地下汽車庫通風系統(tǒng)設計

崔鵬波

（華東建筑設計研究院有限公司陜西西北中心，西安710065）

1 引言

近年來，伴隨著人民生活質(zhì)量和收入的不斷提高，地下車庫作為民用建筑內(nèi)日常停車的重要地點，使用率也不斷增加，因此，車庫內(nèi)空氣質(zhì)量及發(fā)生火災時排煙系統(tǒng)的風量選擇尤為重要。結(jié)合工程實踐，本文提出汽車庫通風系統(tǒng)設計的若干要點。

2 現(xiàn)行車庫通風、排煙系統(tǒng)主要設計參數(shù)

2.1 車庫通風系統(tǒng)

2.1.1 車庫通風換氣次數(shù)

參考現(xiàn)行JGJ 100—2015《車庫建筑設計規(guī)范》[1]第7.3.4條對于設有機械通風系統(tǒng)的機械車庫，機械通風量應按容許的廢氣量計算，且排風量應不小于按換氣次數(shù)法或單臺機動車排風量法計算的風量。機動車換氣次數(shù)應滿足表1 中要求；單臺機動車排風量應滿足表2 中要求。

表1 機動車換氣次數(shù)

表2 單臺機動車排風量

2.1.2 車庫通風凈高

計算車庫平時排風量時，當車庫板下凈高＜3m 時，按實際高度計算換氣體積；當車庫板下凈高≥3m 時，按3m 高度計算換氣體積[2]。

2.1.3 車庫通風稀釋濃度法

車庫通風的主要目的是稀釋有害物質(zhì)，使之達到衛(wèi)生標準的要求。機動車換氣次數(shù)主要應用在單層車庫的通風量計算中，需與稀釋濃度法對比，二者取大值來確定單層停車庫的排風量。單臺機動車排風量法主要應用在全部或部分為雙層/多層的地下停車庫中，同時，需要和稀釋濃度法計算風量對比，兩者取大值[3]。車庫通風量的確定不能單一地通過某一種方法確定，都需要進行對比。

車庫稀釋濃度法參考式（1）～式（3）進行計算：

式中，L為車庫所需的排風量，m3/h；G為車庫內(nèi)排放CO 的量，mg/h；y1為車庫內(nèi)CO 的允許濃度，取30mg/m3；y0為室外大氣中CO 的濃度，取2～3mg/m3。

式中，M為車庫內(nèi)汽車排放出氣體的總量，m3/h；y為典型汽車排放CO 的平均濃度，mg/m3，我國現(xiàn)狀通常取55000mg/m3。

式中，n為車庫中的設計車位數(shù)；k為1h 內(nèi)出入車數(shù)與設計車位數(shù)之比，也稱車位利用系數(shù)，取0.5～1.2；t為車庫中的運行時間，取2～6min；m為單臺車單位時間的排風量，m3/min，可取0.02～0.025m3/（min·臺）；T1為車庫內(nèi)的排氣溫度，500+273=773K；T0為車庫內(nèi)以20℃計的標準溫度，273+20=293K。

汽車在車庫內(nèi)的運行時間規(guī)范中建議取2～6min，若考慮車在車庫內(nèi)以10km/h 車速行進，2～6min 車行進距離為333～999m，這是在車庫出入比較方便、不堵車的情況下的行進距離，個人認為，此距離基本上可以涵蓋大部分地下停車庫。具體計算時間可以根據(jù)地下車庫規(guī)模和出入口設置位置由設計人員確定。

2.2 車庫排煙系統(tǒng)

地下汽車庫不可回避的1 個問題就是排煙系統(tǒng)，一般排煙系統(tǒng)與平時排風系統(tǒng)合用通風管道。依據(jù)GB 50067—2014《汽車庫、修車庫、停車場設計防火規(guī)范》第8.2.5 條[4]：汽車庫、修車庫內(nèi)每個防煙分區(qū)排煙風機的排煙量應不小于表3 的規(guī)定。

表3 汽車庫、修車庫內(nèi)每個防煙分區(qū)排煙風機的排煙量

2.3 車庫排風、煙量影響因素

目前，車庫防煙分區(qū)內(nèi)排煙量主要依據(jù)表3 確定，難點主要在對平時排風量的計算中。車庫排風量計算的影響因素主要有：車庫凈高、車庫類型、建筑類型等。車庫類型主要包括：單層車庫或雙層/多層車庫；建筑類型主要包括：商業(yè)類、住宅類及其他類建筑。

3 工程實例及設計要點

3.1 工程實例

以咸陽地區(qū)某工程為例：本工程地上為住宅，防煙分區(qū)面積為1199m2，停車數(shù)56 輛，地下雙層停車庫，其剖面圖詳見圖1。

圖1 咸陽某雙層地下車庫剖面圖

因本車庫為住宅建筑的地下雙層停車庫，（1）按換氣次數(shù)法計算排風量L1=1199×3×6×1.1=23740m3/h；（2）按單車排放量法計算排風量L2=66×300×1.1=21780m3/h；（3）按稀釋濃度法計算L3，經(jīng)測算汽車在車庫內(nèi)最遠行進220m 即可到達最不利的汽車出入口，再考慮其他因素，汽車在車庫內(nèi)行進時間按t=3min 考慮。早上上班時間住宅小區(qū)1h 內(nèi)車位利用系數(shù)按k=0.7 考慮，m=0.025m3/min，按照式（1）至式（3），經(jīng)計算L3=18621m3/h，外加1.1 倍的風量修正系數(shù)，則L3=20483m3/h。

