地下车库通风排烟研讨

罗梁生

(厦门市节能监察中心 福建厦门 361004)

地下车库通风排烟研讨

罗梁生

(厦门市节能监察中心 福建厦门 361004)

为了降低地下车库的运行能耗，分析了单风机变频、两台或多台风机变联、双速风机、单风机间歇运行等各种通风排烟方案的优缺点，得出地下车库通风排烟系统应尽量采用变频风机方案的结论。

地下车库;通风;排烟;变频;节能

0 引言

近年来，随着我国经济的发展和城市化进程的加快，全国机动车保有量飞速增加，停车难的问题变得十分突出。大中型地下车库越来越多，地下车库通风排烟的设计已成为暖通设计人员主要工作之一。

随着《民用建筑供暖通风与空气调节设计规范》(GB50736-2012，以下简称《民规》)[1]，《汽车库、修车库、停车场设计防火规范》(GB50067-2014，以下简称《车库防火规》)，《车库建筑设计规范》[2](JGJ100-2015，以下简称《车库设计规》)[3]等规范的相继更新发布，地下室的通风排烟设计有一定的变化，文中结合一些工程实例，对地下车库通风排烟设计进行探讨。

1 系统形式

根据《车库防火规》，带自动灭火系统的地下车库防火分区面积不超过4 000m2,防烟分区面积不超过2 000m2。为节约投资和控制方便，常见的设计方案是每个防烟分区单独设一套排烟兼排风系统，共用风管和风口(诱导风机系统因与传统通风排烟系统差别较大，本文暂不讨论)。风口采用常开风口，顶排(新版《车库设计规》已不再要求设下排风口)。

2 排风排烟量的计算

2.1 排风量的计算方法

对于单层停放的汽车库排风量的相关规定，在《民规》中，要求采用稀释浓度法计算和采用换气次数法中取大值。《民规》条文解释中，单层停车库的排风量宜按稀释浓度法计算，如无计算资料时，可参考换气次数估算，排风按不少于6次计算。而在《车库设计规》中，按建筑性质划分，机动车出入较频繁的商业类建筑，排风量按6次/h计算；出入一般的普通建筑，按5次/h计算；出入频率较低的住宅类等建筑，按4次/h计算。以上规范，均规定在排风量的计算中，当层高<3m时，按实际高度计算；当层高≥3m时，按3m高度计算。

对于双层和多层机械车库排风量的计算，《民规》提出排风量应按稀释浓度法计算，而《车库设计规》提出按单台机动车排风量来计算，同时考虑了不同建筑性质机动车的出入频率。

《车库设计规》的排风计算方法虽与《民规》稀释浓度法不一致，但在稀释浓度法中，车库内的运行时间取2min～6min,车位利用系数可0.5～1.2，参数取值浮动太大，在设计中不便使用。而《车规设计规》按建筑性质已把汽车在车库的运行时间和车位利用系数考虑在内，且发布晚于《民规》3年，故地下车库排风量的计算应以《车库设计规》为主。

2.2 排烟量的计算方法

旧版《车库防火规》是按换气次数计算，2014版《车库防火规》提出了新的计算方法，排烟量只与层高有关，如表1所示。

表1 汽车库、修车库内每个防烟分区排烟风机的排烟量

注:建筑空间净高位于表中两个高度之间的，按线性插值法取值

2.3 排风量与排烟量的比较

案例1为某多层商业类地下车库，地下1层，层高为4m。其中防火分区一面积为3 800m2，以其中一个面积为1 900m2防烟分区来计算，如表2所示。

表2 某商场地下车库的排烟排风量的计算

案例2为某多层商业类地下车库，地下1层，层高为4.2m。其中防火分区四面积为3 200 m2，以其中一个面积为1 600m2的防烟分区来计算，如表3所示。

表3 某商场地下车库的排烟排风量的计算

案例3为某高档高层住宅小区地下车库中的一个防烟分区，地上2层，局部地下1层。其中防火分区面积为3 000 m2，层高为4.6m，以其中一个面积为1 500m2的防烟分区来计算，如表4所示。

表4 某高档住宅地下车库的排烟排风量的计算

旧版的《车库防火规》排烟量按6次换气，设计师或审查师找不到排烟可以在层高大于3m时以3m计的依据，经常按实际层高计算排烟量，导致排烟量一般远大于排风量。根据以上案例，规范修改后，地下车库最小排烟量可能大于等于排风量，也可能小于排风量。

3 风机的选择和组合型式

设计师经常采用多台并联或变频调速等办法来解决排烟量大于排风的问题。

3.1 变风量的必要性

除了排风排烟量经常不匹配问题，为了减低车库的能耗，在车库出入频次较低时，也应进行变风量。《民规》要求CO浓度不大于30mg/m3，而在很多情况下，即使最不利条件下(汽车在坡道处怠速等候，通风未开启)，车库CO质量浓度也小于30mg/m3[4]。《车库设计规》中规定，中型及以上车库，风机宜选用多台并联或变频调速，运行方式应能定时启停或根据C0质量浓度自动控制[3]。在车辆出入频率变化较大的大中型车库，为节能考虑，均应考虑变风量。一般有单风机变频、双速风机、多风机并联、单风机间歇运行等几种方式。

