浅谈高层建筑中地下车库的通风和排烟系统.docx

建设防火设计浅谈高层建筑中地下车库的通风和排烟系统张满可1, 赵伟2, 厉宁2(1. 武汉市消防支队, 湖北武汉 430070; 2. 开封市消防支队, 河南开封 475000)摘要: 通过阐述高层建筑中地下车库在通风和排烟系统的设计中存在的问题, 提出如何使其通风和排烟系统更加简单、经济、便于管理的观点。关键词: 高层建筑; 地下车库; 通风; 排烟; 风口中图分类号: TU 926, TU 96文献标识码:B文章编号: 1009- 0029(2004)S0- 0020- 02随着改革开放的深入开展, 我国经济得到了迅猛发展, 高层建筑与超高层建筑也如雨后春笋般地迅速兴起。而进入W TO 后我国居民的消费观念和消费水平也得到加速更新, 城市的汽车拥有者、使用者的队伍便于管理。所以, 应该考虑以下几个方面。2. 1排风量与排烟量是否一致火灾产生的烟气弥漫整个空间, 需要很快将其置换出去。因此, 按房间整个容积的若干倍确定排烟量 (同时也有相同数量的新空气进入) 是合理的。而在平时不发生火灾时排风量的确定依据有所不同, 因为此时的排风目的与稀释有害物(如汽车尾气、汽油蒸气等的散发量及散发时的体积分数有关, 而与房间容积(亦即房间换气次数) 并无确定的数量关系。举例来说, 两种有害物散发情况相同且平面布置和大小也相同而只是层高不同的车库 按有害物稀释计算的排风量是相,也在不断庞大起来, 这直接导致了停车场数量的增加, 同的, 但按换气次数法计算, 二者的排风量就不同了。所以目前新建的高层和超高层建筑大部分都设计了地 这说明换气次数法有其不尽理想的地方。但在实际工下汽车库, 而地下汽车库的通风和排烟系统究竟如何 作中, 由于按照换气次数估算的方法较为简便, 所以被设计, 笔者在这里发表几点自己的观点, 与同仁商榷。 大多数设计人员使用。通常情况下, 计算排风量时换气 1设计依据 次数值按最低 6 次 h 来定, 而“车库规”第 8. 2. 4 条又1997 年 10 月 5 日, 公安部与建设部联合发布了恰好规定了火灾情况下“排烟量应按换气次数不小于为这本规范中有的规定足以改变设计人员对地下车库较少, 基本无人停留, 设置排烟系统, 其目的一方面是为了人员的安全疏散, 另一方面是便于扑救火灾。鉴于汽车库、修车库、停车场设计防火规范(GB50067- 6 次 h 计算”。之所以这样规定是有依据的。由于地下 97) , 并于 1998 年 5 月 1 日起实施。这本强制性国家标 车库可燃物较少, 一旦发生火灾时, 发烟量不大且人员准对于地下车库排烟设计而言是十分重要的。这是因排烟设计的习惯思路, 可使设计大大简化, 又可使车库 地下车库的特点, 经专家们研讨, 认为 6 次 h 的换气日常排风和火灾排烟简单地合二为一。 次数的排烟量是基本符合汽车库火灾的实际情况和需g高层民用建筑设计防火规范(以下简称“高规”)要的。参照美国N FPA 88A 有关规定, 其要求汽车库的4. 1. 8 条已明确指出:“设在高层建筑内的汽车停车排烟量也是 6 次 h。g库, 其设计应符合现行国家标准汽车库设计防火规 这样, 地下车库最小排风量和排烟量就取得了完全范(以下简称“车库规”) 的规定”。也就是说“高规”认 一致。也大大简化了系统、简化了设计、方便了运行控制。为, 在设计地下汽车库时应以汽车库防火规范为依据,2. 2排烟口与排风口能否一致只不过在 1998 版“车库规”实施以前的汽车库规范中 由于烟气密度较小, 排烟口应布置在车库上方, 这缺少排烟方面的内容, 那时设计人员在设计防排烟系 一点是没有异议的。但平时的排风情况如何呢? 过去统时常参照“高规”中有关规定是没有错的。1998 年 通常的说法是: 汽车排出的有害物质有的比空气轻, 有后,“车库规”已经发布实施并且扩大了适用范围, 其总 的比空气重, 所以排风口在车库的上部和下部均应布则第 1. 0. 2 条的条文说明中明确指出该规范适用于 置, 且宜从上部排出风量的 13, 而从下部排出 23, 其gg“高层民用建筑所属的汽车库和人防地下车库。” 根据是现行的采暖通风和空气调节规范第 4. 4.7 条2设计中应考虑的方面 第 2 款。但是只要认真考虑一下就会发现, 将暖通规范地下车库既有火灾发生时的排烟问题, 也有平时 的上述规定具体应用于汽车库的排风就不一定合适。使用情况下的通风问题, 工程设计追求的目标就是既 首先, 汽车有害物质的大部分包括 CO (一氧化碳) 的要同时满足这两方面的要求, 又要使系统简单、经济和98%g99%、CmHn (g碳氢化合物) 的 55% 65% 和NO x (氮氧化物) 的 98% 99% 都是从尾气散发出来的, 而尾气的排放温度高达 500 550 , 这样高温的排放气流产生很大的浮力, 很难设想尾气会滞留在车库的下部; 其次, 尚有 1% 2% 的 CO 和NO x 以及 25% 的 CmHn 从曲轴箱排出, 有 10% 20% 的 CmHn 从燃油系统排出, 这两部分排放物虽然温度没有尾气那么高, 且NO x 也比空气密度还要大些, 但应该注意经常被忽视的一点常识, 那就是这些有害物是在发动机工作时才排放的, 而发动机工作时汽车却处于行驶状态, 车库的气流随着车子进进出出处于强烈扰动与混合状态, 尾气也处于汽车后部的涡流之中, 很难想象排放物会沉积于车库下方。