地下停車室通風規劃

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摘要：如何解決好地下停車場的通風和防排煙設計問題是地下停車場設計中的一個重要問題。要求設計既足滿足平時通風要求，排除汽車尾氣和汽油蒸氣，送入新鮮空氣；又要滿足火災時的排煙要求。另外，地下停車場應該同時考慮設計機械排風系統和機械排煙系統，并且要處理好二者的關系。為此，本文主要總結國內有關地下停車場通風設計中的一些問題。

關鍵詞：機械排風系統機械排煙系統自然補風

前言

近年來,隨著城市現代化建設的不斷發展,城市交通中使用的中小型汽車數量飛速增長,因此,地下停車場、車庫的建設也將隨之而發展，以解決汽車存放與城市用地日益矛盾的問題。

地下停車場的興建，為暖通空調工程師提出了新任務。如何解決好地下停車場的通風和防排煙設計問題是地下停車場設計中的一個重要問題。要求設計既足滿足平時通風要求，排除汽車尾氣和汽油蒸氣，送入新鮮空氣，以使有害物含量達到國家規定的衛生標準的要求；又要滿足火災時的排煙要求，以保證火災發生時迅速撲滅火源，防止火災蔓延，限制煙氣的擴散，排除已產生的煙氣，以保證人員和車輛撤離現場，減少傷亡，保障消防人員安全有效地撲救。另外，地下停車場空間很大，又處于半封閉狀態，輕此，一般來說，地下停車場應該同時考慮設計機械排風系統和機械排煙系統，并且要處理好二者的關系。為此，本文主要總結國內有關地下停車場通風設計中的一些問題。

1、地下停車場有害物的種類及危害地下停車場有害物的種類及危害

地下停車場內汽車排放的有害物主要是一氧化碳（CO）、碳氫化合物（HC）、氮氧化物（NOX）等有害物。它們來源于曲軸箱及排氣系統。燃油箱、化油器的污染物主要為碳氫化合物（HC），即由燃油氣形成的。若控制不好，其污染物將達到總污染物的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，其毒性比有機鉛大100倍，對人體的健康和安全很危害很大，其表現有：

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物。當人吸入一氧化碳，經肺吸收進入血液。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，導致人嚴重缺氧，發生中毒現象。

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

3汽油熱氣內毒性最大的是芳香的碳氫化合物，各種牌號的汽油內芳香的碳氫化合物的含量一般為2％～16％。當人們吸入汽油蒸氣后，會引起人的特殊的刺激（以如麻醉）。當中毒嚴重時，將會導致人們喪失知覺，并引起痙攣。

4有易燃易爆危險。汽油發爆極限為下限2.5％，上限為4.8％。當空氣內一氧化碳的含量為15％～75％時，一氧化碳也會發生爆炸。

汽車在地下停車場內的啟動、加速過程均為怠速運轉。文獻[1]指出，在怠速狀態下，CO、HC、NOX三種有害物散發量的比例大約為7：1.5:0.2。由此可見，CO是主要的。根據TT36－79《工業企業設計衛生標準》，只要提供充足的新鮮的空氣，將空氣中的CO濃度稀釋到《標準》規定的范圍以下，HC、NOX均能滿足《標準》的要求。

2、排風量與送風量的計算方法排風量與送風量的計算方法

目前，國內尚未制定出正式的地下停車場通風設計計算的統一規定。各種資料和文獻[1]、[2]、[3]、[4]中介紹的排風量的計算方法也各不相同。目前常用的有：

用規定的換氣次數方法確定地下停車場的排風量與送風量

1《民用建筑采暖通風設計技術措施》中第4.26條規定，如無計算資料，可參考換氣次數估算，一般排風不小于6次/h，送風量不小于5次/h。夜間或備用電源時，允許降低為3次/h。

21985年清華大學編制《地下車庫設計標準》第125條規定，一般情況下，停車間和坡道的換氣次數到6～10次/h，即可滿足稀釋有害氣體的需要。

3文獻[3]推薦，地下停車場層高在3～4m時，排風量為7～9次/h；層高在3m以下時，排風量為9～11次/h。

4文獻[4]推薦，機械排風量換氣次數按5～6次/h計算，送風量為換氣次數4～5次/h。

由此可見，推薦的換氣次數相差很大，因此，設計者選用時，應根據地下停車場的實際情況仔細、分析、比較、慎重選取。另外，還應該注意到，由于地下停車場平均每臺占面積不同。通常為20～40m2。據文獻[5]介紹，有的停車場竟達到每臺車占地50m2（如日本大阪長掘地下車庫面積指標為55.8m2/臺）。這樣，若用換氣次數確定地下的地下停車場的排風量，對于兩個停車位相同、有害氣體排量相近的停車場而言，其計算郵的排風量會出現相差一倍械中的現象。也就是說，不加分析地盲目用換氣次數計算地下停車場的排風量，就有可能出現風量過大的現象，造成通風設備實投資和運行費用的浪費；也可能出現風量過小，造成停車場內有害物超過允許濃度的現象。

