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高層建筑底下車(chē)庫防火排煙設計

2020-03-20 點(diǎn)擊數:2219
一、地下汽車(chē)庫通風(fēng)方式
平時(shí)通風(fēng)采用均勻排風(fēng),即地下汽車(chē)庫均勻設置排風(fēng)管及排風(fēng)口,平時(shí)排風(fēng)用,火災時(shí)兼作排煙風(fēng)管及排煙口,此通風(fēng)方式比均勻,集中排風(fēng)效果會(huì )好。但是排風(fēng)口能否與排煙口一并設置呢?
由于煙氣密度較小,排煙口應布置在車(chē)庫上方,這一點(diǎn)沒(méi)有異議。但平時(shí)的排風(fēng)情況如何呢?過(guò)去通常的說(shuō)法是:汽車(chē)排出的一些有害物比空氣輕,另一些有害物比空氣重,所以排風(fēng)口在車(chē)庫的上部和下部均應布置,且宜從上部排出風(fēng)量的1/3,而從下部排出2/3,其根據是現行《汽規》第6.3.5條。但是只要認真考慮一下就會(huì )發(fā)現,此規范的規定對于地下汽車(chē)庫的排風(fēng)不一定合適。
首先,汽車(chē)有害物的大部分,其中包括CO(一氧化碳)的98%~99%,CmHn(碳氫化合物)的55%~65%和NOx(氮氧化物)的98%~99%都是從尾氣散發(fā)出來(lái)的,而尾氣的排放溫度高達500℃~550℃,這樣高溫的排放氣流產(chǎn)生很大的浮力,很難設想尾氣會(huì )滯留在車(chē)庫下部。
其次,尚有1%~2%的CO和NOx以及25%的CmHn從曲軸箱排出,有10%~20%的CmHn從燃油系統排出,這兩部分排放物雖然溫度不像尾氣那么高,且NOx也比空氣密度大些,但應該注意往常被忽視的一點(diǎn)常識,那就是這些有害物是在發(fā)動(dòng)機工作時(shí)才排放的,而發(fā)動(dòng)機工作時(shí)汽車(chē)處于行駛狀態(tài),車(chē)庫的氣流隨著(zhù)車(chē)子進(jìn)進(jìn)出出處于強烈擾動(dòng)與混合狀態(tài),尾氣也處于汽車(chē)后部的渦流之中,很難想象排放物會(huì )沉積于車(chē)庫下方。而那些停穩放好的汽車(chē),其發(fā)動(dòng)機已經(jīng)關(guān)閉,沒(méi)有什么有害物排出了。
再次,有實(shí)測數據可以證明,用通風(fēng)換氣的辦法將汽車(chē)排出的CO稀釋到容許濃度時(shí),NOx和CmHn遠遠低于它們相應的允許濃度。也就是說(shuō),只要確保CO濃度排放達標,其他有害物即使有一些分布不均勻,也有足夠的安全倍數確保將其通過(guò)排風(fēng)帶走。
最后,高層建筑的地下汽車(chē)庫一般只為停放轎車(chē),最多是面包車(chē)設計的。車(chē)庫凈高只有2.4~2.8m左右,這樣的高度,上下都布置風(fēng)口,既不便于施工,也無(wú)太大必要,況且有時(shí)根本沒(méi)有空間允許車(chē)庫下部布置風(fēng)口。
此外,如果進(jìn)風(fēng)系統采用誘導通風(fēng)方式時(shí),車(chē)庫內的氣流擾動(dòng)及混合就更加充分,車(chē)庫下部已不可能有穩定的有害物質(zhì)出現。
綜上所述,鑒于排放有害物的汽車(chē)屬于運動(dòng)中的物體,而且包含大部分有害物的尾氣又是高溫射流,沒(méi)有理由認為有害物會(huì )穩定地停留在庫區下部。因此,建議車(chē)庫的日常排風(fēng)全部由上方排出,即所有風(fēng)口均可置于車(chē)庫上部,并在支管上裝設溫度超過(guò)280℃時(shí)能自行關(guān)閉的排煙防火閥,火災排煙風(fēng)管系統與日常排風(fēng)風(fēng)管系統即可合一。
二、地下汽車(chē)庫風(fēng)量的計算
(一)排風(fēng)量
