地下車庫通風、排煙系統(tǒng)設計問題探討

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 隨著我國經(jīng)濟的迅速發(fā)展，私家車大量進入家庭，給各大城市帶來了停車難問題。利用建筑或居住區(qū)綠化帶地下空間建造地下車庫, 成為解決城市地面停車空間不足的必由之路。由于地下車庫具有車庫層高較低、管線布置復雜、自然通風差、空氣品質(zhì)惡劣、火災危險性大等特點，要保證地下車庫安全使用，必須設置完備的通風、排煙系統(tǒng)。理想的通風、排煙系統(tǒng)既要保證平時通風和火災時防排煙的要求，又要節(jié)省初投資和運行管理成本。

由于地下車庫通風、排煙系統(tǒng)關系到人民生命財產(chǎn)安全，有關部門對地下車庫通風、排煙系統(tǒng)十分重視，設計文件由施工圖設計審查機構和消防管理單位進行審查。但仍有許多設計人員對實際工程中遇到的問題不夠明確，下面提出一些常見問題與各位同行進行探討。 一、地下車庫防排煙設計應以哪部規(guī)范為準？        通風系統(tǒng)應以《汽車庫建筑設計規(guī)范》（JGJ100-98）為準，這已是一個共識。但對防火排煙系統(tǒng)來說，目前有《汽車庫，修車庫，停車場設計防火規(guī)范》（GB50067-97）和《建筑設計防火規(guī)范》（GBJ16-87）、《高層民用建筑設計防火規(guī)范》（GB50045-95）等，幾部規(guī)范各有側重點，要求也不盡相同。我們可以比較一下兩部防火規(guī)范關于地下車庫的相關條文：    可以看出，二規(guī)范主要差別在于：地下汽車庫應設排煙系統(tǒng)的條件從200 m2放松到2000 m2，排煙分區(qū)從500 m2擴大到2000 m2，排煙量從60m3/h•m2減少到6次/h。顯然《汽規(guī)》在防火排煙方面要求不如《高規(guī)》嚴格。這是因為地下車庫可燃物較少，基本無人停留，且與上部建筑采用較安全的防火分隔。因此地下車庫的設計應以《汽規(guī)》為準。     二、地下車庫必須設置通風系統(tǒng)嗎？ 地下車庫如通風不良，容易積聚油氣引起爆炸，而且使車輛發(fā)動時產(chǎn)生大量廢氣，危害人們生命財產(chǎn)安全，室內(nèi)的廢氣主要含一氧化碳、甲醛和鉛等，但以一氧化碳為主。按照《工業(yè)企業(yè)設計衛(wèi)生標準》規(guī)定：車間內(nèi)最高一氧化碳允許濃度為30mg/m3。一般地下車庫自然通風不好，汽車尾氣無法自然排出，很難達到衛(wèi)生標準要求，因此必須設置機械通風系統(tǒng)，才能有效改善車庫內(nèi)空氣品質(zhì)。 機械通風系統(tǒng)有機械進風/機械排風和自然進風/機械排風兩種方式。一般地下車庫為單層停放，排風量按體積換氣次數(shù)計算?！镀噹旖ㄖO計規(guī)范》6.3.4條規(guī)定換氣次數(shù)不應小于6次/時。車庫體積計算時，當層高H>3m時，按3m計算體積，當層高H<3m時，按實際高度計算車庫體積。按照空氣平衡理論，進風量應與排風量相等，但為了室內(nèi)保持負壓，送風量不少于5次/時，為排風量的80~85%。 地下停車庫進行機械排風時，按規(guī)定應向室內(nèi)補風，送風方式通常有兩種方式，即自然補風和機械送風。對于地下一層停車場，進出口大部分是非密閉形成的門，從節(jié)能和降低初投資角度看，應盡量利用車道自然補風方式。車道補風要注意車道進口速度，一般應小于0.5m/s，以保證汽車進出車道不受影響，而對汽車庫內(nèi)無直接通向室外的汽車疏散出口的防火分區(qū)，一定要設置機械送風系統(tǒng)。 三、地下車庫通風系統(tǒng)氣流組織必須設置上、下排風口嗎？ 地下汽車庫通風系統(tǒng)應重視送風、排風與排煙系統(tǒng)的氣流組織，合理的氣流組織可以迅速地排除汽車庫內(nèi)廢氣與煙氣。要使氣流組織合理，設計者應認真研究、確定送風、排風與排煙系統(tǒng)形式與布置，使疏散方向正好是煙氣與污染濃度降低方向，排風口、排煙口要盡可能均勻，靠近汽車附近，送風口應布置在疏散口的方向。 《汽車庫建筑設計規(guī)范》6.3.5條規(guī)定地下車庫的排風宜按室內(nèi)空間上、下兩部分設置，上部地帶按排風量的1/2~1/3計算，下部地帶按排出風量的1/2~2/3計算。按照規(guī)范的條文說明原因是因為汽車尾氣密度大于空氣密度，這種解釋有待商榷。  