居住区地下停车库通风防排烟设计.pdf

石材2023年1 0 期61SHICAI建筑设计居住区地下停车库通风防排烟设计姜小龙（大同市二院建筑设计研究有限责任公司，山西与大同0 3 7 0 0 0）摘要：本文以某新建住宅小区工程下的三层地下停车库项目为例，围绕排风量运算处理、通风细节优化设计、防排烟细节优化设计、通风排烟协调设计等，分析了居住区地下停车库通风防排烟设计的关键环节，对相关设计的技术思路进行了探讨研究。关键词：居住区；地下停车库；通风系统；防排烟系统一、居住区地下停车库通风防排烟设计的案例概况案例工程为某市新建小区工程体系下的地下停车库专项工程，车库为三层设计，单层面积在546 5.47 m左右。三层车库均用于停放居民车辆，每层车位的设计数量为1 49 个。受到层数、空间、用途等方面限制，仅凭自然通风难以满足地下停车库内部的空气质量保障要求，同时也存在一定的消防安全风险。所以，做好相关通风防排烟设计相当关键。二、居住区地下停车库通风防排烟设计的关键环节（一）排风量的运算处理在居住区地下停车库项目建设中，明确获知车库实际需求的排风量，是保证通风系统、防排烟系统设计质量的前提和基础。首先，依据民用建筑供暖通风与空气调节设计规范的文件规定，车库排风量应运用函数公式L=G（y i-y o）进行计算。其中，L为居住区地下停车库的排风量需求值，计量单位为m/h；G为车库的CO排放量，计量单位为mg/h；J1、Jo 分别为车库内部、外部的CO浓度，计量单位为mg/m。通常情况下，yi在运算时取值3 0 mg/m，y o 的值在2 mg/m至3 0 mg/m之间，G则需要通过公式G=My与M=T,/T。t k n 进一步运算获得。其中，M为车库内车辆的气体排放总值，计量单位为m/h；y 为车辆排放CO的浓度均值，计量单位为mh；T、T.分别为车库内部排气温度与车库环境标准温度，计量单位为k；t 为车辆在车库内部排气运行的时长，计量单位为min；k 为1h周期内的库内车位利用系数，即实际车辆数量与库内车位数量的比值；n为库内车位的设计量。实际运算时，y的值宜取5.51 0 4mg/m/h，T.的值宜取2 0，即2 9 3 K，t 的值宜取2 min至6 min，k 的值则多在0.5至1.2的区间内。其后，可根据地下停车库及常见车辆类型的实际情况，对不同条件下的单车位需求排风量进行计算。在案例工程中，相关运算结果如表1 所示。最后，在立足项目实际情况确定一定设计条件后，即可对地下停车库总体的排风量进行运算获取。案例工程中，库内车位的设计数量为1 49 个/层，车辆流动性预估适中，故而取车位利用系数0.7 5。在此基础上，结合目标住户的经济能力、交通习惯来看，地下停车库内的停放车辆以国产轿车为主，进口轿车次之，面包车数量相对较少。所以，在设计中将车库内国产轿车、进口轿车、国产面包车、进口面包车的占比确定为6 0%、2 0%、1 0%、1 0%。由此，将0.7 5系数条件下的单车位排风量与车位数、车型占比相乘，得到国产轿车、进口轿车、国产面包车、进口面包车的需求排风总量分别为49 7 2 6 m/h、7 443 m/h、1 0 0 1 6 m/h、5976m/h。由此可知，案例工程中地下停车库的单层需求排风量为49 7 2 6+7 443+1 0 0 1 6+59 7 6=7 3 1 6 1 m/h。此外，为了保证地下停车库内部的空气质量，还应通过设计形成一定的负压效应，即把送风量控制在排风量的8 5%至9 5%之间。所以，案例工程中设计送风量为62186m/h至6 9 50 2 m/h。作者简介：姜小龙（1 9 9 0 一），男，山西省大同市人，工程师。主要从事暖通设计工作62STONE2023No.10STONE建筑设计石材表1 案例工程中单车位的需求排风量车位利用系0.50.751.01.2数车辆类型国产轿车370.81m/h556.22mh741.62m/h927.03m/h国产面包车333.06m/h499.59m/h666.12m/h832.65m/h进口轿车224.08m/h336.12m/h448.16m/h560.20m/h进口面包车267.25m/h400.88m/h534.51m/h 668.14m/h（二）i通风细节的优化设计在居住区地下停车库的通风系统设计中，通风机与通风口是两个重要的工作细节。