按全面通風稀釋有害氣體計算地下停車場的排風量和送風量

地下停車場按全面通風考慮，停車場內有害氣體濃度C處穩定狀態時，所需的全面通風量為

L=G/C-CO,m3/h(1)

L---地下停車場排風量，m3/h

G---地下停車場有害氣體產生量，mg/h；

C---地下停車場有害氣體允許濃度，mg/m3；

CO---地下停車場地面上大氣中有害氣體濃度，mg/m3。

眾所周知，地下停車場內同時散發數種有害氣體濃度，排風量應根據公式（1），分別計算出稀釋各在害氣體所需的風量，然后取最大值。然而根據文獻[1]的分析，稀釋CO的排風量L是最大值，因此，根據地下停車場CO允許濃度計算排風量即可。根據國家標準[6]規定，車間空氣中CO的最高允許濃度為30mg/m3，當工人工作時間一次不超過30min時，CO允許濃度可放寬到100mg/m3。故地下停車場內空氣中CO的允許濃度建議取100mg/m3。

1地下停車場內汽車尾氣排放量

表1列出了常見車輛在怠速狀態下，每臺車單位時間排放量和濃度C[3][7][8]。

表1各類汽車尾氣排氣量

車類車牌車型產地排氣量

（1/min）平均排氣量

（1/min）CO平均濃度（mg/m3）NOX平均濃度（mg/m3）

國產小轎車北京BJ-212中國550

上海SH760A中國502526640282.56

進口小轎車皇冠RT2800日本621

馬自達1800SG-8日本403

福特EXPTnr60美國360419456259.01

拉達1300原蘇聯291

國產面包車北京BJ632A中國550

沈陽SY622B中國550550550005.67

進口面包車五十鈴日本419

豐田日本492456500009.92

另外要注意到，地下停車場停放的汽車尾部總排放量不僅與車型、停車車位數、車位利用系數、單位時間排量和汽車發動機在車庫內工作時間有關，而且與排氣溫度有關。表1中數據是在排氣溫度為550℃（國產車）、500℃（進口車）條件下的數據，而檢測汽車排放有害氣體濃度時尾部氣溫為常溫20℃左右。為此應進行溫度修正。其計算公式為

Qi=T2WSBiDit10-3/T1,m3/h(2)

4

Q=ΣQi,m3/h(3)

i=1

式中

Q---地下停車場內汽車排氣總量，m3/h

Qi---停車場內i類汽車的排氣總量，通常按表1中的4類選?。▏a小轎車和面包車，進口小轎車和面包車），m3/h；

S---車庫的停車車位利用系數，即單位時間內停車輛數與停車車位數的比值，其值由建設單位與設計人員共同確定，一般取0.5～1.5；

W---地一停車場的停車總車位數，臺；

Bi---i類汽車單位時間的排氣量，每臺1/min，可由表1查取；

Di---i類占停車量總數的百分比；

t---每輛車在地下停車場內發動工作時間，一般取平均值t=6min；

T1---汽車的排氣溫度，K，

國產車T1＝825K

進口車T1＝773K；

T2---地下停車場內空氣溫度，一般取T2＝293K。

2地下停車場內的CO排放量可用下式計算

4

G=ΣQiCi,m3/h(4)

i=1

式中

G---地下停車場CO的產生量，mg/h；

Gi---i類汽車排放CO平均濃度，mg/m3，由表1查取。

3地下停車場地面上大氣中CO濃度

由公式（1）計算地下停車場的排風量時，地下停車場在面上大氣中的CO濃度，據文獻[5]實測值為2.71～3.23mg/m3，設計中可取2.5～3.5mg/m3。

4送風量的計算

為了防止地下停車場有害氣體的溢出，要求停車場內保持一定的負壓。由此，地下停車場的送風量要小于排風量。根據經驗，一般送風量取排風量的85％～95％。另外的5％～15％補風由門窗縫隙和車道等處滲入補充。

3簡化計算方法

為了簡化計算，筆者根據排氣量計算公式，按地下停車場停車位，計算出每個車位的排氣量，列入表2中。由此，只要知道地下停車場的停車車位數、車種類，再確定一個S，就可根據表2方便而簡單地計算出地下停車場的排風量。

表2每個停車車位排風量（m3/h•臺）

車位利用系數S國產小轎車國產面包車進口小轎車進口面包車

0.50370.81333.06224.08267.25

0.75556.22499.59336.12400.88

1.00741.62666.12448.16534.51

1.25927.03832.65560.20668.14

1.501112.43999.18672.24801.77

注：計算條件C－CO＝100－3＝97(mg/m3)

