。具备自然通风、排烟系统的地下车库不仅能够做到换气，还能防火防烟，在降低能源消耗的同时贯彻环保理念。

3.3 明确限制因素选择配套系统

诱导式风机的使用条件很多，因此需要逐一分析各类限制因素，明确各项参数标准，以此来解决地下车库诱导风机使用环境的问题，实现科学布设。当车库层高较低，且建筑的整体布局相对稳定，汽车泊位流畅整齐时，方可使用无风道喷流诱导式的通风系统，能够充分发挥其作用，在特定条件下清除空气死角，实现气流运转，此外还能提升经济效益，节省一些安装、配套设施的费用。当车库的类型主要用于比较高的车辆时，即地下车库层高过高，则不适合采用诱导式风机系统，无法充分发挥效能实现扰动效果。当地下车库中的有害气体较多、浓度相对较高，且车库中存在配电室或设备用房时，同样不宜应用无风道喷流诱导通风系统。

当无风道喷流诱导风机布设在车道上时，需要采用专业手段进行操作，提升布设结果的合理性。在此过程中可以利用无风道喷流诱导系统的特性来确定方案的合理性和有效性，结合喷射程度、通风条件以及气流组织来选择具体方案。一般情况下会将机器的间距控制在11～16m处，并保证每100m2、150m2或200m2的范围内有一台设备。风机的布置要与主流场风机形成一定的夹角，从而实现辅助流场，考虑到通风、排风排烟口的布设，还应当综合考虑整体效果，此时需要利用喷嘴来进行空间和气流的虚拟分离，优化流通防止短路。喷嘴射流中心线需要保持一定距离，在第一台诱导风机的基础上，当第二台风机距离地面1m时，其水平10m的位置均要距地面1m，诱导风机两层喷口的射流中心线需要位于停车位的尾部地面上的1m处[4]。此外，若设计车库时采用诱导通风系统，则要进一步提升其消防功能，单独设置独立系统的排烟装置，排烟管道的布设不必过于复杂，在风机选择上使用单速风机即可，排烟机可采用专用的轴流风机或离心风机，从而满足地下车库的消防需求。

4 结束语

目前我国地下车库通风和排烟系统的设计还有一定的提升空间，对一些比较常见的问题，很多细节部分值得再三推敲和优化。本次研究主要以节能性、安全性为切入点，强调一些关键问题和设计规范，并根据实际需求统筹兼顾，合理配设相应的装置，确保风管、风口等方面的布设符合国家标准要求，同时降低风险发生率，为人民生命和财产安全提供基本保障。