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[摘要] 阐述了住宅建筑地下汽车库防排烟设计过程中经常遇到的几个问题, 包括防火分区、防烟分区的划分, 排风量和进风量的确定, 风机选型, 机房布置, 防火阀和排烟口的安装位置, 以及防排烟控制系统。
[关键词] 防排烟, 防火分区, 换气次数, 排烟(排风) 量, 风机选型, 机房布置
Discussion on the Problem of Smoke Exhaust Design of Under groundGarage in Residential Buildings
YU Zhengfen1 , Guo Yonghao 2
(1.Shenyang Construction University Architectural design Research institute ；2.Shenyang Construction University Architectural design Research institute )
Abstract : The article elaborated a few problems which are often encountered in the process of designing of smoke control and extraction in residence underground garage,including division of fire prevention area and smoke control zone , determination of air quantity of exhaust and intake , type selection of fan , fan room arrangement , installation position of fire damper and smoke outlets and smoke control and extraction system.
Keywords : Smoke control and extraction , Fire prevention zone , Times of aeration , Smoke extract amount , Type selection of fan , Fan room arrangement
1 引言
随着社会的发展和人民生活水平的提高，汽车库向地下空间发展，可以说地下汽车库已经是城市汽车库的一种重要形式。然而随着私人拥有汽车量的迅速增加, 住宅建筑地下汽車库消防安全已成了一个必须认真思考和对待的课题，因此在设计中如何解决消防排烟问题显得十分重要，而且已经受到设计人员的普遍关注。
2 关于防火分区、防烟分区划分
根据《汽车库、修车库、停车场设计防火规范 [ 1 ] GB 50067-97 (以下简称《汽规》) , 汽车库应设防火墙划分防火分区, 地下汽车库内设有自动灭火系统时, 其防火分区最大允许建筑面积为4000m2; 而《汽规》同时规定设有机械排烟系统的汽车库, 其每个防烟分区的建筑面积不宜超过2000 m2 ,且防烟分区不应跨越防火分区。防烟分区可采用挡烟垂壁、隔墙或从顶棚下突出不小于0.5m 的梁划分。因此在实际的项目中,大型地下室的主梁高一般都在800mm 左右, 而地下室顶板厚度一般在200mm , 因此梁突出顶板一般可以满足《汽规》中以突出顶棚不小于0.5m 的梁划分防烟分区的要求。正是基于以上原因, 我们在实际的设计中不用单独考虑如何将一个防火分区划分成两个防烟分区。
3 关于排烟排风风量和进风量的问题
根据《汽规》规定, 设置机械排烟的地下汽车库, 机械排烟系统可与平时通风系统合用, 并且《汽规》中规定排烟量的计算应按换气次数不小于6 次/ h 计算。这与卫生部门要求车库平时通风每小时换气次数6～10 次的通风换气次数相吻合。因此, 我们一般采取消防排烟与平时排风共用一个系统, 排烟排风量均按6 次/ h换气次数计算。这样既节省了投资, 也同时满足了消防排烟与平时排风的要求。
另外, 根据《全国民用建筑工程设计技术措施(暖通空调)》[ 2 ] (以下简称《技术措施》) 关于汽车库通风的规定, 以及《汽规》的条文解释, 当层高小于3m 时, 按实际高度计算换气体积; 当层高大于3m 时, 按3m 高度计算换气体积。
消防排烟补风和和平时的进风可以合用一个进风系统。《汽规》规定, 汽车库内无直接通向室外的汽车疏散出口的防火分区, 当设置机械排烟系统时, 应同时设置进风系统, 且送风量不宜小于排烟量的50 %。
4 排烟排风机选型及风机房布置问题
由于大型地下车库均需要划分防火分区, 而《汽规》也规定风管不应穿过防火墙, 当必须穿过时除了要采用不燃烧材料将孔洞周围的缝隙填塞外, 还应在穿过处设置防火阀。而且根据以上排烟排风量的计算方法, 每个防火分区的风量都比较大, 因此在实际的设计中要避免风管穿越防火墙, 这样每个防火分区的排烟排风都是独立的排烟排风系统, 而整个车库的排烟排风实际上就变成每个防火分区的排烟排风。以一个4000 m2 的防火分区为例。考虑到造价以及现有的设备厂家风机型号, 我们可以选择两台风量为40000 m3/ h 的排烟排风机, 也可以选择3 台风量为27000 m3/ h 的排烟排风机。结合造价考虑,补风机的风量按总排风量的50 %即为40000m3/ h ,可选一台风量约为40000m3/ h 的风机补风。
另外, 需要注意的是地下一层汽车库内有汽车出入口的防火分区不需要机械补风。因为考虑到尽量不占用车位, 以及风井出地面部分的处理问题, 所以一般情况将风机房布置在塔楼阴影部分。《技术措施》规定排烟系统的补风系统室外进风口与排烟出口水平距离不宜小于10m , 或垂直距离不宜小于3m ,且进风口宜低于排烟口。如果风井在室外很难实现垂直距离不小于3m , 因此在风机房布置时要尽量使进风机房远离排风机房, 同时应注意气流分布均匀, 减少通风死角。
