地下车库通风设计探讨4

1、年 第期山暖通空调通风防排烟东护匆忍名召 忍忍忍名番射沁弓屯嘴吧冶名电冶心召屯弓健 屯 屯屯嘴忍公包 !。留!鸟地门尸 车 库 通 多飞 设计与公与公与公马公马公孚珍号公马公与公与公马公马公毖公忍公马公马公昌公与公与公与公马公马公马公与公兮公马公忍公与公唇公昌公与公济南同圆建筑设计研究院有限公司 张红兵徐州市建筑设计研究院有限公司 戴永锋摘要 介绍 了地下车库通风量的计算方法和 气流组 织形 式。 通过对混合气体 密度的计算和汇 流的 分析 , 指 出 了常规通风设计 的不 足, 建议全部采用上 部排风。 为了节约 能源 , 应尽 可能利 用 变频调速控制技术。关键词 气流组 织自动控制 汇

2、流 诱导通风前言汽车是社会的主要交通和运输工具之一 , 是社会现代化 程度 的一个标志。 随着人们生活水平的不断提高, 汽车的使用 已经打破单位公车 的限制 , 逐渐步人了私人领域。 随之而 来 , 地下 车库的修建 已成必然。 在车库 中的营造一个健康卫生 的空调环境 , 合理的通风设计便起到了关键作用。# 通风一的确定147 0 8 ., #.,9 : 8. / 0 (32556; ;? !& 口) ! / #+ )9 598& ! +) 一 ! & 口3! / 0 2/ 98 + !+ 口) ! / ! !)& 一 ;=地下车库通风量的确定方法 有很多种 , 但目前使用最多的有如下 三种

3、 ! 换气次数法由车库容积的倍数来估算通风量 , 在我国民用建筑采暖通风设计技术措施第 % ! & 条规定 如无计算资料 , 可 参考换气次数估算 , 一般排风量不小于 & 次( , 送风量不 小于 ) 次 ( 夜 间或备用 电源时 ,允许减低为 + 次 ( 。!单位面积换气, 指标法由车库建筑面积乘以指标来估算通风量 ,且各国指标不 同见表 表 国外汽车库通风量设计标准!+ 稀释浓度法是按将有害物浓度稀释到国家室内卫生标准所需的全面通风换气量来确定。 汽车尾气的有害物主要是一氧化碳1 4 、 碳氢化合物1 = 4 、 氮氧化合物 1 4 , 由哪一种有害物来确定通风量 通过实验1表 4 分析

4、得出将汽车排出的 稀释到容许浓度时 , 和 / = 8 远远低 于它们相应的允许浓度。 也就是说 , 只要保证 浓度排放达标 , 其他有害物即使有一 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 所 以如表 # 都是 以 为标准来进行考虑的。 由全面通风换气量计算公式 %年第期山东暖通空调通烟风防排 。 一。1# 4! ; 1 4式中式中 全面通风换气量 ,/ ( ,/,/岁(!/单位面积汽车排放的 量岁车库内 排放量(8车库内空气中 允许浓 度,;单位面积车位数, ; 二刀仇/ , 一,/ 一般取 :。 一汽车出人频率 。/ 浓度 , 可测定 ,送风空气中一汽车在车库内的平均运行

5、时 间,居住区取 #以衬( 车库 内 排放量 9计算比较复杂, 一汽车单位时间 内 排 放量 , / 岁参照有关 资料可 按单位面 积汽车排 放的( 。 量计算。表汽车1 日本 4发动机的排气组成及容许浓度成 份汽油内燃机稀释 %倍容许浓度测定数平均范围时的浓度一氧化碳 #:) + +% ) &:二氧化碳) ) 4洲叉洲+ ) 41 洲氧气 #:) !) &!氮氧化物 #:) )+ 一 ) !)甲醛) !一)!%)铅 #:!+ !)!) !车库气流组织形式车库的气流组织在整个设计中起到了十分重要的作用 , 如果设计不合理就容易产生短路 , 造成死角, 有害物浓度得不到有效稀释。 目前在这方面存

