关于地下汽车库诱导通风与排烟系统的设计

【摘要】本文介绍了诱导通风方式的原理，并通过实例介绍车库在层高不够的情况下如何来通过选择诱导风机来解决车库通风的问题；另外还阐述了在处理车库通风时如何将通风排烟结合考虑以及设计中应注意的问题。

【关键词】地下汽车库；诱导通风；排烟

引言

随着城市中、小型汽车数量迅速增长，地下汽车库以其面积大、节约建筑用地、管理集中等优势而越来越受到业主的青睐。如何改善地下汽车库的空气品质，防止和减少火灾危害，并有效降低工程成本，是进行通风与排烟设计的基本出发点。

1 诱导通风系统概述

1.1 传统通风方式的弊端

传统通风方式风管复杂庞大，不仅占用有效空间，还大大增加了土建投资和安装费用，而且难以避免风管与其他管线的交叉问题。在地下车库的设计中一般按室内空间上、下两部分设置，容易产生CO滞留的现象。诱导通风系统的出现有效解决了上述这些问题。

1.2 诱导通风系统的基本原理

当空气从直径D0的喷口以速度V0射入一个不受周围界面表面限制的空间内扩散时，形成自由射流。诱导通风系统的喷嘴射出的气流可视为等温自由射流，由于射流边界与周围介质间的紊流动量交换，周围空气不断被卷入，射流范围不断扩大，射流断面的速度场从射流中心开始逐渐向边界衰减，并沿射程不断减小，同时流量沿射程方向不断增加，射流直径不断增大，而各断面总动量保持不变。

设喷口处风量为Q0，空气流动速度为V0，距喷口X处与喷口平行的断面上风量为QX，空气流动速度为VX，根据动量守恒定律：

M0=MX （1）

M0=Q0V0ρ（2）

MX=QXVXρ （3）

Q0V0=QXVX（4）

式中M―空气动量，kg•m/s2；Q―风量，m3/s；V―风速，m/s；ρ―空气密度，kg /m3

虽然理论上喷流的宽度会一直增至无限大，诱导风量也会增至无限大，各点速度将减至无限小，但现实环境中有许多非理想条件，如建筑物中有梁、柱等障碍物和来自各方向的其它自然气流，所以在喷流的中心速度衰减至某一速度时必须有另一喷嘴来接力，从而形成“气流推拉作用”，使整个空间产生流动的速度场。

诱导通风系统包括送风风机、多台诱导风机和排风风机，其中诱导风机由超薄箱体、低噪音前向多翼离心风机、可任意调节方向的喷嘴三部分组成。

1.3 诱导通风系统的特点

1.3.1 节省空间，减少土建投资

一般诱导风机箱体仅250mm高，在梁间布置，直接吊挂于楼板下，可降低地下汽车库设计层高约400mm，减少地下工程开挖费用和混凝土浇筑费用，使室内空间开阔，布局简洁美观。

1.3.2 施工简单，减少安装费用

诱导风机体积小，重量轻，无需接管；安装形式多样，纵吊、横吊、壁挂式均可；单相220V电源，配线简易。

1.3.3 管理方便，节省运行费用

由于无管路阻力损失，送、排风风机所需风压低，使风机电机功率大幅下降。诱导风机采用高效低噪音风机、消声箱和符合空气动力学特性曲线的高速喷嘴，噪音较低，所用的高品质无油式轴承电机无需定期添加油，维修量很小。

1.3.4 通风效果好

诱导通风系统能够有效扰动周围空气，不易产生死角。当出现有害物滞留时，可随时方便地调整喷嘴方向，以适应不同的建筑形式。

2 工程实例

2.1 工程概况

某单元楼建筑地下一层长74.5m，宽29m，地下一层建筑面积约2170m2，高3.15～3.6m，梁下净高2.45～2.9m，平时作为小型车辆停车库，可停放42辆小型车，战时作为二等人员掩蔽所。

