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双层地下车库通风及防排烟设计

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双层地下车库

通风及防排烟设计

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批准人：

编制日期：

年月日

一、地下停车场有害物的种类及危害

地下停车场内汽车排放的有害物主要是一氧化碳（CO）、碳氢化合物（HC）、氮氧化物（NOX）等有害物。

它们来源于曲轴箱及排气系统。

燃油箱、化油器的污染物主要为碳氢化合物（HC），即由燃油气形成的。

若控制不好，其污染物将达到总污染物的15％～20％；由曲轴箱泄漏的污染物同汽车尾气的成分相似，主要有害物为CO、HC、（NOX）等。

有的汽油内加有四乙基铅作抗爆剂，致使排出的尾气中含有大量铅成分，其毒性比有机铅大100倍，对人体的健康和安全很危害很大，其表现有：

（1）一氧化碳是最易中毒且中毒状况最多的一种气体，它是碳不完全焚烧的产品。

当人吸入一氧化碳，经肺吸收进入血液。

因一氧化碳与血红蛋白的亲和才能比氧气大210倍，因此很快构成碳氧血色素，阻止了血色素运送氧气的才能，导致人严峻缺氧，发作中毒现象。

（2）很多的氮氧化合物（NOX）排到空气中也引起人们的中毒，对粘膜、吸收道、神经体系、造血体系引起危害。

（3）汽油热气内毒性最大的是芳香的碳氢化合物，各种商标的汽油内芳香的碳氢化合物的含量一般为2％～16％。

当人们吸入汽油蒸气后，会引起人的特别的刺激（以如麻醉）。

当中毒严峻时，将会导致人们损失感觉，并引起痉挛。

（4）有易燃易爆风险。

汽油发爆极限为下限2.5％，上限为4.8％。

当空气内一氧化碳的含量为15％～75％时，一氧化碳也会发作爆炸。

怠速状态下，CO、HC、NOX三种有害物散发量的比例大约为7：

1.5:

0.2。

由此可见，CO是主要的。

根据TT36－79《工业企业设计卫生标准》，只要提供充足的新鲜的空气，将空气中的CO浓度稀释到《标准》规定的范围以下，HC、NOX均能满足《标准》的要求。

二、车库面积的计算

负一层：

左半

车库面积（81800-8100）x（43200+4000）+3900x8100x2=3541.82m2

总建筑面积81800x（43200+4000）+（8100+8100+6900）x4200-8100x5100

　　　　　=3916.67m2

右半

车库面积（6600x2+8100+4800）x（79700-8100）+（6000x2+8100）x6000-8100x4800=1950.48m2

总建筑面积（43200+8100）x（8100x5+6800）+（8100x4）x（4800+6600x2+51000+8100+6000）+（1500+5100）x（6600x2+8100+4800）

　　　　　　=3804.03m2

负一层总建筑面积3916.67+3804.03=7720.7m2

负二层：

左半

总建筑面积81800x43200-（5100+4200+3900）x5100-（6900+8100）x5100

　　　　　　=3389.94m2

车库面积（43200-8100-3000）x（81800-5100-4200-3900）+8100x3900

　　　　　=2233.65m2

右半

总建筑面积同负一层

车库面积（6600+8100+6600+4800）x79700+5100x（8100+6800）+（6000x2+8100）x（8100x3）-（4000x43200+4000x5100）

　　　　　=2451.39m2

负二层总建筑面积与负一层同。

三、送风量和排风量的确定

地下车库按全面通风设计考虑，所需通风量可根据公式计算。

全面通风所需通风量为：

L0=LM（m3/h）L=Q/C-CO（m3/h）

式中：

L0-车库排风量（m3/h）；L-车库单位地面面积排风量（m3/h）；M-车库存面积（m2）；Q-单位地面面积汽车CO排放量（mg/h·m2）；C-在下停车场内CO允许浓度，C=100mg/m3；CO-室外大气中CO含量，CO=3.0mg/m3；

