地下车库通风与排烟系统设计方法总结

规范的适应

     目前我国许多城市大量兴建高层建筑及住宅小区，设计中都设有地下车库。从平战结合考虑，这些地下室平时一般用作高低压配电室、泵房、水池、制冷机房等设备用房和地下汽车库，而战时兼作二等人员掩蔽所的五～六级人防工程使用。根据现行《高层民用建筑设计防火规范》GB50045-95(2005版)及《人民防空工程设计防火规范》GB50098-98(2001版)的相关规定，对住宅小区及高层民用建筑所属的汽车库及人防地下车库，均应按现行《汽车库、停车库、修车场设计防火规范》(GB50067-97)的要求进行平时的通风排烟设计。

      随着国家建筑节能标准的全面和强制推行，地下车库的通风设计还必须满足《公共建筑节能设计标准》(GB50189-2005)、《全国民用建筑工程设计技术措施节能专篇(暖通空调·动力)》的有关规定。

车库的通风量计算

     由于缺乏准确的计算资料，工程实际中对车库通风量多采用估算的方法。根据《全国民用建筑工程设计技术措施(暖通空调·动力)》第4.4.2条规定：

     一般地下停车库汽车为单层停放，采用机械通风系统时，机械排风量可按换气次数计算：

     ▶1)当层高小于3m时，按实际高度计算换气体积;当层高大于或等于3m，按3m高度计算换气体积。

      ▶2)商业建筑停车库汽车出入频率较大时，换气次数按6次/h;汽车出入频一般时，换气次数按5次/h;住宅建筑停车库汽车出入频率较小时，换气次数按4次/h。

车库的通风系统的布置

      1、车库通风机一般风量较大，风压较小，故都采用离心风机。由于风机运行时间长，全年不停，从节能考虑应选择运行效率高的风机，在工程中常采用双速混流风机代替离心风机。

     2、车库通风要求有全面均匀的机械排风装置，并尽量利用车库出入口车道及外窗自然进风;为保证此进风方式气流组织的合理性，在设计排风、排烟系统时，应将排风口、排烟口布置在远离车库出入口处，以防止气流短路。

      车库自然补风量可按车道出入口断面风速0.5～1.0m/s进风速度计算。车库内无直接通向室外的车道出入口的防火分区，应设置机械进风系统。总进风量按不小于总排风量的50%(宜按80-85%)计算。车库排风量应大于进风量，以便场内有一定的负压，防止场内空气流入与之相邻的房间。

     由于车辆尾气(主要是CO)比空气轻，再加上汽车发动机的发热，废气易滞留在上部;而汽车引擎空转时在下部排气，同时汽油蒸汽比空气重，因此，在废气未及扩散就能从下部直接排除则为上策。所以原来的设计规范及技术措施均要求排气口宜上、下分散布置，下部排除2/3，上部排除1/3。由于受车库建筑结构的限制，工程实际中，车库排风口均集中布置在停车位上部，下部排风口已取消。

《公共建筑节能设计标准》(DBJ50-052-2006)第5.3.39条规定：

     “地下停车库的通风系统的排风系统，宜与机械排烟系统相结合，自车库外部至排风的气流流场应设计合理。排风系统风管宜在车库上部布置，排风风管按干管方式布置，不宜设计大量排风支管;采用双速风机时，应视风机低速运行的噪声值，决定是否配置消声装置。”

      这条规定，为简化车库通风系统布置设计，合理节省造价，提供了依据，可作为其它地区工程设计参考。

车库通风系统的设计

      民用建筑及住宅小区人防地下室汽车库通风系统，包括：战时人防通风系统，汽车库平时送风、排风系统，消防排烟、排烟补风系统。

      战时人防通风系统及消防排烟、排烟补风系统是专用系统，只有在战时或火灾发生的非常时期才投入运行，平时仅需实行定期检修、保养。为节约投资，节省建筑空间，便于维护、管理，提高系统的安全性和可靠性，在通常情况下，宜采用部分系统兼用的设计方案。

      根据《人民防空地下室设计规范》、《汽车库、修车库、停车场设计防火规范》、《高层民用建筑设计防火规范》等规范规定，各通风系统设备、管道配件等技术要求不同，风量计算依据各异，相差悬殊(见表1)，这些差别给系统的兼用设计和运行管理带来了一些困难。

表1-通风系统计算表

     由于各系统所要求的风量、风压不等，改变系统的风量、风压可采用以下三种方式：

▶①单风机双速驱动;

▶②增减风机运行台数;

