地下车库的通风换气问题

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由于我国城市汽车拥有量迅猛增加, 地下停车库的设计项目也迅速增多。地下车库的通风排烟设计也在发生着变化, 尤其是二者兼用的问题更是受到暖通设计人员的普遍关注。就此问题, 蔚金蓝环保工程有限公司发表几点看法。　　1 防烟分区的变化　　地下车库防火分区大允许建筑面积的增加是一项令人瞩目的变化。一般情况, 对于一、二级耐火等级的建筑, 该大允许面积为2000m2, 且如果车库内设有自动灭火系统时, 面积还可增加一倍, 由此带来的一个重要结果就是防烟分区面积的大幅度增　　加。由于防烟分区不能跨越防火分区, 所以防烟分区大建筑面积亦可达到2000m2, 该面积的增大自然减少了车库内排烟系统的数量。例如, 面积不超过2000m2 的车库, 现在只设一个排烟系统就可以了,在设计、施工、运行管理上都简便多了。　　2 排烟量的变化　　按照新的规范规定, 排烟风机的排烟量应按换气次数不小于1 次/6 小时计算, 排烟量的计算值较之前有大幅度变化。仍以一个2000m2 的地下车库为例, 以前至少要设4 个独立的排烟系统, 假定每个系统负担500m2 的防烟分区, 一个系统的排烟量为30000m3/h, 如果车库存设自动灭火系统, 防火分区可以扩大为1000m2, 此时至少要设两个独立的排烟系统。假定每个系统负担两个500m2 的防烟分区, 则此一个系统的排烟量为60000m3/h, 而按《新库规》,此例只要设计一个排烟系统即能满足要求。假定车库的计算净高为2.8m, 此时不管库内有无灭火系统, 排烟量均为33600m3/h, 由此, 更为深远的意义在于, 可使设计人员有依据地将地下车库的排风系统和排烟系统合二为一。　　3 几点看法　　地下车库存在火灾发生情况下的排烟问题, 也有平常使用情况下的通风问题, 工程设计的目标就是既要同时满足这两方面要求, 又要使系统简单、经济和便于管理。下面分别谈谈笔者对几个问题的浅见, 期望与同行们切磋, 并期望得到指正。　　3.1 排风量与排烟量能否一致　　着火产生的烟气弥漫整个空间, 需要尽快将其置换出去, 因此, 按房间整个容积的若干倍确定排烟量是合理的。与平时排风量的确定依据有所不同, 此时排风目的是稀释有害物至满足卫生要求的允许浓度, 也就是说排风量的计算与有害物的散发量及散发时的浓度有关, 而与房间容积并无确定的数量关系。举例来说, 两个有害物散发情况相同且平面面积的大小也相同而只是层高不同的车库, 按有害物稀释计算的排风量是相同的, 但按换气次数计算, 二者的排风量就不同了, 这说明换气次数法有其不尽合理的地方。　　稀释浓度法所依据的计算公式实质上是一样的, 但不同作者对公式中各种参数的取值很不相同,由此导致计算结果不大一样。例如, 影响车库内汽车尾气排放量的诸多因素中, 有两个因素就不好确定,其中一个叫车位利用系数, 即单位时间内的车流量与停车位数的比值, 有人取为0.5, 有人取为1.5, 相差3 倍之多; 另一个是发动机在地下车库内的平均工作时间, 有人取3min, 有人取6min, 又是2 倍之差, 仅这两项一并考虑之后的变化范围就是1: 6 的关系, 加上库内一氧化碳允许浓度差的取值还有将近一倍的变化范围, 这样计算下来所得的排风量已经没有什么可信度了。蔚金蓝环保工程有限公司认为, 在基本计算数据尚　　无可靠依据的情况下, 按多年的作法, 取不低于6 小时换气一次估算排风量也许更实际一些。至于按6 小时换气一次计算出的排风量是否嫌小的问题, 笔者想指出两点: , 对某项具体工程而言按此值确定的风量有时比浓度计算法计算出的风量小, 但由于基本数据取值的不同, 稀释浓度法计算结果的变化范围很大。在与换气次数法进行比较　　时, 取计算结果的上限值和下限值所得出的结论可能正好相反, 孰大孰小, 难以断定; 第二, 根据国家新执行的汽车尾气排放标准, 汽车尾气中有害物浓度将更低, 排放总量将更小, 因此这一排风量的计算方法也应更偏于安全了。