单位在地面面积汽车CO排放量（mg/h·m2）：

Q=ABCD/E

式中：

A-车库单位在面面积停车数；B-汽车出入频度（每小时出入台数与设计容量之比），可取50~100%；C-每辆汽车在车库内发动机运行时间取3min；D-汽车单位时间CO排放量，g/s。

国产的桑塔汽车CO排放量为0.577g/s，进口福特汽车CO排放量0.319g/s；E----CO排放量占总排放量的百分比，取0.89。

1、地下停车场内汽车尾气排放量

表1列出了常见车辆在怠速状态下，每台车单位时间排放量和浓度C[3][7][8]。

表1各类汽车尾气排气量

车类

车牌

车型

产地

排气量

（1/min）

平均排气量

（1/min）

CO平均浓度（mg/m3）

NOX平均浓度（mg/m3）

国产小轿车

北京

BJ-212

中国

550

上海

SH760A

中国

502

526

64028

2.56

进口小轿车

皇冠

RT2800

日本

621

马自达

1800SG-8

日本

403

福特

EXPTnr60

美国

360

419

45625

9.01

拉达

1300

原苏联

291

国产面包车

北京

BJ632A

中国

550

沈阳

SY622B

中国

550

55000

5.67

进口面包车

五十铃

日本

419

丰田

日本

492

456

50000

9.92

地下停车场停放的汽车尾部总排放量不仅与车型、停车车位数、车位利用系数、单位时间排量和汽车发动机在车库内工作时间有关，而且与排气温度有关。

表1中数据是在排气温度为550℃（国产车）、500℃（进口车）条件下的数据，而检测汽车排放有害气体浓度时尾部气温为常温20℃左右。

为此应进行温度修正。

其计算公式为

Qi=T2WSBiDit10-3/T1,m3/hQ=ΣQi,m3/hi=1

式中Q---地下停车场内汽车排气总量，m3/h

　　Qi---停车场内i类汽车的排气总量，通常按表1中的4类选取（国产小轿车和面包车，进口小轿车和面包车），m3/h；

　　S---车库的停车车位利用系数，即单位时间内停车辆数与停车车位数的比值，其值由建设单位与设计人员共同确定，一般取0.5～1.5；

　　W---地一停车场的停车总车位数，台；

　　Bi---i类汽车单位时间的排气量，每台1/min，可由表1查取；

　　Di---i类占停车量总数的百分比；

　　t---每辆车在地下停车场内发动工作时间，一般取平均值t=6min；

　　T1---汽车的排气温度，K，

　　国产车T1＝825K

　　进口车T1＝773K；

　　T2---地下停车场内空气温度，一般取T2＝293K。

2、地下停车场内的CO排放量可用下式计算

G=ΣQiCi,m3/hi=1

式中G---地下停车场CO的产生量，mg/h；

　　Gi---i类汽车排放CO平均浓度，mg/m3，由表1查取。

3、地下停车场地面上大气中CO浓度

计算地下停车场的排风量时，地下停车场在面上大气中的CO浓度，实测值为2.71～3.23mg/m3，设计中可取2.5～3.5mg/m3。

4、送风量的计算

为了防止地下停车场有害气体的溢出，要求停车场内保持一定的负压。

由此，地下停车场的送风量要小于排风量。

根据经验，一般送风量取排风量的85％～95％。

另外的5％～15％补风由门窗缝隙和车道等处渗入补充。

根据排气量计算公式，按地下停车场停车位，计算出每个车位的排气量，列入表2中。

由此只要知道地下停车场的停车车位数、车种类，再确定一个S，就可根据表2方便而简单地计算出地下停车场的排风量。

注：

计算条件C－CO＝100－3＝97（mg/m3）

表2每个停车车位排风量（m3/h·台）

车位利用系数S

国产小轿车

国产面包车

进口小轿车

进口面包车

0.50

370.81

333.06

224.08

267.25

0.75

556.22

499.59

336.12

400.88

1.00

741.62

666.12

448.16

534.51

1.25

927.03

832.65

560.20

668.14

1.50

1112.43

999.18