▶③转换不同型号风机运行。

     地下车库(兼人防地下室)平时机械排风系统与排烟系统合用设计

     根据《汽车库、停车库、修车场设计防火规范》(GB50067-97)第8.2.2条规定，设有机械排烟系统的汽车库，其每个防烟分区的建筑面积最大可达到2000m2。排烟风机的排烟量应按换气次数不小于6次/h计算确定。因此，为了系统控制方便，一般送风机、排风机均不宜(也无需)负担2个以上防烟分区的通风。

      汽车库平时排风系统主要用于排除汽车废气，改善车库环境。由表1可以看出，地下车库最小排风量与最小排烟量取得了统一，机械排风系统可与排烟系统合用，工程实践中使用较多的布置方式为：

      排风、排烟干管合用，支管功能共用(排风口与排烟口兼用)的系统。这种系统只在车库上部设排风口(兼作排烟口)，排风口采用普通百叶风口。采用一台双速高温排烟风机，排风机入口设置常开型280℃排烟防火阀。双速高温排烟风机在平时停车少时可手动低速运行;火灾时再自动切换至高速排烟状态。

      这种系统优点是排风均匀，排烟到位、及时，并且系统控制简单，造价低廉。

      另外，人防地下室战时无消防排烟系统，战时排风系统一般采取自动排气阀超压排风方式，因此无需与车库机械排风(烟)系统合用。

      战时人防通风系统、汽车库平时送风系统与消防排烟补风系统的兼用设计

      战时人防通风系统按防护单元设置，汽车库平时送风系统与消防排烟补风系统按防火分区设置，当防护单元与防火分区一致时，这些系统可共用一条风道。

     人防清洁通风与滤毒通风风量较小，要保证人防通风要求，风机必须可以采取手动兼电动驱动方式，因此用增减风机运行台数方式转换更易满足使用要求。

图1

l消波设施 2粗过滤器 3过滤吸收器 4.5.7.8手动密闭蝶阀 6人防通风机 9平时送风机 10止回阀 11.12插板阀 13密闭门

     由表1知，车库平时送风量比排烟补风量和人防通风量较大，因此，若按平时送风风量和规定的管道和风口风速来确定系统管径和风口尺寸，就能保证人防通风和消防排烟补风的要求。同时，平时送风机外形尺寸较大，风机台数多时占用的建筑空间亦较大，当通风机房面积较小时，用单风机双速驱动更合适：平时高速运行，排烟补风时低速运行。

      图1是战时人防通风系统、汽车库平时送风系统、消防排烟补风系统兼用的系统示意图。战时，关闭密闭门13和密闭阀门8，打开插板阀11，平时送风机9停止运行。需要滤毒式通风时，关闭密闭阀门4，开启密闭阀门5.7，启动人防通风机6其中一台;需要清洁式通风时，关闭密闭阀门5.7，开启密闭阀门4，人防通风机6两台同时运行。在平时，关闭插板阀11，开启密闭门12和密闭阀门8，平时通风机9以高速运行;当接到火灾信号，系统需作排烟补风运行时，平时通风机9自动切换成低速档运行，减少送风量。插板阀12只在隔绝通风时开启。面积较小的单层地下车库，其平时送风和消防排烟补风可采用车道自然进风方式。此时，兼用系统仅为人防通风，防护通风设备和风管均可暂不安装。

车库的诱导通风

诱导通风的使用依据

      根据《公共建筑节能设计标准》(GB50189-2005)第5.5.11条规定：“地下停车库的通风系统，宜根据使用情况对通风机设置定时启停(台数)控制，或根据车库内CO浓度进行自动运行控制。”重庆市《公共建筑节能设计标准》(DBJ50-052-2006)第5.3.36条也规定：“停车库的通风应尽量利用自然通风，或采用无风管诱导通风系统。”这条规定，为采用无风管诱导通风系统提供了设计依据。

      称诱导通风系统能根据车库内CO浓度进行自动运行控制，确保车库良好通风换气，无需通风管道、可有效降低车库层高，节能、节约投资等已经得到广泛的应用。

诱导通风系统概述

诱导通风系统的组成

    诱导通风的原理在许多资料上均可找到，在此不再繁述。

     诱导通风系统包括送风风机、诱导风机(多台)和排风风机，其中诱导风机由超薄箱体、低噪音前向多翼离心风机、可任意调节方向的喷嘴三部分组成。系统的流程是由主送风机提供清洁空气源，诱导风机将其与室内污染空气进行混合，并沿预定的方向流向排风口，由主排风机排出车库。

