地下停車場(chǎng)通風(fēng)設(shè)計(jì)

 

　　近年來(lái),隨著城市現(xiàn)代化建設(shè)的不斷發(fā)展,城市交通中使用的中小型汽車數(shù)量飛速增長(zhǎng),因此,地下停車場(chǎng)、車庫(kù)的建設(shè)也將隨之而發(fā)展，以解決汽車存放與城市用地日益矛盾的問題。

　　地下停車場(chǎng)的興建，為暖通空調(diào)工程師提出了新任務(wù)。如何解決好地下停車場(chǎng)的通風(fēng)和防排煙設(shè)計(jì)問題是地下停車場(chǎng)設(shè)計(jì)中的一個(gè)重要問題。要求設(shè)計(jì)既足滿足平時(shí)通風(fēng)要求，排除汽車尾氣和汽油蒸氣，送入新鮮空氣，以使有害物含量達(dá)到國(guó)家規(guī)定的衛(wèi)生標(biāo)準(zhǔn)的要求；又要滿足火災(zāi)時(shí)的排煙要求，以保證火災(zāi)發(fā)生時(shí)迅速撲滅火源，防止火災(zāi)蔓延，限制煙氣的擴(kuò)散，排除已產(chǎn)生的煙氣，以保證人員和車輛撤離現(xiàn)場(chǎng)，減少傷亡，保障消防人員安全有效地?fù)渚�。另外，地下停車�?chǎng)空間很大，又處于半封閉狀態(tài)，輕此，一般來(lái)說(shuō)，地下停車場(chǎng)應(yīng)該同時(shí)考慮設(shè)計(jì)機(jī)械排風(fēng)系統(tǒng)和機(jī)械排煙系統(tǒng)，并且要處理好二者的關(guān)系。為此，本文主要總結(jié)國(guó)內(nèi)有關(guān)地下停車場(chǎng)通風(fēng)設(shè)計(jì)中的一些問題。

 

　　1、地下停車場(chǎng)有害物的種類及危害地下停車場(chǎng)有害物的種類及危害地下停車場(chǎng)內(nèi)汽車排放的有害物主要是一氧化碳（CO）、碳?xì)浠�合物（HC）、氮氧化物（NOX）等有害物。它們來(lái)源于曲軸箱及排氣系統(tǒng)。燃油箱、化油器的污染物主要為碳?xì)浠�合物（HC），即由燃油氣形成的。若控制不好，其污染物將達(dá)到總污染物的15％～20％；由曲軸箱泄漏的污染物同汽車尾氣的成分相似，主要有害物為CO、HC、（NOX）等。有的汽油內(nèi)加有四乙基鉛作抗爆劑，致使排出的尾氣中含有大量鉛成分，其毒性比有機(jī)鉛大100倍，對(duì)人體的健康和安全很危害很大，其表現(xiàn)有：

　�。�1） 一氧化碳是最易中毒且中毒情況最多的一種氣體，它是碳不完全燃燒的產(chǎn)物。當(dāng)人吸入一氧化碳，經(jīng)肺吸收進(jìn)入血液。因一氧化碳與血紅蛋白的親和能力比氧氣大210倍，因而很快形成碳氧血色素，阻礙了血色素輸送氧氣的能力，導(dǎo)致人嚴(yán)重缺氧，發(fā)生中毒現(xiàn)象。

　　（2 ）大量的氮氧化合物（NOX）排到空氣中也引起人們的中毒，對(duì)粘膜、吸收道、神經(jīng)系統(tǒng)、造血系統(tǒng)引起損害。

　�。�3 ）汽油熱氣內(nèi)毒性最大的是芳香的碳?xì)浠�合物，各種牌號(hào)的汽油內(nèi)芳香的碳?xì)浠�合物的含量一般�?％～16％。當(dāng)人們吸入汽油蒸氣后，會(huì)引起人的特殊的刺激（以如麻醉）。當(dāng)中毒嚴(yán)重時(shí)，將會(huì)導(dǎo)致人們喪失知覺，并引起痙攣。

　�。�4） 有易燃易爆危險(xiǎn)。汽油發(fā)爆極限為下限2.5％，上限為4.8％。當(dāng)空氣內(nèi)一氧化碳的含量為15％～75％時(shí)，一氧化碳也會(huì)發(fā)生爆炸。