6、在较大 的争议 , 焦点集中在排风方式上 。! 采 暖通风与空气调节设计规 范由第 ) ! + ! 条 第 款可 知, 他们认为 汽车排出的一些有害物比空气轻 , 另一些有害物比空气重 , 所以排风 口 在车库的上部和下部均应布置 , 且宜从上部排 出风量的 + , 而从下部排出 + , 它是一 个传统的设计方法。! 美 国工 业通风手册对上面的形式持不同的看法 , 认为 有害气体实际上是混合在空气之中并随着空气流动 , 并不存在由于 自身密度 的作用而明显地向下或 向上的运动 。 这种观点考虑到了有害物气体的允许 浓度 , 并通过模拟计算得出混合气体的有效相对空气密度为 ! ) 。 很明显两

7、者密度基本 相当 , 而 单 由密度带来的影响将会很小。我们也可用流体力学去分析 , 把排风口 的气流流动看作 汇流 , 如图 所示 。 汇流的规律性是距汇点不同距离 的各等速球面上流量相等 , 所 以随着离开 汇点距离的增大, 流速呈二次方 衰减 。 通过公式可 以 ) 年 第 期山东暖算出在距 回风 口#/处 , 回风速 度在 !耐, 左右。 基本起不到抽吸作用 , 真正的作用是它的扰动。通空调通风防排烟一:!% 1+ 4罕!% ) 式中程 ,/ #射处轴心速度 , 耐3 一风 口 直径 , /诱一导风量 由动量守恒定律 6 。 二 6 1% 4图 回风 口气流速度分布图! + 诱导通风新

8、技术在以上两者 的基础上 , 又 结合理论 的计算推出了诱导通风技术 。 世纪 年代后在美国、 日本、 欧洲 、 东南亚等国家得到普遍应用 , 并成为车库通风方式的首选。近几年才传人 国内并得到广泛发展 和应用。! + ! 射流诱导原理直径为 : 的喷 口 , 送风速度为 7 : , 在不受周围界面限制的空间内扩散 , 即形成自由射流。 气流为等温 自由射流。 由于射流边界 与周围介质间的紊流动量交换 , 周围空 气被不断被卷人 , 射流不断扩大 , 因而射流断面的速度场从射流中心 开始逐渐向边界层衰减 , 并沿射程不断变化。 结果流量沿程增加, 射流直径加大。 但是 , 在各断面上的总动量保

9、持不变! + ! 诱导风量导流风机机组射流轴心速度可 以用下式计算 6 。 二 。 。 1) 46 1& 4式中:6 一空气在 。 处的动量 , 而3 , 6 一空气在 处的动量 , 耐3 , : 一空气在 。 处的风量 , / , 3 一空气在 处的风量 , / , 3 一空气密度 ,岁耐由公式 1+ 4 、 1% 4 、 1) 4 、 1& 4 可得 。 1 4图 为送风导流器内的导流风机机组不同射程处的轴心速度。+ 车库系统控制方法由于 车库内有害物浓 度的不稳定性 , 我们可以得出最 小通 风量1平时 4 和 最大通风量1上下班时间 4 , 根据这 一特点 , 可以采用以下三种控制方法

10、 + ! 定风,控制风机始终在汽车出人时刻的最大通风量状态下运行。 方法简单 , 但能耗大。+ !间歇控制风量为最大时刻通风量 , 风机通过一套简单的定时装置来进行停止和运行。 这种方法管理方便 , 缺点是控制质量不高 , 尤其当车辆出人频率发生变化 时, 车库 中的 浓度很难保证在规定范围内。+ ! + 变风, 控制当车库中 浓度不 同时 , 所需的通 &年 第 期山东暖通空调风防排通烟图轴心速度分布图风量也不同, 由此 , 我们可以通过改变风机中感应 电机的转速 , 来改变风机风量 以满足所需通风量的要 求。 感应 电机的转 速12 而48 为8二 & 1 一 34 134式中 一电机电源

11、频率 3一电机滑差率 一感应电机的极对 数。 这种控制方法 的原理如图 + 所示 在此控制系统中, 要在车库内设置几个具有代表性的 浓度采集点 , 然后把采集到的 浓度实际值 9 通过传感器输送到比较元件 系统给定 的容许浓度值 和实际值 9 比较 , 当 9 时,也就是浓度超标时 , 0 为负值, 这时控制器对变频器发出控制指令 5。 使风机的频率加大 , 转速提升 , 排风量 增加 , 浓 度被稀释。 当 。 讥 时 , 控制器没有接受信号 , 整个 系统无控制动作。 当 9 时 , 0 为正值, 说明排风量过大 , 于 是控制系统就反向动作。这 种控制方式整体效果好 , 不仅节 能而且控