3.2 单风机变频

很多暖通和电气设计师对排烟兼排风风机变频有所顾忌。因为在《火灾自动报警系统设计规范》(GB 50116-2013)提出，“风机控制柜等消防电气控制装置不应采用变频启动方式[1]”。变频风机在火灾中可以通过跨接变频器直接启动，来满足规范要求，如图1所示。

图1 风机变频器排烟跨接示意图

风机变频虽然投资较高，但能进行无级调节，匹配各种工况，解决通风和排烟量不一致的问题，达到良好的节能效果。变频后风机效率曲线与原来风机效率曲线平行，风机的效率依然处于高效区。从泵与风机的知识，风机的功率与转速的三次方成正比，当风机风量为原来的75%时, 风机消耗功率仅为原来的42. 2 %, 节能57. 8%。而用阀门调节时, 仅节能5%左右[5]。因此, 地下停车库采用风机变频技术, 风机节能效果显著。跟双风机并联相比，节约机房空间。

以变频器每千瓦1 000元来计算，一个防烟分区的排烟兼排风机为15kW，仅1.5W/元。增加的费用跟地下车库的土建投资相比，只是九牛一毛，与机电造价相比，增加的投资比例并不大。以排风机一天工作6h，一年365天计算，每年耗电量为3.3万kW,如节能量50%，静态回收期为一年。如在高档小区、酒店、商业，一天运行10h以上，节能更加明显，投资回收期更短。

3.3 两台或多台风机变联

两台或多台风机并联方式控制简单，投资较高，占地面积大，只能按档调节风量，相对于单风机系统较节能。现在大城市因为用地紧张，车位的价格越来越贵，机房面积越来越紧张，且只开一台风机时，风量压头匹配困难，风机容易不在高效区。

在排风量和排烟量差距较大时，有些设计师选用一台离心风机排风，一台轴流风机排烟。这种做法，占地面积大，排风机效率容易在高效区，投资较大，而消防风机平时不运行，可靠性较差，无法根据车库车辆进出情况进行调节，不节能。

3.4 双速风机

双速风机是通过改变定子绕组的连接方法，从而改变定子旋转磁场磁极对数来调节电机转速，达到风机风量风压调节的目的。双速风机投资少，占用机房面积少，能进行两档风量风压调节，深受广大设计师欢迎。

双速风机也存在多风机并联的缺点，风量风压难以匹配，只有两档风量，调节性能不好。此外，双速风机低档风量的效率较低，甚至可能出现风机低档时单位风量耗功率Ws值不能满足公共建筑节能设计标准的问题。

3.5 单风机间歇运行

当排烟与排风量相近时，很多设计师采用单风机形式，并采用间歇运行方式来调节。该方案造价低，系统可靠，占用机房面积少，系统简单，也是最常用的方案之一。最大的缺点是无法根据车辆进出情况调节风量，不节能。

4 结语

通过对地下车库现行规范的研究和比较几种常见的地下车库的排风排烟优缺点比较，得出以下结论：

(1)地下车库排风量的计算可依据《车库建筑设计规范》(JGJ100-2015)中的换气次数法计算；排烟量应依据《汽车库、修车库、停车场设计防火规范》(GB50067-2014)中的表格选取。

(2)在车辆出入频率变化较大的大中型车库，应进行变风量设计，建议选用单风机变频方案。

[1] GB 500116-2013 火灾自动报警系统设计规范[S]．北京：中国计划出版社，2013.

[2] GB50736-2012 民用建筑供暖通风与空气调节设计规范[S].北京：中国建筑工业出版社,2012.

[3] JGJ100-2015 车库建筑设计规范[S].北京：中国建筑工业出版社,2015.

[4] 倪丹.地下车库变频通风设计探讨[J].暖通空调，2016，46(1):42-44.

[5] 张泠，尹应德，黄文胜，等.地下车库通风的变频控制研究[J].暖通空调，2005，35(7):113-116.

Ventilation and smoke control design in underground garage

LUOLiangsheng

(Xiamen Energy Conservation Supervision Center,Xiamen 361004)

In order to reduce the energy consumption of underground garage, by analyzing the advantages and disadvantages of various ventilation and smoke extraction scheme s, such as single fan frequency conversion, two or more typhoons, double speed fan, single fan intermittent operation and so on, the scheme of frequency conversion fan should be adopted as far as possible.

Underground garage; Ventilation; Smoke exhaust; Frequency conversion; Energy saving

罗梁生(1984．3- )，男，工程师。

E-mail:liangsheng07@163.com

2017-01-22

TU83

A

1004-6135(2017)06-0136-03