王慧中，張晶，焦磊杰

（1.深圳市同濟(jì)人建筑設(shè)計(jì)有限公司，廣東深圳 518000；2.深圳市華陽國際工程設(shè)計(jì)股份有限公司，廣東深圳 518000）

1 引言

傳統(tǒng)的通風(fēng)系統(tǒng)，盡管也可以較好地解決地下車庫的通風(fēng)換氣問題，但因管線均布且長度很大，所以對車庫的凈高和美觀會(huì)造成一定的負(fù)面影響。而誘導(dǎo)通風(fēng)系統(tǒng)取消了風(fēng)管，從而降低層高、節(jié)約投資和運(yùn)行費(fèi)，在提高汽車庫室內(nèi)空氣品質(zhì)和觀感方面有著不容忽視的優(yōu)勢，在工程中的應(yīng)用也越來越廣泛了[1]。

2 系統(tǒng)概述

2.1 基本原理

當(dāng)空氣以一定速度由噴嘴進(jìn)入大空間擴(kuò)散時(shí)，會(huì)形成自由射流。誘導(dǎo)風(fēng)機(jī)噴射出的氣流可視為等溫自由圓射流，在速度作用下，射流會(huì)保持流動(dòng)方向繼續(xù)流動(dòng)[2]。

射流通常經(jīng)過很短的距離后會(huì)變成完全的紊流，邊界與周圍靜止流體相摻混進(jìn)行質(zhì)量和動(dòng)量交換，帶動(dòng)周圍空氣流動(dòng)。由于周圍流體的卷入，使射流的質(zhì)量流量、射流的橫斷面積沿x 方向不斷增加，形成了向周圍擴(kuò)散的椎體狀流動(dòng)場。

根據(jù)動(dòng)量守恒定律QOVO＝QXVX（式中，QO為O 點(diǎn)風(fēng)量；VO為O 點(diǎn)速度；QX為X 點(diǎn)處誘導(dǎo)風(fēng)量；VX為X 點(diǎn)處射流中心速度），理論上射流的截面增加的同時(shí)，誘導(dǎo)風(fēng)量QX也在增大，而斷面速度VX將減小。射流的中心速度VX會(huì)不斷衰減趨向于零，而前方噴嘴會(huì)產(chǎn)生一個(gè)新射流，從而將氣流的擾動(dòng)繼續(xù)傳遞下去，使持續(xù)流動(dòng)的速度場能夠充滿整個(gè)作用空間。但在實(shí)際項(xiàng)目中會(huì)受許多非理想因素干擾，如車庫中的梁板柱以及自然風(fēng)等其他因素都有可能對射流造成干擾。

2.2 系統(tǒng)構(gòu)成

誘導(dǎo)通風(fēng)系統(tǒng)包括送風(fēng)機(jī)、誘導(dǎo)風(fēng)機(jī)若干和排風(fēng)機(jī)，其中誘導(dǎo)風(fēng)機(jī)主要由低噪聲的高效風(fēng)機(jī)、箱體、可控制角度的噴嘴3 部分構(gòu)成。送風(fēng)風(fēng)機(jī)由室外引入新鮮空氣，誘導(dǎo)風(fēng)機(jī)將新鮮空氣沿設(shè)計(jì)流線導(dǎo)向排風(fēng)風(fēng)機(jī)，沿途污濁空氣不斷進(jìn)行卷入混合，最終由排風(fēng)機(jī)排出，詳見圖1。

圖1 誘導(dǎo)通風(fēng)原理圖

2.3 系統(tǒng)特點(diǎn)

2.3.1 控制投資

由于系統(tǒng)不設(shè)排風(fēng)管，從根本上解決了與其他設(shè)備管線的交叉問題，降低了對車庫層高的要求，降低車庫土建費(fèi)用，減少初投資；誘導(dǎo)風(fēng)機(jī)約250 mm 高，通常安裝于梁側(cè)，也可直接樓板安裝，保證了車庫凈高，平面布局也簡潔美觀。

