張紅兵

城市地下公交停車場排煙量的探討

張紅兵

濟(jì)南市市政工程設(shè)計(jì)研究院（集團(tuán)）有限責(zé)任公司

本文針對城市地下公交停車場的火災(zāi)特點(diǎn)做了介紹，并列舉目前火災(zāi)時(shí)排煙量的不同計(jì)算方法，指出了排煙量的確定是停車場排煙設(shè)計(jì)的關(guān)鍵，同時(shí)煙縷質(zhì)量流量公式為設(shè)計(jì)者提供了可靠的理論支持，并通過舉例計(jì)算得出排煙量的差別。

公交汽車靜態(tài)交通煙羽流熱釋放率

在當(dāng)前的城市建設(shè)中，由于公交車輛多、車型大，在地面修建大型的停車場面臨很大難題，使得公交停車場向城市地下空間發(fā)展成為未來的趨勢。地下停車場冬暖夏涼，冬天室溫能維持在10℃左右，夏天保持在25℃左右，對于柴油動(dòng)力車的公交汽車來說，不用擔(dān)心天冷時(shí)啟動(dòng)難的問題。目前不少城市也逐漸開始了地下公交場站的建設(shè)。地下公交場站的建設(shè)，解決了城市停車難同時(shí)，也減少了對周圍居民的干擾。

1 地下公交停車場的火災(zāi)特點(diǎn)

地下公交車停車場的火災(zāi)特點(diǎn)與地下動(dòng)態(tài)交通系統(tǒng)的火災(zāi)特點(diǎn)有著明顯的區(qū)別，前者具有地下建筑火災(zāi)的特點(diǎn)，由于地下建筑空間小，對外出入口少，相對封閉，自然排煙困難，同時(shí)規(guī)范明確：面積超過2000m2的地下汽車庫應(yīng)設(shè)置機(jī)械排煙系統(tǒng)，所以大中型停車場均需設(shè)置機(jī)械排煙系統(tǒng)。城市地下公交車停車場平面布置參見圖1。

圖1 城市地下公交車停車場平面示意圖

地下動(dòng)態(tài)交通系統(tǒng)的火災(zāi)特點(diǎn)既具有地下建筑火災(zāi)的特點(diǎn)，又具有隧道火災(zāi)的特點(diǎn)，由于隧道內(nèi)的車輛處于運(yùn)動(dòng)狀態(tài)，所以火災(zāi)發(fā)生的位置不固定，可能在隧道內(nèi)的任何位置。又由于隧道的橫斷面小，發(fā)生火災(zāi)時(shí)不僅人員疏散困難，車輛的疏散更加有難度，車輛接踵而至，火災(zāi)還有可能在車輛之間蔓延，引起更大的火災(zāi)。

2 地下公交停車場排煙量計(jì)算方法

關(guān)于地下停車場的排煙量，國家《汽車庫、修車庫、停車場設(shè)計(jì)防火規(guī)范》（GB50067-1997）中規(guī)定：按換氣次數(shù)不小于6次/h計(jì)算的排煙量確定。該方法雖然計(jì)算簡單，適用于工程應(yīng)用，但這種計(jì)算方法未考慮建筑物的實(shí)際火災(zāi)負(fù)荷、火源強(qiáng)度及建筑物高度，而這些因素是煙氣產(chǎn)生量的決定因素，因此應(yīng)用該方法不能判斷該排煙量下煙氣層的高度是否滿足安全要求，從而使得設(shè)計(jì)結(jié)果缺乏強(qiáng)有力的理論支撐。

按照煙縷質(zhì)量流量公式來計(jì)算排煙量，是根據(jù)典型的火災(zāi)情況下煙氣生成量的多少來計(jì)算的，且要同時(shí)保證煙層的高度要大于臨界高度，確保人員安全疏散。當(dāng)火源位于地下停車場時(shí)，其產(chǎn)生的煙氣羽流一般為軸對稱羽流。軸對稱羽流是指火災(zāi)發(fā)生時(shí)，火災(zāi)中產(chǎn)生的熱煙氣在浮力作用下，在其上升過程中能從四周自由地卷吸周圍空氣而形成的羽流。由于羽流在上升過程中不斷卷吸周圍的空氣，使得羽流自身的溫度和速度隨高度的增加而逐漸下降，而其體積則不斷擴(kuò)大，形成一個(gè)倒錐形的羽流形狀，如圖2所示。

