技术案例 | 地下车库常用两种通风排烟系统对比

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来源:中船第九设计研究院工程有限公司 作者:王亮 如有侵权请联系删除 前言 目前,地下车库项目的特点主要是密闭性高和建筑面积普遍较大,在施工要求与消防设计越来越严格的情况下,如何能减小汽车尾气中的有害气体的浓度,并减少车库设备运行和建造成本费用,同时还要满足设计规定的消防排烟要求,也是目前在设计工作中所面临的一个设计难点。 传统的风管式通风排烟系统和新型的诱导通风

来源:中船第九设计研究院工程有限公司

作者:王亮

如有侵权请联系删除


前言

目前,地下车库项目的特点主要是密闭性高和建筑面积普遍较大,在施工要求与消防设计越来越严格的情况下,如何能减小汽车尾气中的有害气体的浓度,并减少车库设备运行和建造成本费用,同时还要满足设计规定的消防排烟要求,也是目前在设计工作中所面临的一个设计难点。

传统的风管式通风排烟系统和新型的诱导通风排烟系统是现今车库通风排烟设计中应用最广泛的两种设计方法,以下将对这两种设计方法进行说明和详细的对比,为今后暖通设计人员能够根据项目的实际情况采用最优的方法提供参考。

传统通风排烟系统的设计地下车库平时的通风系统是为了保证车库里面的人员健康安全,降低地下车库内的有害气体的浓度而设置的。建筑面积比较小的地下车库采用自然通风的方式就可以达到使用的要求。但是大型的地下车库采用自然通风难以满足需求,只能采用机械通风的方式才能达到设计要求。

地下室车库通风与排烟系统中,通常采用的设计方案是将送风系统兼作为排烟时的补风系统,排风系统与排烟系统合用。

实际设计中,排烟和排风系统通常采用的是双速风机,利用风机高速运行时的风量、余压与低速运行时的风量、余压的差异,可以调节排风量及排烟量的大小。

在对风管系统进行设计时,以低速风量计算排风系统风管,以高速风量计算排烟系统,最终风管系统尺寸以两者较大值来确定,使之同时满足排烟与排风的设计要求。

诱导通风排烟系统设计诱导通风系统技术起源于欧洲,发展于日本。

诱导通风以动量守恒原理为基础。

诱导通风系统采用超薄型送风机和高紊流系数喷嘴为一体的模式,从喷嘴喷射出高速气流,从而诱导周围静止空气,使其在满足一定风速要求的同时,可以具有一定有效射程和覆盖宽度。

目的是为了诱导新鲜空气无风管的条件下,按照一定的流场组织进入室内,并将室内的污染气体送到室外。

根据这个原理,我们在工程实际设计中通常采用诱导风机引导地下车库内的气流,采用此方案的优点是可以减少排风口的数量,只需要在机房的墙上设一个双层百叶风口,就能够达到较高的换气效率。

同时,送风口也只需设一个双层百叶风口,车库内的排烟管可以按规定的排烟量及排烟风速(<20m/s) 来设计,风口的位置也只要满足与最远点的距离不大于30m即可。


经济性对比

现将传统通风排烟系统与诱导通风排烟系统的一次性投资及运行费用进行对比分析。这里不讨论由于采用智能诱导通风排烟系统的方案所降低的建筑层高节约造价成本部分。通过上述传统通风排烟系统及诱导通风排烟系统的原理可知,两种通风系统均需要送风机( 送风兼消防补风) ,排风兼排烟双速风机,所以两种方案中的风机设备的投入成本可认为是相等的。以无锡某实验楼地下车库的一个防火分区为例,对两种通风系统进行经济性对比分析。该防火分区长67.2m,宽58.8m,建筑面积约为3,820㎡,梁下净高4.2m,平时作为小型车辆停车库,战时作为二等人员掩蔽所。

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该地下车库传统通风平面图及智能型诱导通风示意平面图分别见图1,图2。

该车库两种通风系统一次性投资情况见表1。

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由于正常情况下只有通风系统使用,所以日常运行费用分析只考虑通风的费用,两种通风系统运行费用比较见表2。

