阮運(yùn)琴

（桂林市城市規(guī)劃設(shè)計(jì)研究院　廣西　桂林　541002）

大型建筑地下空間通風(fēng)與防排煙系統(tǒng)設(shè)計(jì)研究

阮運(yùn)琴

（桂林市城市規(guī)劃設(shè)計(jì)研究院廣西桂林541002）

隨著我國(guó)經(jīng)濟(jì)的不斷發(fā)展，大型建筑如同雨后春筍一般不斷涌現(xiàn)，與此同時(shí)，大型建筑地下空間和防排煙系統(tǒng)已經(jīng)引起了相關(guān)部門(mén)的廣泛關(guān)注。大型建筑地下空間作為相對(duì)密閉的場(chǎng)所，其通風(fēng)條件較差，空氣成分復(fù)雜，火災(zāi)燃燒多為不充分燃燒，產(chǎn)生大量有毒氣體，煙氣多、升溫快，極易造成重大人身傷害，所以加強(qiáng)地下通風(fēng)和防排煙設(shè)計(jì)刻不容緩。

建筑地下空間；通風(fēng)；防排煙；設(shè)計(jì)

1　前言

大型建筑地下空間具有結(jié)構(gòu)功能復(fù)雜、相對(duì)封閉的特點(diǎn)，在實(shí)際設(shè)計(jì)過(guò)程中，急需要考慮通風(fēng)條件，也需要考慮防排煙系統(tǒng)優(yōu)化設(shè)計(jì)，在保證系統(tǒng)正常運(yùn)行的基礎(chǔ)上，最大限度的保護(hù)人們生命財(cái)產(chǎn)的安全。我國(guó)先后頒布了《建筑設(shè)計(jì)防火規(guī)范》、《汽車(chē)庫(kù)、修車(chē)庫(kù)、停車(chē)場(chǎng)設(shè)計(jì)防火規(guī)范》等規(guī)章制度，對(duì)地下空間通風(fēng)和防排煙系統(tǒng)做出了明確的規(guī)定[1]。筆者根據(jù)多年的工作經(jīng)驗(yàn)，首先對(duì)建筑地下通風(fēng)排煙系統(tǒng)進(jìn)行了概述，對(duì)地下空間排煙、通風(fēng)系統(tǒng)進(jìn)行了理論分析計(jì)算，然后根據(jù)某具體大型建筑地下停車(chē)場(chǎng)為例，講述了通風(fēng)排煙系統(tǒng)的具體設(shè)計(jì)，具有一定的現(xiàn)實(shí)意義和參考價(jià)值。

2　大型建筑地下通風(fēng)排煙系統(tǒng)概述

經(jīng)濟(jì)的發(fā)展帶動(dòng)了人們生活水平的提高，城市化進(jìn)程不斷加快，城市用地空間日漸緊張，可用土地越來(lái)越少。合理有效的開(kāi)辟大型建筑地下空間能夠有效合理的提高土地利用率，全面提高經(jīng)濟(jì)效益。大型建筑地下空間具有：高密閉性、管線多、出入口少的特點(diǎn)，所以在設(shè)計(jì)通風(fēng)排煙系統(tǒng)的時(shí)候應(yīng)該綜合考慮多方面因素。常見(jiàn)的通風(fēng)排煙系統(tǒng)有四種方式，具體如表1。

表1　大型建筑地下通風(fēng)排煙系統(tǒng)

我國(guó)《汽車(chē)庫(kù)、修車(chē)庫(kù)、停車(chē)場(chǎng)設(shè)計(jì)防火規(guī)范》規(guī)定：設(shè)有通風(fēng)系統(tǒng)的汽車(chē)庫(kù)，其通風(fēng)系統(tǒng)應(yīng)該單獨(dú)設(shè)置；地下車(chē)庫(kù)防火分區(qū)必須在2000m2范圍內(nèi)，采用隔墻、擋煙垂壁或從頂棚下突出不小于0.5m的梁來(lái)進(jìn)行防煙分區(qū)的劃分，排煙風(fēng)機(jī)的排煙量可根據(jù)不小于6次/h的換氣次數(shù)來(lái)計(jì)算。

3　地下空間排煙、通風(fēng)理論分析

地下空間通風(fēng)系統(tǒng)就是排除有毒有害氣體，同時(shí)向地下空間送入新鮮空氣，從而將污染物稀釋降低到國(guó)家規(guī)定衛(wèi)生標(biāo)準(zhǔn)，從而大大降低爆炸混合物危險(xiǎn)性。排煙系統(tǒng)為了在發(fā)生火災(zāi)的時(shí)候能夠迅速排除高溫?zé)煔?，并且阻止煙氣的快速蔓延，保證人員快速安全撤離現(xiàn)場(chǎng)，同時(shí)讓消防人員進(jìn)入車(chē)庫(kù)及時(shí)撲滅火災(zāi)。所以排煙量和通風(fēng)量的計(jì)算具有極其重要的作用，是設(shè)計(jì)通風(fēng)排煙系統(tǒng)的基礎(chǔ)和根本[2]。

