地下汽車庫誘導通風系統設計與應用

王慧中，張晶，焦磊杰

（1.深圳市同濟人建筑設計有限公司，廣東深圳 518000；2.深圳市華陽國際工程設計股份有限公司，廣東深圳 518000）

1 引言

傳統的通風系統，盡管也可以較好地解決地下車庫的通風換氣問題，但因管線均布且長度很大，所以對車庫的凈高和美觀會造成一定的負面影響。而誘導通風系統取消了風管，從而降低層高、節約投資和運行費，在提高汽車庫室內空氣品質和觀感方面有著不容忽視的優勢，在工程中的應用也越來越廣泛了[1]。

2 系統概述

2.1 基本原理

當空氣以一定速度由噴嘴進入大空間擴散時，會形成自由射流。誘導風機噴射出的氣流可視為等溫自由圓射流，在速度作用下，射流會保持流動方向繼續流動[2]。

射流通常經過很短的距離后會變成完全的紊流，邊界與周圍靜止流體相摻混進行質量和動量交換，帶動周圍空氣流動。由于周圍流體的卷入，使射流的質量流量、射流的橫斷面積沿x 方向不斷增加，形成了向周圍擴散的椎體狀流動場。

根據動量守恒定律QOVO＝QXVX（式中，QO為O 點風量；VO為O 點速度；QX為X 點處誘導風量；VX為X 點處射流中心速度），理論上射流的截面增加的同時，誘導風量QX也在增大，而斷面速度VX將減小。射流的中心速度VX會不斷衰減趨向于零，而前方噴嘴會產生一個新射流，從而將氣流的擾動繼續傳遞下去，使持續流動的速度場能夠充滿整個作用空間。但在實際項目中會受許多非理想因素干擾，如車庫中的梁板柱以及自然風等其他因素都有可能對射流造成干擾。

2.2 系統構成

誘導通風系統包括送風機、誘導風機若干和排風機，其中誘導風機主要由低噪聲的高效風機、箱體、可控制角度的噴嘴3 部分構成。送風風機由室外引入新鮮空氣，誘導風機將新鮮空氣沿設計流線導向排風風機，沿途污濁空氣不斷進行卷入混合，最終由排風機排出，詳見圖1。

圖1 誘導通風原理圖

2.3 系統特點

2.3.1 控制投資

由于系統不設排風管，從根本上解決了與其他設備管線的交叉問題，降低了對車庫層高的要求，降低車庫土建費用，減少初投資；誘導風機約250 mm 高，通常安裝于梁側，也可直接樓板安裝，保證了車庫凈高，平面布局也簡潔美觀。

2.3.2 安裝靈活

誘導風機安裝施工便捷，不接風管；安裝多樣化，有板底安裝、梁底安裝、壁掛等形式；配線簡單，220 V 單相電源供電。

2.3.3 運行節能

采用誘導通風系統不設排風管，送風僅有局部少量風管，大大降低送、排風機功率，降低運行費用；誘導風機配消音箱，噴嘴設計符合聲學要求，能夠有效控制噪聲的影響；馬達配無油軸承，無須添加機油，維護便捷。

2.3.4 使用效果

由于汽車尾氣在下部排出，所以在傳統的車庫設計中，排風口一般按上、下兩部分分別設置，下部排風口主要用來排出汽車尾氣，氣流組織欠佳時，有害氣體容易聚集。誘導通風系統能夠有效加強氣流擾動，避免產生死角，全方位排出車庫內的有害氣體；可以通過控制噴嘴方向調整氣流方向，適應室內需求；車庫空氣在誘導風機的氣流擾動下充分混合，降低有害氣體濃度。不開進、排風機，誘導風機單獨啟動，也可增強室內空氣擾動，將有害氣體輸送到排風機房附近，提高車庫空氣品質。

2.4 布置原則

2.4.1 規劃主通道

為了氣流組織更合理，通常先根據風機房的位置和車庫防火分區的整體布局來確定氣流主通道；然后結合車道、車位的分布和車尾(污染源）的位置來布置誘導風機，使新風沿主通道形成較穩定的氣流，及時將尾氣等污染物稀釋并排出。

2.4.2 虛擬分隔

在實際項目設計過程中，有時候送、排風井道的位置受建筑、總圖、景觀等條件限制，距離比較近（滿足規范最低要求），這時應通過合理布置誘導風機來進行“虛擬分隔”，通過合理的氣流組織，避免進、排風短路[3]。

2.4.3 作用范圍

“以允許的射流最小邊界速度來確定作用寬度，以允許的最小核心速度來確定射流接力長度”來確定誘導風機的作用范圍。作用范圍可根據所選誘導風機的品牌參數結合使用場所的功能需求確定，僅參考射流參數來布置是片面的、不合理的。

