胡亮
【摘要】高層建筑地下車庫通風(fēng)與消防排煙系統(tǒng)是高層建筑消防安全的重要組成環(huán)節(jié),關(guān)系人們?nèi)罕姷纳柏敭a(chǎn)安全。文章就高層建筑地下車庫通風(fēng)與消防排煙設(shè)計類型進行分析,并深入通風(fēng)系統(tǒng)與排煙系統(tǒng)完全分開設(shè)計、合用管道設(shè)計、合并式設(shè)計、無風(fēng)道誘導(dǎo)風(fēng)機通風(fēng)系統(tǒng)四種設(shè)計類型,分別指出每種設(shè)計類型的優(yōu)缺點。
【關(guān)鍵詞】高層建筑;地下車庫;通風(fēng)系統(tǒng);消防排煙系統(tǒng)
0.引言
隨著人們收入水平提高,我國私家車數(shù)量顯著提升,這也要求城市需要擁有足夠數(shù)量的停車場所滿足日益提高的提車要求。然而我國土地資源需求極度緊張,許多城市都存在停車位不足的情況。為解決停車位不足問題,許多城市大規(guī)模修建地下車庫滿足停車需求[1]。地下車庫廢氣以CO為主,但是而且由于地下車庫密封性高、空氣流動性差的特點,車庫容易聚集更多的有害廢氣,危害人的身體健康。而且地下車庫也存在火災(zāi)安全隱患,地下車庫火災(zāi)事故現(xiàn)場的溫度更高,也不利于煙氣排出以及開展救援工作,因而高層地下車庫火災(zāi)帶來的損失也更大。因此,高層建筑的地下車庫必須設(shè)計良好的通風(fēng)和消防排煙系統(tǒng),有效排出汽車廢氣,預(yù)防災(zāi)害發(fā)生,同時方便控制災(zāi)害形式,滿足火災(zāi)時的排煙要求,以保證火災(zāi)發(fā)生時迅速排除滯留煙氣,限制煙氣擴散,保證人員和車輛安全撤離現(xiàn)場,減少傷亡,提高車庫安全性。
1.通風(fēng)系統(tǒng)與排煙系統(tǒng)完全分開設(shè)計
完全分開設(shè)計方式為單獨設(shè)計排風(fēng)系統(tǒng)和排煙系統(tǒng),兩個系統(tǒng)之間不存在聯(lián)系,排風(fēng)系統(tǒng)和排煙系統(tǒng)分別根據(jù)各自系統(tǒng)的需求,設(shè)置各自的排風(fēng)機、防火閥、排風(fēng)或排煙管道、排風(fēng)口和抽煙風(fēng)口[2]。分開設(shè)計方式缺點較多,一是整體設(shè)計復(fù)雜,難度高;二是整個系統(tǒng)需占用車庫更多的空間,不便于優(yōu)化設(shè)計;投資成本也較高。
圖1 完全分開設(shè)計結(jié)構(gòu)
2.排風(fēng)系統(tǒng)和排煙系統(tǒng)合用管道設(shè)計
排風(fēng)系統(tǒng)和排煙系統(tǒng)合用管道設(shè)計包括兩種類型,一是合用主風(fēng)管道設(shè)計,二是合用上部管道和風(fēng)口設(shè)計。
第一,合用主風(fēng)管道需要將排風(fēng)機和排煙風(fēng)機并聯(lián),再根據(jù)高層建筑的實際高度計算排風(fēng)量和排煙量,分別選擇風(fēng)機。排風(fēng)系統(tǒng)設(shè)有排風(fēng)機及防火閥;上下部排風(fēng)口兩個,并使用支管連接,支管上設(shè)置一個防火閥。正常情況下排風(fēng)系統(tǒng)利用上下部排風(fēng)口排風(fēng),管理正常排風(fēng)系通?;馂?zāi)時開啟排煙風(fēng)機,利用上排風(fēng)口排出煙氣和熱量,設(shè)計結(jié)構(gòu)見圖2。該設(shè)計方式的缺點有成本高、排風(fēng)和排煙系統(tǒng)閥門故障幾率大、占用車庫空間多、實際排煙量可能不足等問題。
圖2 排風(fēng)與排煙系統(tǒng)合用主風(fēng)管道系統(tǒng)結(jié)構(gòu)