《采暖通風與空氣調(diào)節(jié)設計規(guī)范》5.3.11.1條規(guī)定當放散氣體的密度比空氣小，或雖比室內(nèi)空氣重但建筑內(nèi)放散的顯熱全年均能行成穩(wěn)定的上升氣流時，宜從房間上部區(qū)域排出。汽車尾氣密度稍大于空氣密度，但一般溫度500~550°C，可以形成穩(wěn)定的上升氣流，加上行駛車輛的擾動，尾氣不會積聚在室內(nèi)下部，可以僅設置上部排風口，這樣容易實現(xiàn)排風系統(tǒng)與排煙系統(tǒng)合二為一，便于管理。     四、地下車庫必須設置排煙系統(tǒng)嗎？ 《建筑設計防火規(guī)范》未明確規(guī)定地下車庫排煙的設置，并不是說地下車庫不必設置排煙系統(tǒng)。地下車庫發(fā)生火災時，有毒的高溫煙氣會很快充滿地下室，疏散、撲救比地上建筑困難得多，如果煙氣不能迅速排出，會造成人員傷亡，影響消防員撲救。因此地下車庫設置排煙系統(tǒng)是完全必要的。 排煙系統(tǒng)的設置，一方面是為了人員疏散安全，一方面是便于消防員撲救火災?！镀?guī)》8.2.1 面積超過2000m2的地下汽車庫應設置機械排煙系統(tǒng)。對面積不超過2000m2的地下汽車庫未作要求，可不設置機械排煙系統(tǒng)。一般火災時排煙時間為30分鐘，所以要求排煙風機、風管、風口的耐火時間不小于30分鐘。排煙量按換氣次數(shù)不小于6次/h（18m3/h•m2）計算確定，這與高規(guī)60m3/h•m2相比減少了許多，同時也與排風量相同，這為排風系統(tǒng)兼作排煙系統(tǒng)創(chuàng)造了條件。 汽車庫內(nèi)設置機械排煙系統(tǒng)時，應同時設置進風系統(tǒng)，且送風量不宜小于排風量的50%，進風方式通常有自然補風和機械送風。利用車道自然補風應保證火災時車道出入口保持敞開，有些車庫的出入口處設有防火卷簾，平時收起時不影響進風，但火災時放下后是無法保證足夠進風的，這時必須設置機械進風系統(tǒng)。根據(jù)《汽規(guī)》5.3.3規(guī)定，當汽車庫和汽車坡道上均設有自動滅火系統(tǒng)時，坡道的出入口可不設防火卷簾，這樣可以簡化排煙系統(tǒng)設計，節(jié)省投資。 五、擋煙垂壁應如何正確設置？ 《汽規(guī)》關于最大防火分區(qū)與最大防煙分區(qū)要求均為不大于2000 m2，這樣一個防火分區(qū)可作為一個防煙分區(qū)或幾個防煙分區(qū)，但防煙分區(qū)不能跨越防火分區(qū)。防煙分區(qū)的劃分可以采用擋煙垂壁以及從頂棚下突出不小于500的梁。這一點往往被人誤解梁底比樓板底突出50cm以上，因為風管和排煙口也在梁下面，梁是沒有辦法起擋煙垂壁作用的。大部分情況梁高雖然有50cm以上，但還是應該用擋煙垂壁來劃分防煙分區(qū)，設在大梁底下或者吊頂以下50cm。擋煙垂壁有為活動或固定兩種形式，由煙感器控制，也可現(xiàn)場手動控制。 六、平時排風口可作為火災時的排煙口嗎？ 《高規(guī)》第8.4.4規(guī)定：排煙口平時關閉，并應設置手動和自動開啟裝置。第8.4.8規(guī)定：當任一排煙口或排煙閥開啟時，排煙風機應能自行啟動。因此排風系統(tǒng)兼作排煙系統(tǒng)時，排煙口必須單獨設置，平時是關閉狀態(tài)，而且每個防煙分區(qū)內(nèi)必須有一個，排煙口開啟要有煙感器自動控制，每一個防煙分區(qū)排煙口必須反映到消防控制中心，同時進行報警，排煙口與排風口必須連鎖控制，即任何一個防煙分區(qū)的排煙口打開進行排煙時，其排風系統(tǒng)的所有排風口必須全部關閉。因此一般排風口不能作排煙口，除非是只有一個排風口。但對于地下車庫來說，《汽規(guī)》并未作出次類規(guī)定，第8.2.5只要求排煙支管上設置280 ℃排煙防火閥，排煙防火閥應聯(lián)鎖關閉排煙風機。這表明《車規(guī)》要求比《高規(guī)》要低，故在地下車庫排煙系統(tǒng)中平時排風口可作為火災時的排煙口。     七、排風系統(tǒng)可兼作排煙系統(tǒng)嗎？ 《高規(guī)》第8.4.10規(guī)定：排煙系統(tǒng)與通風系統(tǒng)合用時，必須采取可靠的防火安全措施，并應符合排煙系統(tǒng)要求?！镀?guī)》第8.2.1規(guī)定機械排煙系統(tǒng)可與通風系統(tǒng)合用。