672.24

801.77

负一层排风量和送风量计算：

假设国产小轿车为总车位的40％，国产面包车为20％，进口小轿车为20％，进口面包车为20％取S=1.00

国产小轿车排风量L1=741.62x191x40％=56660m3/h

国产面包车排风量L2=666.12x191x20％=25445.78m3/h

进口小轿排风量L3=448.16x191x20％=17119.7m3/h

进口面包车排风量L4=534.51x191x20%=20418.3m3/h

则总的排风量L=L1+L2+L3+L4=119643.78m3/h

送风量取排风量的85％～95％所以送风量L‘=119643.78x90%=107679.4m3/h

负二层排风量和送风量计算：

国产小轿车排风量L1=741.62x176x40％=52210.05m3/h

国产面包车排风量L2=666.12x176x20％=23447.42m3/h

进口小轿排风量L3=448.16x176x20％=15775.22m3/h

进口面包车排风量L4=534.51x176x20%=18814.77m3/h

则总的排风量L=L1+L2+L3+L4=110247.68m3/h

送风量L‘=110247.68x90%=99222.9m3/h

四、地下车库的气流分布

在考虑地下汽车库的气流分布时，防止场内局部产生滞流是最重要的问题。

因CO较空气轻，再加上发动机发热，该气流易滞流在汽车库上部，因此在顶棚处排风有利，而汽

车的排气位置是在汽车库下部，如能在其尚未扩散时就直接从下部排走则更好。

另外，汽油蒸汽比空气重，亦希望从下部排风，所以排风宜上下同排。

一般技术手册要求上部排1/3，下部排2/3。

排风口的布置应均匀，并尽量靠近车体。

新风如能从汽车库下部送，对降低CO浓度是十分有利的，但结构上很难做到，因此，送风口可集中布置在上部，采用中间送，两侧回，或者两侧送两侧回。

五、通风系统设计

地下车库通风系统设计不仅要考虑通风，还要考虑其防火排烟的问题。

如果将车库的通风和防火防烟分开布置，由于其各自功能单一，系统设计很简单。

如果结合布置，则系统设计变的复杂，但这种复杂系统在技术上是可行的，在经济上是合理的，因而采用普遍。

通风排烟系统形式有两种：

（1）多支管系统汽车库上部设系统总管，由总管均匀地接出向下的立管，总管上与立管的下部均设有排风口，总管上的排风口兼做排烟口，设置普通排风口，支管上的排风口仅作为排风口之用，设置防烟防火阀，布置如图。

平时，上下排风口同时排风；火灾时，下部排风口的防烟防火阀自动关闭，上部排风口作为排烟口排除烟气。

总管接出多个立管，则每个立管尺寸小，因而占有空间小。

但每个立管上均设置防烟防火阀，不仅初投资大，且由于阀门多，易出现失控和误控情况，影响系统运行的有效性。

1.单速排风/排烟风机2.排烟防火阀3.防烟防火阀4.排风/排烟口5.排风口

（2）单支管系统

汽车库上部设系统总管，由总管接出一根支管，该支管在下部形成水平管，总管与立管都均匀设有普通排风口，在支管靠近总管处设置防火防烟阀。

布置如下图。

平时，上下排风口同时排风；火灾时，支管上的防烟防火阀自动关闭，上部排风口作为排烟口。

总管只接出一个立管，则只设一个防烟防火阀就可满足火灾时的排烟需要，控制上较上一个方案简单，且初投资省，但占用空间大。

1.单速排风/排烟风机2.排烟防火阀3.防烟防火阀4.排风/排烟口5.排风口

通过比较，选择第二种方案更合理。

因为车库面积大，选该方案经济，方便。

六、排风风管水力计算

（1）负一层左半管段布置及管道编号、长度标注如图所示，确定最不利环路为：

因为AB两部分基本对称，可以采用相同的布置，所以计算时，仅计算A风机及其管路。

A部分：

最不利环路为1-2-3-4-5-6-7-8-9-10-11。

（2）据各管段的风量及选定的流速，确定最不利环路各管段的断面尺寸及沿程阻力和局部阻力如下：

取管内流速V1-2=4.0m/s，设计总排风量P=119643.78m3/h所以风口面积S=P/V=119643.78/（4X3600）=8.31m2设计风口数量为n=49个，每个风口风量P1=119643.78/49=2441.7m3/h=0.678m3/sS1=S/n=8.31/49=0.17m2