对于平战结合的车库, 因为人防需要要划分防护单元。根据《人民防空地下室设计规范》[ 3 ] (以下简称《人防规》) 人员掩蔽所的防护单元面积≤2000 m2 , 所以每个防火分区一般划分成两个防护单元。为避免风管跨越防护单元, 应在每个防护单元至少设一个排风机房, 进风机房尽量设在两个防护单元中间, 从而保证平时使用的风管不穿越人防隔墙, 又保证排烟排风以及补风的气流组织合理。
5 防火阀和排烟排风口的问题
在每一个排烟排风管出机房进入车库处均设烟气温度超过280 ℃时能自动关闭的排烟防火阀; 在每一个进风管出机房进入车库位置设超过70 ℃时能自动关闭的防火阀。
当地下汽车库仅为一层, 且排烟经竖向风道排至室外时, 排烟防火阀宜设置在排烟风机入口总管上; 当地下汽车库为两层, 两层共用一个排烟竖井时, 则每层排烟防火阀应设置在排烟风机出口总管上, 即紧靠排烟竖井一侧设置。
因为排烟排风共用一个系统, 所以排烟口应选择常开的。排烟排风口的设置除了要应注意气流分布均匀以外, 还应满足《汽规》“排烟口距该防烟分区内最远点的水平距离不应超过30m”的规定,即保证该防火分区内任何一点距离其最近的排烟水平距离不超过30m。
6 人员疏散口加压送风
地下车库的防烟楼梯间和合用前室均需要单独设置加压送风系统。因为《高层民用建筑设计规范》[4 ]规定, 如果地上塔楼部分与地下车库共用楼梯间时应在首层与地下室的出入口处, 设置耐火极
限不低于2100h 的隔墙和乙级的防火门隔开。这样楼梯间的地上和地下部分实际上是不连通的, 而是被防火门隔开的两部楼梯。因此, 地上与地下应分开设置加压送风系统。
当分开设置系统确有困难时, 可以合用一个正压送风系统, 但选用风机风量时应同时满足地上地下正压送风量要求, 且地下部分加压送风口宜适当增加面积。合用一个正压送风系统且风量按一个系统设计时, 正压送风口可采用远程可控型, 当地上层着火时, 开启地上层送风口,当地下层着火时,开启地下层送风口; 合用一个正压送风系统且风量同时满足地上地下正压送风量要求情况下, 选用可调节风量的送风口。
当地上塔楼部分防烟楼梯间或合用前室不需要设置加压送风时, 地下车库的防烟楼梯間或合用前室应单独设置加压送风系统。
7 防排烟控制系统
汽车库的排风(兼排烟) 主风管机房入口处分别设置280 ℃排烟防火阀, 进风主风管出机房处分别设置70 ℃防火阀, 一般设备用房例如水泵房配电房的通风系统在支风管处设70 ℃防火阀。
平时排风(烟) 风机、排烟防火阀、排风排烟口以及进风机, 防火阀, 进风口均开启, 按标准排风量(排风换气次数6 次/ 小时) 排风换气。一旦发生火灾报警时, 烟感信号通过消防控制中心启动着火防火分区排烟风机运行排烟, 连锁启动该着火分区的楼梯间及合用前室的加压送风机、加压送风口; 同时关闭设备房通风系统和其它非着火防火分区的通风系统和通风设备; 当着火分区烟气温度达到280 ℃时排烟防火阀和防火阀熔断器熔断, 排烟防火阀和防火阀关闭, 连动风机一起关闭。
8 结语
地下汽车库排风排烟量和气流组织的一致性，给简化设计、优化系统、使通风和排烟系统兼用、方便运行控制等各方面都提供了前提和基础。排烟系统与通风空调系统兼用，不仅可以减少占用的空间，节省建设费用，又可以提高防排烟系统运行的可靠性，还可避免日常的试运行检查。现在民用建筑地下汽车库通风排烟设计多采用排风系统和排烟系统合用风机和风管的设计方案，实践证明这种系统是比较优化、比较经济的系统,在设计中应优先予以考虑。
9 参考文献
[ 1 ] 汽车库、修车库、停车场设计防火规范( GB 50067 -97) [ S ]
[ 2 ] 全国民用建筑工程设计技术措施(暖通空调) [ S ]
[ 3 ] 人民防空地下室设计规范(GB 50038 - 2005) [ S ]
[ 4 ] 高层民用建筑设计规范(GB 50045 - 95) [ S ]
[关键词] 防排烟, 防火分区, 换气次数, 排烟(排风) 量, 风机选型, 机房布置
Discussion on the Problem of Smoke Exhaust Design of Under groundGarage in Residential Buildings
YU Zhengfen1 , Guo Yonghao 2
(1.Shenyang Construction University Architectural design Research institute ；2.Shenyang Construction University Architectural design Research institute )
Abstract : The article elaborated a few problems which are often encountered in the process of designing of smoke control and extraction in residence underground garage,including division of fire prevention area and smoke control zone , determination of air quantity of exhaust and intake , type selection of fan , fan room arrangement , installation position of fire damper and smoke outlets and smoke control and extraction system.
