淺談地下車庫通風與排煙系統的設計

焦國權

（甘肅第一建設集團有限責任公司，甘肅 蘭州 730070）

0 引言

燃油汽車行進時會排放大量有害氣體，加之內部燃油的可燃性，要求相關設計者務必樹立安全、環保理念，合理設計地下車庫通風與排煙系統：除了排出汽油蒸汽和尾氣外，還要保持內部空氣的潔凈，定時送入新鮮空氣，保證區域內的衛生標準，同時注意火災隱患，合理設計防控方案，防止火勢蔓延并第一時間阻斷火源，將人民生命健康和財產安全放在首位。本文詳細分析在設計地下車庫通風與排煙系統時容易出現的問題，分析限制因素，設計中秉持節能性、安全性原則，并給出相應的設計方案。

1 地下車庫通風與排煙系統設計特點分析

1.1 排煙量設計

我國相關規定指出，在設計帶有通風與排煙系統的地下停車場時，需要確保防煙分區面積在2000m2以內，同時不予跨過防火分區，在設有自噴條件下可將防火分區拓展一倍，每個防火分區可設置兩個防煙分區。目前地下車庫常見的通風、排煙系統設計方式主要有兩種，其一是以換氣次數為主，一般來說排風量需要控制在6次∕h以上，送風在5次∕h以上，風管風速在12～15m∕s最佳；其二是按照常規的衛生標準通風量來確定換氣方法，經調查顯示，停車場中空氣含有一氧化碳（CO）、二氧化硫（SO2）、甲醛（CHO）、氮氧化合物（NOx）等有害物質，其中含量較高的是CO和NOx，經過相應的換算可以發現，按照CO的標準來計算不僅能夠實現全面通風換氣，還能稀釋NOx到最佳濃度。而對于排煙量的計算應采用《汽車庫、修車庫、停車場設計防火規范》中規定的數值。

1.2 地面限制因素

從平面布局的角度來看，地下車庫有別于普通的建筑，在設計風機房時的限制因素很多，其中比較重要的部分在于排風、排煙口、通風豎井以及其出地面的位置等。豎井能夠起到排放大量有害氣體的作用，在設計過程中務必與周圍建筑間隔一定距離，以免形成氣流短路問題，同時進風口和排風口之間也要保持有效距離，確保不會出現二次吸入有害氣體的情況，避免二次污染影響后續排放情況。此外，地下車庫的規模也是一項重要因素，一些大型的地下車庫擁有多個防火分區，因此在平面布局上也會具有一定針對性特征，通風井設計限制因素較多，如車道的位置、分布情況、數量等。

2 地下車庫通風與排煙系統設計中存在的問題

2.1 風機選擇問題

排煙風機是地下車庫落實通風和排煙工作的基礎，其類型多樣，需要根據現場環境、規模以及風機的實用性來挑選。針對通風排煙系統，大部分設計人員都會優先選擇雙速風機，其原理在于利用電子繞組間的連接方式來改變級數，從而實現調速的目的。在高速運轉下可以將其視為排煙系統，反之則是通風系統，例如集送風、補風排煙于一體的的機器，通過運轉速度來控制其功能。通常情況下，大部分地下車庫設計人員會認為通過變速就能轉換檔位，從而達到節能的效果，但通過對我國地下車庫通風、排煙效果的調查來看，存在一些風機類型與車庫不匹配問題，其中最突出的問題是缺乏對排風量和排風壓力兩個方面的正確計算，同時還存在曲解雙速風機概念的問題，使得地下車庫通風、排煙系統的選擇缺乏科學性。

2.2 排風、排煙口布置問題

地下車庫停放汽車，在有效解決土地資源，進一步提升空間利用率等方面，發揮著重要的作用與優勢。然而正因為是地下作業，封閉性特征比較突出，因此通風與排煙系統的設計是整個地下車庫設計過程中的核心環節。在實際的設計過程中，由于地下空間寬闊，且要保證規定范圍內必須安置相應設備，會存在通風、排煙口位置設計不合理的問題。造成該問題的因素較多，例如車庫排煙量計算、排煙區劃分、防火分區劃分等，需要相關人員認真分析設計圖紙，結合現場實際情況進行干預，確保設計圖紙的可行性和科學性[1]。