地下車庫火災的排煙量與正常運營時排風量一致，氣流組織相同，通風系統(tǒng)可以兼作火災時的排煙系統(tǒng)，將排風、排煙系統(tǒng)合二為一，平時作排風系統(tǒng)使用，火災時轉換為排煙統(tǒng)使用。排風系統(tǒng)只能負責一個防火分區(qū)的排風時才能兼作排煙系統(tǒng)。即跨越防火分區(qū)的排風系統(tǒng)不能兼作排煙系統(tǒng)。 八、排煙量應如何正確計算？ 《汽范》第8.2.4 排煙風機的排煙量按換氣次數(shù)不小于6次/h計算確定。當擔負一個防煙分區(qū)排煙時，這時很好按6次/h計算；擔負兩個或兩個以上防煙分區(qū)排煙時，每個防煙分區(qū)按6次/h計算，但此時排煙風機的排煙量應如何計算？是按各個防煙分區(qū)排煙量的總和還是最大防煙分區(qū)排煙量的二倍？因此排煙系統(tǒng)的設置也不應跨越防煙分區(qū)，每個防煙分區(qū)設置一套排煙系統(tǒng)就可以按規(guī)范計算了。 九、排風、排煙系統(tǒng)合用的設計方式 地下車庫通風排煙系統(tǒng)的設計主要有以下幾種方式： 方案一  車庫排風、排煙風機合用,兩系統(tǒng)管路、風口均分開設置。 方案二  車庫排風、排煙風機和管路合用,但風口分開設置。 方案三  車庫的排風、排煙風機和管路合用,排風口、排煙口部分合用。 方案四  排風、排煙系統(tǒng)及風機均合用,排風系統(tǒng)不做下部排風。 按照現(xiàn)行國家有關規(guī)范，方案四通風、排煙系統(tǒng)將所有排風口做成固定百葉風口,兼做火災時排煙口使用,此方案系統(tǒng)簡單,僅需在排風機入口設280 ℃熔斷防火閥,系統(tǒng)控制少。具體設計步驟如下:     (1)先根據(jù)6 次/ 小時換氣次數(shù)計算出排風量。     (2)將風口排風量、風口個數(shù)及風口的限定風速,確定出上下部各排風口尺寸，并將上部排風口做成固定百葉風口。     (3)用全部排風量(即排煙量) 除以上部排風口個數(shù)及尺寸后,校核各上部固定百葉風口的排煙風速,以小于7m/ s為宜，否則應適當放大上部固定百葉風口尺寸,以滿足排風排煙的要求。     (4)采用相同的方法分段校驗各段排風管尺寸是否滿足排煙的要求。 假定某地下車庫一個防火分區(qū)面積4000m2（設有自動滅火系統(tǒng)），按照防煙分區(qū)面積不超過2000m2，劃分為二個防煙分區(qū)，每個防煙分區(qū)設置一個排風兼排煙系統(tǒng)，設機械送風系統(tǒng)和機械排風排煙系統(tǒng)。機械送風系統(tǒng)送風量按50~80%排風量，室外空氣經(jīng)送風機由雙層百葉風口送入車庫，送風管出機房后設一個70 ℃防火閥。排風排煙系統(tǒng)合用一套風管系統(tǒng)，排風量為36000 m3/h，排風機采用專用高溫排煙風機，風機入口設280 ℃排煙防火閥，排風口為固定百葉風口，保證防煙分區(qū)內(nèi)的任意一點到排煙口的距離應小于30m ，滿足排煙系統(tǒng)的設計基本要求。 這樣平時排煙口關閉，排風口打開，進行平時通風；一旦煙感器報警，自動進行火災時排煙，排煙溫度達到280 ℃時，排煙防火閥關閉，停止運行。進風系統(tǒng)同時運行，進風溫度達到70 ℃時，防火閥關閉，停止運行。此方案符合規(guī)范要求，系統(tǒng)布置簡單，控制部件少，具有設計合理、功能全面，同時又具有工程造價低，施工難度小等優(yōu)點。 十、設計中應注意的問題：     1、每個通風、排煙系統(tǒng)所負擔的面積盡量不超過2000m2，否則，風道尺寸過大，不便布置，且風機風量大，系統(tǒng)運行靈活性差，能耗大、噪音大。 2、在選擇送風、排風機房位置時，盡量將其對稱、對角布置，這樣可以送風、排風均勻，且減少管路交叉，又易保證地面上排風、排煙豎井的排風口與送風豎井的取風口間的距離要求。另外，在設計中應將取風口設于上風口位置。     3、排煙口應盡量與排風口合用，少用或不用板式排煙口，這樣可減少活動部件投資，電氣控制簡單，施工方便，系統(tǒng)可靠。 4、風管必須采用不燃材料制作，厚度符合防火要求。 5、進、排風系統(tǒng)配電必須采用最末一級雙電源切換。 綜上所述，地下車庫排風，送風及排煙系統(tǒng)設計應盡量簡化系統(tǒng)、節(jié)省造價、少占建筑空間，但必須滿足消防要求，自動控制系統(tǒng)必須安全可靠，平常要注意消防控制系統(tǒng)維修保養(yǎng)，如果一旦失火，能保證排煙系統(tǒng)正常工作。盡量減少災損失。