地下停車場通風(fēng)設(shè)計

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　簡介： 如何解決好地下停車場的通風(fēng)和防排煙設(shè)計問題是地下停車場設(shè)計中的一個重要問題。要求設(shè)計既足滿足平時通風(fēng)要求，排除汽車尾氣和汽油蒸氣，送入新鮮空氣；又要滿足火災(zāi)時的排煙要求。另外，地下停車場應(yīng)該同時考慮設(shè)計機(jī)械排風(fēng)系統(tǒng)和機(jī)械排煙系統(tǒng)，并且要處理好二者的關(guān)系。為此，本文主要總結(jié)國內(nèi)有關(guān)地下停車場通風(fēng)設(shè)計中的一些問題。

　　關(guān)鍵字：機(jī)械排風(fēng)系統(tǒng) 機(jī)械排煙系統(tǒng) 自然補(bǔ)風(fēng)

　　前言

　　近年來,隨著城市現(xiàn)代化建設(shè)的不斷發(fā)展,城市交通中使用的中小型汽車數(shù)量飛速增長,因此,地下停車場、車庫的建設(shè)也將隨之而發(fā)展，以解決汽車存放與城市用地日益矛盾的問題。

　　地下停車場的興建，為暖通空調(diào)工程師提出了新任務(wù)。如何解決好地下停車場的通風(fēng)和防排煙設(shè)計問題是地下停車場設(shè)計中的一個重要問題。要求設(shè)計既足滿足平時通風(fēng)要求，排除汽車尾氣和汽油蒸氣，送入新鮮空氣，以使有害物含量達(dá)到國家規(guī)定的衛(wèi)生標(biāo)準(zhǔn)的要求；又要滿足火災(zāi)時的排煙要求，以保證火災(zāi)發(fā)生時迅速撲滅火源，防止火災(zāi)蔓延，限制煙氣的擴(kuò)散，排除已產(chǎn)生的煙氣，以保證人員和車輛撤離現(xiàn)場，減少傷亡，保障消防人員安全有效地?fù)渚?。另外，地下停車場空間很大，又處于半封閉狀態(tài)，輕此，一般來說，地下停車場應(yīng)該同時考慮設(shè)計機(jī)械排風(fēng)系統(tǒng)和機(jī)械排煙系統(tǒng)，并且要處理好二者的關(guān)系。為此，本文主要總結(jié)國內(nèi)有關(guān)地下停車場通風(fēng)設(shè)計中的一些問題。

　　1、地下停車場有害物的種類及危害地下停車場有害物的種類及危害地下停車場內(nèi)汽車排放的有害物主要是一氧化碳（CO）、碳?xì)浠衔铮℉C）、氮氧化物（NOX）等有害物。它們來源于曲軸箱及排氣系統(tǒng)。燃油箱、化油器的污染物主要為碳?xì)浠衔铮℉C），即由燃油氣形成的。若控制不好，其污染物將達(dá)到總污染物的15％～20％；由曲軸箱泄漏的污染物同汽車尾氣的成分相似，主要有害物為CO、HC、（NOX）等。有的汽油內(nèi)加有四乙基鉛作抗爆劑，致使排出的尾氣中含有大量鉛成分，其毒性比有機(jī)鉛大100倍，對人體的健康和安全很危害很大，其表現(xiàn)有：

　?。?） 一氧化碳是最易中毒且中毒情況最多的一種氣體，它是碳不完全燃燒的產(chǎn)物。當(dāng)人吸入一氧化碳，經(jīng)肺吸收進(jìn)入血液。因一氧化碳與血紅蛋白的親和能力比氧氣大210倍，因而很快形成碳氧血色素，阻礙了血色素輸送氧氣的能力，導(dǎo)致人嚴(yán)重缺氧，發(fā)生中毒現(xiàn)象。

　　（2 ）大量的氮氧化合物（NOX）排到空氣中也引起人們的中毒，對粘膜、吸收道、神經(jīng)系統(tǒng)、造血系統(tǒng)引起損害。

　?。? ）汽油熱氣內(nèi)毒性最大的是芳香的碳?xì)浠衔铮鞣N牌號的汽油內(nèi)芳香的碳?xì)浠衔锏暮恳话銥?％～16％。當(dāng)人們吸入汽油蒸氣后，會引起人的特殊的刺激（以如麻醉）。當(dāng)中毒嚴(yán)重時，將會導(dǎo)致人們喪失知覺，并引起痙攣。

