機動車庫誘導通風的應用

林清思

(福建經福建筑設計工程有限公司 福建福州 350025)

0 引言

自2001年我國加入WTO以來，國民經濟持續發展，人民物質生活水平不斷提高，私家車成為越來越多群眾出行的交通工具。私家轎車數量10年增加數十倍，停車難的問題日益突出。為解決這一問題，地下車庫成為現代建筑的重要組成部分。如何高效解決地下停車庫的通風和排煙問題，是目前面臨的問題，而傳統的機動車庫通風系統難以達到理想效果。基此，筆者建議采用一種時下先進的通風系統——誘導通風。該通風系統，設計簡單、施工簡便、換氣質量高且節能。

本文擬詳細分析其工作原理，并結合工程實際，論述其設計方法及應用。

1 誘導通風系統與傳統通風系統對比

1.1 誘導通風系統的工作原理

誘導通風系統的工作原理，是利用空氣動力學中的高速射流擾動特性，擾動射流能夠有效地誘導周圍靜止的空氣，從而帶動空氣流動。在無風管的條件下，在地下停車場形成從送風機到排風機的定向空氣流動，以接力的方式達到稀釋CO、通風換氣目的。整個系統由多臺誘導風機、排風風機、送風風機(自然補風系統無此項)、測控設備組成，如圖1所示。

圖1 誘導通風在車庫內平面布置示意圖

1.2 傳統通風系統組成及其弊端

傳統通風系統，是在車庫內布置送風、排風管路，利用風管進行完全混合式換氣，由風機、風管、風閥、風口組成。由于車庫通風量較大，導致整個系統風管尺寸龐大，不僅降低了車庫的有效層高，還增加了設備的安裝和后期維護等費用。

1.3 二者對比

誘導通風系統與傳統通風系統對比，具有以下優點：

(1)誘導通風系統比傳統通風系統具有更高的通風效率。傳統通風方式送入新鮮空氣無法與車庫內的空氣完全混合，排風機排出空氣中30%～50%為新鮮空氣，這導致排風效率非常低。誘導通風屬于置換式通風換氣，無需新鮮空氣與受污染空氣的混合，理論上的通風效率達到90%～100%。

(2)誘導通風系統規劃設計簡單，設計變動彈性大，修改容易，布置靈活。傳統通風設計復雜，由于風管尺寸較大，需綜合考慮建筑層高、結構梁高、給排水噴淋系統和電氣專業橋架等綜合性管綜問題。

(3)誘導通風系統安裝簡便，施工簡單，后期維護簡單方便，單機的增減、改造、維護，均不影響整個系統的運行。傳統的通風不僅風管施工工程量大，而且由于是整體式的設計，后期改造維修困難，往往改一處而動全身。

(4)誘導通風機噴嘴的噴射方向可隨時隨地調節，可安裝在有針對性的位置，消除死角。傳統通風由于對風口布置和風速的限制，導致氣流組織欠佳，易出現死角。

(5)誘導通風取消了排風管、風口和風閥，整個系統的阻力大幅度下降，從而減少了風機的電機容量和平時運行的耗電。同時，低壓頭的風機噪聲較小。傳統通風風管阻力大，風機壓頭大，耗電大，噪聲大。

2 誘導通風系統設計原則

2.1 誘導風機位置的布置原則

(1)誘導風機的回風口若與構筑物等后方障礙物距離太近，會對回風的速度梯度產生影響，一般距離控制在≥0.9m[1]。

(2)當誘導風機底部與梁等前方障礙物位于同一高度時，障礙物會對誘導風機的射流特性產生影響，從而降低射流的射程。當噴嘴向下傾斜的角度為15°～20°時，噴嘴距前方障礙物的距離宜大于等于2m[1]。

(3)誘導風機一般布置在車位上空和新鮮空氣的路徑上。

(4)對于雙排停車位的車位布置，誘導風機布置在車位中間區域，不僅可以縮短受污染空氣的排氣行程，而且能避免車輛的阻礙作用，更有效地排出受污染的空氣，是比較好的布置方法[1]，如圖2所示。

圖2 雙排車位誘導風機布置

2.2 誘導風機臺數的確定

所需誘導風機的臺數，在考慮通風方式、有無隔墻、空間形狀的前提下，按每臺誘導風機所需承擔的面積計算，一般按100 m2/臺～250 m2/臺進行計算[2]，如表1所示。同時，應考慮氣流的覆蓋面，通過做圖的方法，以盡量減少死角區域。誘導風機橫向間距，推薦值為5m～7m，射程控制在10m～15m。

表1 單臺誘導風機承擔的面積 m2/臺

3 地下車庫誘導通風與排煙系統設計

對于單層停車庫，可直接采用換氣次數法計算誘導通風系統中排風機的風量。對于2000m2防煙分區的汽車庫，按6次/h換氣次數，3m層高計算通風量為36 000m3/h，該防煙分區排煙風機的風量不應小于表2。