Keywords : Smoke control and extraction , Fire prevention zone , Times of aeration , Smoke extract amount , Type selection of fan , Fan room arrangement
1 引言
随着社会的发展和人民生活水平的提高，汽车库向地下空间发展，可以说地下汽车库已经是城市汽车库的一种重要形式。然而随着私人拥有汽车量的迅速增加, 住宅建筑地下汽車库消防安全已成了一个必须认真思考和对待的课题，因此在设计中如何解决消防排烟问题显得十分重要，而且已经受到设计人员的普遍关注。
2 关于防火分区、防烟分区划分
根据《汽车库、修车库、停车场设计防火规范 [ 1 ] GB 50067-97 (以下简称《汽规》) , 汽车库应设防火墙划分防火分区, 地下汽车库内设有自动灭火系统时, 其防火分区最大允许建筑面积为4000m2; 而《汽规》同时规定设有机械排烟系统的汽车库, 其每个防烟分区的建筑面积不宜超过2000 m2 ,且防烟分区不应跨越防火分区。防烟分区可采用挡烟垂壁、隔墙或从顶棚下突出不小于0.5m 的梁划分。因此在实际的项目中,大型地下室的主梁高一般都在800mm 左右, 而地下室顶板厚度一般在200mm , 因此梁突出顶板一般可以满足《汽规》中以突出顶棚不小于0.5m 的梁划分防烟分区的要求。正是基于以上原因, 我们在实际的设计中不用单独考虑如何将一个防火分区划分成两个防烟分区。
3 关于排烟排风风量和进风量的问题
根据《汽规》规定, 设置机械排烟的地下汽车库, 机械排烟系统可与平时通风系统合用, 并且《汽规》中规定排烟量的计算应按换气次数不小于6 次/ h 计算。这与卫生部门要求车库平时通风每小时换气次数6～10 次的通风换气次数相吻合。因此, 我们一般采取消防排烟与平时排风共用一个系统, 排烟排风量均按6 次/ h换气次数计算。这样既节省了投资, 也同时满足了消防排烟与平时排风的要求。
另外, 根据《全国民用建筑工程设计技术措施(暖通空调)》[ 2 ] (以下简称《技术措施》) 关于汽车库通风的规定, 以及《汽规》的条文解释, 当层高小于3m 时, 按实际高度计算换气体积; 当层高大于3m 时, 按3m 高度计算换气体积。
消防排烟补风和和平时的进风可以合用一个进风系统。《汽规》规定, 汽车库内无直接通向室外的汽车疏散出口的防火分区, 当设置机械排烟系统时, 应同时设置进风系统, 且送风量不宜小于排烟量的50 %。
4 排烟排风机选型及风机房布置问题
由于大型地下车库均需要划分防火分区, 而《汽规》也规定风管不应穿过防火墙, 当必须穿过时除了要采用不燃烧材料将孔洞周围的缝隙填塞外, 还应在穿过处设置防火阀。而且根据以上排烟排风量的计算方法, 每个防火分区的风量都比较大, 因此在实际的设计中要避免风管穿越防火墙, 这样每个防火分区的排烟排风都是独立的排烟排风系统, 而整个车库的排烟排风实际上就变成每个防火分区的排烟排风。以一个4000 m2 的防火分区为例。考虑到造价以及现有的设备厂家风机型号, 我们可以选择两台风量为40000 m3/ h 的排烟排风机, 也可以选择3 台风量为27000 m3/ h 的排烟排风机。结合造价考虑,补风机的风量按总排风量的50 %即为40000m3/ h ,可选一台风量约为40000m3/ h 的风机补风。
另外, 需要注意的是地下一层汽车库内有汽车出入口的防火分区不需要机械补风。因为考虑到尽量不占用车位, 以及风井出地面部分的处理问题, 所以一般情况将风机房布置在塔楼阴影部分。《技术措施》规定排烟系统的补风系统室外进风口与排烟出口水平距离不宜小于10m , 或垂直距离不宜小于3m ,且进风口宜低于排烟口。如果风井在室外很难实现垂直距离不小于3m , 因此在风机房布置时要尽量使进风机房远离排风机房, 同时应注意气流分布均匀, 减少通风死角。