　　汽車在地下停車場(chǎng)內(nèi)的啟動(dòng)、加速過程均為怠速運(yùn)轉(zhuǎn)。文獻(xiàn)[1]指出，在怠速狀態(tài)下，CO、HC、NOX三種有害物散發(fā)量的比例大約為7：1.5：0.2.由此可見，CO是主要的。根據(jù)TT36－79《工業(yè)企業(yè)設(shè)計(jì)衛(wèi)生標(biāo)準(zhǔn)》，只要提供充足的新鮮的空氣，將空氣中的CO濃度稀釋到《標(biāo)準(zhǔn)》規(guī)定的范圍以下，HC、NOX均能滿足《標(biāo)準(zhǔn)》的要求。

 

　　2、排風(fēng)量與送風(fēng)量的計(jì)算方法排風(fēng)量與送風(fēng)量的計(jì)算方法目前，國(guó)內(nèi)尚未制定出正式的地下停車場(chǎng)通風(fēng)設(shè)計(jì)計(jì)算的統(tǒng)一規(guī)定。各種資料和文獻(xiàn)[1]、[2]、[3]、[4]中介紹的排風(fēng)量的計(jì)算方法也各不相同。目前常用的有：

　　《民用建筑采暖通風(fēng)設(shè)計(jì)技術(shù)措施》中第4.26條規(guī)定，如無(wú)計(jì)算資料，可參考換氣次數(shù)估算，一般排風(fēng)不小于6次/h，送風(fēng)量不小于5次/h.夜間或備用電源時(shí)，允許降低為3次/h.

　　1985年清華大學(xué)編制《地下車庫(kù)設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)》第125條規(guī)定，一般情況下，停車間和坡道的換氣次數(shù)到6～10次/h，即可滿足稀釋有害氣體的需要。

　　文獻(xiàn)[3]推薦，地下停車場(chǎng)層高在3～4m時(shí)，排風(fēng)量為7～9次/h；層高在3m以下時(shí)，排風(fēng)量為9～11次/h.

　　文獻(xiàn)[4]推薦，機(jī)械排風(fēng)量換氣次數(shù)按5～6次/h計(jì)算，送風(fēng)量為換氣次數(shù)4～5次/h.

　　由此可見，推薦的換氣次數(shù)相差很大，因此，設(shè)計(jì)者選用時(shí)，應(yīng)根據(jù)地下停車場(chǎng)的實(shí)際情況仔細(xì)、分析、比較、慎重選取。另外，還應(yīng)該注意到，由于地下停車場(chǎng)平均每臺(tái)占面積不同。通常為20～40m2.據(jù)文獻(xiàn)[5]介紹，有的停車場(chǎng)竟達(dá)到每臺(tái)車占地50m2（如日本大阪長(zhǎng)掘地下車庫(kù)面積指標(biāo)為55.8m2/臺(tái)）。這樣，若用換氣次數(shù)確定地下的地下停車場(chǎng)的排風(fēng)量，對(duì)于兩個(gè)停車位相同、有害氣體排量相近的停車場(chǎng)而言，其計(jì)算郵的排風(fēng)量會(huì)出現(xiàn)相差一倍械中的現(xiàn)象。也就是說(shuō)，不加分析地盲目用換氣次數(shù)計(jì)算地下停車場(chǎng)的排風(fēng)量，就有可能出現(xiàn)風(fēng)量過大的現(xiàn)象，造成通風(fēng)設(shè)備實(shí)投資和運(yùn)行費(fèi)用的浪費(fèi)；也可能出現(xiàn)風(fēng)量過小，造成停車場(chǎng)內(nèi)有害物超過允許濃度的現(xiàn)象。

　　地下停車場(chǎng)按全面通風(fēng)考慮，停車場(chǎng)內(nèi)有害氣體濃度C處穩(wěn)定狀態(tài)時(shí)，所需的全面通風(fēng)量為

　　L=G/C-CO, m3/h （1）

　　L——地下停車場(chǎng)排風(fēng)量， m3/h G——地下停車場(chǎng)有害氣體產(chǎn)生量，mg/h；C——地下停車場(chǎng)有害氣體允許濃度，mg/ m3；CO——地下停車場(chǎng)地面上大氣中有害氣體濃度，mg/ m3.

　　眾所周知，地下停車場(chǎng)內(nèi)同時(shí)散發(fā)數(shù)種有害氣體濃度，排風(fēng)量應(yīng)根據(jù)公式（1），分別計(jì)算出稀釋各在害氣體所需的風(fēng)量，然后取最大值。然而根據(jù)文獻(xiàn)[1]的分析，稀釋CO的排風(fēng)量L是最大值，因此，根據(jù)地下停車場(chǎng)CO允許濃度計(jì)算排風(fēng)量即可。根據(jù)國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)[6]規(guī)定，車間空氣中CO的最高允許濃度為30mg/m3，當(dāng)工人工作時(shí)間一次不超過30min時(shí)，CO允許濃度可放寬到100mg/m3.故地下停車場(chǎng)內(nèi)空氣中CO的允許濃度建議取100mg/m3.