按照我國現行的《汽車(chē)庫建筑設計規范》(JGJ100-98)(以下簡(jiǎn)稱(chēng)《汽規》)第6.3.4條“地下汽車(chē)庫宜設置獨立的送風(fēng)、排風(fēng)系統。其風(fēng)量應按允許的廢氣標準量計算,且換氣次數每小時(shí)不應小于6次,……”及《全國民用建筑工程設計技術(shù)措施——暖通空調?動(dòng)力》(2003年版)(以下簡(jiǎn)稱(chēng)《措施》)第4.4.2條之規定,如果地下汽車(chē)庫為單層停放,其排風(fēng)量可按氣次數6次/h計算,當層高小于3m時(shí),按實(shí)際高度計算換氣體積;當層高≥3m時(shí),按3m高度計算換氣體積。如果地下汽車(chē)庫汽車(chē)全部或部分為雙層停放時(shí),則按每輛車(chē)所需排風(fēng)量計算。如商業(yè)建筑等汽車(chē)出入頻率較大時(shí),可取每輛500m3/h;汽車(chē)出入頻率一般時(shí),可取每輛400m3/h;住宅建筑等汽車(chē)出入頻率較小時(shí),可取每輛300m3/h。
(二)排風(fēng)量
按照《庫規》第8.2.4條之規定“排煙風(fēng)機的排煙量應按換氣次數不小于6次/h計算確定?!倍藭r(shí)地下汽車(chē)庫計算換氣體積時(shí)無(wú)論層高多少均應以實(shí)際層高計算換氣體積。
(三)送風(fēng)量
為防止地下汽車(chē)庫廢氣溢出,車(chē)庫內必須保持負壓。因此,送風(fēng)量應小于排風(fēng)量。除地下一層汽車(chē)庫設置機械排風(fēng)(煙)系統的防火分區有直接通向室外的汽車(chē)疏散出口,可采用汽車(chē)坡道口作為自然送(補)風(fēng)口外,其余均應設置送(補)風(fēng)系統。當送(補)風(fēng)通路的空氣阻力不大于50Pa時(shí),可采用自然送(補)風(fēng)方式,否則應采用機械送(補)風(fēng)方式。機械送風(fēng)量一般按5次/h計算,并不應小于機械排煙量的50%,且一般不宜大于排煙量的80%。
三、地下汽車(chē)庫風(fēng)機及防火閥設置
實(shí)際工程設計中,往往根據計算出的風(fēng)量及風(fēng)壓來(lái)選擇風(fēng)機型號。
1.如計算出排風(fēng)量與排煙量相差不大或者相同時(shí),平時(shí)排風(fēng)和火災排煙時(shí)均使用同一臺高溫軸流風(fēng)機,壓頭按管路阻力定,在風(fēng)機出口或者風(fēng)機房出口處設置280℃防火閥,當煙溫達280℃時(shí),通過(guò)風(fēng)機入口或者風(fēng)機房入口280℃防火閥關(guān)閉聯(lián)動(dòng)風(fēng)機停止運行。
2.如計算出排風(fēng)量與排煙量有較大差異時(shí),排風(fēng)排煙風(fēng)機可選擇一臺雙速高溫軸流風(fēng)機,平時(shí)為低速運行、火災時(shí)高速運行。在風(fēng)機出口或者風(fēng)機房出口處設置280℃防火閥,當煙溫達280℃時(shí),通過(guò)風(fēng)機出口或者風(fēng)機房出口280℃防火閥關(guān)閉聯(lián)動(dòng)風(fēng)機停止運行。此時(shí)消防控制室應能聯(lián)動(dòng)控制雙速風(fēng)機的聯(lián)動(dòng)轉換。雙速風(fēng)機的風(fēng)量及風(fēng)壓均需要滿(mǎn)足排風(fēng)及排煙系統時(shí)的要求。
3.如計算出排風(fēng)量與排煙量有較大差異時(shí),且雙速風(fēng)機的風(fēng)量及風(fēng)壓不能滿(mǎn)足排風(fēng)及排煙系統時(shí)的要求,此時(shí)可采用兩臺風(fēng)機,平時(shí)排風(fēng)時(shí)開(kāi)啟一臺低噪混流風(fēng)機,火災時(shí)排煙則開(kāi)啟另外一臺高溫軸流風(fēng)機。在排風(fēng)機出口處設置70℃防火閥,在排煙機出口處設置280℃防火閥;火災時(shí)關(guān)閉排風(fēng)機出口處設置的70℃防火閥及排風(fēng)機,聯(lián)動(dòng)開(kāi)啟排煙風(fēng)機及排煙機出口處設置的280℃防火閥,當煙溫達280℃時(shí),通過(guò)排煙風(fēng)機出口280℃防火閥關(guān)閉聯(lián)動(dòng)排煙風(fēng)機停止運行。由于平時(shí)僅開(kāi)啟一臺排風(fēng)機,另一臺排煙風(fēng)機停止運行,應在每臺風(fēng)機前管路上設止回閥,以免短路。此時(shí)消防控制室應能聯(lián)動(dòng)控制兩臺風(fēng)機的聯(lián)動(dòng)轉換。