　?。?） 有易燃易爆危險。汽油發(fā)爆極限為下限2.5％，上限為4.8％。當(dāng)空氣內(nèi)一氧化碳的含量為15％～75％時，一氧化碳也會發(fā)生爆炸。

　　汽車在地下停車場內(nèi)的啟動、加速過程均為怠速運(yùn)轉(zhuǎn)。文獻(xiàn)[1]指出，在怠速狀態(tài)下，CO、HC、NOX三種有害物散發(fā)量的比例大約為7：1.5：0.2.由此可見，CO是主要的。根據(jù)TT36－79《工業(yè)企業(yè)設(shè)計衛(wèi)生標(biāo)準(zhǔn)》，只要提供充足的新鮮的空氣，將空氣中的CO濃度稀釋到《標(biāo)準(zhǔn)》規(guī)定的范圍以下，HC、NOX均能滿足《標(biāo)準(zhǔn)》的要求。

　　2、排風(fēng)量與送風(fēng)量的計算方法排風(fēng)量與送風(fēng)量的計算方法目前，國內(nèi)尚未制定出正式的地下停車場通風(fēng)設(shè)計計算的統(tǒng)一規(guī)定。各種資料和文獻(xiàn)[1]、[2]、[3]、[4]中介紹的排風(fēng)量的計算方法也各不相同。目前常用的有：

　　用規(guī)定的換氣次數(shù)方法確定地下停車場的排風(fēng)量與送風(fēng)量

　　《民用建筑采暖通風(fēng)設(shè)計技術(shù)措施》中第4.26條規(guī)定，如無計算資料，可參考換氣次數(shù)估算，一般排風(fēng)不小于6次/h，送風(fēng)量不小于5次/h.夜間或備用電源時，允許降低為3次/h.

　　1985年清華大學(xué)編制《地下車庫設(shè)計標(biāo)準(zhǔn)》第125條規(guī)定，一般情況下，停車間和坡道的換氣次數(shù)到6～10次/h，即可滿足稀釋有害氣體的需要。

　　文獻(xiàn)[3]推薦，地下停車場層高在3～4m時，排風(fēng)量為7～9次/h；層高在3m以下時，排風(fēng)量為9～11次/h.

　　文獻(xiàn)[4]推薦，機(jī)械排風(fēng)量換氣次數(shù)按5～6次/h計算，送風(fēng)量為換氣次數(shù)4～5次/h.

　　由此可見，推薦的換氣次數(shù)相差很大，因此，設(shè)計者選用時，應(yīng)根據(jù)地下停車場的實際情況仔細(xì)、分析、比較、慎重選取。另外，還應(yīng)該注意到，由于地下停車場平均每臺占面積不同。通常為20～40m2.據(jù)文獻(xiàn)[5]介紹，有的停車場竟達(dá)到每臺車占地50m2（如日本大阪長掘地下車庫面積指標(biāo)為55.8m2/臺）。這樣，若用換氣次數(shù)確定地下的地下停車場的排風(fēng)量，對于兩個停車位相同、有害氣體排量相近的停車場而言，其計算郵的排風(fēng)量會出現(xiàn)相差一倍械中的現(xiàn)象。也就是說，不加分析地盲目用換氣次數(shù)計算地下停車場的排風(fēng)量，就有可能出現(xiàn)風(fēng)量過大的現(xiàn)象，造成通風(fēng)設(shè)備實投資和運(yùn)行費(fèi)用的浪費(fèi)；也可能出現(xiàn)風(fēng)量過小，造成停車場內(nèi)有害物超過允許濃度的現(xiàn)象。

　　按全面通風(fēng)稀釋有害氣體計算地下停車場的排風(fēng)量和送風(fēng)量

　　地下停車場按全面通風(fēng)考慮，停車場內(nèi)有害氣體濃度C處穩(wěn)定狀態(tài)時，所需的全面通風(fēng)量為

　　L=G/C-CO, m3/h （1）

　　L——地下停車場排風(fēng)量， m3/h G——地下停車場有害氣體產(chǎn)生量，mg/h；C——地下停車場有害氣體允許濃度，mg/ m3；CO——地下停車場地面上大氣中有害氣體濃度，mg/ m3.

