地下车库通风与防排烟系统设计的探讨

王建

【摘 要】随着生活水平的不断提升，汽车逐渐进入人们的日常生活，在多层、高层的居民小区内，建设配套的地下汽车库，一方面缓解了汽车库的停放问题； 另一方面缓解了土地资源的紧张的局面。地下停车库的消防安全形式严峻，尤其是其具有封闭性的特点，人员疏散相对地上建筑物难度大。作为地下停车库的通风及排烟系统设计，应严格执行消防规范的要求。

【关键词】地下车库；通风；防排烟；系统；设计

随着汽车数量的日益增多， 越来越多的建筑开始配备地下车库。由于地下车库除出口以外没有与外界相通的孔洞，很难实现自然通风。为了解决车库内流动的汽车排放尾气中含有大量的铅、一氧化碳、氮氢化合物等有害物质的问题，必须设机械通风系统；而且如果地下车库如果发生火灾，烟气会因地下室密闭无处排放而迅速在车库中蔓延，故地下车库也必须设置火灾时的排烟系统。

一、防排烟和通风系统的选择

（一）通风系统和防排烟系统根据各自的设计要求和参数设置成两个完全独立的系统。

每个系统用个各自独立的风机、风管、风阀和风口，排风系统按上部排出1/3废气，下部排出2/3废气分配。平时开启送风和排风系统，排烟系统关闭，仅对车库进行平时通风，火灾时排风系统关闭，開启排烟系统进行排烟。优点是：

①排风和排烟独立，相互影响小

②防火阀使用少，控制系统简单，合理。

缺点是：

①初投资高、设备多占用面积大

②车库中包括送风风管，排烟风管，平时排风的上下两道分管，布置较困难，而且也不便于施工。

③汽车尾气大多是高温气体，浮力很大，而且由于平时车辆的来回流动的扰乱，尾气基本上不会停留在车库下部，实际工程中设计往往不设置下部排风

④排烟风机平时不运行，必须进行时常检修和试运行，以保证着火时能正常工作。

（二）排烟和排风风口、风管和风机完全合用的系统这种系统排烟和排风合用风机需要采用双速风机，高速档满足着火时排烟量的设计要求，低速档满足平时排风风量要求。平时风机低速运行排风，着火时其他防烟分区排风系统关闭，着火防烟分区排烟风机高速运行，进行排烟。

优点是：

①排风均匀，排烟点到位，便于及时排烟。

②排烟、排风合用一套系统，布置简单，施工起来也更容易，初投资也低。

③排烟风机平时处于运行状态，出现问题能够及时发现解决，着火时排烟更可靠。

缺点是：

①工程中往往采用双速风机的高速档作为排烟，低速档排风，但是双速风机低速运行时的排风量一般大于设计排风量，造成平时运行的浪费，而且噪音也会比单独设置排风风机大。

②平时排风的要求采用常开风口进行排风，各个支管的风量分配往往不同，仅仅依靠风管截面积的变化很难实现风量按设计要求分配，这时必须采用风管或风口调节阀进行调节，这样会减小排烟时管道的截面积，增加排演系统阻力，影响着火时排烟效果。

（三）通风系统和防排烟系统部分分开设置

排风、排烟管道合用，单独设置风口和风机的系统。这种系统中每个防烟分区设排烟风口，然后在每个必要部位设置电动排风口。这种系统风量平衡可以通过安装带有调节阀的风口实现，火灾时关闭所有排风口，着火防烟分区排烟口根据消防控制室指令打开排烟。

