高层民用建筑地下汽车库通风设计[1]

高层民用建筑地下汽车库通风设计楼新荣董健广东省广州市消防支队广东广州510030摘要本文比较了汽车库、修车库、停车场设计防火规范和高层民用建筑设计防火规范在地下汽车库通风排烟设计方面的差别说明了设计数据方面的变化探讨了地下车库通风与排烟系统的形式并提出了地下汽车库通风与排烟系统合一的可行性。关键词高层民用建筑地下汽车库通风排烟近些年来随着社会的发展和人民生活水平的提高我国城市汽车的拥有量迅猛增加高层民用建筑地下汽车库的设计项目也迅速增多。地下汽车库在高层民用建筑中处于半封闭状态库内流动或停放的汽车排出尾气等有害物且带有可燃物因此其通风排烟问题显得十分重要尤其是二者兼用等问题受到设计人员的普遍关注。1997年10月5日国家技术监督局与建设部联合发布了汽车库、修车库、停车场设计防火规范1以下简称库规并于1998年5月1日起实施该规范吸收了十几年来国内外的研究成果为地下汽车库的通风排烟设计充实了具体内容并提供了法规依据。此前对高层民用建筑内的地下汽车库的设计是依据高层民用建筑设计防火规范2以下简称高规的下面先对高规与库规在指导地下汽车库通风与排烟设计方面的差别作一比较。1高规与库规的比较高规库规41118设在高层建筑内的汽车停车库其设计应符合现行国家标准汽车库设计防火规范的规定。11012本规范适合于新建、改建和扩建的汽车库、修车库、停车场防火设计。条文说明中明确该规范适用范81411一类高层建筑和建筑高度超过32M的二类建筑的下列部位应设置机械排烟设施各房间总面积超过200M2或一个房间面积超过50M2且常有人停留或可燃物较多的地下室。51116每个防烟分区的建筑面积不宜超过500M2。81412设置机械排烟设施的部位其排烟风机的风量应符合下列规定担负一个防烟分区排烟应按不小于60M3/HM2计算。担负二个或二个以上的防烟分区排烟时应按最大防烟分区面积不小于120M3/HM2计算。814111设置机械排烟的地下室应同时设置送风系统且送风量不宜小于排烟量的50。围包括“高层民用建筑所属的汽车库”81211面积超过2000M2的地下汽车库应设置机械排烟系统。机械排烟系统可与人防、卫生等排气通风系统合用。81212设有机械排烟系统的汽车库其每个防烟分区的建筑面积不宜超过2000M2。81214排烟风机的排烟量按换气次数不小于6次/H计算确定。81217汽车库内无直接通向室外的汽车疏散出口的防火分区当设置机械排烟系统时应同时设置进风系统且送风量不宜小于排风量的50。由上表可以得出两规范主要差别在于111防烟分区的变化地下汽车库防火分区最大允许建筑面积对于一、二级耐火等级的建筑为2000M2而高规地下室防火分区为500M2设有自动灭火系统时面积可增加一倍由此防烟分区562006年第1期广东公安科技总第82期19942008CHINAACADEMICJOURNALELECTRONICPUBLISHINGHOUSEALLRIGHTSRESERVEDHTTP/WWWCNKINET面积也大幅度增加由于防烟分区不能跨越防火分区所以防烟分区最大建筑面积可达2000M2而现行高规为500M2。防烟分区面积的增大减少了汽车库内排烟系统的数量设计、施工、运行管理都简便了许多。112排烟量的变化库规规定“排烟风机的排烟量应按换气次数不小于6次/H计算”以一个2000M2的地下汽车库为例则设计一个排烟系统即可假定车库的计算净高为3M排烟量为20003636000M3/H若按高规至少要设4个独立的排烟系统假定每个系统负担500M2的防烟分区一个系统的排烟量为5006030000M3/H如果车库设自动灭火系统防火分区可以扩大为1000M2此时至少要设两个独立的排烟系统假定每个系统负担两个500M2的防烟分区则一个系统的排烟量为50012060000M3/H。当然按高规设计也可以划分多几个防烟分区以使计算排烟量下降但这样做会使系统的构成和运行控制变得复杂。113排烟时须送风的条件放宽库规规定无直接通向室外的汽车疏散口的防火分区设置机械排烟同时应同时设置进风系统且送风量不宜小于排烟量的50。