 

　　另外要注意到，地下停車場(chǎng)停放的汽車尾部總排放量不僅與車型、停車車位數(shù)、車位利用系數(shù)、單位時(shí)間排量和汽車發(fā)動(dòng)機(jī)在車庫(kù)內(nèi)工作時(shí)間有關(guān)，而且與排氣溫度有關(guān)。表1中數(shù)據(jù)是在排氣溫度為550℃（國(guó)產(chǎn)車）、500℃（進(jìn)口車）條件下的數(shù)據(jù)，而檢測(cè)汽車排放有害氣體濃度時(shí)尾部氣溫為常溫20℃左右。為此應(yīng)進(jìn)行溫度修正。其計(jì)算公式為

　　Qi=T2WSBiDit10-3/T1,m3/h （2）

　　4 Q=ΣQi,m3/h （3）

　　i=1

　　式中

　　Q——地下停車場(chǎng)內(nèi)汽車排氣總量，m3/h Qi——停車場(chǎng)內(nèi)i類汽車的排氣總量，通常按表1中的4類選�。▏�(guó)產(chǎn)小轎車和面包車，進(jìn)口小轎車和面包車），m3/h；S——車庫(kù)的停車車位利用系數(shù)，即單位時(shí)間內(nèi)停車輛數(shù)與停車車位數(shù)的比值，其值由建設(shè)單位與設(shè)計(jì)人員共同確定，一般取0.5～1.5；W——地一停車場(chǎng)的停車總車位數(shù)，臺(tái)；Bi——i類汽車單位時(shí)間的排氣量，每臺(tái)1/min，可由表1查�。籇i——i類占停車量總數(shù)的百分比；t——每輛車在地下停車場(chǎng)內(nèi)發(fā)動(dòng)工作時(shí)間，一般取平均值t=6min；T1——汽車的排氣溫度，K，國(guó)產(chǎn)車T1＝825K進(jìn)口車T1＝773K；T2——地下停車場(chǎng)內(nèi)空氣溫度，一般取T2＝293K.

　　地下停車場(chǎng)內(nèi)的CO排放量可用下式計(jì)算

　　4 G=ΣQiCi,m3/h （4）

　　i=1

　　式中

　　G——地下停車場(chǎng)CO的產(chǎn)生量，mg/h ；Gi——i類汽車排放CO平均濃度，mg/m3，由表1查取。

　　3 地下停車場(chǎng)地面上大氣中CO濃度

　　由公式（1）計(jì)算地下停車場(chǎng)的排風(fēng)量時(shí)，地下停車場(chǎng)在面上大氣中的CO濃度，據(jù)文獻(xiàn)[5]實(shí)測(cè)值為2.71～3.23mg/m3，設(shè)計(jì)中可取2.5～3.5mg/m3.

　　為了防止地下停車場(chǎng)有害氣體的溢出，要求停車場(chǎng)內(nèi)保持一定的負(fù)壓。由此，地下停車場(chǎng)的送風(fēng)量要小于排風(fēng)量。根據(jù)經(jīng)驗(yàn)，一般送風(fēng)量取排風(fēng)量的85％～95％。另外的5％～15％補(bǔ)風(fēng)由門窗縫隙和車道等處滲入補(bǔ)充。

 

　　地下停車場(chǎng)排風(fēng)系統(tǒng)的排風(fēng)量是根據(jù)全面通風(fēng)稀釋有害氣體（如CO）至允許濃度以下為原則來(lái)確定的。而排煙系統(tǒng)的排煙量為，當(dāng)排煙系統(tǒng)擔(dān)負(fù)一個(gè)防煙分區(qū)時(shí)，應(yīng)按該煙分區(qū)面積每平方米不小于60m3/h來(lái)計(jì)算；擔(dān)負(fù)兩個(gè)或兩個(gè)以上防煙分區(qū)時(shí)，應(yīng)按最大防煙分區(qū)面積每平方米不小于120m3/h來(lái)計(jì)算。排煙系統(tǒng)風(fēng)機(jī)的最小排風(fēng)量不應(yīng)小于7200m3/h.這樣，二者風(fēng)量很難統(tǒng)一。例如，上例中排風(fēng)量為16200m3/h，若分為兩個(gè)防煙分區(qū)（400×2）時(shí)，其系統(tǒng)排煙量為48000m3/h.二者相差甚遠(yuǎn)。這是用一個(gè)系統(tǒng)平時(shí)排風(fēng)、火災(zāi)時(shí)排煙的主要矛盾之一。在設(shè)計(jì)中應(yīng)該很好地解決這個(gè)問題。其技術(shù)主要有：