矩形风口尺寸取400X400mm2

管段1-2:

末端风管选用400X400mm2.实际面积S1=0.16m2

故实际流速V=4.24m/s

当量直径D=2x400x400/（400+400）=400mm实际流速为4.24m/s

查《民用建筑空调设计》P208图7-1得Rm1-2=0.5Pa/m

ΔPm1-2=0.5x8.1=4.05Pa

局部阻力计算：

（查用《实用通风空调风道计算法》P279）

①活动百叶风口取平均风速为3.0m/s，则风口面积f=2441.7/（3600x3）=0.226m2而实际风道尺寸500X450mm2，所以实际流速为3.014m/s，查《通风工程》附录5得局部阻力系数ξ=2.0时V=3.0m/s，对应管内流速V=3.014/0.8=3.768m/s（假定有效面积80%）

②渐扩管F1/F0=500X450/400X400=1.41取渐扩角30°插值查《通风工程》附录5

得ξ=0.108对应流速V=3.014m/s

③多叶对开风量调节阀按0°时查得ξ=0.52

④矩形风道圆弯头：

b/h=1R/b=1得ξ=0.29

⑤矩形风管合流四通（θ=90°）合流后管段流量2441.7X3=7325.1m3/h

初选流速V=6m/sS=0.34m2管道尺寸取630x500mm2实际流速为6.46m/s

由A3/A1=400x400/630x500=0.51查表得ξ=0.2对应流速V=6.46m/s

（3）其他管段计算方法同上

（4）计算结果如下

管段

风量L

管长m

初选风速

风管尺寸

当量直径

实际流速

比摩阻

摩擦阻力

动压

局部阻力系数

局部阻力

管段阻力

1-2

2441.7

8.1

400x

400

4.24

3.0

3.014

6.46

0.5

4.05

5.4

5.45

25.04

2.0

0.108

0.52

0.29

0.2

10.8

0.59

2.83

1.58

24.85

2-3

7325.1

8.1

630x

500

557.5

6.46

6.73

0.75

6.075

27.2

0.4

10.87

16.95

3-4

12208.5

8.1

800x

630

704.9

6.73

7.42

0.78

6.32

33.03

0.4

13.21

19.54

4-5

17091.9

8.1

800x

800

7.42

7.63

0.5

4.05

34.93

0.4

13.97

18.02

5-6

21975.3

8.1

1000x

800

888.9

7.63

7.46

0.52

4.212

33.4

0.4

13.36

17.572

6-7

26858.7

8.1

1000x

1000

7.46

0.46

3.726

33.4

0.4

13.36

17.085

7-8

31742.1

8.1

1000x

1000

8.82

10.2

0.52

4.212

62.42

0.4

24.97

29.18

8-9

36625.5

8.1

1000

10.2

10.85

0.65

5.265

70.63

0.4

28.25

33.52

9-10

39067.2

4.05

1000x

1000

10.85

11.53

0.65

2.63

79.76

0.4

31.9

34.54

10-

41508.9

3.9

1000

11.53

0.82

3.2

支管

2441.7

4.05

400x400

400

4.24

0.5

2.025

10.79

0.52

5.6

7.634

备注：

1-2送风百叶渐扩管调节阀弯头合流四通阀

2-33-4到8-9合流四通

9-10合流三通支管风量调节阀

实际运行时，可以利用调节阀改善其不平衡性，使风口出流量更加均匀。

（5）系统总阻力计算及风机选型

系统总阻力为最不利环路1-2-3-4-5-6-7-8-9-10-11阻力之和即24.85+16.95+19.54+18.02+17.572+17.085+29.18+33.52+34.54+3.2=214.46Pa