优点是：

①排烟系统不会受排风系统风量平衡的调节阀的影响

②平时排风风量也比双速风机低，噪音小。

缺点是：

①排风与排烟转换需要关闭所有的排风口和打开着火防烟分区的排烟口，故自动风阀数量多，控制机构复杂。该系统由于控制环节多，可靠性亦较差。

②排风系统由于采用带调节阀门的风口，初投资也未必比1.2的节约。

③同1.1排烟风机平时不运行，必须进行时常检修和试运行，以保证着火时能正常工作。

（四）排风、排烟干管合用，支管分开的系统

这种系统干管上不装风口或只装排烟时一次性关闭的排风口，支管分为排风支管和排烟支管。日常排风和火灾时排烟靠切换相关阀门来实现。这种方法基本上是前两者的中和。

2地下汽车库通风系统的模式及风量计算方式地下汽车库的通风设计是十分必要的，如果通风效果不好，汽车尾气及油气大量聚集，易造成较为严重的后果。

因此，在对地下车库通风系统设计计算，地下停车库机械排风，多采取室内补风的方式。

二、地下汽车库通风系统的模式及风量计算方式

地下汽车库的通风设计是十分必要的，如果通风效果不好，汽车尾气及油气大量聚集，易造成较为严重的后果。因此，在对地下车库通风系统设计计算，地下停车库机械排风，多采取室内补风的方式。

（一）地下汽车库通风系统模式

1、常用的通风换气系统

常见的送风方式为分为两种：

①送风机—送风管—送风口；②排风口—排风管—排风机。规范中虽然允许排烟系统可与排风系统合用，但对其也做出了规定，应选用排烟防火阀，以及排烟、排风合用风机。选用该方式应注意一下几点：

（1）在梁下穿过的风道要有一定的空间保障，因此，在土建施工中为了保持足够的净高需要增加层高，层高的增加也影响了建筑物的层数和工程的造价。

（2）作为地下车库风口的设计，若风口数量的布置较为稀疏，出风的速度无法满足规范要求，则会导致地下车库有害气体产生滞留现象。

（3）地下车库的面积大，通风系统的路径较长，形成的风道断面较大，而地下车库的消防喷淋管道、电缆桥架、电线管等设施较多，不可避免的产生交叉，造成了设计上的难点，同时影响车库的美观。

2、喷流诱导通风系统

喷流诱导通风系统作为近年来涌现的新型的通风系统，其构成部分包括三个部分：主送排风机、数个喷流诱导通风设备、控制系统。

喷流诱导通风系统区别于其他系统的关键特点是不设置风管系统，其选择多个喷流诱导设备进行替代的方式，其运行原理是将若干个喷流诱导设备在被通风的空间内，利用多个设备进行送风射流射程，实现室内空气流动的接力传递和卷吸诱导周围空气，使被通风空间的空气发生定向流动。

其优势是均匀分布，可将风送至空间内的各个位置，形成从进气口到排气口的定向强迫气流，达到通风排污的目的。

诱导通风系统的排烟风管可以缩短设计，但仍要满足30m的排烟要求，可减少排烟口。

一般的方式为：①排风口设置一台排烟风机（大风量、小风压）大风口在风机房的墙面上开启，可将诱导通风系统的气流传至风机口处，然后再经风机排出；

②可将一个三通设置在排烟机的接入口处，分别接上排烟管、墙面的风机口，使风量保持不变，风压降低可以满足火灾时将烟气迅速带走，同时可减少和降低噪音。两种方式都存在着一定的局限性，前者需要两台风机，分别为排烟和排风，增加了投资；后者则是风机压头的设计高于平时，需要设阀门来增加阻力。

（二）排风量的计算

我国现行的JGJ100-98《汽车库建筑设计规范》第6.3.4条对地下车库排风量的计算方式进行了明确规定，按照规范要求，在计算时，地下汽车库设置送风、排风系统的风量应独立设置，按允许的废气标准量计算，且换气次数每小时≥6次。

1、单层地下车库

单层地下车库，应以6次/h计算排风量的次数；此时，层高的限制应考虑在内，若层高<3m时，按实际高度计算换气体积；当层高>3m时，按3m高度计算换气体积。一般民用建筑的地下停车库可取每辆300m3/h。

2、双层地下车库

地下车库全部或部分为双层功能时，排风量的计算应按每辆车所需排风量计算。此外，还有一种情况是按照汽车的出入频率因素计算（如商业用地下停车库），由于来往的车辆频繁规律，可取每辆400～500m3/h。

