地下車庫常用兩種通風排煙系統對比

王 亮

(中船第九設計研究院工程有限公司，上海 200063)

0 引言

隨著人民的生活水平的不斷提高和我國國民經濟的快速發展，城市的汽車的數量正在迅速增長，對停車用地的使用要求和設計規范標準也日益提高，在建筑設計中，地下車庫項目也越來越多。對于相關的設計人員來說，地下車庫通風排煙的問題通常是這類項目的設計難點。目前，地下車庫項目的特點主要是密閉性高和建筑面積普遍較大，在施工要求與消防設計越來越嚴格的情況下，如何能減小汽車尾氣中的有害氣體的濃度，并減少車庫設備運行和建造成本費用，同時還要滿足設計規定的消防排煙要求，也是目前在設計工作中所面臨的一個設計難點。傳統的風管式通風排煙系統和新型的誘導通風排煙系統是現今車庫通風排煙設計中應用最廣泛的兩種設計方法，以下將對這兩種設計方法進行說明和詳細的對比，為今后暖通設計人員能夠根據項目的實際情況采用最優的方法提供參考。

1 傳統通風排煙系統的設計

地下車庫平時的通風系統是為了保證車庫里面的人員健康安全，降低地下車庫內的有害氣體的濃度而設置的。建筑面積比較小的地下車庫采用自然通風的方式就可以達到使用的要求。但是大型的地下車庫采用自然通風難以滿足需求，只能采用機械通風的方式才能達到設計要求。在地下室車庫通風與排煙系統中，通常采用的設計方案是將送風系統兼作為排煙時的補風系統，排風系統與排煙系統合用。實際設計中，排煙和排風系統通常采用的是雙速風機，利用風機高速運行時的風量、余壓與低速運行時的風量、余壓的差異，可以調節排風量及排煙量的大小。在對風管系統進行設計時，以低速風量計算排風系統風管，以高速風量計算排煙系統，最終風管系統尺寸以兩者較大值來確定，使之同時滿足排煙與排風的設計要求［1］。

2 誘導通風排煙系統設計

誘導通風系統技術起源于歐洲，發展于日本。誘導通風以動量守恒原理為基礎。誘導通風系統采用超薄型送風機和高紊流系數噴嘴為一體的模式，從噴嘴噴射出高速氣流，從而誘導周圍靜止空氣，使其在滿足一定風速要求的同時，可以具有一定有效射程和覆蓋寬度。目的是為了誘導新鮮空氣無風管的條件下，按照一定的流場組織進入室內，并將室內的污染氣體送到室外［2］。根據這個原理，我們在工程實際設計中通常采用誘導風機引導地下車庫內的氣流，采用此方案的優點是可以減少排風口的數量，只需要在機房的墻上設一個雙層百葉風口，就能夠達到較高的換氣效率。同時，送風口也只需設一個雙層百葉風口，車庫內的排煙管可以按規定的排煙量及排煙風速(＜20 m/s)來設計，風口的位置也只要滿足與最遠點的距離不大于30 m即可［3］。

圖1 地下車庫傳統通風平面圖

圖2 地下車庫智能型誘導通風平面圖

3 經濟性對比

現將傳統通風排煙系統與誘導通風排煙系統的一次性投資及運行費用進行對比分析。這里不討論由于采用智能誘導通風排煙系統的方案所降低的建筑層高節約造價成本部分。通過上述傳統通風排煙系統及誘導通風排煙系統的原理可知，兩種通風系統均需要送風機(送風兼消防補風)，排風兼排煙雙速風機，所以兩種方案中的風機設備的投入成本可認為是相等的。以無錫某實驗樓地下車庫的一個防火分區為例，對兩種通風系統進行經濟性對比分析。該防火分區長67.2 m，寬58.8 m，建筑面積約為3 820 m2，梁下凈高4.2 m，平時作為小型車輛停車庫，戰時作為二等人員掩蔽所。該地下車庫傳統通風平面圖及智能型誘導通風示意平面圖分別見圖1，圖2。

該車庫兩種通風系統一次性投資情況見表1。由于正常情況下只有通風系統使用，所以日常運行費用分析只考慮通風的費用，兩種通風系統運行費用比較見表2。

表1 兩種通風系統初投資比較 萬元

表2 兩種通風系統的使用費用比較

從表1，表2的數據中可以看出，傳統通風系統的初投資比誘導通風系統增加8.8萬元，運行費用相比誘導通風系統每年也要多2.57萬元，可見誘導通風系統比傳統通風系統節省的費用是非?？捎^的［4］。

4 使用效果對比

眾所周知，汽車在車庫內啟停的過程中會產生大量的危害人體健康的氣體，例如氮氧化物、一氧化碳、鉛微粒、硫化物等，其中一氧化碳的氣體濃度最高，危害最大。而且相較地上建筑而言，地下建筑的空間密閉程度高，因此室內的污染物不容易擴散。因此保證有害氣體的濃度控制在有關衛生標準規定的范圍內對于地下室車庫通風設計尤為重要，是衡量機械通風效果的重要內容。

從理論設計中來說，采用傳統的車庫通風方式來控制一氧化碳的濃度是可以滿足使用需求的，但現實情況卻不理想，車庫內一氧化碳濃度通常都會高于國家衛生規范標準。這是由于傳統通風換氣系統是一種完全混合通風方式。采用這種形式的通風方式，通入室內的新風是不可能與室內已污染的渾濁空氣充分的混合，另外排風的污染物濃度也往往低于工作區的污染物濃度，說明有一部分送入室內的新風未能夠與室內污染的渾濁空氣充分混合就已經排出室外。通常用通風效率來衡量新鮮空氣被利用的程度，一般為60%左右［5］。如果室內布置送排風管受建筑結構影響大的話，即送回風口布置不合理時，通風效率還會更低。

與傳統的完全混合換氣系統的方式不同，誘導通風排煙系統是屬于活塞式換氣系統的其中一種形式，各個噴嘴誘導的氣體可以像活塞一樣向前推進，使其通風效率達到100%。其排除的污染物氣體的濃度比采用傳統的通風系統高。誘導通風系統利用高速噴口送風，帶動周圍空氣，一方面可以減小室內一氧化碳等有害氣體的濃度，另外一方面使得室內空氣沿著預先設計好的路線行進，從而可以使車庫內的氣體能充分替換。同時誘導風機可調整的噴射角度可使一氧化碳隨主流的運動方向貼近地面流動而避開了人所呼吸的區域，所以即使一氧化碳濃度在最高值處，呼吸帶的一氧化碳濃度也可控制在國家衛生標準以下［6］。

由此可見，兩種通風換氣次數雖都為衛生部門要求的6次/h，但由于傳統通風系統自身存在的弊端，在濃度控制上比誘導通風系統要差。

5 結語

從本文的結果可以看出，誘導通風排煙系統較傳統車庫通風系統可以節省大量運行費用及初投資成本，而且還具有更佳的通風效果。但是，筆者作為一個從事暖通設計多年的工作人員，根據自身參與設計地下車庫通風項目所積累的經驗，真正在實際工程中采用誘導通風排煙系統的案例較少，希望本文可以為從事暖通設計的工作人員提供一定的參考依據。