2.3 誘導風系統及相關設備使用環境問題

隨著科技的進步，對誘導通風的研究得到重視并廣泛應用于地下車庫建設項目中，其中比較有代表性的是無風道噴流誘導通風系統。現階段的無風道噴流誘導通風系統逐漸呈現自動化、智能化、簡單化特征，能夠應用于各類場所。在地下車庫通風與排煙系統設計中，該項技術主要利用誘導風機箱和智能誘導器做吸入的動作，完成后再利用高速噴嘴噴射氣流。這一操作的主要目的在于擾動空氣，讓其按照噴射方向來流動，從而為新鮮空氣和車庫空氣安排流動路徑。無風道噴流誘導通風系統在地下車庫中的應用效果顯而易見，目前大部分車庫在通風與排煙系統設計中都會優先選擇這一方案，但一些細節部分還有待優化。尤其需要結合實際情況明確誘導式風機的限制因素，若車庫層高相對較高，且從平面角度來看車庫過于封閉、龐大時，則并不適合啟用該系統，這也是比較常見的問題。

3 優化地下車庫通風與排煙系統的方案設計

3.1 嚴格計算車庫信息提升匹配度

在地下車庫的建設過程中，合用系統的應用十分普遍。當地下車庫的排風與排煙量相一致時，可以設計管路系統（如圖1所示），即通風與排煙系統合二為一的工作模式。圖1中HFD為防火閥、CD為止回閥，能夠防止容器介質倒流或泄放等問題，是確保機械運轉的基礎部分。在這種運作模式下能夠進一步節省資金，具有一定的可靠性，節省時間、人力成本，同時提高空間利用率，與節能理念相一致。若通風量與排風量不一致時，則可以采用變速風機來滿足地下車庫的通風和排煙需求。

圖1 地下車庫管路系統示意圖

為了提升通風、排煙系統與車庫空間之間的契合度，需要設計人員嚴格遵循標準來進行計算，再選擇合適的設備。在相關規定中，“適宜選用變速風機”所指的變速風機比較適用于普通的排風系統。但當地下車庫空間出現頻繁的車輛出入情況時，要求風機快速運轉以達到實時排風的目的；若車庫處于車輛出入不頻繁的時間，如夜晚、凌晨、工作班等，通風量和換氣量需求較小，風機會進行低速運轉[2]。一般情況下，判斷高速和低速排風雙速風機的使用主要依靠設計人員的精準計算，主要參數來源有以下幾點：當地下車庫層高在3m以上時，在計算排風量的過程中要根據車庫層高來計算換氣體積；當層高在3m或以下時需要按照層高3m的排煙量（即30000m2∕h）來設置排煙機工作時間，具體可以參考《汽車庫、修車庫、停車場設計防火規范》中要求的汽車庫、修車庫內每個防煙分區排煙風機排煙量來明確不同凈高地下車庫所對應的排煙量，依照表1中所示的參數，結合實際情況選用合適的雙速風機，合理設置運作流程，低速運轉時實現通風目的，高速運轉時起到排煙的作用。

表1 汽車庫、修車庫內每個防煙分區排煙風機排煙量

3.2 通風和排煙口的合理布設

地下車庫通風和排煙系統的有效性主要在于通風和排煙口的設計是否合理，在實際設計過程中應按以下原則進行合理布設：

（1）嚴格遵循相關規定和現場的實際參數情況，充分考慮其位置能否滿足日常的通風量、排煙量的需求。

（2）在進行排風系統設計過程中，是否有無風道誘導風機系統的參與，若有，則需要適當減少排風口，同時務必確保排風口在合適的位置，最佳位置是在誘導接力系統的最末端，其作用在于最大程度地發揮誘導風機系統的有效性；若不存在排風系統時，則要進一步加強排風口與地下車庫整體環境之間的契合度，無論是數量還是位置，都要明確排風口的使用范圍以及空間死角問題。