3.1排煙分析及計(jì)算

地下空間火災(zāi)發(fā)生后車(chē)庫(kù)內(nèi)的溫度高，能夠達(dá)到800℃，火源附近溫度可以高達(dá)1000℃，火災(zāi)時(shí)產(chǎn)生的煙氣多，無(wú)法泄壓，爆炸的幾率比較高，極易造成連鎖燃燒反應(yīng)，發(fā)生火災(zāi)的時(shí)候，人員不容易逃離，易引起地面建筑燃燒。排煙風(fēng)機(jī)的排煙量通常根據(jù)換氣次數(shù)不小于6次/h來(lái)計(jì)算確定。排煙量公式如下：

式中：L-為排風(fēng)量，單位m3/h；V-為防煙分區(qū)體積，單位m3；S-為防煙分區(qū)面積，單位m2；H-為防煙分區(qū)的實(shí)際高度，單位m；N-表示換氣次數(shù)。

《汽車(chē)庫(kù)、修車(chē)庫(kù)、停車(chē)場(chǎng)設(shè)計(jì)防火規(guī)范》中的規(guī)定：設(shè)置補(bǔ)風(fēng)系統(tǒng)，且不宜小于排煙量的50％，補(bǔ)風(fēng)量計(jì)算公式為：

式中：Ls——表示補(bǔ)風(fēng)量，單位為m3/h。

實(shí)際設(shè)計(jì)過(guò)程中，應(yīng)該合理組織排煙空氣氣流組織，噴嘴調(diào)整和布置靈活，杜絕出現(xiàn)通風(fēng)死角。

3.2通風(fēng)分析及計(jì)算

地下空間通風(fēng)情況直接決定了地下空氣的空氣質(zhì)量和熱舒適性，所以應(yīng)該保持地下空間空氣流動(dòng)性。只采用自然通風(fēng)的方式，空氣質(zhì)量很難滿足實(shí)際要求，所以應(yīng)該建立一種非自然通風(fēng)方式。大型建筑地下空間空氣含有一氧化碳（CO）、二氧化硫（SO2）、二氧化碳（CO2）及甲烷（CH4）。筆者通過(guò)統(tǒng)計(jì)調(diào)查的方式，總結(jié)出通風(fēng)量計(jì)算方式有三種：換氣次數(shù)計(jì)算法、全面通風(fēng)換氣量法、經(jīng)驗(yàn)公式法。實(shí)際計(jì)算過(guò)程中，換氣次數(shù)計(jì)算法的送風(fēng)量和地下空間排風(fēng)量、規(guī)模、面積有關(guān)。經(jīng)驗(yàn)公式法是根據(jù)經(jīng)驗(yàn)法得到計(jì)算公式，受到多重因素的影響，內(nèi)在因素包括建筑類(lèi)型和布置方式，外在因素包括車(chē)流量大小和環(huán)境因素[3]。

比較常用的是全面通風(fēng)換氣量法。全面通風(fēng)換氣量計(jì)算法是按照按照將地下車(chē)庫(kù)有害氣體的數(shù)量降低到國(guó)家衛(wèi)生標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定的全面通風(fēng)換氣量來(lái)計(jì)算的。換氣量按照分別稀釋不同種類(lèi)有害氣體所需要的換氣量進(jìn)行計(jì)算并且取其中最大值的方式進(jìn)行計(jì)算，通風(fēng)量計(jì)算公式如下：

式中：G-表示通風(fēng)量，單位為m3/h；M-為濃度最大有害氣體流出量，單位g/s；C2-為t2時(shí)刻有害氣體濃度，單位為g/m3；C1-為t1時(shí)刻有害氣體濃度，單位為g/m。

其通風(fēng)系統(tǒng)排風(fēng)量數(shù)值按照送風(fēng)量的80～85％計(jì)算，具體公式如下：

式中：G1——表示通風(fēng)量，單位為m3/h。

計(jì)算排風(fēng)量每個(gè)參數(shù)的選擇應(yīng)該慎重，將通風(fēng)量和排風(fēng)量綜合考慮，使整個(gè)車(chē)庫(kù)的通風(fēng)排煙系統(tǒng)設(shè)計(jì)及計(jì)算過(guò)程變得很容易和方便，給設(shè)計(jì)、施工及運(yùn)行管理、設(shè)備維護(hù)都帶了了很多的好處。

4　某大型建筑地下空間通風(fēng)排煙系統(tǒng)具體設(shè)計(jì)

4.1工程概述

某大型建筑地下空間長(zhǎng)200m，東西長(zhǎng)17m，層高為3.8m，總體面積能夠達(dá)到3400m2，根據(jù)相關(guān)規(guī)范，將防火分區(qū)分成了2個(gè)區(qū)，具體情況如圖1所示。