　　眾所周知，地下停車場內(nèi)同時散發(fā)數(shù)種有害氣體濃度，排風(fēng)量應(yīng)根據(jù)公式（1），分別計算出稀釋各在害氣體所需的風(fēng)量，然后取最大值。然而根據(jù)文獻(xiàn)[1]的分析，稀釋CO的排風(fēng)量L是最大值，因此，根據(jù)地下停車場CO允許濃度計算排風(fēng)量即可。根據(jù)國家標(biāo)準(zhǔn)[6]規(guī)定，車間空氣中CO的最高允許濃度為30mg/m3，當(dāng)工人工作時間一次不超過30min時，CO允許濃度可放寬到100mg/m3.故地下停車場內(nèi)空氣中CO的允許濃度建議取100mg/m3.

　　地下停車場內(nèi)汽車尾氣排放量

　　另外要注意到，地下停車場停放的汽車尾部總排放量不僅與車型、停車車位數(shù)、車位利用系數(shù)、單位時間排量和汽車發(fā)動機(jī)在車庫內(nèi)工作時間有關(guān)，而且與排氣溫度有關(guān)。表1中數(shù)據(jù)是在排氣溫度為550℃（國產(chǎn)車）、500℃（進(jìn)口車）條件下的數(shù)據(jù)，而檢測汽車排放有害氣體濃度時尾部氣溫為常溫20℃左右。為此應(yīng)進(jìn)行溫度修正。其計算公式為

　　Qi=T2WSBiDit10-3/T1,m3/h （2）

　　4 Q=ΣQi,m3/h （3）

　　i=1

　　式中

　　Q——地下停車場內(nèi)汽車排氣總量，m3/h Qi——停車場內(nèi)i類汽車的排氣總量，通常按表1中的4類選?。▏a(chǎn)小轎車和面包車，進(jìn)口小轎車和面包車），m3/h；S——車庫的停車車位利用系數(shù)，即單位時間內(nèi)停車輛數(shù)與停車車位數(shù)的比值，其值由建設(shè)單位與設(shè)計人員共同確定，一般取0.5～1.5；W——地一停車場的停車總車位數(shù)，臺；Bi——i類汽車單位時間的排氣量，每臺1/min，可由表1查取；Di——i類占停車量總數(shù)的百分比；t——每輛車在地下停車場內(nèi)發(fā)動工作時間，一般取平均值t=6min；T1——汽車的排氣溫度，K，國產(chǎn)車T1＝825K進(jìn)口車T1＝773K；T2——地下停車場內(nèi)空氣溫度，一般取T2＝293K.

　　地下停車場內(nèi)的CO排放量可用下式計算

　　4 G=ΣQiCi,m3/h （4）

　　i=1

　　式中

　　G——地下停車場CO的產(chǎn)生量，mg/h ；Gi——i類汽車排放CO平均濃度，mg/m3，由表1查取。

　　3 地下停車場地面上大氣中CO濃度

　　由公式（1）計算地下停車場的排風(fēng)量時，地下停車場在面上大氣中的CO濃度，據(jù)文獻(xiàn)[5]實測值為2.71～3.23mg/m3，設(shè)計中可取2.5～3.5mg/m3.

　　送風(fēng)量的計算

　　為了防止地下停車場有害氣體的溢出，要求停車場內(nèi)保持一定的負(fù)壓。由此，地下停車場的送風(fēng)量要小于排風(fēng)量。根據(jù)經(jīng)驗，一般送風(fēng)量取排風(fēng)量的85％～95％。另外的5％～15％補(bǔ)風(fēng)由門窗縫隙和車道等處滲入補(bǔ)充。

　　注意解決好排風(fēng)量與排煙量不一致的問題

　　地下停車場排風(fēng)系統(tǒng)的排風(fēng)量是根據(jù)全面通風(fēng)稀釋有害氣體（如CO）至允許濃度以下為原則來確定的。而排煙系統(tǒng)的排煙量為，當(dāng)排煙系統(tǒng)擔(dān)負(fù)一個防煙分區(qū)時，應(yīng)按該煙分區(qū)面積每平方米不小于60m3/h來計算；擔(dān)負(fù)兩個或兩個以上防煙分區(qū)時，應(yīng)按最大防煙分區(qū)面積每平方米不小于120m3/h來計算。排煙系統(tǒng)風(fēng)機(jī)的最小排風(fēng)量不應(yīng)小于7200m3/h.這樣，二者風(fēng)量很難統(tǒng)一。例如，上例中排風(fēng)量為16200m3/h，若分為兩個防煙分區(qū)（400×2）時，其系統(tǒng)排煙量為48000m3/h.二者相差甚遠(yuǎn)。這是用一個系統(tǒng)平時排風(fēng)、火災(zāi)時排煙的主要矛盾之一。在設(shè)計中應(yīng)該很好地解決這個問題。其技術(shù)主要有：

