某機械式立體停車樓通風量計算方法探討與排煙系統設計

郭坤

（中南建筑設計院股份有限公司，湖北武漢 430064）

0 引言

隨著我國經濟的快速發展，城市汽車保有量急劇增加，隨之帶來了停車難的問題，引發一系列社會問題，而機械式立體停車庫的應用為解決城市中心停車難問題提供了很好的方法[1-2]。本文結合某機械式立體停車樓的具體設計，探討機械式立體停車樓通風系統通風量的計算方法及其合理性， 可為類似工程通風量的計算提供參考。

1 項目概況

項目位于湖北省武漢市，所在地屬于夏熱冬冷地區，總建筑面積12996m2，其中，地上10753.63m2，地下室2242.62m2。 地上十六層，建筑高度49.6m，屬于二類公共建筑。 一至十二層為機械停車配套與停車，十三至十五層為辦公，十六層為應急搶修中心。 地下兩層，建筑面積2242.62m2，主要為機電設備用房。

2 機械式立體停車樓通風量計算方法的探討

初始建筑方案立面為全玻璃幕墻（外加裝飾橫條），為非敞開式機械式立體停車樓。

2.1 機械式立體停車庫特點

機械式停車庫可按停車的自動化程度分為全自動停車庫和復式停車庫[3]。全自動停車庫是指室內無車道，且無駕駛員進出的機械式停車庫。 復式停車庫是指室內有車道、有駕駛員進出的機械式停車庫[3]。

該項目屬于全自動停車庫，停車設備類型為平面移動類，總停車數275 臺，《機械式停車庫工程技術規范》（JGJ/T 326—2014）[3]第3.1.16 條指出，“當機械停車庫不具備自然通風條件或自然通風不能滿足停車庫空氣品質要求時，應設置機械通風裝置， 并應符合國家現行標準 《工業企業設計衛生標準GBZ1》 的規定”，規范及條文說明中并沒有給出該類型停車樓的通風計算方法。

筆者認為，該項目機械式立體停車樓不同于一般停車庫，采用一般停車庫的計算方法不盡合理。 機械式立體停車庫屬于全自動停車，機動車進入停車設備后即熄火，機動車在車庫內運行時間短，CO 排放量少，全自動停車無駕駛人員進出車庫， 因此，CO 濃度不是機械式立體停車庫通風系統的主要控制目標。機械式立體停車樓是由全自動設備完成車輛的停放，相對于一般停車庫，機械式立體停車庫內有較多的電氣設備，為了保證電氣設備的正常工作，機械式停車庫內的溫度不應超過電氣設備正常工作的溫度。

2.2 一般車庫通風量計算方法

《車庫建筑設計規范》（JGJ 100—2015）[4]第7.3.4 條給出了換氣次數法和單臺排風量法。 《民用建筑供暖通風與空氣調節設計規范》（GB 50736-2012）[5]第6.3.8 條給出了稀釋濃度法。

以上三種計算通風量方法， 目的均在于控制車庫內CO 的濃度，以免對人員的身體造成傷害。

2.3 機械式立體停車樓排風量計算

一般情況下，電氣設備的正常工作溫度不超過40℃，而影響機械式立體停車庫室內溫度的因素是其得熱量，得熱量主要包含以下三部分：（1）維護結構的得熱量；（2）汽車進入車庫以后放出的熱量；（3）全自動設備放熱量。 而通風系統只需要把得熱量帶走即可滿足使用要求。

2.3.1 維護結構的得熱量

通過專業負荷計算軟件，計算出室內溫度為38℃、39℃、40℃時，夏季早高峰時（9：00 左右）、夏季最大冷負荷時（15：00 時）、晚高峰時（18：00 左右），維護結構的冷負荷（表1）。

表1 維護結構冷負荷

2.3.2 汽車進入車庫以后放出的熱量

汽車進入車庫以后放出的熱量包含兩部分：（1） 太陽照射汽車得熱量；（2）汽車怠速消耗汽油放出的熱量。

太陽照射汽車得熱量： 汽車蓄熱溫度取50℃（參考網上統計數據，夏季汽車溫度可取50℃），鐵的比熱容為0.46kJ/（kg·℃），單臺車重量取1400kg（一般家用汽車的重量），溫差10℃，計算出單臺汽車散熱量1.8kW。 該項目有5 套自動停車設備，按照設計要求，半個小時之內完成275 輛車的停放，汽車發熱量為16.5kW。

汽車怠速消耗汽油放出的熱量： 汽車從開始進入自動停車設備到熄火汽油放出的熱量，即為通風設備需要帶走的熱量，該項目完成一輛汽車的停放需要30s，而汽車在怠速情況下1h 耗油量大概為2L（數據來自網上統計數據），計算出汽車怠速消耗汽油放熱量為3.1kW。 綜合以上兩部分熱量， 汽車總的放熱量約為19.6kW。