第二,合用上部排風(fēng)管道設(shè)計是指利用排風(fēng)系統(tǒng)上部排風(fēng)管。具體為排風(fēng)系統(tǒng)設(shè)置上部和下部排風(fēng)管道,排煙系統(tǒng)也設(shè)置上部排煙管道,上部排風(fēng)管道和排煙管道使用支管相連,并設(shè)置防火閥,排煙風(fēng)機設(shè)置單獨防火閥[3]。正常情況下排煙和排風(fēng)系統(tǒng)共同使用上部管道和風(fēng)口排風(fēng),火災(zāi)情況下通過連接支管上的防火閥關(guān)閉排風(fēng)機,啟動排煙風(fēng)機,經(jīng)上部排風(fēng)口排出煙氣,設(shè)計結(jié)構(gòu)見圖3。這種設(shè)計方式的控制方式較為簡單,因而成本低于合用主風(fēng)管道設(shè)計方式,但是該設(shè)計方式的排煙量可能較小,無法滿足火災(zāi)時排煙需求。
圖3 合用上部排風(fēng)管道設(shè)計結(jié)構(gòu)
3.排風(fēng)系統(tǒng)與排煙系統(tǒng)合并式設(shè)計
該設(shè)計方式是指排風(fēng)系統(tǒng)與排煙系統(tǒng)完全相同,共同使用一套排風(fēng)機和風(fēng)管。合并式設(shè)計方式的應(yīng)用范圍較廣,許多高層建筑地下車庫均使用合并式設(shè)計方式。合并式設(shè)計采用消防用高溫防排煙風(fēng)機,使用普通百葉風(fēng)口作為排風(fēng)口。排風(fēng)(煙)機的選擇方法:排風(fēng)量=防煙分區(qū)面積﹡H﹡6次/h﹡1.1。(注意:車庫層高<3m時,h=實際層高;車庫層高>或=3m時,h=3m)。在正常情況下,風(fēng)機和整個系統(tǒng)都處于排風(fēng)狀態(tài),風(fēng)口負(fù)責(zé)排風(fēng);在火災(zāi)時,風(fēng)機和系統(tǒng)調(diào)節(jié)至高速運行狀態(tài),加快排煙和排熱速度,同時風(fēng)口則全部排煙。
設(shè)計方式為:風(fēng)機入口處設(shè)置防火閥,防火閥始終處于開合狀態(tài)。當(dāng)火災(zāi)的煙氣熔斷防火閥后,關(guān)閉排風(fēng)機。合并式排風(fēng)與排煙系統(tǒng)結(jié)構(gòu)比完全分開設(shè)計結(jié)構(gòu)及合用管道設(shè)計結(jié)構(gòu)都要簡單,風(fēng)管尺寸更小、風(fēng)機數(shù)量,占用車庫空間小,提高車庫利用率;合并式設(shè)計方式的建設(shè)成本和運行維護成本也更低。不僅如此,合并式設(shè)計方式有利于系統(tǒng)存在的故障和問題檢測,維護人員可及時發(fā)現(xiàn)系統(tǒng)故障,極大提高了排風(fēng)與排煙系統(tǒng)的可靠性和穩(wěn)定性,也減少工作人員的工作量。
圖4 排風(fēng)和排煙系統(tǒng)合并式設(shè)計結(jié)構(gòu)
4.無風(fēng)道誘導(dǎo)風(fēng)機通風(fēng)系統(tǒng)
該系統(tǒng)設(shè)計組成包括誘導(dǎo)風(fēng)機、主排風(fēng)機和主送風(fēng)機三個組成部分,其原理為主送風(fēng)機將輸送室外空氣,再通過誘導(dǎo)風(fēng)機的高速風(fēng)管及特制的風(fēng)管噴嘴,向地下車庫高速噴射室外空氣,促使車庫內(nèi)空氣流通。再通過風(fēng)機的作用,將室外空氣引向特定的區(qū)域,再使用特定區(qū)域內(nèi)安裝的主排風(fēng)機將空氣排出室外。無風(fēng)道誘導(dǎo)風(fēng)機通風(fēng)系統(tǒng)也存在一定優(yōu)點和缺點。
圖5 無縫道誘導(dǎo)風(fēng)機通風(fēng)系統(tǒng)設(shè)計結(jié)構(gòu)
4.1無風(fēng)道誘導(dǎo)風(fēng)機通風(fēng)系統(tǒng)的優(yōu)點