2.4.4 安裝角度

在布置誘導風機時應根據層高合理設置噴嘴的安裝水平角。例如：“層高h≤4 m 取15°；4＜h≤5 m 取20°；5＜h≤6 m取30°”。同時，需注意應避免因安裝角度過大而造成二次揚塵。

2.4.5 人員出入口

車庫內人員大多會經過電梯廳并短暫停留，或是經前室通過樓梯間離開地下車庫，應避免誘導風機將污濁空氣引至電梯廳及其他出入口附近。

3 工程實例

3.1 工程概況

TX 濱海大廈位于深圳市后海大道新興高新區，是一棟集辦公、研發、文體活動為一體的超高層綜合建筑，地下4 層均為地下車庫。

3.2 系統設計

由于使用方對于地下室凈高要求較高，如采用傳統地下室排風排煙合用的做法，風管高度較大，加上消防自動噴淋管、電纜橋架交叉，很難滿足使用方提出的凈高要求，因此，通風設計時采用誘導式通風系統+排煙系統的方式。

現選取地下車庫的B3-3 防火分區來進行設計與分析，其設備布置如圖2 所示。

該防火分區的面積接近4 000 m2，根據地下車庫相關規范[4]及使用方的設計任務書要求，應設通風及排煙系統。由于采用誘導式通風系統，排風及排煙系統共用風機和室外防雨百葉，風管分開設計，排風管只需出機房設置排風口即可，無須滿鋪車庫；而排煙管只要滿足GB 50067—2014《汽車庫、修車庫、停車場設計防火規范》[5]中“防煙分區內的排煙口距最遠點的水平距離不應超過30 m”的規定，在車庫中布置排煙口，但排煙管可按風速小于20 m/s 選擇尺寸，節省管材和凈高。

因共用風機，需靠電動閥門控制管道，平時通風時，排風管閥門打開，排煙管閥門關閉；火災時，排煙管閥門打開，排風管閥門關閉。送風及消防補風合用風機和風管，火災時啟動。

當送、排風機啟動，新鮮空氣由誘導風機向前推動，噴嘴噴出的高速氣流與周圍的污濁空氣形成強烈的擾動并混合，形成持續的氣流，沿設計的主通道流向排風口，最終由排風機排至室外。整個空氣誘導系統的布置，應以提升空氣品質為導向，適當控制成本。由于平時各防火分區連通，排風系統的氣流組織是整個車庫一體化設計并優化，并不拘泥單一防火分區；安裝高度可參考車庫凈高要求，通常以誘導風機中部與梁底平齊或底部不低于風管底部為宜；進風口與障礙物間距應≥600 mm，前方無障礙物。

通風主通道按東北角進風西側排風設計，前后兩個誘導風機距離按8 m 選取，噴嘴向下傾斜15°，詳見圖2。

圖2 B3-3 防火分區設備布置圖

3.3 風量計算

本項目地下車庫僅供公司員工使用，通風量根據相關規范按稀釋廢氣量計算，換氣次數選取排風6 次/h，送風4.8 次/h[6]，總排風量75 000 m3/h。

3.4 設備選型

根據計算值進行設備選型，誘導風機單臺風量1 360 m3/h，全壓150 Pa，射程10 m。

3.5 系統布置

排煙風機接出兩條風管，一條寬1 600 mm，高400 mm 的排煙風管，一條3 000 mm×500 mm 的排風風管，排風風管出機房接消聲器后馬上布置排風口，不影響整個防火分區的管線走向及凈高，兩條風管分別設置電動防火閥。

補風機接出一條風管，按送風風速控制選擇風管尺寸為3 000 mm×400 mm，風管接消聲器后出機房馬上布置送風口，不影響整個防火分區的管線走向及凈高，合理布置誘導風機，使送風能均勻沿車道流向排風口處。

誘導風機根據設備性能由噴口處畫出其射流范圍，按誘導風機之間間隔8 m 來進行布置，布置原則為：整體流向為由送風流向排風，盡量覆蓋整個區域，按整個車庫考慮系統，并考慮車庫中墻柱對其射流的影響。

4 結論

綜上所述，得出以下結論：

1）誘導通風系統可降低地下汽車庫層高，降低了土建初投資，是一種經濟可行的通風方式。

2）誘導通風系統在車輛進出不頻繁的情況下可以只開誘導風機不開送、排風機，從而達到節能且降低運行費用的效果。

3）誘導風機的射流作用加強了氣流擾動，使積聚的尾氣等有害物隨氣流排向排風口，改善了車庫空氣品質。

4）誘導通風系統的排風管不與排煙管合用，故排煙管的尺寸和布管密度較傳統做法大幅減少，減少對凈高的影響。

5）設計誘導風機的布置時，應統一考慮車庫中各防火分區送排風系統，使整個車庫的通風系統更加合理。

6）實際工程中要針對項目進行分析，靈活布置，不可盲目按單個誘導風機射流作用面積進行布置設計。