　　1、設(shè)計中選用2臺或2臺以上風(fēng)機(jī)并聯(lián)運(yùn)行。平時僅一臺風(fēng)機(jī)運(yùn)行，火災(zāi)時根據(jù)煙感報警，通過消控中心連鎖開啟另一臺風(fēng)機(jī)投入運(yùn)行，即2臺風(fēng)機(jī)并聯(lián)運(yùn)行。其中一臺風(fēng)機(jī)及風(fēng)壓適用于排風(fēng)系統(tǒng)要求；2臺風(fēng)機(jī)同時啟動并聯(lián)運(yùn)行風(fēng)量和風(fēng)壓滿足排煙量及風(fēng)壓要求。這種方式，排風(fēng)機(jī)機(jī)房面積銷大些，日常維修工作量也多些。

　　2 、選用雙效風(fēng)機(jī)。平時排風(fēng)時可低速運(yùn)行，火災(zāi)時可高速運(yùn)行。目前，國內(nèi)已有廠家生產(chǎn)雙效速消防排煙風(fēng)機(jī)和低噪聲變風(fēng)量排煙風(fēng)機(jī)箱。如某系列雙速排煙軸流風(fēng)機(jī)機(jī)號NO5～NO12，高轉(zhuǎn)速時，風(fēng)量由8000m3/h到60000m3/h，風(fēng)壓由568Pa到720Pa；低速運(yùn)轉(zhuǎn)時，風(fēng)量由4000m3/h到39700m3/h，風(fēng)壓由142Pa到320Pa.

　　3、 文獻(xiàn)[3]建議將防煙分區(qū)劃小，降低系統(tǒng)排煙量，使之與排風(fēng)量一致或接近。如上述那個停車場（800m2）分為6個防煙分區(qū)的話，每個防煙分區(qū)面積為140m2，系統(tǒng)的排煙量為16800m3/h，與其排煙量一致。這樣，用一個系統(tǒng)平時排風(fēng)，火災(zāi)時排煙就無風(fēng)量相差的矛盾了。

　　注意解決好排風(fēng)系統(tǒng)與排煙系統(tǒng)對氣流組織要求不一致的矛盾

　　地下停車場排風(fēng)系統(tǒng)要求上部排出1/3，下部排出2/3的汽車廢氣；而對于排煙系統(tǒng)來說，根據(jù)煙氣上升流動的特點(diǎn)，排煙口總是設(shè)置在停車場的上部。發(fā)生火災(zāi)時，為了防止火災(zāi)發(fā)生區(qū)煙氣侵入非火災(zāi)的防煙區(qū)內(nèi)的煙氣，而非著火的防煙分區(qū)內(nèi)排煙口應(yīng)關(guān)閉。這與平時排風(fēng)系統(tǒng)氣流組織截然不同。這就要求在復(fù)合系統(tǒng)設(shè)計中，應(yīng)采取有效的技術(shù)措施，注意解決好排風(fēng)系統(tǒng)與排煙系統(tǒng)對氣流組織要求 不同的矛盾。其解決方法通常有：

　　a.復(fù)合系統(tǒng)風(fēng)道布置時，應(yīng)充分考慮防火分區(qū)和防煙分區(qū)問題。一般來說，一個防火分區(qū)布置一個或二個復(fù)合系統(tǒng)，系統(tǒng)的分支管按防煙分區(qū)設(shè)置。

　　b.排風(fēng)系統(tǒng)與排煙系統(tǒng)合用一條風(fēng)道，如圖1所示。為能同時滿足排風(fēng)與排煙對氣流組織的要求，在圖1上所示的復(fù)合系統(tǒng)上加裝排煙防火閥（常閉）、防火閥（常開）、排煙口等附件。平時，風(fēng)機(jī)1正常運(yùn)行（風(fēng)機(jī)2停止運(yùn)行），排煙防火閥、排煙風(fēng)口處于常閉狀態(tài)，進(jìn)行正常的排風(fēng)。發(fā)生火災(zāi)時，防火閥5關(guān)閉，處于著火點(diǎn)內(nèi)防煙分區(qū)的排煙口打開，排煙防火閥開啟，風(fēng)機(jī)2啟動，與風(fēng)機(jī)1并聯(lián)投入運(yùn)行，進(jìn)行排煙。