2.3.2 安裝靈活

誘導(dǎo)風(fēng)機(jī)安裝施工便捷，不接風(fēng)管；安裝多樣化，有板底安裝、梁底安裝、壁掛等形式；配線簡單，220 V 單相電源供電。

2.3.3 運(yùn)行節(jié)能

采用誘導(dǎo)通風(fēng)系統(tǒng)不設(shè)排風(fēng)管，送風(fēng)僅有局部少量風(fēng)管，大大降低送、排風(fēng)機(jī)功率，降低運(yùn)行費(fèi)用；誘導(dǎo)風(fēng)機(jī)配消音箱，噴嘴設(shè)計(jì)符合聲學(xué)要求，能夠有效控制噪聲的影響；馬達(dá)配無油軸承，無須添加機(jī)油，維護(hù)便捷。

2.3.4 使用效果

由于汽車尾氣在下部排出，所以在傳統(tǒng)的車庫設(shè)計(jì)中，排風(fēng)口一般按上、下兩部分分別設(shè)置，下部排風(fēng)口主要用來排出汽車尾氣，氣流組織欠佳時(shí)，有害氣體容易聚集。誘導(dǎo)通風(fēng)系統(tǒng)能夠有效加強(qiáng)氣流擾動(dòng)，避免產(chǎn)生死角，全方位排出車庫內(nèi)的有害氣體；可以通過控制噴嘴方向調(diào)整氣流方向，適應(yīng)室內(nèi)需求；車庫空氣在誘導(dǎo)風(fēng)機(jī)的氣流擾動(dòng)下充分混合，降低有害氣體濃度。不開進(jìn)、排風(fēng)機(jī)，誘導(dǎo)風(fēng)機(jī)單獨(dú)啟動(dòng)，也可增強(qiáng)室內(nèi)空氣擾動(dòng)，將有害氣體輸送到排風(fēng)機(jī)房附近，提高車庫空氣品質(zhì)。

2.4 布置原則

2.4.1 規(guī)劃主通道

為了氣流組織更合理，通常先根據(jù)風(fēng)機(jī)房的位置和車庫防火分區(qū)的整體布局來確定氣流主通道；然后結(jié)合車道、車位的分布和車尾(污染源）的位置來布置誘導(dǎo)風(fēng)機(jī)，使新風(fēng)沿主通道形成較穩(wěn)定的氣流，及時(shí)將尾氣等污染物稀釋并排出。

2.4.2 虛擬分隔

在實(shí)際項(xiàng)目設(shè)計(jì)過程中，有時(shí)候送、排風(fēng)井道的位置受建筑、總圖、景觀等條件限制，距離比較近（滿足規(guī)范最低要求），這時(shí)應(yīng)通過合理布置誘導(dǎo)風(fēng)機(jī)來進(jìn)行“虛擬分隔”，通過合理的氣流組織，避免進(jìn)、排風(fēng)短路[3]。

2.4.3 作用范圍

“以允許的射流最小邊界速度來確定作用寬度，以允許的最小核心速度來確定射流接力長度”來確定誘導(dǎo)風(fēng)機(jī)的作用范圍。作用范圍可根據(jù)所選誘導(dǎo)風(fēng)機(jī)的品牌參數(shù)結(jié)合使用場所的功能需求確定，僅參考射流參數(shù)來布置是片面的、不合理的。

2.4.4 安裝角度

在布置誘導(dǎo)風(fēng)機(jī)時(shí)應(yīng)根據(jù)層高合理設(shè)置噴嘴的安裝水平角。例如：“層高h(yuǎn)≤4 m 取15°；4＜h≤5 m 取20°；5＜h≤6 m取30°”。同時(shí)，需注意應(yīng)避免因安裝角度過大而造成二次揚(yáng)塵。