具体来讲：若通风机设置不合理，既可能引发机械通风能力与排风排烟需求相冲突的情况，也可能造成设备资源、电能资源的过度消耗。为了避免此类情况发生，在案例工程中，主要针对通风机实施如下设计：首先，地下停车库的单层面积较大，约为546 5m，所以将其设计拆分为三个面积均匀的通风工作区，每个分区的需求排风量为7 3 1 6 1 3=2 43 8 7 m/h。基于此，为了满足该方面需求，设计选用最大排放量3 3 0 0 0 m/h的通风设备。其次，为了应对不同的通风场景，并提升停车库通风防排烟设计方案的绿色节能水平，进一步确定了多档变频式的通风设备选型要求。如此一来，在常规工况下，通风设备可处在低频低速的运行状态，以满足24387m/h的排风量需求为准。而在地下停车库内含有大量火灾浓烟或有毒气体的特殊情况下，通风设备则需要增频提速，以确保在短时间内降低库内空气中的有害烟气浓度，进而达到保障居民健康安全、创造有利救援条件等目的。最后，由于案例工程中地下停车库为三层结构，所以需要在设计中采取差异性的补风方式。对于地下一层，由于其与外部环境相通，所以可直接采取自然通风的补风方式。而对于地下二层、地下三层，则需要适当增加通风机数量，以便在灾害事件发生时实现有效的机械补风2 。若通风口设置不合理，将会严重影响机械通风的实际效果，引发通风供需不匹配、烟气局部滞留等现象。对此，案例工程中主要采取如下措施进行负面通风现象的规避和解决：首先，地下停车库内部各通风分区均设有独立通风口，布置形式为中心布置或四周布置，并严格保证通风口的分布均匀性。在此基础上，根据有害烟气上浮升的流动特点，需要将通风口尽量设计在车库顶棚处。若存在限制条件，则应将通风口设置在靠近顶棚的墙面上。这样一来，在通风机的工作支持下，地下停车库内有害烟气能被高效、均匀地导至通风口，从而达到良好的通风排烟效果。其次，在设计中，需要对通风口与通风分区边界处节点实施严格的距离把控，具体以两者间距不超过3 0 m为宜。通过这样的设计细节把控方式，能够有效防止烟气滞留点与通风口相距较远的情况发生，进而充分保证地下停车库通风排烟的有效性、快速性。最后，对于案例工程中地下停车库的不同楼层，应采取差异化的通风口管理方式。对于地下一层，通风口开闭状态应根据自然通风的质量进行动态调整。对于地下二层、地下三层，由于通风方式以机械通风为主。所以，应长期保持通风口处在开启状态。(三）防排烟细节优化设计在居住区地下停车库的防排烟设计方面，主要应做好排烟口设计与储烟仓设计两个环节的把控。具体来讲：在案例工程中，三层车库存在一定层高差异，具体为单层高度3.6 m至4m之间。基于此，以3.6 m这一最小高度为准，将车库挡烟垂壁的离地距离、梁高度、风管高度分别设计为2.2 m、0.8 m、0.4m。在此前提下，可将排烟口布置在风管的底部、顶部、侧边三个部位，各部位所需的排烟口数量有所差异。若将排烟口布置在风管底部，则需要布置2 4个排烟口，相邻排烟口间距为1 9 7 9 mm左右，单个排烟口的最大排烟量约为1 3 44mh；若将排烟口布置在风管顶部，则需要布置5个排烟口，相邻排烟口间距为4692mm，单个排烟口的最大排烟量约为7 550 m/h；若将排烟口布置在风管侧边，则需要布置6 个排烟口，相邻排烟口间距为40 8 0 mm，单个排烟口的最大排烟量约为540 7 mh。据此进一步分析可知，当排烟口处在风管底部时，不仅会因布置数量过多而耗费较大成本，还难以保证排烟系统的安全性。而当排烟口处在风管顶部时，烟气在排放流动时很可能会受到其他设施、构件的阻挡，进而导致有效通风排烟面积遭受挤压。所以，案例工程最终将排烟口设计在风管侧边，既能保证地下停车库通风排烟的高效充分，也有助于SHICAI建筑设计材提高停车库的净高度，并避免对车库内部环境的美观性造成负面影响 3（四）通风排烟的协调设计在居住区地下停车库的工程设计实践中，需要综合考量多方面因素，对通风系统、排烟系统进行协调设计。