　　1、設(shè)計(jì)中選用2臺(tái)或2臺(tái)以上風(fēng)機(jī)并聯(lián)運(yùn)行。平時(shí)僅一臺(tái)風(fēng)機(jī)運(yùn)行，火災(zāi)時(shí)根據(jù)煙感報(bào)警，通過消控中心連鎖開啟另一臺(tái)風(fēng)機(jī)投入運(yùn)行，即2臺(tái)風(fēng)機(jī)并聯(lián)運(yùn)行。其中一臺(tái)風(fēng)機(jī)及風(fēng)壓適用于排風(fēng)系統(tǒng)要求；2臺(tái)風(fēng)機(jī)同時(shí)啟動(dòng)并聯(lián)運(yùn)行風(fēng)量和風(fēng)壓滿足排煙量及風(fēng)壓要求。這種方式，排風(fēng)機(jī)機(jī)房面積銷大些，日常維修工作量也多些。

　　2 、選用雙效風(fēng)機(jī)。平時(shí)排風(fēng)時(shí)可低速運(yùn)行，火災(zāi)時(shí)可高速運(yùn)行。目前，國(guó)內(nèi)已有廠家生產(chǎn)雙效速消防排煙風(fēng)機(jī)和低噪聲變風(fēng)量排煙風(fēng)機(jī)箱。如某系列雙速排煙軸流風(fēng)機(jī)機(jī)號(hào)NO5～NO12，高轉(zhuǎn)速時(shí)，風(fēng)量由8000m3/h到60000m3/h，風(fēng)壓由568Pa到720Pa；低速運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)，風(fēng)量由4000m3/h到39700m3/h，風(fēng)壓由142Pa到320Pa.

　　3、 文獻(xiàn)[3]建議將防煙分區(qū)劃小，降低系統(tǒng)排煙量，使之與排風(fēng)量一致或接近。如上述那個(gè)停車場(chǎng)（800m2）分為6個(gè)防煙分區(qū)的話，每個(gè)防煙分區(qū)面積為140m2，系統(tǒng)的排煙量為16800m3/h，與其排煙量一致。這樣，用一個(gè)系統(tǒng)平時(shí)排風(fēng)，火災(zāi)時(shí)排煙就無(wú)風(fēng)量相差的矛盾了。

 

　　地下停車場(chǎng)排風(fēng)系統(tǒng)要求上部排出1/3，下部排出2/3的汽車廢氣；而對(duì)于排煙系統(tǒng)來(lái)說(shuō)，根據(jù)煙氣上升流動(dòng)的特點(diǎn)，排煙口總是設(shè)置在停車場(chǎng)的上部。發(fā)生火災(zāi)時(shí)，為了防止火災(zāi)發(fā)生區(qū)煙氣侵入非火災(zāi)的防煙區(qū)內(nèi)的煙氣，而非著火的防煙分區(qū)內(nèi)排煙口應(yīng)關(guān)閉。這與平時(shí)排風(fēng)系統(tǒng)氣流組織截然不同。這就要求在復(fù)合系統(tǒng)設(shè)計(jì)中，應(yīng)采取有效的技術(shù)措施，注意解決好排風(fēng)系統(tǒng)與排煙系統(tǒng)對(duì)氣流組織要求 不同的矛盾。其解決方法通常有：

　　a.復(fù)合系統(tǒng)風(fēng)道布置時(shí)，應(yīng)充分考慮防火分區(qū)和防煙分區(qū)問題。一般來(lái)說(shuō)，一個(gè)防火分區(qū)布置一個(gè)或二個(gè)復(fù)合系統(tǒng)，系統(tǒng)的分支管按防煙分區(qū)設(shè)置。

　　b.排風(fēng)系統(tǒng)與排煙系統(tǒng)合用一條風(fēng)道，如圖1所示。為能同時(shí)滿足排風(fēng)與排煙對(duì)氣流組織的要求，在圖1上所示的復(fù)合系統(tǒng)上加裝排煙防火閥（常閉）、防火閥（常開）、排煙口等附件。平時(shí)，風(fēng)機(jī)1正常運(yùn)行（風(fēng)機(jī)2停止運(yùn)行），排煙防火閥、排煙風(fēng)口處于常閉狀態(tài)，進(jìn)行正常的排風(fēng)。發(fā)生火災(zāi)時(shí)，防火閥5關(guān)閉，處于著火點(diǎn)內(nèi)防煙分區(qū)的排煙口打開，排煙防火閥開啟，風(fēng)機(jī)2啟動(dòng)，與風(fēng)機(jī)1并聯(lián)投入運(yùn)行，進(jìn)行排煙。