　　但是設(shè)計該系統(tǒng)時注意，一般排風(fēng)道內(nèi)的風(fēng)速為6～8m/s，而排煙風(fēng)道內(nèi)的風(fēng)速可以達(dá)到排風(fēng)風(fēng)速的2倍以上，只要不超過20m/s即可。因此，平時排風(fēng)與火災(zāi)時排煙完全可以共用一條風(fēng)道，只是風(fēng)道斷面應(yīng)該分別按排風(fēng)要求和排煙要求計算確定其斷面面積的大小，取其大者。或者，在劃分防煙分區(qū)時，應(yīng)注意其排煙量的大小，要與排風(fēng)系統(tǒng)的風(fēng)道斷面面積的大小相適應(yīng)。

　　c.排風(fēng)系統(tǒng)與排煙系統(tǒng)分別各用一條風(fēng)道，如圖2所示。一條風(fēng)道按排風(fēng)系統(tǒng)要求時，另一條按排煙系統(tǒng)要求設(shè)計，通過閥門的啟閉，來實現(xiàn)系統(tǒng)的運(yùn)行。平時閥4關(guān)閉，閥3開啟，風(fēng)機(jī)1運(yùn)行，排出汽車廢氣，保證衛(wèi)生要求?；馂?zāi)發(fā)生時，防火閥3關(guān)閉，根據(jù)火災(zāi)報警，通過消控中心，可自動打開處于著火點(diǎn)的防煙分區(qū)內(nèi)排煙風(fēng)口，并連鎖打開排煙防火閥4，開啟風(fēng)機(jī)2，與風(fēng)機(jī)1并聯(lián)運(yùn)行，進(jìn)行排煙。此系統(tǒng)具有獨(dú)立性強(qiáng)、平時排煙與火災(zāi)時排煙互不影響、可靠性高、排風(fēng)與排煙合用一套風(fēng)機(jī)系統(tǒng)（亦可用雙速消防風(fēng)機(jī)）、節(jié)省投資等優(yōu)點(diǎn)。其缺點(diǎn)是風(fēng)道布置復(fù)雜些。

　　注意好解決復(fù)合系統(tǒng)應(yīng)符合防排煙的特殊要求問題

　　復(fù)合系統(tǒng)除了保證平時排風(fēng)功能外，火災(zāi)時還要起到排煙作用。因此，系統(tǒng)布置、附件、風(fēng)機(jī)的選擇都要符合防排煙的特殊要求。

　　 系統(tǒng)的布置要與防火分區(qū)、防煙分區(qū)相適應(yīng)。

　　 排煙風(fēng)口的布置要符合有關(guān)的防火規(guī)范的要求?；馂?zāi)發(fā)生時，嚴(yán)格按消防控制程序，控制復(fù)合系統(tǒng)的排風(fēng)功能與排煙功能的轉(zhuǎn)換；控制防火閥、排煙閥、排煙防火閥等附件的開啟與關(guān)閉；任何一個排煙閥或排煙防火閥的動作，可自動使風(fēng)機(jī)高速運(yùn)轉(zhuǎn)或使其余排煙風(fēng)機(jī)啟動。

　　 設(shè)備與附件的選擇要符合有關(guān)防火規(guī)范的要求。例如，要求所選擇的風(fēng)機(jī)在280℃下，可連續(xù)運(yùn)轉(zhuǎn)30分鐘。

　　考慮到風(fēng)機(jī)的耐熱程度和防止高于280℃的帶火焰的煙氣蔓延，在風(fēng)機(jī)入口附近設(shè)置280℃關(guān)閉的排煙防火閥。

　　結(jié)語

　　本文對國內(nèi)地下停車通風(fēng)設(shè)計中的一些問題和作法進(jìn)行了系統(tǒng)的總結(jié)，歸納出地下停車場通風(fēng)設(shè)計中一些切實可行的技術(shù)措施和具體的實施方案，以供今后設(shè)計中參考。