另外, 按不小于6 小时换气　　一次确定车库平时使用情况下的热电厂风量正好与相关规定的火灾情况下的排烟量应按换气次数不小于1 次/6 小时计算的规定相吻合, 同时地下车库可燃物较少, 一旦发生火灾, 发烟量不大, 人员较少, 基本无人停留, 从车库火灾的实际情况看, 这样计算的排烟量基本满足人员疏散和火灾扑救的需要。因此, 地下车库小排风量与小排烟量就取得了完全一致, 这给简化系统、简化设计、方便运行控制等各方面带来的好处是显而易见的。　　3.2 排烟口与排风口能否一致由于烟气密度较小, 排烟口应布置在车库上方,这一点没有异议。但是平时的排风情况如何呢? 过去通常的说法是汽车排出的一些有害物比空气轻, 另一些有害物比空气重, 所以排风口在车库的上部和下部均应布置, 且宜从上部排出风量的三分之一, 从下部排出三分之二。但是, 根据实际情况分析一下就不然, 首先, 汽车有害物的大部分, 其中包括一氧化碳的98%~99%、碳氢化合物的55%~65%和氮氧化物的98%~99%都是从尾气散发出来, 而尾气的排放温度高达500之多, 这样高温的排放气流产生很大的浮力, 很难设想尾气会滞留在车库下部; 其次, 还有部分有害气体从曲轴箱和燃油系统排出, 这两部分排放物虽然温度不象尾气那么高, 但应该注意往常被忽视的一点常识, 那就是这些有害物是在发动机工作时才排放的, 而发动机工作时汽车处于行驶状态, 车库的气流随着车子进进出出处于强烈扰动与混合状态, 尾气也处于汽车后部的涡流之中,很难想象排放物会沉积于车库下方, 而那些停放好的车辆, 其发动机已经关闭, 没有什么有害物排出了; 再次, 有实测数据可以证明, 用通风换气的办法将汽车排出的一氧化碳稀释到一定浓度时, 氮氧化物和碳氢化合物远远低于它们相应的允许浓度, 也就是说, 只要保证一氧化碳浓度排放达标, 其他有害物即使有一些分布不均匀, 也有足够的安全倍数保证将其通过排风带走; 后, 地下车库一般只为停放　　轿车, 多是面包车设计, 车库的净高只有2.8m 左右, 这样的高度, 上下都布置风口, 既不便于施工, 也无太大必要。此外, 如果进风系统采用诱导通风方式时, 车库内的气流扰动及混合就更加充分, 车库下部已不可能有稳定的有害物层出现。可见地下车库的　　排风系统和排烟系统的风口合二为一是可行的。　　3.3 送风系统　　从防火角度看, 设置了机械排烟系统的地下车库, 应同时设置进风系统, 且送风量不宜小于排烟量的50%。注意: 这里说的是不宜小于, 亦是送风量的下限, 不是上限, 当排烟量按换气次数不少于1 次/6 小时计算时, 这50%相当于不小于1 次/3 小时换气次数的送风量。　　另一方面, 从稀释有害物的角度看, 一般专业工具书都提出排风量不小于1 次/6 小时换气次数, 送风量不小于1 次/5 小时换气次数, 这虽然不是规范规定, 但多年设计实践表明, 这一送风量可以满足需要又不至于使车库内负压过大。当然, 不小于每小时5 次换气的平时送风量也能满足每小时3 次换气次数的防火送风量的要求。所以笔者认为, 对于合二而一的机械排风系统, 在其排风量取为不小于1 次/6小时换气次数的情况下, 相应的机械进风系统的送风量按不小于每小时5 次换风次数换气确定是适宜的。　　4 结语　　( 1) 鉴于排放有害物的汽车属于运动中的物体,面且包含大部分有害物的尾气又是高温射流, 没有理由认为有害物会稳定地停留在库存区下部, 因此,车库的日常排风全部由上方排出, 并将所有风口置于车库上部是可行的。同时, 在支管上装设温度超过280时能自行关闭的排烟防火阀, 则火灾排烟风管系统与日常排风风管系统即可完全合一。　　( 2) 考虑到日常排风系统的补风效果, 并同时满足火灾的送风要求, 建议合一后的进风系统送风量按不小于5 小时换气一次计算确定。