2.2 系统设计

由于该车库层高较低，加上水电管线，若采用传统通风系统势必会使室内净空高度低于2.2m，根本无法满足《汽车库建筑设计规范》的最小净高要求，而且满布管道和桥架的顶棚会使整个车库显得拥挤压抑，因此平时通风设计采用诱导通风系统。该车库为满足平战结合的要求，按人防防护单元通过隔墙和顶棚下突出不小于0.5m的梁分成2个防烟分区。考虑到每个防烟分区面积不大，在每个防烟分区内设置1个排风排烟合用系统即可。排风与排烟风机合二为一，选用双速离心风机箱，可节约设备的初投资，还可根据汽车出入频率切换高速和低速档位进行调节，以节省运行费用。

平时排烟防火阀开启，排风通过诱导风机高速喷出气流带动周围空气，使大量新鲜空气与室内空气混合稀释后，沿预设方向运动至排风口，由排风机排出室外。防烟分区1和防烟分区2有直接通向室外的疏散出口，依靠车道自然进风。

2.3 风量计算

地下汽车库的通风量按稀释废气量计算，排烟量按换气次数不小于6次/h计算。设计采用6次/h排风（烟）量，详见表1。

2.4 风机选型

排风（烟）风机采用双速离心风机箱，保证280℃时能连续工作30min，确定诱导风机的数量可参考表2，并根据具体情况进行计算。

本工程PY-1、PY-2系统均属第3种类型，故诱导风机的数量为：1 000m2/ 200m2=5台，再按两个喷嘴前后间距保持在17m以内的原则布置，PY-1系统设6台，PY-2系统设5台。

各风机规格如下：

排风（烟）风机：选用2台风量为20500/10500m3/h的双速前向多翼离心风机，转速为800/550rpm，风压为480/240Pa，功率5.5/4.5kw，噪声为70/62dBA；

诱导风机：选用11台风量为680～780m3/h的前向多翼离心风机，功率0.1kw，噪声为52dBA。

2.5 气流组织

诱导通风系统的布置按送、排风风机的位置、停车方向等来组织气流行程。诱导风机回风口与障碍物的间距不小于600mm，喷嘴出风口向下15°前无障碍物。风机吊装高度以允许最低高度为宜，一般取箱体底部与梁底或管线底部相平。

排烟口与该防烟分区最远点水平距离不超过30m，距疏散出口水平距离大于1.5m，使疏散方向与烟气和有害物浓度降低的方向保持一致，以利于迅速排除车库内的废气和烟气。 室内风口均采用普通百叶风口，室外风口均采用防水百叶风口。

3 结论

3.1 在传统方式布置有困难的场合，不妨采用诱导式系统解决可能出现的矛盾。

3.2 诱导通风系统排风口处的CO浓度真实地代表了车库内CO的最高浓度，在此设置CO浓度传感器控制送、排风风机的风量及诱导风机的启停，可进一步节省电力，降低运行费用。

3.3 需要指出的是，诱导风机的电机因长期运转，应具有高温自动保护装置，喷嘴应阻燃、耐腐蚀、防脱落，以避免由于个别诱导风机发生故障破坏整个气流的连续性，影响换气效果。

综上所述，只要合理划分系统和布置诱导风机，诱导通风系统完全能够满足地下汽车库的使用要求，是一种经济可行的通风方式。

参考文献：

[1]《GB 50067-97汽车库、修车库、停车场设计防火规范》北京：中国计划出版社，1997

[2]《 JGJ 100-98汽车库建筑设计规范》北京：中国计划出版社，1998

[3]《北京市建筑设计研究院.建筑设备专业设计技术措施》中国建筑工业出版社，1998

[4]《全国民用建筑工程设计技术措施（暖通空调•动力）》中国计划出版社，2009

[5]《地下汽车库通风系统和防排烟设计.暖通空调》，2002，32(5)