12、制质量高, 但初投资大 , 特别适用于智能建筑。% 结论采 用稀释浓 度法确定 通风量, 存在一个主 要的问题是车库内 的排放量 , 而对其做一个动态的分析 之后 , 得到的通风量会比其它估算指标 得出数值更准确可靠 。 通过计算混合气体的有效相对密度及流体力学中的汇流分析 , 说明了个别传统标准也存在着不完善性 , 建议采用上排风。最近几年 , 国外射流诱导技术的引进 , 使诱导通风展现了不可替代的优势 。 在坚持可持续发展战略的今天 , 节能是主要任务 , 而变频调速控制方法在保证车库内空气质量的前提下 , 同时也收到了更好的节能效果。参考文献【 采暖通风与空气调节设 计规范1 )一4+【

13、 顾兴签! 民用建筑采暖通风设计技术措施! 北京 中国建筑 工业出版社 , 【+孙一坚! 工业通风 1第二版 4 ! 北京 中国建筑工业出版社 , )【% 张子慧! 热工测量与 自动控制! 北京 中国建筑工业出版社 , 【) 薛殿华! 空气 调节! 北京 清华大学出版社,【& 周漠仁 ! 流体力学泵与风机 1第三版4 ! 北京 中国建筑工业出版社 , %【; .29 , ; ! , ! ; ! : , , 6 ! 枪9 8. ! _.0 # 0 #9 9 ., : 8 : , 0 8 ., #9 ., : 。 。3 ,0 /50 2: 2/ 98 08.08 : 30 29 .8 92 9 0

14、 ,;?29839!:8。,&!14!,.【 ;颐 , ;,98 6298.以刃 ? #9 9 ,.: 8 0 3.,0 8 ,. #9,.: 820 .20 / 0 8 ,3: 208 : 30 92 .89 . ,.# .30 !; 3= ; ?2 89 93 ., 8: , , & 14 ! :3 0 #9 , = ! ! , ! ? ! .#: 8 , 98 ! : 20 ! ! :/ 92. 3: 8 0 , 0 。 : 2 0一 . 3 坛 /0 80 , 89 而石8 0 8,. #9 ,.: 。 .。 。 9 2 9 0 ! ; ? 289 93 ., 8: 3 , 14 !

15、1下转第 页 414年 第 期山东暖通空调通风防排烟大其使用 寿命。 有资料显示, 这种系统的一次投 资可降低 ) 一 巧 , 运行费用可降低 一 % 左右。 目前 这种系统 已经广泛应用于国内的地下车库。结语本文对地下车库通风设计中的一些问题和作法进行 了系统的总结 , 归纳 出地下车库通风设计中一些切实可行的技术措施和具体的实施方案, 通过以上的分析 , 笔者认为地下停车库机械通风系统宜采用无风图【四4 无风道诱导风机通风系统原理圈 道诱导通风系统方式 , 以保证车库内的良磁接触器 、 变压器 、 污染物质感受器组合为 好换气 , 并可避免通风管道 占用车库的有智能诱导器。限层高 , 综合

16、效益和通风效果好。智能诱导通风系统的通风有效度理论参考文献上可达 , 其 用于通风换气 比常规系【 中华人 民 共 和 国 国 家标 准统彻底的多 ,只要布置好喷嘴的方向和位 1 巧 一 。汽车库、 修车库、 停车场设置可以避免任何 位置的空气滞流 ,实现有计防火规范。共和 国 国 家标准。中华人民效换气【在 导通风系统使用 中,仍保留上排) 1 抖) 一 ) 。高层民用建筑设计防火规诱风管作为排烟管 ,此管路专用于排烟系统,范114 ) 年版4 。所以风速可取耐3,风口风速也可选用【+孙一坚,主编。简明通风 设计手最高值 ,可缩小截 面尺寸 , 因此可减少风道册。北京 中国建筑工业出版社 , 。占用车库的空间,并且易与其他专业的管【%中国建筑标准设计研究院。 全 国道和桥架配合 施工简单用建筑工程设 技术