住宅地下汽车库诱导通风与排烟设计

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摘要：如何改善地下汽车库的空气环境，防止和减少火灾危害的发生，并有效降低工程投资，是业主和建筑设计单位关注和研究的重点。文章介绍了诱导风机的基本工作原理，根据具体工程实例给出了地下车库的诱平通风、排烟计算、选型及系统结合的分析过程。

关键词：地下汽车库；空气环境；排烟设计；诱导风机

中图分类号：TU233　文献标识码：A　文章编号：1009-2374(2011)01-0125-03

在当今的城市建设进程中，大量的住宅项目如雨后春笋般，在城市中心及郊区屹立而起。几乎所有的项目都会有地下车库的配套设施。地下汽车库节省城市建设用地，管理方便，极大地改变了以往的汽车停放观念，为小区业主提供方便。这样的配套形式不仅在住宅项目，办公商业等公建项目也是比比皆是。

但在实际的使用过程中，因车库一般为地下建筑，容易造成通风不畅，汽车库散发的尾气中有害成分不能及时稀释、散发，汽油蒸汽积聚不易扩散，这样就是车库内的环境变的恶劣，甚至引发火灾、爆炸事故等。如何改善地下汽车库的空气环境，防止和减少火灾危害的发生，并有效降低工程投资，是业主和建筑设计单位关注和研究的重点。其实汽车尾气中主要是一氧化碳的浓度起着关键的作用，根据相关资料可知，若能将汽车尾气中一氧化碳稀释到容许浓度，其它有害成分就可达到充分的安全程度。而喷射式诱导通风系统能确保地下车库有效的通风换气，减少通风管道；可有效降低车库建筑层高，节约电能、节省项目投资等，此系统已经此类建筑中广泛的应用。

1　诱导通风系统简述

1.1　诱导通风系统的基本原理

当空气从直径DO的喷嘴以速度VO射入一个没有周围界面限制的空间内扩散时，则形成自由式射流。有流体力学可知，诱导通风系统喷嘴射出的气流为等温自由式圆射流，在惯性力作用下，射流将保持流动方向向前流动。如图1所示，由于射流边界与周围介质间的紊流动量交换，周围的空气将被连续卷入，射流范围(射流直径)不断扩大，流量沿射程方向不断增加，而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。根据动量守恒定律可知，各断面的总动量保持不变，在理论上射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。但在实际环境中，建筑物中梁、板、柱类障碍物和其它因素的影响，当射流的中心速度衰减至某一速度时必须由另一喷嘴来接力，从而形成连续的气流卷吸和导引作用，使整个作用空间产生持续流动的速度场。图2为喷流射程与速度分布示意图。

2.2　诱导通风系统的构成

诱导通风系统包括补风风机、多台诱导风机和排风风机，其中诱导风机由可任意调节方向的喷嘴、前向多翼低噪音离心风机、超薄箱体三部分组成。系统的流程是由补风风机将室外新风通过通风管道送到地下车库，诱导风机将新风与室内空气进行稀释、混合，并沿预定的方向流向排风口，由排风管道、排风机排到车库外面。布置如图3所示：

2.3　诱导通风系统的特点

2.3.1　减少工程投资，节省安装空间

一般诱导风机箱体高度为250mm，可在梁间布置，直接吊挂于楼板下，有效降低建筑设计层高可在400mm以上，减少地下开挖土方量和混凝土浇筑量，减少工程投资：同时减少了风管与其他管线的交叉问题。

2.3.2　安装灵活，施工简单，施工周期短诱导风机无需接管，重量轻，体积小：安装形式多种多样，梁下板下吊挂、侧梁侧挂、壁挂等均可：电源为单相220V，电气专业配线简单。

2.3.3　节省运行费用，管理方便由于无通风管道。补、排风风机所需风压降低，电机功率随之下降，有效解决运行费用高的问题，避免采用传统车库通风形式，业主或物业分时运行，或不运行使车库空气质量差的矛盾：诱导风机采用高效低噪声风机、消声箱和具有空气动力学特性曲线的高速喷嘴，噪音降低。

2.3.4　通风效果好在地下汽车库的设计中主要考虑到一氧化碳比重(标况1.25kg／m3与空气(标况1.293kg／m3)相差很小，加上引擎发热(尾气温度达100℃～150℃)，气流易停滞在上部，而汽车发动机主要在下部排气，且油蒸汽比空气重，所以排风管道一般按车库内上、下两部分别设置，上排1/3～1/2，下排1/2―2/3，且多个风口均匀分布。一旦气流组织形式考虑不周，就会产生尾气排放不佳的现象。诱导通风系统能空气有效地混合，使车库上、下部的空气形成紊流气流，不易产生死角；喷嘴可以根据不同建筑和不同位置，已达到合理的气流形式而随时调整方向。