（三）送风量的设定

送风量的设定应考虑地下车库残存大量的汽车尾气和废气，要求车库内必须保持负压，应满足送风量应小于排风量的设计原则。送风的空气阻力小于50Pa时，采用自然送风方式；空气阻力大于50Pa时采用机械送风方式。

根据计算的机械送风量5次/h，不小于机械排烟量的50%且一般不宜大于排烟量的80%。

（四）地下汽车库通风方式

地下车库的通风主要影响因素为汽车排放有害气体的扩散，车库内高温射流（尾气），并非静止不动的，不会只停留在车库下部。根据这一特点，在设计中车库可采取由上方排风的方式，将所有风口均设置在上部，在支管上装设能自行关闭的排烟防火阀，当温度超过280℃时，防火阀自动启动，实现排烟风管系统与排风风管系统在日常情况下的合用。

（五）排风量与排烟量统一的探讨

根据火灾的特征来看，地下车库的烟气弥漫需要及时置换出去。在整个封闭空间，按照其容积的若干倍确定排烟量经推敲是合理的，若干烟气的排出，相同也有等量的空气流入。地下车库日常送风量确定的依据存在差别，主要原因是稀释有害物的卫生标准不同，在排风量的确定过程中，应将其与有害物质散发量及散发浓度纳入计算因素。例如：在两个平面布置相同且容纳有害气体浓度相同的地下车库内，两车库层高有所差别，计算过程中，按照有害稀释的浓度排风量是相同的，但按照换气的次数计算，排风量则不同。

从例子中可以看出，换气次数计算的方式存在着一定的局限，参考换气次数估算，一般设计中的排风量不小于6次/h，送风量不小于5次/h。设计者多采取计算换气次数的方式，按照不小于6次/h的数量确定车库的日常排风量，这一点和规范中：“排烟量应按换气次数不小于6次/h计算”的规定相符合，并且符合人员流动和火灾救援的需要。

三、地下汽车库风机及防火阀设置

按地下车库风量及风压来选择风机型号规范中进行了明确规定。在排风量与排烟量相近或者相同的情况下，排风和火灾排烟均使用同一台高温轴流风机（压头按管路阻力），要求在风机出口或者风机房出口处设置280℃防火阀。

280℃为界定值，风机入口或者风机房入口防火阀关闭的联动能够以此有效实现。排风量与排烟量存在较大的差异时，应选择一台双速高温轴流风机，发生火灾时可高速运行，平时低速运行。在风机出口或者风机房出口处设置280℃防火阀，通过风机出口或者风机房出口280℃防火阀关闭联动风机停止运行（烟温达到280℃时）双速风机的风量及风压均需要满足排风及排烟系统时的要求。

四、排烟口与排风口一致的探讨

地下车库由于烟气密度小，排烟口设置位置多在车库上方，通常的做法是采取排风口在车库的上部和下部都设置的方式，宜从上部排出风量的1/3，而下部排出2/3。但在实际中，很难实现。汽车有害气体均从尾气散发，而尾气的排放温度最高可达500℃，高温作用下造成气流的浮力，无法按照预想滞留在车库的下部；再者，适用于轿车的地下车库，由于净高多在2.8m左右的限制，上下均設置风口，不利于实际施工的同时，也无法满足在空间的下部设置风口。根据实际的研究，全部的风口应设置在上部，这样也可以满足排烟的要求，无需进行排风和排烟的切换，使得结构简单，工作具有稳定性。

结语

在实际工程中，地下车库的设计应在充分理解和遵守规范和手册的规定基础上，结合自己的经验积累，工程实际情况，力求做到合情合理、经济实用。

参考文献：[1]陈英杰，朱勇军，郭荣春，于炜龙.地下车库通风与防排烟系统设计的探讨[J].建筑节能，2014，（11）.

[2]魏晓红，王宗禹.地下车库通风与防排烟设计的探讨[J].低温建筑技术，2014，（11）.

[3]钟启荣.关于高层建筑地下车库通风与防排烟设计的看法[J].福建建筑，2014，（04）.