淺析高層建筑地下車庫通風與消防排煙設計

胡亮

【摘要】高層建筑地下車庫通風與消防排煙系統(tǒng)是高層建筑消防安全的重要組成環(huán)節(jié)，關系人們?nèi)罕姷纳柏敭a(chǎn)安全。文章就高層建筑地下車庫通風與消防排煙設計類型進行分析，并深入通風系統(tǒng)與排煙系統(tǒng)完全分開設計、合用管道設計、合并式設計、無風道誘導風機通風系統(tǒng)四種設計類型，分別指出每種設計類型的優(yōu)缺點。

【關鍵詞】高層建筑；地下車庫；通風系統(tǒng)；消防排煙系統(tǒng)

0.引言

隨著人們收入水平提高，我國私家車數(shù)量顯著提升，這也要求城市需要擁有足夠數(shù)量的停車場所滿足日益提高的提車要求。然而我國土地資源需求極度緊張，許多城市都存在停車位不足的情況。為解決停車位不足問題，許多城市大規(guī)模修建地下車庫滿足停車需求[1]。地下車庫廢氣以CO為主，但是而且由于地下車庫密封性高、空氣流動性差的特點，車庫容易聚集更多的有害廢氣，危害人的身體健康。而且地下車庫也存在火災安全隱患，地下車庫火災事故現(xiàn)場的溫度更高，也不利于煙氣排出以及開展救援工作，因而高層地下車庫火災帶來的損失也更大。因此，高層建筑的地下車庫必須設計良好的通風和消防排煙系統(tǒng)，有效排出汽車廢氣，預防災害發(fā)生，同時方便控制災害形式，滿足火災時的排煙要求，以保證火災發(fā)生時迅速排除滯留煙氣，限制煙氣擴散，保證人員和車輛安全撤離現(xiàn)場，減少傷亡，提高車庫安全性。

1.通風系統(tǒng)與排煙系統(tǒng)完全分開設計

完全分開設計方式為單獨設計排風系統(tǒng)和排煙系統(tǒng)，兩個系統(tǒng)之間不存在聯(lián)系，排風系統(tǒng)和排煙系統(tǒng)分別根據(jù)各自系統(tǒng)的需求，設置各自的排風機、防火閥、排風或排煙管道、排風口和抽煙風口[2]。分開設計方式缺點較多，一是整體設計復雜，難度高；二是整個系統(tǒng)需占用車庫更多的空間，不便于優(yōu)化設計；投資成本也較高。

圖1 完全分開設計結構

2.排風系統(tǒng)和排煙系統(tǒng)合用管道設計

排風系統(tǒng)和排煙系統(tǒng)合用管道設計包括兩種類型，一是合用主風管道設計，二是合用上部管道和風口設計。

第一，合用主風管道需要將排風機和排煙風機并聯(lián)，再根據(jù)高層建筑的實際高度計算排風量和排煙量，分別選擇風機。排風系統(tǒng)設有排風機及防火閥；上下部排風口兩個，并使用支管連接，支管上設置一個防火閥。正常情況下排風系統(tǒng)利用上下部排風口排風，管理正常排風系通?；馂臅r開啟排煙風機，利用上排風口排出煙氣和熱量，設計結構見圖2。該設計方式的缺點有成本高、排風和排煙系統(tǒng)閥門故障幾率大、占用車庫空間多、實際排煙量可能不足等問題。

圖2 排風與排煙系統(tǒng)合用主風管道系統(tǒng)結構

第二，合用上部排風管道設計是指利用排風系統(tǒng)上部排風管。具體為排風系統(tǒng)設置上部和下部排風管道，排煙系統(tǒng)也設置上部排煙管道，上部排風管道和排煙管道使用支管相連，并設置防火閥，排煙風機設置單獨防火閥[3]。正常情況下排煙和排風系統(tǒng)共同使用上部管道和風口排風，火災情況下通過連接支管上的防火閥關閉排風機，啟動排煙風機，經(jīng)上部排風口排出煙氣，設計結構見圖3。這種設計方式的控制方式較為簡單，因而成本低于合用主風管道設計方式，但是該設計方式的排煙量可能較小，無法滿足火災時排煙需求。

圖3 合用上部排風管道設計結構

3.排風系統(tǒng)與排煙系統(tǒng)合并式設計

該設計方式是指排風系統(tǒng)與排煙系統(tǒng)完全相同，共同使用一套排風機和風管。合并式設計方式的應用范圍較廣，許多高層建筑地下車庫均使用合并式設計方式。合并式設計采用消防用高溫防排煙風機，使用普通百葉風口作為排風口。排風（煙）機的選擇方法：排風量=防煙分區(qū)面積﹡H﹡6次/h﹡1.1。（注意：車庫層高<3m時，h=實際層高；車庫層高>或=3m時，h=3m）。在正常情況下，風機和整個系統(tǒng)都處于排風狀態(tài)，風口負責排風；在火災時，風機和系統(tǒng)調(diào)節(jié)至高速運行狀態(tài)，加快排煙和排熱速度，同時風口則全部排煙。

設計方式為：風機入口處設置防火閥，防火閥始終處于開合狀態(tài)。當火災的煙氣熔斷防火閥后，關閉排風機。合并式排風與排煙系統(tǒng)結構比完全分開設計結構及合用管道設計結構都要簡單，風管尺寸更小、風機數(shù)量，占用車庫空間小，提高車庫利用率；合并式設計方式的建設成本和運行維護成本也更低。不僅如此，合并式設計方式有利于系統(tǒng)存在的故障和問題檢測，維護人員可及時發(fā)現(xiàn)系統(tǒng)故障，極大提高了排風與排煙系統(tǒng)的可靠性和穩(wěn)定性，也減少工作人員的工作量。