　　但是設(shè)計(jì)該系統(tǒng)時(shí)注意，一般排風(fēng)道內(nèi)的風(fēng)速為6～8m/s，而排煙風(fēng)道內(nèi)的風(fēng)速可以達(dá)到排風(fēng)風(fēng)速的2倍以上，只要不超過20m/s即可。因此，平時(shí)排風(fēng)與火災(zāi)時(shí)排煙完全可以共用一條風(fēng)道，只是風(fēng)道斷面應(yīng)該分別按排風(fēng)要求和排煙要求計(jì)算確定其斷面面積的大小，取其大者�；蛘�，在劃分防煙分區(qū)時(shí)，應(yīng)注意其排煙量的大小，要與排風(fēng)系統(tǒng)的風(fēng)道斷面面積的大小相適應(yīng)。

　　c.排風(fēng)系統(tǒng)與排煙系統(tǒng)分別各用一條風(fēng)道，如圖2所示。一條風(fēng)道按排風(fēng)系統(tǒng)要求時(shí)，另一條按排煙系統(tǒng)要求設(shè)計(jì)，通過閥門的啟閉，來(lái)實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)的運(yùn)行。平時(shí)閥4關(guān)閉，閥3開啟，風(fēng)機(jī)1運(yùn)行，排出汽車廢氣，保證衛(wèi)生要求�；馂�(zāi)發(fā)生時(shí)，防火閥3關(guān)閉，根據(jù)火災(zāi)報(bào)警，通過消控中心，可自動(dòng)打開處于著火點(diǎn)的防煙分區(qū)內(nèi)排煙風(fēng)口，并連鎖打開排煙防火閥4，開啟風(fēng)機(jī)2，與風(fēng)機(jī)1并聯(lián)運(yùn)行，進(jìn)行排煙。此系統(tǒng)具有獨(dú)立性強(qiáng)、平時(shí)排煙與火災(zāi)時(shí)排煙互不影響、可靠性高、排風(fēng)與排煙合用一套風(fēng)機(jī)系統(tǒng)（亦可用雙速消防風(fēng)機(jī)）、節(jié)省投資等優(yōu)點(diǎn)。其缺點(diǎn)是風(fēng)道布置復(fù)雜些。

 

　　復(fù)合系統(tǒng)除了保證平時(shí)排風(fēng)功能外，火災(zāi)時(shí)還要起到排煙作用。因此，系統(tǒng)布置、附件、風(fēng)機(jī)的選擇都要符合防排煙的特殊要求。

　　 系統(tǒng)的布置要與防火分區(qū)、防煙分區(qū)相適應(yīng)。

　　 排煙風(fēng)口的布置要符合有關(guān)的防火規(guī)范的要求�；馂�(zāi)發(fā)生時(shí)，嚴(yán)格按消防控制程序，控制復(fù)合系統(tǒng)的排風(fēng)功能與排煙功能的轉(zhuǎn)換；控制防火閥、排煙閥、排煙防火閥等附件的開啟與關(guān)閉；任何一個(gè)排煙閥或排煙防火閥的動(dòng)作，可自動(dòng)使風(fēng)機(jī)高速運(yùn)轉(zhuǎn)或使其余排煙風(fēng)機(jī)啟動(dòng)。

　　 設(shè)備與附件的選擇要符合有關(guān)防火規(guī)范的要求。例如，要求所選擇的風(fēng)機(jī)在280℃下，可連續(xù)運(yùn)轉(zhuǎn)30分鐘。

　　考慮到風(fēng)機(jī)的耐熱程度和防止高于280℃的帶火焰的煙氣蔓延，在風(fēng)機(jī)入口附近設(shè)置280℃關(guān)閉的排煙防火閥。

　　本文對(duì)國(guó)內(nèi)地下停車通風(fēng)設(shè)計(jì)中的一些問題和作法進(jìn)行了系統(tǒng)的總結(jié)，歸納出地下停車場(chǎng)通風(fēng)設(shè)計(jì)中一些切實(shí)可行的技術(shù)措施和具體的實(shí)施方案，以供今后設(shè)計(jì)中參考。