在車庫通風量計算中不可忽視的一個問題就是排風和排煙合用一套風管，因此，在選擇風機時有2 種方案，一種是排風和排煙單獨設置風機，另一種是排風和排煙合用一個風機即采用雙速風機。圖1 中車庫剖面圖可知最大凈高5.15m，各別地方為4.75m，車庫排煙整體考慮選擇最不利的5.15m 凈高作為排煙量選擇依據(jù)，按照表3 提供數(shù)據(jù)，本防煙分區(qū)排煙量選擇Ly=33300×1.1=36630m3/h。

依據(jù)GB 50736—2012《民用建筑供暖通風與空氣調(diào)節(jié)設計規(guī)范》中相關條文，雙層車庫僅需要計算比較L2和L3，兩者取大值，最終排風量L=21780m3/h。此風量與排煙量相比差距較大，因此，可以選擇雙速風機或者排風、煙分別設置風機?？紤]經(jīng)濟因素和查風機樣本后的結(jié)果，排煙風機選擇雙速風機，平時排風量為25000m3/h、火災時排煙量為37000m3/h。

3.2 設計要點

3.2.1 風機類型

單層停車庫通風量計算中，需要按換氣次數(shù)法計算和稀釋濃度法計算兩者比較取大值。單層車庫計算在此不再贅述。需要注意的是，單層停車庫防煙分區(qū)面積較雙層車庫大，按換氣次數(shù)法計算時，若當防煙分區(qū)面積在1500m2左右時，層高在4m 以下時，換氣次數(shù)按6 次/h，其排風量L=1500×3×6×1.1=29700m3/h；與表3 中所對應的排煙量31500m3/h 相差不多，可以選擇單速排煙風機。仍以1500m2，層高在4m 以下車庫為例，當換氣次數(shù)按4 次/h 計算時，其排風量L=1500×3×4×1.1=19800m3/h；其排煙量僅與建筑高度有關，仍為31500m3/h；這樣排風量與排煙量相差較大，可以選擇雙速風機，這樣風管尺寸、風速和噪聲也有可能減小。

3.2.2 車庫換氣次數(shù)選擇

無論哪種類型的地下車庫通風量計算都必須用稀釋濃度法進行校核，計算過程與車位數(shù)和停車頻率有關。車庫換氣次數(shù)則在不同類型的建筑選擇不同的數(shù)值。依據(jù)表1 中相關數(shù)值，住宅和公建的地下車庫換氣次數(shù)為4 次和6 次，公建換氣次數(shù)比住宅增加了50%。這樣，在計算公建地下車庫的排風量時，不能盲目地套用住宅的車庫風機參數(shù)，而需認真計算，選擇與建筑類型匹配的換氣次數(shù)。

3.2.3 風管風速

當平時通風量為25000m3/h 時，風機出風主風管風速按10m/s 考慮，風管截面積為0.69m2，相應的風管尺寸可以為1.6m×0.4m，實際風管風速為10.8m/s。當平時通風量為31500m3/h×1.1=34650m3/h 時，風管尺寸為2.0m×0.4m 時，風機出風主風管風速按12m/s；若風管尺寸為2.0m×0.5m 時，風機出風主風管風速按9.6m/s；2 種計算結(jié)果后者在規(guī)范允許流速范圍之內(nèi)，較為合理。在車庫風速選擇中不能盲目追求低風速低噪聲，合理即可。風速減小，風管尺寸及相關閥門和附屬設備尺寸均可能增大，相應地投資成本也會增加，而且車庫通風并非24h 開啟，人員在車庫內(nèi)停留時間也較短，在規(guī)范允許風速范圍內(nèi)提高風速，局部減小風管尺寸也未嘗不可。

3.2.4 風口個數(shù)

地下車庫計算風口個數(shù)時風量可利用平時通風量計算個數(shù)，然后用火災時排煙量校核風口尺寸是否合理。考慮風口噪聲及單層百葉面積折減等因素，風口風速建議≤4m/s。若風機風量為25000m3/h，風口風速為3m/s 時，風口尺寸按500mm×500mm，單個風口風量為2700m3/h，所需風口個數(shù)為9.3 個，風口個數(shù)可取9 個；若風機風量為34650m3/h，風口風速為3m/s時，風口尺寸按500mm×500mm，單個風口風量為2700 m3/h，所需風口個數(shù)為12.8 個，風口個數(shù)可取13 個；以上計算中風口尺寸為500mm×500mm，若實際風口尺寸小于這個值時，風口個數(shù)也會相應增加，但是，建議每個防煙分區(qū)內(nèi)風口個數(shù)不大于15 個，風口風速在3m/s 左右；風口過多，風速過小時，在消防驗收時，可能會使遠端風口沒有吸風感。

3.2.5 通風風機風壓

依據(jù)GB 50189—2015《公共建筑節(jié)能設計標準》第4.3.22條，風道系統(tǒng)單位風量耗功率Ws=P/（3600ηCDηF），規(guī)范規(guī)定機械通風系統(tǒng)限值為0.27W/（m3/h）[5]。其中，P為風機全壓，Pa；ηCD為電機及傳動效率，取0.855；ηF為風機效率，依據(jù)風機風量的大小一般在40%～80%，本文取極限值80%。則風機最大全壓Pmax=0.27×3600×0.855×0.8=664Pa。在選擇車庫平時排風機風壓時，不能大于600Pa。

4 結(jié)語

本文通過工程實例，就地下單層和雙層停車庫通風量計算做了簡單示例，并對排風風口個數(shù)、風管風速及風壓做了一些經(jīng)驗性總結(jié)。本文僅代表個人觀點，在具體工程中還需結(jié)合實際，區(qū)別對待，滿足國家、地方規(guī)范及相關法律法規(guī)。