圖4 排風和排煙系統(tǒng)合并式設計結構

4.無風道誘導風機通風系統(tǒng)

該系統(tǒng)設計組成包括誘導風機、主排風機和主送風機三個組成部分，其原理為主送風機將輸送室外空氣，再通過誘導風機的高速風管及特制的風管噴嘴，向地下車庫高速噴射室外空氣，促使車庫內(nèi)空氣流通。再通過風機的作用，將室外空氣引向特定的區(qū)域，再使用特定區(qū)域內(nèi)安裝的主排風機將空氣排出室外。無風道誘導風機通風系統(tǒng)也存在一定優(yōu)點和缺點。

圖5 無縫道誘導風機通風系統(tǒng)設計結構

4.1無風道誘導風機通風系統(tǒng)的優(yōu)點

無風道誘導風機通風系統(tǒng)應用于高層建筑地下車庫中有以下幾個優(yōu)點：一是該設計方式不許采用大型通風系統(tǒng)及鋪設大量風管，因而可以盡可能節(jié)省車庫空間，將車庫空間更多地用于停車位；二是設計結構靈活，協(xié)調(diào)性強。誘導風機設備尺寸和重量遠遠低于傳統(tǒng)風機的尺寸和重量，它可以直接安裝在地下車庫的結構上，方便工人施工和安全，還能與其他專業(yè)形成良好的配合；三是通風死角少。通過靈活地安排布置封嘴，可以合理地組織空氣流動，將空氣氣引入車庫的各個區(qū)域；四是稀釋車庫內(nèi)有害氣體，提升車庫空氣質(zhì)量[4]。噴嘴可促進車庫頂部空氣與下部空氣、車庫內(nèi)部空氣與車庫各個風口附近空氣流通，可以將室外空氣與室內(nèi)空氣充分混合，達到稀釋有害氣體濃度的效果，同時解決了下排風口設置困難的問題。五是經(jīng)濟效益高。無風道誘導風機通風系統(tǒng)可以降低車庫的層高，節(jié)省工程造價。同時運行和維護成本低，可降低30%的運行成本。

4.2無風道誘導風機通風系統(tǒng)的缺點

雖然無風道誘導風機通風系統(tǒng)的優(yōu)點較多，但是經(jīng)過大量的實踐證明，無風道誘導風機通風系統(tǒng)也存在以下缺點。

一是車庫需要有明確規(guī)整的防火分區(qū)，送風機和排風機位置設計要求高，應位于車庫兩端才能達到實際效果。但是實際車庫通風與消防排煙系統(tǒng)設計難以滿足以上兩個要求，并且風井設計也受到地面景觀的影響和限制，嚴重制約了該設計方式應用范圍和普及程度。

二是減少占用車道上部空間有限。雖然無風道誘導風機通風系統(tǒng)可以使排風管道使用量降低一半，但是由于排煙口不能超過30m的要求，無風道誘導風機排風系統(tǒng)實際減少空間僅為150mm，減少占用車道上部空間有限[5]。

三是可能導致建設成本增加。雖然該設計方式的效果更佳，但是它有一定的使用范圍。無風道誘導風機通風系統(tǒng)只適用于地下車庫規(guī)劃整齊且建筑層高較低的情況，否則需要增加誘導風機數(shù)量才能滿足通風與消防通風排煙要求，從而增加建設成本。

5.地下車庫機械送風系統(tǒng)兼火災時補風

為減少機械送風的工程投資和送風機房的占地面積，負一層車庫常利用車道進行自然送風。負二層或以下，設置機械送風系統(tǒng)時，送風量宜為排風量的80%～85%或按5次/h取。送風口的布置應使室內(nèi)氣流分布均勻，避免通風死區(qū)，送風口宜設置在車庫主要通道的上部。

6.結語

綜上所述，高層建筑地下車庫通風與消防排煙設計類型具有各自的優(yōu)點和缺點，在實際高層建筑地下車庫通風與消防排煙設計中，設計人員要根據(jù)地下車庫及周邊環(huán)境的具體實際情況，分析每種設計類型的優(yōu)缺點，選擇合理的系統(tǒng)方式，科學有效地設計風機及風管系統(tǒng)。并始終堅持滿足車庫使用需求的原則，盡可能減少通風與消防排煙系統(tǒng)占空比，提高經(jīng)濟性和節(jié)能型，降低成本和能源消耗。

參考文獻：

[1]何明來，賈代勇，彭關中，張永. 地下車庫通風及排煙設計淺析[J]. 潔凈與空調(diào)技術，2011，（01）.

[2]鄒明. 新汽車庫防火規(guī)范與高層建筑地下車庫通風排煙設計[J]. 現(xiàn)代物業(yè)（上旬刊），2011，（07）：186-187.

[3]孫玉麗. 高層建筑地下車庫通風排煙系統(tǒng)設計探討[J]. 低溫建筑技術，2012，（08）.

[4]陳英杰，朱勇軍，郭榮春，于煒龍. 地下車庫通風與防排煙系統(tǒng)設計的探討[J]. 建筑節(jié)能，2014，（11）.

[5]馬夏寧. 關于高層建筑地下室通風及防排煙設計的幾點看法[J]. 中華民居（下旬刊），2013，（06）.

[6]羅剛，魏民贊. 地下汽車庫通風及防排煙設計中幾個常見問題的探討[J]. 暖通空調(diào)，2010，（05）.