而那些停稳放好的汽车, 其发动机已经关闭, 也就没有什么可排出了; 再次, 有实测数据可以证明, 用通风换气的办法将汽车排出的 CO 稀释到容许体积分数时,NO x 和 CmHn 远远低于它们相应的允许体积分数。也就是说, 只要保证CO 体积分数排放达标, 其它有害物即使有一些分布不均匀, 也有足够的安全倍数保证将其通过排风带走。最后还要说明的是: 高层建筑的地下车库一般只为停放轿车、最多是面包车设计的, 通常车库净高只有 2. 2 m 2. 8 m 左右, 这样的高度, 上下都布置风口, 既不便于施工, 也无太大必要, 况且有时根本没有空间允许车库下部布置风口。此外, 如果进风系统采用诱导通风方式时, 车库内的气流扰动及混合就更加充分, 车库下部已不可能有稳定的有害物层出现。鉴于上述种种理由, 笔者认为车库下部排风 2g3 的理由不太充分, 应该考虑全部排风量均由上部排出的方案(事实上, 取消下部排风口的意见早已有人提出)。这种方案的重要价值是能使地下车库的排风系统与排烟系统的风口合二为一。这里还有必要指出一个很少引起注意的问题: 当前采用的上下均有风口的设计方案中存在隐患。按目前流行的作法设计地下车库排烟排风系统时, 风管设计一套系统, 但风口的布置则按平常排风要求考虑, 上部常开风口排风1 3, 下部常开风口排风2 3。一旦火灾发生时, 为满足排烟要求, 需将下部风口全部关闭, 让所有烟气均从上部风口排出。这种作法看来似乎合理, 但是稍加分析就会发现问题: 假定按上述方法设计的风管系统达到水力平衡, 则上部风口应该面积较少、阻力系数较大, 以迫使 2 倍于自身的风量从下部风口吸入。当火灾发生时, 下部风口全部关闭, 管网特性曲线发生变化, 风机工作点产生漂移, 上部风口吸入烟气量会比原来的 13 有所增加, 但决不可能增加到自身原有风量的 3 倍, 这是由风机特性曲线的形状特点决定的。其结果是, 平时排风的要求倒是满足了, 可是一旦发生火灾, 排烟量却达不到设计要求, 就很有可能给人员疏散和火灾扑救带来意想不到的严重后果。而如果不这样做, 按“车库规”进行排烟设计, 将常开风口(烟气温度超过 280 能自行关闭) 全部布置在车库上部, 则系统既能满足火灾时的排烟要求, 也能满足日常排风的要求(理由如前所述) , 系统不需要任何切换, 风机的工作点也不会发生任何变化。这样的系统构造简单、造价低, 管理方便、工作稳定, 而这正是我们所追求的目标。ggg3送风系统从防火角度看, 设置了机械排烟系统的地下车库, 应按“车库规”第 8. 2. 7 条规定:“同时设置进风系统, 且送风量不宜小于排烟量的 50% ”。注意: 这里说的是 “不宜小于”, 宜即这 50% 是送风量的下限, 而不是上限。当排烟量按换气次数 6 次 h 计算时, 这 50% 相当于 3 次 h 换气次数的送风量。另一方面, 从稀释有害物的角度看, 一般专业工具书都提出, 排风量不小于 6 次 h 换气次数时, 送风量不小于 5 次 h 换气次数。这虽然不是规范规定, 但多年设计实践表明, 这一送风量可以满足需要又不至于使车库内负压过大。当然, 5 次 h 换气的平时送风量也能满足不小于 3 次 h 的防火送风量的要求。所以笔者认为, 对于合二为一的机械排烟排风系统, 在其排风量取为 6 次 h 换气次数的情况下, 相应的机械进风系统的送风量按 5 次gh 换1 气次数确定是2 适宜的。综上所述, 高层建筑地下车库的设计应严格遵守 “车库规”, 设计时还应该从多方面考虑, 这样设计出的系统才能既安全、经济又便于管理。D iscussion on the ventilation and smokeventing system design of the underground garage in high-rise buildingsZHAN G M anke , ZHAO W ei , L IN ing22(1. W uhan Fire Detachm ent, W uhan 430070, China;2.Kaifeng Fire Detachment, Kaifeng 475000, China)Abstract: Suggests howto m ake the high rise buildings below ground car park systemof ventilation and smoke evacuation easy and econom