风机风量：

Lf=1.15L=1.15x2441.7x17=47735.235m3/h

风机风压：

Pf=1.15xP=1.15x214.46=246.63Pa

可选XPZ-I型消防排烟风机型号11叶轮直径11100MM推荐工况风量48500m3/h

推荐工况全压690Pa转速960r/min装机容量15KW

A声级<=92dB重量380KG

每层左侧部分布置两台，对称布置，共需四台。

（6）负一层右半管段布置及管道编号、长度标注如图所示，确定最不利环路为：

C部分：

最不利环路为1-2-3-4-5-6-7-8-9-10。

（7）根据各管段的风量及选定的流速，确定最不利环路各管段的断面尺寸及沿程阻力和局部阻力如下：

取管内流速V1-2=4.0m/s

管段1-2:

末端风管选用400X400mm2.实际面积S1=0.16m2

故实际流速V=4.24m/s

当量直径D=2x400x400/（400+400）=400mm实际流速为4.24m/s

查《民用建筑空调设计》P208图7-1得Rm1-2=0.47Pa/m

ΔPm1-2=0.47x12.15=5.71Pa

局部阻力计算：

（查用《实用通风空调风道计算法》P279）

①活动百叶风口取平均风速为3.0m/s，则风口面积f=2441.7/（3600x3）=0.226m2而实际风道尺寸500X400mm2，所以实际流速为3.39m/s，查《通风工程》附录5得局部阻力系数ξ=2.0时V=3.39m/s，对应管内流速V=3.39/0.8=4.24m/s（假定有效面积80%）

②渐扩管F1/F0=500X400/400X400=1.25取渐扩角30°插值查《通风工程》附录5

得ξ=0.07对应流速V=4.24m/s

③多叶对开风量调节阀按0°时查得ξ=0.52

④矩形风道圆弯头：

b/h=1R/b=1得ξ=0.21

⑤矩形风管合流四通（θ=90°）合流后管段流量2441.7X3=7325.1m3/h

初选流速V=6m/sS=0.34m2管道尺寸取630x500mm2实际流速为6.46m/s

由A3/A1=400x400/630x500=0.51查表得ξ=0.05对应流速V=6.46m/s

（8）他管段计算方法同上

（9）计算结果如下

管段

风量L

管长m

初选风速

风管尺寸

当量直径

实际流速

比摩阻

摩擦阻力

动压

局部阻力系数

局部阻力

管段阻力

1-2

2441.7

12.15

400x

400

4.24

3.0

4.24

6.46

0.47

5.71

5.4

10.79

25.04

2.0

0.07

0.52

0.21

0.2

10.8

0.76

5.61

2.27

5.01

60.16

2-3

7325.1

8.1

630x

500

557.52

6.46

6.73

0.68

5.51

27.18

0.4

10.87

16.38

3-4

12208.5

8.1

800x

630

704.9

6.73

7.42

0.78

6.32

33.03

0.4

13.22

19.54

4-5

17091.9

8.1

800x

800

7.42

7.63

0.64

5.18

34.93

0.4

13.97

19.15

5-6

21975.3

7.45

1000x

800

888.9

7.63

7.46

0.52

3.87

33.39

0.4

13.36

17.23

6-7

26858.7

7.45

1000

7.46

8.82

0.45

3.35

46.68

0.4

18.67

22.02

7-8

31742.1

8.1

1000

8.82

9.5

0.58

4.7

54.15

0.4

21.66

26.36

8-9

34183.8

11.4

1000

9.5

10.17

0.65

7.41

62.06

0.4

25.04

32.45

9-10

36625.5

13.1

1000

10.17

10.85

0.73

9.58

70.63

0.4

28.25

37.83

（10）系统总阻力计算及风机选型

系统总阻力为最不利环路1-2-3-4-5-6-7-8-9-10阻力之和，即221.12Pa风机风量：

Lf=1.15L=1.15x2441.7x16=44927.28m3/h

风机风压：

Pf=1.15xP=1.15x221.12=254.3Pa

可选XPZ-I型消防排烟风机型号10叶轮直径10000MM推荐工况风量45679m3/h

推荐工况全压630Pa转速1450r/m

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