2.4　诱导通风系统布置原则

2.4.1　合理设置主干线根据工程实际形状及进、排风口的部位，要因地制宜，设置出稳定的活塞式空间，先设置空气流动主干线，再设置辅助喷嘴对空气进行扰动，避免污染的空气流动时产生死角、在近地面处积聚。综合考虑车位的布置和车尾(污染物排放处)的方向来布置诱导风机，尽可能使清洁空气主流位于主车道上，及时稀释汽车入库过程中尾气排放的有害物。

2.4.2　防止气流短路一般要求地下车库的补风竖井与排风竖井尽可能远离，但很多情况下由于建筑专业和地面上的建筑物分布等原因，很难做到，致使补风、排风口相距很近，这时可以合理的布置诱导风机，使补风不要直接就有排风口排除，利用喷嘴可以形成比较合理气流流场，使新鲜空气在车库内完成稀释后在排除室外，以防止气流短路。

2.4.3　确定的喷射角度在布置喷嘴时应考虑不同层高而采用不同安装倾角(与水平面夹角)，如层高h

2.4.4　诱导风机的间距设置“以允许的射流最小边界速度来确定作用宽度，以允许的最小核心速度来确定射流接力长度”来确定布置间距，这两个控制参数即可确定单个射流的作用面积。主要考虑射流长度和末端风速及末端气流的覆盖面积等参数。

3　工程实例

3.1　工程概况

天津某住宅小区地下车库工程共一层，建筑面积约38000m2，建筑层高3.0m。共设10个防火分区，每个防火分区均小于4000m2。以下仅就防火分区2进行分析说明，其它防火分区原理相同。

3.2　系统设计

为节省土建成本建筑高度梁下为3.0m，若采用传统通风系统肯定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，而且满布管道会使整个车库显得拥挤压抑，因此通风设计时采用诱导式通风系统。

该防火分区面积约为3510.86m2，根据《汽车库、修车库、停车场设计防火规范》的规定，将此防火分区分为 2个防烟分区，防烟分区面积分别1637m2和1630m2。

每个防火分区内设一个排风机房，一个送风机房：同时排风机兼排烟，送风机兼排烟补风用。排风及补风均通过土建竖井及防雨百叶进行排风和补风。平时排风时低速运行，排烟时高速运行。

平时送、排风机开启(或送风机分时段开启)，送风通过诱导风机高速喷出的气流带动周围空气，使大量清洁空气与车库内污染空气混合稀释后，沿预设方向向排风口流动，经排风机排至工程外。当车库内发生火灾时，通过烟感探测器或消防控制中心，诱导风机关闭，同时排烟主管的70℃防火阀关闭切断平时排风的系统，排烟风机高速运行，常闭排烟防火阀打开，多页排烟口打开开始机械排烟。当烟气达到280℃时，补风机和排烟风机的280℃防火阀关闭，补风机和排烟风机停止运行。

参考某厂家诱导风机样本资料，一般轴心风速控制在0.8-1m/s左右接力效果较好。诱导通风系统布置要按补风、排风风机的位置、车位方向等来组织气流流动方向；障碍物与诱导风机回风口距离不能小于600mm，出喷嘴前方不应有障碍物。

结合本工程实际，设计时按西南角进风，东面排风的通风方式，参考某厂家样本，前后两个喷嘴距离按11m，间距保持在9.5m以内，喷嘴出风口向下安装倾角15。的原则布置，参见图1。

3.3　风量计算

地下汽车库的通风量按稀释废气量计算，该车库为住宅小区的停车库，根据《全国民用建筑工程设计技术措施一暖通空调-动力》(2009版)的规定设计采用6次／h排烟量和4次／h通风换气量，详见表1，

3.4　设备选型

诱导风机选用YDF―I一12型送风诱导器，配220V三速电机，每台带φ80mm×3支喷嘴，喷口风速14-24m／s，诱导风量1150-1350m3／h，并可选配时间编程控制或一氧化碳感测控制器。各风机根据具体情况进行计算，规格详见表2：

4　结论

(1)为减少后建筑层高，减少车库通风管道安装，采用诱导通风系统，是一种经济可行的通风方式。《全国民用建筑工程设计技术措施一暖通空调・动力》(2009版)中-也推荐使用诱导通风方式。

(2)采用诱导通风方式不仅能减少初投资，也可以根据车库的车辆多少，适时调节运行台数，降低运行费用。

(3)诱导风机的扰动作用，形成了有组织的气流流动，使沉积于车库下部的有害气体随气流向排风口流动，解决了下部排风口设置困难的问题。

(4)由于诱导系统的排烟风管只在排风机房附近主风管处有平时排风管，故其它地方排烟管内风速可加大至12～20m／s，每个排烟口的覆盖距离可达30米，最终使排烟管的尺寸和布管密度与常规做法相比大幅减少，可相应的把排烟管布置在四周沿墙或其它不占用通行的位置。

参考文献

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