在案例工程中，主要针对通风排烟协调设计规划出了四套方案：（1）对地下停车库的排烟系统、通风系统进行独立设计，相关设备、风口、管道均为专用；（2）地下停车库的排烟系统、通风系统共用一套烟气管道，但排烟风机、通风风机各自独立；（3）地下停车库的排烟系统、通风系统实现一体化设计，风机设备为单速风机；（4）与方案（3）相似，风机设备更换为多档变频风机。基于此，对各方案的设计效益实施综合分析，并得出以下结论：方案（1）的优势在于双系统独立运行，且排烟系统、通风系统的结构相对简单。同时，当其中一个系统出现故障时，另一个系统仍能处在正常运行状态，从而为地下停车库的内部空气质量、灾害应对能力提供一定保障。但从另一方面来看，由于设备、管道等均为独立布置，所以需要较高的投人成本作为支持。分别布置排烟管、通风管及相关设备，也会导致地下停车库的内部空间被大量占用，继而与其他施工环节产生冲突，并使车库环境美观性有所下滑。与方案（1）相比，方案（2）在设计中剔除了部分管道空间，进而降低了通风防排烟系统与其他施工环节间的冲突性。同时，“单管双机”的系统结构也具有较大设计便利性。但从整体来看，由于风机设备仍具备独立性，所以该方案的实现成本依然处于较高水平。方案（3）、（4）均为双系统一体化设计，因此投人成本、占用空间均小于前两套方案。对比来看，方案（3）中使用的单速风机造价较低，因此最具经济性。但需要注意的是，该方案下的通风防排烟系统性能相对固定，难以在常规工况与灾害情况下自如调整。所以，在案例工程中，最终将方案（4）确定为通风系统与排烟系统的设计协调形式。（五）报警系统的合理设计基于居住区地下停车库在空间条件、设施条件、内容物类型等方面的特殊性，一旦其内部发生毒气泄漏、建筑火灾等灾害性事故，很可能会造成严重的人员伤亡与物质财产损失。所以，为了增强地下车库的使用安全性，并实现通风防排烟系统的功能拓展，有必要在相关设计实践中做好报警系统的构建。首先，应在地下停车库内部布置多种监测、传感装置，如CO浓度监测器、烟雾传感器、温度传感器等 4。在此基础上，将装置与通风防排烟系统建立信息交互，并预设一定的安全标准与联动程序。如此一来，一旦地下停车库内的CO浓度超出安全标准，或出现火灾、毒气等情况，相应的感应装置会立刻将采集信息反馈给通风防排烟系统，促使其自动调高风速、增大风量，从而尽量优化地下停车库内的空气质量。案例工程中，主要在地下停车库内部布置了若干CO监测器，具体间距在2 0 3 0 m之间。在监测器运行过程中，若车库内部的CO浓度达到2 4ppm，则监测器自动向通风防排烟系统反馈风险信号，促使相应区域的风机提高工作效率 5。其后，若车库内部的CO浓度降至3 ppm，则监测器再次反馈安全信号，风机随之停机或调整至正常运行状态。其次，监测、传感装置或通风防排烟系统还应与建筑主管系统、消防安全系统相连，并实现毒气、火灾等风险信息的同步共享，从而为相关应对工作提供有力支持。最后，还应在通风防排烟系统中加人故障诊断模块，通过自动化程序实现通风、排烟、变频等方面的工况动态检查。在此基础上，当通风防排烟系统发生设备、管道等部位的故障时，应立即触发告警程序，以提醒和引导相关维修人员及时、准确地实施现场检修。落实这一举措，能有效降低通风防排烟系统带病运行的几率，从而为地下停车库的空气环境质量提供充足保障。参考文献1】李丽霞，赵梦莹.新区某地下车库设计优化研究D.工程建设与设计,2 0 2 2(2 4):1 0-1 3.2纪世昌.地下车库通风及排烟系统设计D.洁净与空调技术，2022(04):62-63+66.3】焦国权.浅谈地下车库通风与排烟系统的设计D.四川水泥，2022(06):139-141.4】李兰.某地下车库通风防排烟系统设计D.建筑热能通风空调，2022,41(05):103-105+77.5于斌.地下车库通风与排烟工程的消防设计D.中国科技信息，2021(21):41-42.石材2 0 2 3 年1 0 期63