圖1　工程防火分區(qū)劃分示意圖

如圖1所示，工程每個(gè)防火分區(qū)就劃分為1個(gè)排煙分區(qū)，其防火分類(lèi)設(shè)置為Ⅲ類(lèi)，耐火等級(jí)應(yīng)為一級(jí)，且防煙分區(qū)不應(yīng)跨越防火分區(qū)，兩個(gè)分區(qū)面積基本相等，約為1500m2，但是在實(shí)際運(yùn)算過(guò)程中，擴(kuò)大了計(jì)算余量，為1700m2。

4.2工程通風(fēng)量、排煙量計(jì)算確定

本工程采用采用換氣次數(shù)估算法計(jì)算工程通風(fēng)量和排風(fēng)量，統(tǒng)一考慮多方面因素，從整個(gè)設(shè)計(jì)過(guò)程入手，減少工程投資，保證系統(tǒng)運(yùn)行管理正常運(yùn)行。防煙分區(qū)1、2通風(fēng)量和送風(fēng)量計(jì)算公式如下：

防煙分區(qū)1、2排煙量和補(bǔ)風(fēng)量計(jì)算公式如下：

通過(guò)以上計(jì)算，本工程可以采用無(wú)風(fēng)道誘導(dǎo)風(fēng)機(jī)通風(fēng)方式，將大型建筑地下空間設(shè)置為誘導(dǎo)通風(fēng)系統(tǒng)的主干線，以布置出一個(gè)穩(wěn)定的活塞式空間。通過(guò)考慮地下空氣主污染源位置來(lái)布置噴嘴，保證新鮮空氣主流位于污染源附近，在空間端部和中部粉筆設(shè)置排煙風(fēng)機(jī)房，利用排風(fēng)和排煙系統(tǒng)合二為一的方式，將排煙風(fēng)機(jī)布置在主排煙機(jī)房中，地下空間進(jìn)風(fēng)按照自然進(jìn)風(fēng)計(jì)算考慮。

4.3通風(fēng)排煙系統(tǒng)的風(fēng)機(jī)選擇和風(fēng)口選擇

本工程排煙風(fēng)機(jī)可以采用離心風(fēng)機(jī)或采用排煙軸流風(fēng)機(jī)，并且保證在280℃下可以連續(xù)工作30min。工程排風(fēng)煙機(jī)還可以選用雙速風(fēng)機(jī)、消防高溫排煙風(fēng)機(jī)或離心風(fēng)機(jī)，火災(zāi)發(fā)生時(shí)候，可以啟動(dòng)高速排煙模式，達(dá)到稀釋有害氣體的目的。防煙分區(qū)內(nèi)的排煙口距最遠(yuǎn)點(diǎn)的水平距離不應(yīng)超過(guò)30m，排風(fēng)口設(shè)置要考慮有效。不遺漏排除有害氣體，保證排風(fēng)風(fēng)口布置密度能夠達(dá)到設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)。據(jù)此可以在1防火分區(qū)中共設(shè)排煙口6個(gè)，2防火分區(qū)中共設(shè)排煙口7個(gè)，最大排煙量可以達(dá)到8500m3/h，據(jù)此選擇YCH-6型板式排煙口，規(guī)格為630×630，按10m左右布置誘導(dǎo)風(fēng)機(jī)。為了減少風(fēng)道、送風(fēng)口、回風(fēng)口的噪聲，還可以采用消聲設(shè)備，降低空氣動(dòng)力噪聲，但是由于通風(fēng)機(jī)振動(dòng)產(chǎn)生的噪聲需用防振措施，減少噪音污染。

5　結(jié)語(yǔ)

大型建筑地下室空間通風(fēng)與排煙系統(tǒng)設(shè)計(jì)是一項(xiàng)系統(tǒng)化、綜合化的工程，需要各個(gè)部門(mén)相互配合，從各方面入手，在保證最大價(jià)值的同時(shí)，有效降低能源消耗，提高安全系數(shù)，取得最大的經(jīng)濟(jì)效益。

[1]甄興宇.大型建筑地下空間通風(fēng)與防排煙系統(tǒng)設(shè)計(jì)的探討[J].建材技術(shù)與應(yīng)用，2014，03：21～22+29.

[2]陳麗茹.關(guān)于高層建筑地下汽車(chē)庫(kù)通風(fēng)防排煙系統(tǒng)設(shè)計(jì)的幾點(diǎn)看法[J].潔凈與空調(diào)技術(shù)，2013，03：62～63.

[3]尹楠.基于性能化防火設(shè)計(jì)方法的商業(yè)綜合體典型空間防火優(yōu)化設(shè)計(jì)研究[D].天津大學(xué)，2014.

TU96

A

1673-0038（2015）27-0014-02

2015-6-8

阮運(yùn)琴（1987-），女，助理工程師，本科，主要從事采暖、空氣調(diào)節(jié)、通風(fēng)、防排煙等方面的設(shè)計(jì)和研究。