对于平战结合的车库, 因为人防需要要划分防护单元。根据《人民防空地下室设计规范》[ 3 ] (以下简称《人防规》) 人员掩蔽所的防护单元面积≤2000 m2 , 所以每个防火分区一般划分成两个防护单元。为避免风管跨越防护单元, 应在每个防护单元至少设一个排风机房, 进风机房尽量设在两个防护单元中间, 从而保证平时使用的风管不穿越人防隔墙, 又保证排烟排风以及补风的气流组织合理。
5 防火阀和排烟排风口的问题
在每一个排烟排风管出机房进入车库处均设烟气温度超过280 ℃时能自动关闭的排烟防火阀; 在每一个进风管出机房进入车库位置设超过70 ℃时能自动关闭的防火阀。
当地下汽车库仅为一层, 且排烟经竖向风道排至室外时, 排烟防火阀宜设置在排烟风机入口总管上; 当地下汽车库为两层, 两层共用一个排烟竖井时, 则每层排烟防火阀应设置在排烟风机出口总管上, 即紧靠排烟竖井一侧设置。
因为排烟排风共用一个系统, 所以排烟口应选择常开的。排烟排风口的设置除了要应注意气流分布均匀以外, 还应满足《汽规》“排烟口距该防烟分区内最远点的水平距离不应超过30m”的规定,即保证该防火分区内任何一点距离其最近的排烟水平距离不超过30m。
6 人员疏散口加压送风
地下车库的防烟楼梯间和合用前室均需要单独设置加压送风系统。因为《高层民用建筑设计规范》[4 ]规定, 如果地上塔楼部分与地下车库共用楼梯间时应在首层与地下室的出入口处, 设置耐火极
限不低于2100h 的隔墙和乙级的防火门隔开。这样楼梯间的地上和地下部分实际上是不连通的, 而是被防火门隔开的两部楼梯。因此, 地上与地下应分开设置加压送风系统。
当分开设置系统确有困难时, 可以合用一个正压送风系统, 但选用风机风量时应同时满足地上地下正压送风量要求, 且地下部分加压送风口宜适当增加面积。合用一个正压送风系统且风量按一个系统设计时, 正压送风口可采用远程可控型, 当地上层着火时, 开启地上层送风口,当地下层着火时,开启地下层送风口; 合用一个正压送风系统且风量同时满足地上地下正压送风量要求情况下, 选用可调节风量的送风口。
当地上塔楼部分防烟楼梯间或合用前室不需要设置加压送风时, 地下车库的防烟楼梯間或合用前室应单独设置加压送风系统。
7 防排烟控制系统
汽车库的排风(兼排烟) 主风管机房入口处分别设置280 ℃排烟防火阀, 进风主风管出机房处分别设置70 ℃防火阀, 一般设备用房例如水泵房配电房的通风系统在支风管处设70 ℃防火阀。
平时排风(烟) 风机、排烟防火阀、排风排烟口以及进风机, 防火阀, 进风口均开启, 按标准排风量(排风换气次数6 次/ 小时) 排风换气。一旦发生火灾报警时, 烟感信号通过消防控制中心启动着火防火分区排烟风机运行排烟, 连锁启动该着火分区的楼梯间及合用前室的加压送风机、加压送风口; 同时关闭设备房通风系统和其它非着火防火分区的通风系统和通风设备; 当着火分区烟气温度达到280 ℃时排烟防火阀和防火阀熔断器熔断, 排烟防火阀和防火阀关闭, 连动风机一起关闭。
8 结语
地下汽车库排风排烟量和气流组织的一致性，给简化设计、优化系统、使通风和排烟系统兼用、方便运行控制等各方面都提供了前提和基础。排烟系统与通风空调系统兼用，不仅可以减少占用的空间，节省建设费用，又可以提高防排烟系统运行的可靠性，还可避免日常的试运行检查。现在民用建筑地下汽车库通风排烟设计多采用排风系统和排烟系统合用风机和风管的设计方案，实践证明这种系统是比较优化、比较经济的系统,在设计中应优先予以考虑。
9 参考文献
[ 1 ] 汽车库、修车库、停车场设计防火规范( GB 50067 -97) [ S ]
[ 2 ] 全国民用建筑工程设计技术措施(暖通空调) [ S ]
[ 3 ] 人民防空地下室设计规范(GB 50038 - 2005) [ S ]
[ 4 ] 高层民用建筑设计规范(GB 50045 - 95) [ S ]