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从表1,表2的数据中可以看出,传统通风系统的初投资比诱导通风系统增加8.8万元,运行费用相比诱导通风系统每年也要多2.57万元,可见诱导通风系统比传统通风系统节省的费用是非常可观的。


使用效果对比

众所周知,汽车在车库内启停的过程中会产生大量的危害人体健康的气体,例如氮氧化物、一氧化碳、铅微粒、硫化物等,其中一氧化碳的气体浓度最高,危害最大。

而且相较地上建筑而言,地下建筑的空间密闭程度高,因此室内的污染物不容易扩散。因此保证有害气体的浓度控制在有关卫生标准规定的范围内对于地下室车库通风设计尤为重要,是衡量机械通风效果的重要内容。

从理论设计中来说,采用传统的车库通风方式来控制一氧化碳的浓度是可以满足使用需求的,但现实情况却不理想,车库内一氧化碳浓度通常都会高于国家卫生规范标准。

这是由于传统通风换气系统是一种完全混合通风方式。

采用这种形式的通风方式,通入室内的新风是不可能与室内已污染的浑浊空气充分的混合,另外排风的污染物浓度也往往低于工作区的污染物浓度,说明有一部分送入室内的新风未能够与室内污染的浑浊空气充分混合就已经排出室外。

通常用通风效率来衡量新鲜空气被利用的程度,一般为60%左右。如果室内布置送排风管建筑结构影响大的话,即送回风口布置不合理时,通风效率还会更低。

与传统的完全混合换气系统的方式不同,诱导通风排烟系统是属于活塞式换气系统的其中一种形式,各个喷嘴诱导的气体可以像活塞一样向前推进,使其通风效率达到100%。

其排除污染物气体的浓度比采用传统的通风系统高。诱导通风系统利用高速喷口送风,带动周围空气,一方面可以减小室内一氧化碳等有害气体的浓度,另外一方面使得室内空气沿着预先设计好的路线行进,从而可以使车库内的气体能充分替换。

同时诱导风机可调整的喷射角度可使一氧化碳随主流的运动方向贴近地面流动而避开了人所呼吸的区域,所以即使一氧化碳浓度在最高值处,呼吸带的一氧化碳浓度也可控制在国家卫生标准以下。

由此可见,两种通风换气次数虽都为卫生部门要求的6次/h,但由于传统通风系统自身存在的弊端,在浓度控制上比诱导通风系统要差。


结语

从本文的结果可以看出,诱导通风排烟系统较传统车库通风系统可以节省大量运行费用及初投资成本,而且还具有更佳的通风效果。

但是,笔者作为一个从事暖通设计多年的工作人员,根据自身参与设计地下车库通风项目所积累的经验,真正在实际工程中采用诱导通风排烟系统的案例较少,希望本文可以为从事暖通设计的工作人员提供一定的参考依据。


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  • 杨建001
    杨建001 2019年04月17日 16:57:59 2楼
    谢谢楼主分享
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  • 老有所为
    老有所为 2019年04月17日 22:30:54 3楼
    谢谢分享
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  • lykyukun
    lykyukun 2019年04月18日 06:12:39 4楼
    多谢楼主分享
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  • 老岳
    老岳 2019年04月18日 09:34:47 5楼
    非常感谢分享
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  • xingye8860
    xingye8860 2019年04月20日 09:06:05 6楼
    耐心仔细看完
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  • liupoquan
    liupoquan 2019年04月22日 08:56:53 7楼
    楼主辛苦。谢谢分享!
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  • ri暮
    ri暮 2019年04月22日 14:24:33 8楼
    主要还是排烟的问题。。。。
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  • nj1210
    nj1210 2019年04月25日 09:38:05 9楼
    谢谢楼主分享资料
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  • 呀呼呦
    呀呼呦 2019年04月25日 16:56:29 10楼
    谢谢楼主分享
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  • gqli97
    gqli97 2019年04月26日 22:56:52 11楼
    谢谢分享,好资料值得收藏!
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