無風(fēng)道誘導(dǎo)風(fēng)機通風(fēng)系統(tǒng)應(yīng)用于高層建筑地下車庫中有以下幾個優(yōu)點:一是該設(shè)計方式不許采用大型通風(fēng)系統(tǒng)及鋪設(shè)大量風(fēng)管,因而可以盡可能節(jié)省車庫空間,將車庫空間更多地用于停車位;二是設(shè)計結(jié)構(gòu)靈活,協(xié)調(diào)性強。誘導(dǎo)風(fēng)機設(shè)備尺寸和重量遠(yuǎn)遠(yuǎn)低于傳統(tǒng)風(fēng)機的尺寸和重量,它可以直接安裝在地下車庫的結(jié)構(gòu)上,方便工人施工和安全,還能與其他專業(yè)形成良好的配合;三是通風(fēng)死角少。通過靈活地安排布置封嘴,可以合理地組織空氣流動,將空氣氣引入車庫的各個區(qū)域;四是稀釋車庫內(nèi)有害氣體,提升車庫空氣質(zhì)量[4]。噴嘴可促進車庫頂部空氣與下部空氣、車庫內(nèi)部空氣與車庫各個風(fēng)口附近空氣流通,可以將室外空氣與室內(nèi)空氣充分混合,達(dá)到稀釋有害氣體濃度的效果,同時解決了下排風(fēng)口設(shè)置困難的問題。五是經(jīng)濟效益高。無風(fēng)道誘導(dǎo)風(fēng)機通風(fēng)系統(tǒng)可以降低車庫的層高,節(jié)省工程造價。同時運行和維護成本低,可降低30%的運行成本。
4.2無風(fēng)道誘導(dǎo)風(fēng)機通風(fēng)系統(tǒng)的缺點
雖然無風(fēng)道誘導(dǎo)風(fēng)機通風(fēng)系統(tǒng)的優(yōu)點較多,但是經(jīng)過大量的實踐證明,無風(fēng)道誘導(dǎo)風(fēng)機通風(fēng)系統(tǒng)也存在以下缺點。
一是車庫需要有明確規(guī)整的防火分區(qū),送風(fēng)機和排風(fēng)機位置設(shè)計要求高,應(yīng)位于車庫兩端才能達(dá)到實際效果。但是實際車庫通風(fēng)與消防排煙系統(tǒng)設(shè)計難以滿足以上兩個要求,并且風(fēng)井設(shè)計也受到地面景觀的影響和限制,嚴(yán)重制約了該設(shè)計方式應(yīng)用范圍和普及程度。
二是減少占用車道上部空間有限。雖然無風(fēng)道誘導(dǎo)風(fēng)機通風(fēng)系統(tǒng)可以使排風(fēng)管道使用量降低一半,但是由于排煙口不能超過30m的要求,無風(fēng)道誘導(dǎo)風(fēng)機排風(fēng)系統(tǒng)實際減少空間僅為150mm,減少占用車道上部空間有限[5]。
三是可能導(dǎo)致建設(shè)成本增加。雖然該設(shè)計方式的效果更佳,但是它有一定的使用范圍。無風(fēng)道誘導(dǎo)風(fēng)機通風(fēng)系統(tǒng)只適用于地下車庫規(guī)劃整齊且建筑層高較低的情況,否則需要增加誘導(dǎo)風(fēng)機數(shù)量才能滿足通風(fēng)與消防通風(fēng)排煙要求,從而增加建設(shè)成本。
5.地下車庫機械送風(fēng)系統(tǒng)兼火災(zāi)時補風(fēng)
為減少機械送風(fēng)的工程投資和送風(fēng)機房的占地面積,負(fù)一層車庫常利用車道進行自然送風(fēng)。負(fù)二層或以下,設(shè)置機械送風(fēng)系統(tǒng)時,送風(fēng)量宜為排風(fēng)量的80%~85%或按5次/h取。送風(fēng)口的布置應(yīng)使室內(nèi)氣流分布均勻,避免通風(fēng)死區(qū),送風(fēng)口宜設(shè)置在車庫主要通道的上部。
6.結(jié)語
綜上所述,高層建筑地下車庫通風(fēng)與消防排煙設(shè)計類型具有各自的優(yōu)點和缺點,在實際高層建筑地下車庫通風(fēng)與消防排煙設(shè)計中,設(shè)計人員要根據(jù)地下車庫及周邊環(huán)境的具體實際情況,分析每種設(shè)計類型的優(yōu)缺點,選擇合理的系統(tǒng)方式,科學(xué)有效地設(shè)計風(fēng)機及風(fēng)管系統(tǒng)。并始終堅持滿足車庫使用需求的原則,盡可能減少通風(fēng)與消防排煙系統(tǒng)占空比,提高經(jīng)濟性和節(jié)能型,降低成本和能源消耗。
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