2.4.5 人員出入口

車庫內(nèi)人員大多會(huì)經(jīng)過電梯廳并短暫停留，或是經(jīng)前室通過樓梯間離開地下車庫，應(yīng)避免誘導(dǎo)風(fēng)機(jī)將污濁空氣引至電梯廳及其他出入口附近。

3 工程實(shí)例

3.1 工程概況

TX 濱海大廈位于深圳市后海大道新興高新區(qū)，是一棟集辦公、研發(fā)、文體活動(dòng)為一體的超高層綜合建筑，地下4 層均為地下車庫。

3.2 系統(tǒng)設(shè)計(jì)

由于使用方對于地下室凈高要求較高，如采用傳統(tǒng)地下室排風(fēng)排煙合用的做法，風(fēng)管高度較大，加上消防自動(dòng)噴淋管、電纜橋架交叉，很難滿足使用方提出的凈高要求，因此，通風(fēng)設(shè)計(jì)時(shí)采用誘導(dǎo)式通風(fēng)系統(tǒng)+排煙系統(tǒng)的方式。

現(xiàn)選取地下車庫的B3-3 防火分區(qū)來進(jìn)行設(shè)計(jì)與分析，其設(shè)備布置如圖2 所示。

該防火分區(qū)的面積接近4 000 m2，根據(jù)地下車庫相關(guān)規(guī)范[4]及使用方的設(shè)計(jì)任務(wù)書要求，應(yīng)設(shè)通風(fēng)及排煙系統(tǒng)。由于采用誘導(dǎo)式通風(fēng)系統(tǒng)，排風(fēng)及排煙系統(tǒng)共用風(fēng)機(jī)和室外防雨百葉，風(fēng)管分開設(shè)計(jì)，排風(fēng)管只需出機(jī)房設(shè)置排風(fēng)口即可，無須滿鋪車庫；而排煙管只要滿足GB 50067—2014《汽車庫、修車庫、停車場設(shè)計(jì)防火規(guī)范》[5]中“防煙分區(qū)內(nèi)的排煙口距最遠(yuǎn)點(diǎn)的水平距離不應(yīng)超過30 m”的規(guī)定，在車庫中布置排煙口，但排煙管可按風(fēng)速小于20 m/s 選擇尺寸，節(jié)省管材和凈高。

因共用風(fēng)機(jī)，需靠電動(dòng)閥門控制管道，平時(shí)通風(fēng)時(shí)，排風(fēng)管閥門打開，排煙管閥門關(guān)閉；火災(zāi)時(shí)，排煙管閥門打開，排風(fēng)管閥門關(guān)閉。送風(fēng)及消防補(bǔ)風(fēng)合用風(fēng)機(jī)和風(fēng)管，火災(zāi)時(shí)啟動(dòng)。

當(dāng)送、排風(fēng)機(jī)啟動(dòng)，新鮮空氣由誘導(dǎo)風(fēng)機(jī)向前推動(dòng)，噴嘴噴出的高速氣流與周圍的污濁空氣形成強(qiáng)烈的擾動(dòng)并混合，形成持續(xù)的氣流，沿設(shè)計(jì)的主通道流向排風(fēng)口，最終由排風(fēng)機(jī)排至室外。整個(gè)空氣誘導(dǎo)系統(tǒng)的布置，應(yīng)以提升空氣品質(zhì)為導(dǎo)向，適當(dāng)控制成本。由于平時(shí)各防火分區(qū)連通，排風(fēng)系統(tǒng)的氣流組織是整個(gè)車庫一體化設(shè)計(jì)并優(yōu)化，并不拘泥單一防火分區(qū)；安裝高度可參考車庫凈高要求，通常以誘導(dǎo)風(fēng)機(jī)中部與梁底平齊或底部不低于風(fēng)管底部為宜；進(jìn)風(fēng)口與障礙物間距應(yīng)≥600 mm，前方無障礙物。