4.地下汽車(chē)庫機械進(jìn)風(fēng)系統的送(補)風(fēng)機可選低噪軸流風(fēng)機或者高溫軸流風(fēng)機,此時(shí)送(補)風(fēng)機入口設置70℃防火閥還是280℃防火閥呢?規范中并無(wú)明確規定。筆者認為具體設置哪種防火閥,要看是否當時(shí)設置了送(補)風(fēng)機房。
如果當時(shí)設置了送風(fēng)機房,該機房應采用耐火極限不小于2.00h的隔墻和耐火極限不小于1.50h的樓板與其他部位隔開(kāi)。此時(shí)送(補)風(fēng)機與著(zhù)火區是隔開(kāi)的,此時(shí)送(補)風(fēng)機房入口處設置70℃防火閥即可,由于補風(fēng)管內送入低溫的新風(fēng),防火閥不會(huì )很快熔斷,不影響排煙使用,只有在排煙風(fēng)機前的280℃防火閥熔斷后,補風(fēng)系統才能聯(lián)鎖停機。
如果當時(shí)未設置送(補)風(fēng)機房,此時(shí)送(補)風(fēng)機與著(zhù)火區是連通的,送(補)風(fēng)機本身受到煙火威脅,送風(fēng)溫度極易達到70℃,此時(shí)關(guān)閉防火閥及送風(fēng)機,而此時(shí)排煙溫度尚未達到280℃,這樣會(huì )造成還在排煙時(shí)卻已經(jīng)沒(méi)有補風(fēng)了,因此此時(shí)送風(fēng)機出口處應設置280℃防火閥。為了避免造成排煙風(fēng)機關(guān)閉而補風(fēng)風(fēng)機繼續運行的情況出現,應對補風(fēng)機與排煙風(fēng)機聯(lián)鎖控制,即排煙風(fēng)機后的280℃防火閥關(guān)閉后,補風(fēng)機后的280℃防火閥跟著(zhù)一起關(guān)閉,排煙風(fēng)機與補風(fēng)機一起聯(lián)鎖關(guān)閉停止運行。
為了減少風(fēng)機噪聲對車(chē)庫及其它房間的影響,應在排煙風(fēng)機前后接能在280℃溫度下連續工作0.5h以上耐高溫材料制作的軟接頭及消聲器或者消聲靜壓箱。為了盡量少占上部空間應充分利用梁上部吊裝風(fēng)機。

四、地下汽車(chē)庫排煙系統的劃分
按照我國現行的《高層民用建筑設計防火規范》(GB50045-95)(2005年版)(以下簡(jiǎn)稱(chēng)《高規》)第4.1.8條及《人民防空工程設計防火規范》(GB50098-98)(2001年版)(以下簡(jiǎn)稱(chēng)《人規》)第3.1.9條要求,高層建筑的防空地下室,平時(shí)用作地下汽車(chē)庫,其防火設計應按《汽車(chē)庫、修車(chē)庫、停車(chē)場(chǎng)設計防火規范》(GB50067-97)(以下簡(jiǎn)稱(chēng)《庫規》)的有關(guān)規定執行。而高層建筑下的防空地下室,其戰時(shí)功能大部分為二等人員掩蔽所。而設置機械排煙系統的地下汽車(chē)庫,其每個(gè)防煙分區的建筑面積不宜大于2000m2,且防煙分區不得跨越防火分區。因此,平時(shí)通風(fēng)排煙系統劃分可以跟建筑防煙分區來(lái)結合考慮,這樣既有利于通風(fēng)系統兼作排煙系統,又可以確保通風(fēng)排煙風(fēng)管按防護單元設置成獨立系統,不會(huì )出現通風(fēng)排煙風(fēng)管跨越防護單元現象。
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