当然对虽无直接通向室外的汽车疏散口但仍有自然补风条件比如地下室高窗、天窗及利用地下室板面与室外地面高差所安装的自然通风百叶时笔者认为也可不设进风系统。114排风量与排烟量的一致性地下汽车库平时排风目的是稀释有害物至满足卫生要求的允许浓度。一些书刊指出地下车库的“排风量应按稀释废气量计算如无计算资料时可参考换气次数估算一般排风量不小于6次/H送风量不小于5次/H”。在实际工程设计中设计人员一般都按换气次数估算而不按稀释浓度法计算其原因主要是稀释浓度法所依据的计算公式中各种参数的取值不明确由此计算结果大不一样。例如影响汽车库内汽车尾气排放量的诸多参数中一个叫车位利用系数有人取015即每辆车平均在车库内停放2H有人取115相当于停车40MIN相差3倍另一个是发动机在地下汽车库内的平均工作时间有人取3MIN有人取6MIN又是2倍之差这样就使计算所得的排风量相差很大。所以笔者认为按不低于6次/H换气次数计算排风量更易于被设计人员所接受。而且随着我国汽车尾气排放标准与国际接轨燃气汽车等清洁能源汽车的推广使用汽车尾气的有害物浓度会更低。按不小于6次/H换气次数确定车库平时使用情况下的排风量正好与库规第81214条关于火灾情况下的“排烟量应按换气次数不小于6次/H计算”的规定相吻合而这一规定是有根据的一是地下汽车库停留人员较少二是地下汽车库可燃物较少火灾时发烟量不大三是从车库火灾的实际情况看6次/H换气的排烟量基本满足人员疏散和火灾扑救的需要四是这一数据与美国消防法规6次/H换气排烟量的规定相同见库规第81214条的条文说明。地下汽车库排风量与排烟量的一致给简化设计、优化系统、使通风和排烟系统合一、方便运行控制等各方面都提供了前提和基础。通过以上的比较可以得出新车库规的指导性、操作性大为提高为规范地下汽车库通风与排烟系统设计奠定了基础随着库规的发布实施高层民用建筑地下汽车库设计包括通风和排烟设计应以库规为依据而不能以高规为依据。此前对高层民用建筑内的地下汽车库的设计以高规为依据原因主要是汽车库设计防火规范中对涉及地下汽车库通风与排烟的条文除第71014条“设有通风系统的汽车库其通风系统应独立设置”外没有实质性的规定。实际上从车库管理制度和从国内外火灾试验和火灾实例两方面上看地下车库既难界定为经常有人停留的场所也难界定为可燃物较多的地下室而且高规第41118条已明确指出设在高层建筑内的汽车停车库其设计应符合现行国家标准汽车库设计防火规范。2高层民用建筑地下汽车库通风与排烟系统的形式排烟系统与通风空调系统兼用不仅可66楼新荣等高层民用建筑地下汽车库通风设计2006119942008CHINAACADEMICJOURNALELECTRONICPUBLISHINGHOUSEALLRIGHTSRESERVEDHTTP/WWWCNKINET以减少占用空间节省建设费用又可以提高防排烟系统运行的可靠性还可避免日常的试运行检查。从系统构成形式来看兼用可分为部分兼用和全兼用两种形式。按通风管道和风机的兼用形式地下汽车库通风与排烟系统可分为以下几种形式211排风系统和排烟系统独立设置排风系统和排烟系统分别按各自要求的系统参数独立计算设置风管排风机入口设常开型70防火阀排烟机入口设常闭型280排烟防火阀。平时排风机正常运行排烟机关闭。火灾时排风机关闭烟感联动开启排烟防火阀和排烟机至280时排烟阀熔断联锁关闭排烟机。这种方式的优点在于系统独立性强排烟和排风互不影响防火阀控制点少系统运行经济、合理。缺点是设备投资高占地面积较大风管较多布置困难。212排风系统和排烟系统合用管道风机分设现在地下汽车库的排风设计都是按照采暖通风与空气调节设计规范第41417条第2款的规定上、下部均设排风口且宜从上部排出风量的1/3从下部排出2/3而排烟只能使用上部排风口这样在实际设计中又可分为以下两种形式21211上排风管做为排风主管下排风管做为排风支管。这种方式在每个下排风支管上设置常开型70防火阀所有排风口均采用普通百叶风口排风机入口需设常开型70防火阀排烟机入口需设常闭型280排烟防火阀。平时排风机常开分上、下两部分排风。火灾时排风机关闭烟感联动所有下排风支管上的防火阀关闭开启排烟防火阀和排烟机进行排烟烟气仅能从上部风口进入由排烟机排出。