2.3.3 全自動設備放熱量

5 套全自動停車設備，設備總發熱量3.2kW。機械式立體停車樓總冷負荷如表2 所示。

表2 機械式立體停車樓總冷負荷

根據《全國民用建筑工程設計技術措施暖通空調·動力2009》[6]第4.1.5 條第2 點，當采用全面排風方式消除室內余熱時，通風量計算公式為：

其中，Q 為表2 中冷負荷，tp為室內溫度，ts=32℃[5]，計算出不同室內溫度時的通風量，如表3 所示。

表3 計算通風量

考慮到投資成本，以及最不利條件出現的時間段較少，在滿足使用的基本前提條件下，筆者認為，室內溫度為40℃時的通風量即可滿足使用要求，取計算通風量43101m3/h，設計通風量L1=43101×1.1=47411.1m3/h，取47500m3/h。

根據 《車庫建筑設計規范》（JGJ 100—2015） 第7.3.4 條和7.3.5 條[4]，筆者認為機械式停車樓的通風次數不宜小于2 次/h。取2 次/h 時，計算通風量L2=43800m3/h，設計通風量L3=43800×1.1=48180m3/h，設計取值48200m3/h。

3 機械式立體停車樓排煙量計算

《機械式停車庫工程技術規范》（JGJ/T326—2014）[3]第3.1.17條及條文說明指出，“全地下或不具備自然排煙的機械式停車庫，需要設置機械排煙系統強制排煙”， 但該規范中并沒有給出排煙量的具體計算方法。 《建筑防煙排煙系統技術標準》（GB 51251—2017）[7]第4.2.4 條注3 指出，“汽車庫防煙分區的劃分及排煙量應符合現行國家規范《汽車庫、修車庫、停車場設計防火規范》（GB 50067）的相關規定。 ”

根據上述規范，筆者認為，機械式立體停車庫計算排煙量可根據《汽車庫、修車庫、停車場設計防火規范》（GB 50067—2014）[8]第8.2.5 條及表8.2.5 選取。

該項目機械式立體停車樓凈高33.7m，根據《汽車庫、修車庫、停車場設計防火規范》（GB 50067—2014）[8]表8.2.5，選取計算排煙量40500m3/h，設計排煙量L4=40500×1.2=48600m3/h。

4 機械式立體停車樓通風排煙系統設計

《機械式停車庫工程技術規范》（JGJ/T 326—2014）[3]第3.4.5條指出，平面移動類立體停車庫，排風口宜設置在下部，排煙口應設置在上部，又因停車位為275 個（超過50 個），通風系統應與排煙系統分開設置。

通過上述分析計算可知，機械式立體停車樓內的主要考慮因素為車庫的得熱量，且機械式立體停車樓中空較高，熱浮升效應明顯，熱量主要是在機械式立體停車樓的上部聚集，在高位設置排風口，通風效果最佳。

結合初始建筑方案，在停車庫區域的上一層（13 層）設置排風排煙機房，在機房內設置一臺排煙風機，風量48600m3/h，車庫著火時開啟，設置一臺平時排風風機（雙速），高速風量48200m3/h，低速風量32000m3/h。 在機械式立體停車庫高位設置溫度傳感器，當車庫內溫度低于40℃時，排風機低速運行；當車庫內溫度達到40℃時，平時排風機高速運行，對平時排風機進行變速控制，以節省能源，具體設計如圖1、圖2 所示。

圖1 立體機械停車樓12層平面圖

圖2 立體機械停車樓排風排煙機房平面圖

在辦公樓層設置排風排煙機房，占用一定的辦公面積，機械式停車庫高位設置排煙管道，占用一定的建筑層高，且全封閉玻璃幕墻造價較高。 為了能夠減少投資，經各專業商議，把機械式立體停車庫修改為敞開式車庫，取消玻璃幕墻，調整外立面裝飾橫條形式，機械式立體停車樓通過自然通風的方式解決車庫的通風以及排煙問題，節省了建筑層高和幕墻的投資，一舉多得。 最終采用敞開車庫的方案贏得了業主的認可，并順利通過方案報建。

通過上述計算和分析，筆者認為，地下平面移動類機械式立體停車庫通風量計算方法可參考本文方法，巷道堆垛類和垂直升降類通風量亦可參考。 機械式立體停車庫計算排煙量可按《汽車庫、修車庫、停車場設計防火規范》（GB 50067—2014）[8]表8.2.5 選取。

5 結語

（1） 若考慮立面效果，地上機械式立體停車樓封閉，通風量建議通過計算選取，若數據不全時，長江中下游地區建議通風量按2 次/h 選取。

（2） 建議地上機械式立體停車樓設置為敞開式機動車庫，可以節省初投資和運行費用。