暖通工程師關于地下車庫排風排煙合用系統的分析
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目前,我國很多高層建筑都設有地下汽車庫,地下汽車庫處于半封閉狀態,因此必須有日常的通風換氣。另外,由于地下汽車庫的高密閉性,極易發生火災,一旦發生火災,高溫煙氣會因無處排放而迅速在地下車庫中蔓延,因此必須設置火災排煙系統,以迅速及時的排除火災現場的高溫煙氣,從而保證人員及時疏散,基于此,對于高層建筑地下汽車庫,設置經濟合理的通風排煙系統尤為重要。

1 設置方法:
地下車庫排風排煙系統有兩種設置方法,第一種為通風系統與排煙系統獨立設置,這種設置方法占用空間大,管路復雜。第二種為合用系統,由于一個系統要適應兩種場合因此工程中常采用以下幾種模式:
(1)設有排風排煙風機,排風口和排煙口分別設置,每個防煙分區設置一個排煙口,火災發生時,排煙支風管處排煙閥打開,進行排煙,同時電動關閉所有排風支管上70℃防火閥;當排煙支管處排煙閥溫度達280℃時,熔斷關閉;當排煙風機入口處排煙閥達280℃時,熔斷關閉,同時聯鎖排煙風機關閉,停止排煙。該系統的優點在于控制簡單可靠,但為節省造價,盡量減少電動排風口,造排風效果差。
(2)排風、排煙干管合用,支管功能分開的系統。這種系統干管上不裝風口或只裝排煙時一次性關閉的排風口,支管分為設有電動防煙防火閥的排風支管和排煙支管。日常排風和火災時排煙靠切換相關閥門來實現。這種系統較模式(1)電動風閥數量少,但由于設置了雙重支管,造價高,占用空間也多。
(3)排風、排煙干管合用,支管共用的系統。這種系統干管上不裝排風或排煙口,只在每個防煙分區設置支管, 支管上設置可自動復位的防煙防火閥。這種系統也符合高規的規定。只設置數量有限的自動復位防煙防火閥,且只用一套風管系統,故造價最省,由于控制環節少,其可靠性高,但風管截面必須同時滿足排風與排煙之要求。
2 有效防煙分區的劃分:
劃分防煙分區的目的是為了防止火災發生時煙氣侵入肺部從而影響人員的安全撤離以造成更多的損失,并為排煙通風設計創造條件。
《汽規》(50067-97)中規定地下汽車庫的耐火等級為一級,同時又規定了一級耐火等級的梁要用非燃燒體做成,且耐火極限為2h。由此可知高層民用建筑地下汽車庫的梁只要其高度大于0.5m,就可以用來劃分防煙分區。這些梁實際上也就是擋煙垂壁了。總的劃分原則是高度小的梁之間所構成的防煙分區內不應包含高度較大的梁,否則這個防煙分區無效。
3 排煙量的計算:
《高規》中規定:擔負一個防煙分區排煙或凈空高度大于6m的不劃防煙分區的房間時,應按每平方米面積不小于60m3/h計算(單臺風機最小排煙量不應小于7200m3/h)。擔負兩個或兩個以上防煙分區排煙時,應按最大防煙分區面積每平方米不小于120m3/h計算。由上述規定可看出高層民用建筑地下汽車庫機械排煙量的計算與防煙分區面積大小有直接關系。實際設計中,系統排煙風量=防煙分區實際面積(m2)×車庫層高(m)×換氣次數(取6次/h)。
4 排煙口的設置間距:
根據《高規》,煙氣水平方向流動速度在0.3~0.6m/s,一般火災發生后,排煙系統在1min內啟動進行排煙,由此可見,火災發生至排煙運行開始排煙這段時間,煙氣蔓延水平距離在18~36m之間,考慮地下建筑物煙氣水平蔓延速度相對較慢的特點,建議任意相鄰排煙口間距以20m為宜。
《高規》中關于排煙口的布置的規定:排煙口應設在頂棚上或靠近頂棚的墻面上。設在頂棚上的排煙口,距可燃物的距離不應小1.0m。防煙分區內的排煙口距最遠點的水平距離不應超過30m。
5 排煙風機的選擇,并聯風機的選用:
并聯風機的總特性曲線,由各種壓力下風量疊加而得。然而在實際管網系統中,兩臺并聯工作風機提供的總風量,往往小于兩臺并聯風機各自提供風量的和。設定一個地下車庫,面積1500m2,層高3.6m,日常通風量按換氣次數 6 h- 1計算為31000 m3/ h。排煙量按最大防火分區500m2,單位面積排煙量 120 m3/ ( h ・ m2) 計算為60000m3/ h。按圖 2 所示合用系統,選2臺風量風壓相等的排風(煙)機。
從上述結果可以得出若要滿足排煙之要求,有兩種方法:第一種是增加單臺風機流量30%以上。但隨著流量的增加,風機功率和噪聲都有增加,把火災時才用的排風機用作日常排風風機,是不合算的。第二種是改變管網特性曲線,圖3中拋物線B為滿足風量的管網特性曲線,這時要求加大截面,縮短長度等。
為解決上述矛盾,可摒棄圖2的并聯合用系統 ,而改用圖1所示的合用系統,1#風機為排風專用風機,按滿足日常通風需要來選擇。2#風機為排煙專用風機,按滿足排煙需要來選擇。日常排風開啟1#風機,火災時關閉1#風機,啟動2#風機排煙。兩臺風機出口處均設止回閥以防止倒流。
系統排風量和排煙量相近,建議選用與普通風機工況相近、動力性能良好、壓頭適中(比普通風機壓頭略高)、高效、低噪、平時排風與火災時排煙均適合的混流式風機。
上述例子僅作為一種特例,實際工程設計中必須根據實際情況作具體分析,得出切合實際的組合。
6結束語
高層民用建筑地下汽車庫由于防煙分區的不同劃分和排煙風機負擔的防煙分區的數量不同,機械排風和排煙結合使用時就有不同的布置方式。
通過防煙分區形象劃分,既滿足了平時排風和火災時排煙共用系統的經濟可行性條件,同時也解決了以往共用系統中存在的排煙口抽力不足的情況,使整個系統更趨經濟合理。
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