21212上排风管和下排风管分别单独设置。这种方式要求上排风管和下排风管之间需设置一个常开型70防火阀所有排风口仍采用普通百叶风口排风机入口需设常开型70防火阀排烟机入口需设常闭型280排烟防火阀。平时排风机常开分上、下两部分排风。火灾时只需烟感联动关闭上、下排风管间的一处防火阀同时开启排烟防火阀和排烟机。这种方式将风量分为两部分风管尺寸相对减少。213排风系统和排烟系统合用风机和管道这种方式设计时每个防烟分区内设置一台合用风机平时排风和火灾排烟均运行。风机前设置一常开280自动关闭的排烟防火阀风机的选用不仅要满足平时排风的需要而且同时要满足火灾时高温排烟的要求。这种方式系统简单初投资省风机常年运行故障可及时发现。但由于地下汽车库排风系统分上下两部分排风而火灾时为满足排烟要求将下部风口全部关闭仅用上部风口排烟。这样排风和排烟管路运行时阻力大不相同管网特性曲线发生变化风机工作点产生漂移其结果是平时排风能满足要求而火灾时排烟量很难达到设计要求可能给人员疏散和火灾扑救带来严重后果。214排风系统和排烟系统合二为一鉴于地下汽车库排烟的实际情况笔者建议全部排风量均由上部排出事实上取消下排风管和下部排风口的意见也有很多人提出3、4、5。之所以笔者认为可取消下部排风口将排烟口与排风口合一理由主要是地下汽车库有害物的大部分是汽车排放的尾气而尾气的排放温度高达500550在这样高温的排放下气流会产生很大的浮力尾气很难滞留在车库下部。因此在实际设计地下汽车库通风排烟系统时取消平时排风设置的下排风管和下部排风口只设上排风管排风口均采用普通百叶风口风机入口处设一常开280自动关闭的排烟防火阀排风和排烟完全合用管道平时排风口火灾时全部作为排烟口。同时为解决采用此种方式时地下汽车库内CO的滞留现象可应用无风道喷流诱导通风系统8。在合用系统的设计中笔者认为可将送风机兼作火灾时的补风机即送风量为排烟量的85左右满足送风量不小于50的排烟量的要求同时尽量做到送风口在下排烟口在上利用烟气的层化效应使火灾产生的热烟气能顺利排出。下转第108页76楼新荣等高层民用建筑地下汽车库通风设计2006119942008CHINAACADEMICJOURNALELECTRONICPUBLISHINGHOUSEALLRIGHTSRESERVEDHTTP/WWWCNKINET轻重缓急分类和区别档次进行建设。要吸取英国的经验监控摄像镜头以枪机为主球机为辅既实用又实惠。三是珠三角城市乃至全省社会治安视导嗫叵低辰枰髁杂梦诵牡乃悸分氐憬枧沙鏊嗫刂行钠教谙纸锥尉呀粽藕徒枞挝穹敝氐那榭鱿虏灰思庇谇蟪傻厍壳罅驼仙缁嵬枷褡试匆延邢薜木延玫郊毙璧慕阆钅可稀淖龇巧缁嵬枷褡试匆话惚嬖诒镜胤讣蛱厥馇榭霾沤枷翊桓酱怼笊骺悸鞘悠低枷竦牧突匚侍馓乇鹗巧霞恫棵胖骺睾偷鞫然愕煌枷竦奈侍獍凑帐导市枰蟛糠滞枷褡试茨芄皇迪只纯烧饪山谑罅棵槐匾耐蹲省淖龇旧隙加苫愕恢骺睾偷鞫忍厥馇榭霾沤行枰耐枷裢缁蚵枷翊缴霞恫棵拧氖潜匦胧髁耙匀宋尽惫勰畲罅平部萍既诵曰芾怼爸捶瘛笔枪不氐纳袷霸鹂萍加檬侵捶竦闹匾侄沃弧徊酵乜碛霉部萍嘉癖忝穹竦牧煊蚝头瘴葱隆翱萍急忝瘛钡乃悸泛头绞浇杓恍锕以诠舶踩揽胤矫婢尽柘抛龇实惫盘头夹恍婵萍际侄我源锏浇档头缸铩跎偈鹿实饶康摹迨且绦忧坑牍饩浇涣骱脱捌舴魉悸防谌苟獭芡夤楹途教逯朴胛夜痪嗤呛玫睦砟睢龇统晒木楹苤档梦颐墙杓亲吖耐渎泛徒萄低勺魑颐堑那俺抵辖拥7页根据公安部四川消防科研所对472型普通离心式风机做的280排气温度运行试验结果证明离心式风机在耐热性能、抗变形方面优于轴流风机因此风机宜优先选用离心式风机。若采用轴流风机应选用专用的高温消防排烟风机。3结论与建议311高层民用建筑地下汽车库的排烟设计应依据新的汽悼狻蕹悼狻党杓品阑鸸娣丁而不应依据高层民用建筑设计防火规范。312鉴于排风量与排烟量的一致性建议高层民用建筑地下汽车库的通风排烟设计采用通风和排烟系统完全合一的方式。参考文献1GB5006797汽车库、修车库、停车场设计防火规范2GB50045952001高层民用建筑设计防火规范3严治军1防排烟系统与通风空调系统的兼用1暖通空调19952514姜炳洲