圖2 最小清晰高度示意圖

2.1最小的清晰高度

最小的清晰高度的取值有兩種方法：第一種方法是借鑒美國國家建筑管理（BOCA）的做法，取1.8m；第二種方法是按下式計(jì)算：

式中：Hq為最小清晰高度，m；H為排煙空間的建筑凈高度，m。

2.2火災(zāi)熱釋放量

火災(zāi)熱釋放量按表1確定。

表1 車輛火災(zāi)熱釋放功率

2.3煙縷質(zhì)量流量

根據(jù)Heskestad模型，煙縷質(zhì)量流量計(jì)算如下：

式中：MC為煙縷質(zhì)量流量，kg/s；QC為熱釋放量的對流部分，kW，一般取值為0.7Q；Z為燃料面到煙層底部的高度，m，取值應(yīng)大于等于最小清晰高度；Q1為火焰極限高度，m。

2.4煙氣平均溫度與環(huán)境溫度的差

煙氣平均溫度與環(huán)境溫度的差，應(yīng)按下式計(jì)算

式中：△T為煙氣平均溫度與環(huán)境溫度的差，℃；CP為空氣的定壓比熱，一般取1.01kJ/(kg·K)。

2.5排煙量

排煙量計(jì)算公式如下：

式中：V為排煙量，m3/s；ρ0為環(huán)境溫度下氣體的密度，1.2kg/m3)；T0為環(huán)境的絕對溫度，K；T為煙氣的絕對溫度，K，T＝T0+△T。

3 排煙量計(jì)算實(shí)例

該停車場用于城市公交停車，建筑面積3000m2，建筑高度為5.5m。該停車場排煙量的計(jì)算過程及結(jié)果如表2所示。

表2 城市地下公交車停車場排煙量計(jì)算

通過表2可以看出，根據(jù)煙縷質(zhì)量流量公式計(jì)算的結(jié)果大于采用規(guī)范換氣次數(shù)法計(jì)算的結(jié)果，前者排煙量約為后者排煙量的2倍。

4 結(jié)語

實(shí)施城市公交優(yōu)先，積極發(fā)展大容量快速公交是解決城市交通問題的有效手段。城市地下公交車停車場排煙量的確定，在按照國家規(guī)范要求設(shè)計(jì)同時(shí)，設(shè)計(jì)者也要理解煙氣的流動(dòng)特點(diǎn)，充分依靠根據(jù)Heskestad模型作為計(jì)算的依據(jù)，做到有理有據(jù)。在規(guī)范計(jì)算基礎(chǔ)上要以理論計(jì)算校核其排煙量，取其最大值。對于地下空間的火災(zāi)安全系統(tǒng)而言，排煙量最大值也意味著更高的安全系數(shù)。

[1]中華人民共和國公安部.汽車庫、修車庫、停車場設(shè)計(jì)防火規(guī)范(GB 50067-97)[S].1997

[2]張吉光,史自強(qiáng),崔紅社.高層建筑和地下建筑通風(fēng)與防排煙[M].北京:中國建筑工業(yè)出版社,2005

[3]公安部上海消防科學(xué)研究所、上海市消防局.民用建筑防排煙技術(shù)規(guī)程(DGJ 08-88-2000)[S].2000

Dis c us s ion on Sm oking Em itte d in Urba n Unde rground Bus Pa rking

ZHANG Hong-bing
Ji’nan Municipal Engineering Design&Research Institute(Group)Co.,Ltd.

In this paper,the urban underground bus parking lot of the fire characteristics have been described and cited the current amount of fire smoke different calculation methods,and points out the parking lot to determine the amount of smoke exhaust design is the key,while plume mass flow formula designers provide a reliable theoretical support and calculated the amount of smoke by way of example the difference.

bus,static traffic,smoking plume,heat release rate

1003-0344（2014）06-103-3

2013-10-22

張紅兵（1976～）男，碩士，工程師；山東省濟(jì)南市高新區(qū)舜華路2000號舜泰廣場11號樓（250101）；0531-82704241；E-mail:zhb@jnszy.cn