[例]某停車場停車車位26臺，面積800m2，層高2.9m，國產小轎車為總車位的40％，國產面包車為20％，進口小轎車為20％，進口面包車為20％，求排風量。

[解]取S＝1.0

國產面包車排風量

L1＝26×0.4×741.62=7712.85(m3/h)；

國產面包車排風量

L2＝26×0.2×666.12=3363.82(m3/h)；

進口小轎排風量

L3＝26×0.2×448.16=2330.42(m3/h)；

進口面包車排風量

L4＝26×0.32×534.51=2779.45(m3/h)；

4

則總排風量L=ΣQiCi,m3/h(4)

i=1

3、設計要點設計要點

1地下停車場通常是一種半封閉或封閉的大空間建，無法利用建筑物門窗等開口進行自然通風和排煙。由此，要同時設置機械排風系統、機械排煙系統和送風系統（自然補風或機械送風），或機械排風系統兼排煙系統和送風系統。

2地下停車場的通風排煙系統應獨立設置，不應與上層通風或空調系統混為一個系統。

3關于氣流組織，文獻[2]建議下部排出2/3風量，上部排出1/3風量，排風口布置要均勻，盡可能靠近車尾部，應使在任何地方的煙霧都不能聚集不散。排風系統的總排風口應位于建筑物的最高處或遠離主體的裙房頂部，以免形成二次污染。而送風系統的送風口宜設在主要通道上，送風速度不宜太大，防止送風與排風短路。

4送風方式通常有兩種方式，即自然補風和機械送風。對于南方地區的地下1層停車場，從節能和降低初投資角度看，應盡量利用車道自然補風方式。車道補風要注意車道進口速度，一般應小于0.5m/s，以保證汽車進出車道不受影響。對于高寒地區，一定要設置機械送風系統。在冬季要送熱風，其送風系統要采取有效的防凍措施，以免凍壞空氣加熱器，這是高寒地區地下停車場送風系統中很重要的問題，應引起設計者的充分注意。

5于高寒地區的地下停車場通風設計，應充分考慮排風的熱回收問題。地下停車場的通風系統的排風量和送風量很大，加熱補風用能量十分可觀，在可能條件下，應盡可能用排風的廢熱來預熱新風，這是十分有意義的節能措施。另外，在條件許可時，可考慮利用地面上的商場、開敞式辦公室等公共建筑的空調排風作為地下停車場的補風系統。

6高寒地區的地下停車場的進出口處應設置大門空氣幕，并應注意大門空氣幕的防凍問題。

7地下停車場通風系統的送、排風機可選用軸流風機、離心風機或斜流風機。而電機宜選用防爆電機。為了防止停車場內空氣外泄，運行中應保持停車場處于負壓狀態，因此，排風機與送風機宜聯動，以防止單獨開啟送風機，造成地下停車場內處于正壓狀態。

8排風、送風、排煙三者應同時考慮，盡理簡化系統。設計中盡量避免同時設置三種系統，否則管道和設備過于復雜。因此，目前地下停車場的通風設計中，常將排風系統兼作排煙系統使用，使排風系統與排煙系統密切結合起來，變成一個復合系統。通過多年的研究和實踐證明，這種復合系統不僅在技術上是可行的，而且在經濟上也是節省的。這種系統平時作為機械排風系統用，火災時，又用為機械排煙系統用。鑒于此，這是必須提出平進機械排風系統與火災時機械排煙系統二者如何處理的問題。

4、復合系統設計中應注意的幾個問題>復合系統設計中應注意的幾個問題

目前，這種復合系統是地下停車場通風設計中常采用的一種方式。它將機械排風系統與排煙系統密切結合起來，將排風與排煙功能密切結合起來，將二者不同的要求結合起來。因此，復合系統設計時，既要滿足排風功能，又要滿足排煙功能；既要符合排風的要求，又要符合防排煙的一些特殊要求。這就要求設計者在設計中應注意解決好下述幾個問題：

注意解決好排風量與排煙量不一致的問題

地下停車場排風系統的排風量是根據全面通風稀釋有害氣體（如CO）至允許濃度以下為原則來確定的。而排煙系統的排煙量為，當排煙系統擔負一個防煙分區時，應按該煙分區面積每平方米不小于60m3/h來計算；擔負兩個或兩個以上防煙分區時，應按最大防煙分區面積每平方米不小于120m3/h來計算。排煙系統風機的最小排風量不應小于7200m3/h。這樣，二者風量很難統一。例如，上例中排風量為16200m3/h，若分為兩個防煙分區（400×2）時，其系統排煙量為48000m3/h。二者相差甚遠。這是用一個系統平時排風、火災時排煙的主要矛盾之一。在設計中應該很好地解決這個問題。其技術主要有：