（3）在布設排風、排煙口位置時應當結合空間內防煙分區的具體情況來設計，務必滿足其排煙需求，最大距離范圍控制在30m，數量適中即可，切忌過多，否則會造成氣流失衡。

（4）排風、排煙口盡可能與安全通道和人流疏散的方向相反，以免在疏散過程中造成嚴重影響。

（5）在布設通風、排煙口時盡可能將其位置設置在車位上方，而不是車道上方，避免造成堵塞問題。

除此之外，相關設計人員還應當在設計之初對現場進行勘察，明確地下車庫的規模、車型種類以及分布情況，針對不同類型的建筑車庫設計出符合其實際條件的通風、排煙系統，從而更好地滿足其各方面需求，避免由于設計圖紙和實際不符而造成經濟損失[3]。經調查顯示，一些地下車庫設有通風窗，這類車庫也符合建筑規定但普遍規模較小，因此針對這類地下車庫可以采用自然通風、排煙系統。在落實過程中可以依照是否設有機械通風、排煙系統，是否具備自然排煙條件等來進行劃分。具備自然通風、排煙系統的地下車庫不僅能夠做到換氣，還能防火防煙，在降低能源消耗的同時貫徹環保理念。

3.3 明確限制因素選擇配套系統

誘導式風機的使用條件很多，因此需要逐一分析各類限制因素，明確各項參數標準，以此來解決地下車庫誘導風機使用環境的問題，實現科學布設。當車庫層高較低，且建筑的整體布局相對穩定，汽車泊位流暢整齊時，方可使用無風道噴流誘導式的通風系統，能夠充分發揮其作用，在特定條件下清除空氣死角，實現氣流運轉，此外還能提升經濟效益，節省一些安裝、配套設施的費用。當車庫的類型主要用于比較高的車輛時，即地下車庫層高過高，則不適合采用誘導式風機系統，無法充分發揮效能實現擾動效果。當地下車庫中的有害氣體較多、濃度相對較高，且車庫中存在配電室或設備用房時，同樣不宜應用無風道噴流誘導通風系統。

當無風道噴流誘導風機布設在車道上時，需要采用專業手段進行操作，提升布設結果的合理性。在此過程中可以利用無風道噴流誘導系統的特性來確定方案的合理性和有效性，結合噴射程度、通風條件以及氣流組織來選擇具體方案。一般情況下會將機器的間距控制在11～16m處，并保證每100m2、150m2或200m2的范圍內有一臺設備。風機的布置要與主流場風機形成一定的夾角，從而實現輔助流場，考慮到通風、排風排煙口的布設，還應當綜合考慮整體效果，此時需要利用噴嘴來進行空間和氣流的虛擬分離，優化流通防止短路。噴嘴射流中心線需要保持一定距離，在第一臺誘導風機的基礎上，當第二臺風機距離地面1m時，其水平10m的位置均要距地面1m，誘導風機兩層噴口的射流中心線需要位于停車位的尾部地面上的1m處[4]。此外，若設計車庫時采用誘導通風系統，則要進一步提升其消防功能，單獨設置獨立系統的排煙裝置，排煙管道的布設不必過于復雜，在風機選擇上使用單速風機即可，排煙機可采用專用的軸流風機或離心風機，從而滿足地下車庫的消防需求。

4 結束語

目前我國地下車庫通風和排煙系統的設計還有一定的提升空間，對一些比較常見的問題，很多細節部分值得再三推敲和優化。本次研究主要以節能性、安全性為切入點，強調一些關鍵問題和設計規范，并根據實際需求統籌兼顧，合理配設相應的裝置，確保風管、風口等方面的布設符合國家標準要求，同時降低風險發生率，為人民生命和財產安全提供基本保障。