通風(fēng)主通道按東北角進(jìn)風(fēng)西側(cè)排風(fēng)設(shè)計(jì)，前后兩個(gè)誘導(dǎo)風(fēng)機(jī)距離按8 m 選取，噴嘴向下傾斜15°，詳見圖2。

圖2 B3-3 防火分區(qū)設(shè)備布置圖

3.3 風(fēng)量計(jì)算

本項(xiàng)目地下車庫僅供公司員工使用，通風(fēng)量根據(jù)相關(guān)規(guī)范按稀釋廢氣量計(jì)算，換氣次數(shù)選取排風(fēng)6 次/h，送風(fēng)4.8 次/h[6]，總排風(fēng)量75 000 m3/h。

3.4 設(shè)備選型

根據(jù)計(jì)算值進(jìn)行設(shè)備選型，誘導(dǎo)風(fēng)機(jī)單臺(tái)風(fēng)量1 360 m3/h，全壓150 Pa，射程10 m。

3.5 系統(tǒng)布置

排煙風(fēng)機(jī)接出兩條風(fēng)管，一條寬1 600 mm，高400 mm 的排煙風(fēng)管，一條3 000 mm×500 mm 的排風(fēng)風(fēng)管，排風(fēng)風(fēng)管出機(jī)房接消聲器后馬上布置排風(fēng)口，不影響整個(gè)防火分區(qū)的管線走向及凈高，兩條風(fēng)管分別設(shè)置電動(dòng)防火閥。

補(bǔ)風(fēng)機(jī)接出一條風(fēng)管，按送風(fēng)風(fēng)速控制選擇風(fēng)管尺寸為3 000 mm×400 mm，風(fēng)管接消聲器后出機(jī)房馬上布置送風(fēng)口，不影響整個(gè)防火分區(qū)的管線走向及凈高，合理布置誘導(dǎo)風(fēng)機(jī)，使送風(fēng)能均勻沿車道流向排風(fēng)口處。

誘導(dǎo)風(fēng)機(jī)根據(jù)設(shè)備性能由噴口處畫出其射流范圍，按誘導(dǎo)風(fēng)機(jī)之間間隔8 m 來進(jìn)行布置，布置原則為：整體流向?yàn)橛伤惋L(fēng)流向排風(fēng)，盡量覆蓋整個(gè)區(qū)域，按整個(gè)車庫考慮系統(tǒng)，并考慮車庫中墻柱對其射流的影響。

4 結(jié)論

綜上所述，得出以下結(jié)論：

1）誘導(dǎo)通風(fēng)系統(tǒng)可降低地下汽車庫層高，降低了土建初投資，是一種經(jīng)濟(jì)可行的通風(fēng)方式。

2）誘導(dǎo)通風(fēng)系統(tǒng)在車輛進(jìn)出不頻繁的情況下可以只開誘導(dǎo)風(fēng)機(jī)不開送、排風(fēng)機(jī)，從而達(dá)到節(jié)能且降低運(yùn)行費(fèi)用的效果。

3）誘導(dǎo)風(fēng)機(jī)的射流作用加強(qiáng)了氣流擾動(dòng)，使積聚的尾氣等有害物隨氣流排向排風(fēng)口，改善了車庫空氣品質(zhì)。

4）誘導(dǎo)通風(fēng)系統(tǒng)的排風(fēng)管不與排煙管合用，故排煙管的尺寸和布管密度較傳統(tǒng)做法大幅減少，減少對凈高的影響。

5）設(shè)計(jì)誘導(dǎo)風(fēng)機(jī)的布置時(shí)，應(yīng)統(tǒng)一考慮車庫中各防火分區(qū)送排風(fēng)系統(tǒng)，使整個(gè)車庫的通風(fēng)系統(tǒng)更加合理。

6）實(shí)際工程中要針對項(xiàng)目進(jìn)行分析，靈活布置，不可盲目按單個(gè)誘導(dǎo)風(fēng)機(jī)射流作用面積進(jìn)行布置設(shè)計(jì)。