1設計中選用2臺或2臺以上風機并聯運行。平時僅一臺風機運行，火災時根據煙感報警，通過消控中心連鎖開啟另一臺風機投入運行，即2臺風機并聯運行。其中一臺風機及風壓適用于排風系統要求；2臺風機同時啟動并聯運行風量和風壓滿足排煙量及風壓要求。這種方式，排風機機房面積銷大些，日常維修工作量也多些。

2選用雙效風機。平時排風時可低速運行，火災時可高速運行。目前，國內已有廠家生產雙效速消防排煙風機和低噪聲變風量排煙風機箱。如某系列雙速排煙軸流風機機號NO5～NO12，高轉速時，風量由8000m3/h到60000m3/h，風壓由568Pa到720Pa；低速運轉時，風量由4000m3/h到39700m3/h，風壓由142Pa到320Pa。

3文獻[3]建議將防煙分區劃小，降低系統排煙量，使之與排風量一致或接近。如上述那個停車場（800m2）分為6個防煙分區的話，每個防煙分區面積為140m2，系統的排煙量為16800m3/h，與其排煙量一致。這樣，用一個系統平時排風，火災時排煙就無風量相差的矛盾了。

注意解決好排風系統與排煙系統對氣流組織要求不一致的矛盾

地下停車場排風系統要求上部排出1/3，下部排出2/3的汽車廢氣；而對于排煙系統來說，根據煙氣上升流動的特點，排煙口總是設置在停車場的上部。發生火災時，為了防止火災發生區煙氣侵入非火災的防煙區內的煙氣，而非著火的防煙分區內排煙口應關閉。這與平時排風系統氣流組織截然不同。這就要求在復合系統設計中，應采取有效的技術措施，注意解決好排風系統與排煙系統對氣流組織要求不同的矛盾。其解決方法通常有：

a.復合系統風道布置時，應充分考慮防火分區和防煙分區問題。一般來說，一個防火分區布置一個或二個復合系統，系統的分支管按防煙分區設置。

b.排風系統與排煙系統合用一條風道，如圖1所示。為能同時滿足排風與排煙對氣流組織的要求，在圖1上所示的復合系統上加裝排煙防火閥（常閉）、防火閥（常開）、排煙口等附件。平時，風機1正常運行（風機2停止運行），排煙防火閥、排煙風口處于常閉狀態，進行正常的排風。發生火災時，防火閥5關閉，處于著火點內防煙分區的排煙口打開，排煙防火閥開啟，風機2啟動，與風機1并聯投入運行，進行排煙。

但是設計該系統時注意，一般排風道內的風速為6～8m/s，而排煙風道內的風速可以達到排風風速的2倍以上，只要不超過20m/s即可。因此，平時排風與火災時排煙完全可以共用一條風道，只是風道斷面應該分別按排風要求和排煙要求計算確定其斷面面積的大小，取其大者?；蛘?，在劃分防煙分區時，應注意其排煙量的大小，要與排風系統的風道斷面面積的大小相適應。

c.排風系統與排煙系統分別各用一條風道，如圖2所示。一條風道按排風系統要求時，另一條按排煙系統要求設計，通過閥門的啟閉，來實現系統的運行。平時閥4關閉，閥3開啟，風機1運行，排出汽車廢氣，保證衛生要求?；馂陌l生時，防火閥3關閉，根據火災報警，通過消控中心，可自動打開處于著火點的防煙分區內排煙風口，并連鎖打開排煙防火閥4，開啟風機2，與風機1并聯運行，進行排煙。此系統具有獨立性強、平時排煙與火災時排煙互不影響、可靠性高、排風與排煙合用一套風機系統（亦可用雙速消防風機）、節省投資等優點。其缺點是風道布置復雜些。

注意好解決復合系統應符合防排煙的特殊要求問題

復合系統除了保證平時排風功能外，火災時還要起到排煙作用。因此，系統布置、附件、風機的選擇都要符合防排煙的特殊要求。

1系統的布置要與防火分區、防煙分區相適應。

2排煙風口的布置要符合有關的防火規范的要求。火災發生時，嚴格按消防控制程序，控制復合系統的排風功能與排煙功能的轉換；控制防火閥、排煙閥、排煙防火閥等附件的開啟與關閉；任何一個排煙閥或排煙防火閥的動作，可自動使風機高速運轉或使其余排煙風機啟動。

3設備與附件的選擇要符合有關防火規范的要求。例如，要求所選擇的風機在280℃下，可連續運轉30分鐘。

4考慮到風機的耐熱程度和防止高于280℃的帶火焰的煙氣蔓延，在風機入口附近設置280℃關閉的排煙防火閥。

5、結語

本文對國內地下停車通風設計中的一些問題和作法進行了系統的總結，歸納出地下停車場通風設計中一些切實可行的技術措施和具體的實施方案，以供今后設計中參考。