诱导通风系统工作流程如下图2：

图2 

诱导通风系统的特点

1)节省空间，减少工程投资

      一般诱导风机箱体仅250mm高，可在梁间布置，直接吊挂于楼板下，有效降低设计层高约400mm以上，减少地下工程开挖和浇筑混凝土等施工费用，降低投资;避免了风管与其他管线(电缆桥架、消防喷淋管道等)的交叉问题，也使车库内空间开阔，布局简洁美观。

     由于诱导系统的排烟风管不再兼作排风管，故排烟管内风速可加大至15～20m/s，每个排烟口的覆盖半径可达30米，最终使排烟管的尺寸和布管密度较常规做法大幅减少，可相应的把排烟管布置在室内四周沿墙或其它不占用通行的位置。

2)施工简单，安装灵活

       诱导风机体积小，重量轻，无需接管;安装形式灵活多样，纵吊、横吊、壁挂均可;单相220V电源，配线简单。

3)管理方便，节省运行费用

      由于无通风管路，送、排风风机所需风压降低，电机功率随之下降，有效解决运行费用高的问题，避免采用传统通风系统形式，业主或物业分时段运行、甚至不运行带来的车库内部空气质量差的矛盾。同时，诱导通风系统运行噪音低，维修量小。

      当车库具备良好的自然进风条件时，如有直接通向室外的车道、疏散出口或设有百叶外窗，可以不设机械送风系统。使节能不仅仅表现在数量的节约，更加节省高品位能源。

4)通风效果好

      诱导通风系统能够有效扰动周围空气，增加车库上、下部气流紊动，使沉积于车库下部的有害气体随气流向排风口流动，解决了下部排风口设置困难的问题。同时，有利于排除车道两侧的有害气体，不易产生死角，空气品质好;喷嘴方向可以随时调整，以适应不同的建筑形式;室内空气分布均匀，有害物经稀释后平均浓度降低。

      智能型诱导风机自带CO感测探头，可以对风机附近空气的CO浓度进行采样，由反馈信息自动控制诱导风机的启停。因此，诱导通风系统仅靠诱导风机单独运行(送、排风风机停止运行)也能使室内空气流动，避免出现局部空气质量恶劣的情况。这种方式较好地满足了《公共建筑节能设计标准》(GB50189-2005)第5.5.11条要求。

诱导通风系统布置的原则

1)合理设置主干线

      为设置出稳定的活塞式空间，要因地制宜，根据工程实际形状及进、排风口的部位，先设置主干线，再设置辅助喷嘴对空气进行搅拌，避免污染物在近地面处积聚、产生死角。综合考虑车位的分布和车尾(污染物排放处)的方向来布置喷嘴，尽可能使清洁空气主流场位于主车道上，而将辅流场布置在停车位上，与主流场风机形成一定夹角，及时稀释汽车入库过程中尾气排放的有害物。

2)防止气流短路

       由于地下车库中送、回风竖井的布置受地面建筑等许多因素制约，有时送、排风口相距很近，这时就需要利用喷嘴来虚拟分隔，设置好流程，防止短路。

3)选择相应的喷射角度

     在布置喷嘴时应考虑因层高不同而调整喷嘴的安装倾角(与水平面夹角)，如层高h≤4m则取15°;4<H≤5M则取20°;5<H≤6M则取30°。要避免安装角度过大，近地面产生二次扬尘。<p>

4)诱导风机的间距设置

    “以允许的射流最小边界速度来确定作用宽度，以允许的最小核心速度(即末端控制风速不小于0.5m/s)来确定射流接力长度”来确定布置间距，这两个控制参数即可确定单个射流的作用面积。不同的产品、不同的应用场所有不同的布置参数，要避免以往纯粹按单个诱导风机的作用面积来布置的现象，应结合具体情况分析确定。

5)对电梯间保护

      电梯间及其前室、梯间入口等处为车库中人员停留时间较长的区域，应对电梯间或其它的入口进行负压保护。如将此处作为清洁空气的起始端，布置诱导风机时不要让气流射向此区域。

6)与机械排烟系统的合用

     可以在双速排烟风机入口集中设置电动百叶排风口，平时常开，火灾时关闭。电动百叶排风口后采用电动调节阀与排烟风管连接。平时，双速排烟风机作为诱导通风系统的主排风机，低速运行，由诱导通风系统自动控制启闭状态。火灾时，双速排烟风机转入高速运行，电动百叶排风口关闭，排风口后面的电动调节阀打开，接通排烟管路，进行排烟。