表2 汽車庫、修車庫內每個防煙分區排煙風機的排煙量

注：建筑空間凈高位于表中兩個高度之間的，按線性插值法取值。

由表2可知，一個機動車庫防煙分區的排煙量在30 000～40 500m3/h之間，與通風量相近，設計中可采用一臺排風機同時負責平時排氣和火災時排煙，風量按兩者的最大值選擇。在選擇風機時，注意所選擇的風機應保證280℃時能連續工作30min[3]，以保證排煙口距防煙分區內最遠點的水平距離不超過30m的原則布置排煙口與排煙管路。火災時，切斷誘導風機的電源，排煙機啟動消防電源保證排煙工作順利進行。

對于雙層或多層停車庫，由于車位數的增加，通風量則需采用換氣次數法、稀釋濃度法、單臺機動車排風量3種方式分別計算，取大值。當通風量與排煙量的數值相差巨大時，宜采用兩臺風機，分系統設計排氣和排煙。

4 工程案例

4.1 工程概況

該工程為山東某一住宅小區，總建筑面積144 990.89m2，由9棟住宅、地下車庫、商業服務網點組成，共分A、B、C3個區，本文以B區地下室為案例。該地下室為機動車庫，面積為6421.47m2，層高3.6m，分防火分區五和防火分區四2個防火分區，面積分別為2757.19m2和3664.28m2。

由于該車庫層高不高，考慮梁高600mm～900mm和其它設備專業的綜合管線安裝高度400mm，剩余室內凈高空間僅為2.3m～2.6m。若采用傳統通風系統，大量布置風管，將使該地下車庫大面積的凈高空間無法滿足2.2m這個最小凈高要求；而且，頂棚布置大量的管路，會使車庫顯得擁擠和壓抑。因此，設計采用誘導通風系統，并局部區域設計風管以滿足消防排煙的要求。

4.2 工程設計

該地下室共設計4個防煙分區，每個防煙分區內均設計通風采光井，自然補風。各分區排風量和排煙量計算如表3所示。

表3 該機動車庫的排風、排煙量的計算

由表3可知，防煙分區4-1、4-2按通風量來選擇風機風量，防煙分區5-1、5-2按排煙量來選擇風機風量，同時在選擇風機風量時考慮一定量的漏風量。風機壓頭按滿足風管管路沿程阻力損失和局部阻力損失，以及風機自身能量損失來計算。計算時，注意將豎井的壓力損失計算在內。該工程防火分區四采用2臺低噪聲柜式離心風機，參數為風量37 900m3/h，風壓371Pa，功率7.5kW，且在280℃的煙氣溫度下，能連續工作30min。防火分區五采用2臺低噪聲柜式離心風機，參數為風量32000 m3/h，風壓470Pa，功率7.5kW，且在280℃的煙氣溫度下，能連續工作30min。

該工程自然進風，機械排風，按150 m2/臺考慮誘導風機的臺數，同時根據圖面作圖情況，考慮誘導風機的氣流覆蓋面和消除死角區域，各區增設若干臺誘導風機。各區誘導風機臺數如表4所示。實際單臺承擔面積為109～126 m2/臺之間，誘導風機參數風量650m3/h、功率120W、射程10m。

表4 該機動車庫的誘導風機臺數的計算

該工程設計CO濃度傳感器，CO允許濃度為30mg/m3[4]。當某區域CO濃度超過允許值，智能啟動區域誘導風機工作。運行一段時間仍超標，則集中控制器啟動該防煙分區全部誘導風機和排風機進行排風，直到濃度低于預設值時，系統自動關機，智能運行，節能運行。

該工程排煙管路以滿足排煙口距離該防煙分區最遠點不超過30m為原則設計，每個防煙分區共設計3個排煙口。由于該管路仍需承擔平時排風的任務，因此，風管管徑在考慮管路噪聲要求和經濟性的情況下按5～9m/s設計。本文以防煙分區5-2為例布置排煙管路和風口，如圖3所示。

圖3 防煙分區5-2設計圖紙

在排煙機房4-1設計中，如圖4所示，該系統出機房設置2個280℃排煙防火閥，根據防火規范要求，將該兩閥與排煙風機連鎖。該工程在靜壓箱與風機連接的立管上設置一個280℃的排煙防火閥，如圖5所示，該閥為總管閥門與排煙風機連鎖，出機房的兩個排煙防火閥定義為支管閥門，當煙氣溫度超280℃時熔斷關閉，并反饋電信號即可。

圖4 排煙機房4-1

圖5 排煙機房4-1風機安裝示意圖

5 結語

合理布置誘導通風機，綜合考慮誘導風機與障礙物的距離，通風路徑消除死角區域，可以達到很好的通風換氣效果。

誘導通風系統克服了傳統通風系統中的缺點，滿足地下機動車庫的使用要求，值得在工程中推廣使用。

[1] 林國真，地下車庫無風管誘導通風系統的優化研究[D].天津：天津大學，2008.

[2] 浙江聚英風機工業有限公司.聚英工程風機技術手冊[Z].2011.

[3] GB50067-2014 汽車庫、修車庫、停車場設計防火規范[S].2014.

[4] GB50736-2012 民用建筑供暖通風與空氣調節設計規范[S].2012.