分析高層建筑地下汽車庫通風與排煙系統(5頁).doc
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2022-07-18
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1、高層建筑地下汽車庫通風與排煙系統合一的分析 論文作者:史自強 史鐘璋摘要: 本文分析計算了高層建筑地下汽車庫全面通風托兒所量的取值方法;分析計算了不需從下部排風的根據與理由,結合新的汽車庫防火設計規范的實施,得出了地下汽車庫的通風與排煙系統的風量及氣流組織,基本上可以合一的結論,可供設計參考。關鍵詞: 高層建筑 汽車庫 換氣量 排煙量 排煙系統1 前言在高建筑地下汽車庫的通風與排煙系統設計中,由于排煙量遠遠大于排風量,且排風要求從下部排出所需風量的三分之二,從上部排出三分之一,因而欲將通風與排煙系統合并,除需選用雙整風機外,還需上部與一部排風口應設轉換控制設施,使設計、施工及運行管理十分復雜。2、新的地下汽車庫防火規范規定的排煙量大幅降低并接近排風量。如果通風與排煙的氣流組織能統一,則通風與排煙系統即可合一,就會大大簡化地下汽車庫通風及排煙系統的設計、施工及運行管理。房地產E網 2 地下汽車庫排風的討論目前確定地下汽車庫排風量的方法,大體上可分為二類,一類是按換氣次數估算,另一類則是按全面通風換氣量進行計算。屬于第一類的按換氣次數估算的代表性的參考文獻(1),“一般排風量不少于6次/時,送風量不少于5次/時,地下汽車庫排氣分上、下兩部分,下部排出三分之二,上部排出三分之一”。此處未區別不同情況,用統一的換氣次數估算。參考文獻(2)中指出:“汽車庫單層設計時,可按換氣次數計算,當層高H33、m時,按3m計算體積,當層高H3m時,按實際高度計算車庫體積。汽車出入頻度較大時,排氣量按6次/時計算;出入頻度一般時,排氣量按5次/時計算;出入頻度較小時,排氣理按4次/時計算。”按汽車出入頻度的不同給出不同的換氣次數(不同的排氣量)更合理一些。另一類是按將有害物沖淡到衛生標準所需的全面通風托兒所量來確定.汽車尾氣的主要有害為CO、NOX及少量汽油及熱量。以CO及NOX為主。因CO及NOX對人體的作用不同,其全面通風換氣量(即排氣量)應分別計算稀釋CO及NOX所需的換氣量,然后取大值。表1列出了各種輕型汽車實測的CO及NOX平均濃度值。由此可以看出進口車實測的NOX排放濃度為最高允許濃度(54、mg/m3)的2倍,而CO的排放濃度為最高允許濃度(按mg/m3)的456500倍。顯然按CO計算的出的全面通風換氣量完全可以將NOX稀釋到衛生標準規定的濃度。因而以CO作為計算換氣的標準是合理的。眾所周知,全面通風換氣量(L)的計算公式為:(m3/時)式中:G地下汽車庫CO散發量(mg/h);C地下汽車庫CO最高允許濃度(mg/m3)CO送風中CO濃度(g/m3)養殖之家 關于CO最高允許濃度的取值。我國衛生標準7規定為30mg/m3,但作業時間短暫時可以放寬;作業時間在1小時之內為50mg/m3;半小時內為100mg/m3;151120分鐘為200mg/m3。但在上述條件下反復作業時,兩次5、作業之間需間隔2小時以上。計算中取值差別很大,有的取C=100mg/m3(5);有的取C=100PPM(125mg/m3)(10),有的取200mg/m3(4)。送風中CO濃度取值。有的取值為CO=2.53.5mg/m3(5);有的取值CO=3PPM(3.75mg/m3(46);也有的取值為CO=100PPM(125mg/m3(8)。CO散發量G的計算(mg/時)(2)式中:Qii類汽車排出氣體總量(m3/時臺);Cii類汽車排放CO平均溫度(mg/m3)。表1 項目車別Bi(%)Di(4/分)CO濃度Ci(mg/m3)t(分)T2/T1NOX濃度(mg/m3)國產轎車4052664028606、.3562.56國產面包車205505500060.3565.67進口轎車204194562560.3799.01進口面包車204565000060.3799.92考慮到為使數據一致,應對Qi計算進行溫度修正,此時:m3/時)(3)汽車總排氣量為:(m3/時)(4)上二式中:T1汽車排氣溫度(K)(國產車T1=823K,進口車T1=773K);T2地下車庫常溫(K),一般T2=293KW汽車庫停車總車位數,即額定停車數(臺);S汽車出入頻度,即1小時內出入車數與額定停車數之比。因車庫使用性質不同會有很大差別,有的取值S=1.21.5(5);有的取S=0.351.5(2)。Bii類汽車單位時間的7、排氣量(升/分臺);Dii類汽車占停車總數的百分比(%);T每輛車在車庫內發動機工作時間(分)有的資料取t=26分鐘(2);有的取t=6分鐘(5)。將式(3)代入式(2),式(2)代入式(1)則得:(5)換氣次數(6)因V=F*h,當h=3m,面積指標,一般=3040m2/每輛車,取N=35,Bi、Di、Ci及按有1取值。C0=3mg/m3,則式(6)可簡化為(次/時)(7)當t=2分鐘、4分鐘及6分鐘,S=0.35、0.7、1.0、1.2及1.5,C=30、50、100、200時,由計算結果的分析可以看出:a、在C及t相同的條件下,S值不同時,n值相差4倍左右;b、在t及S相同的條件下,C值8、不同時,n值相差8倍以上;c、在S及C相同的條件下,t值不同時,n值相差3倍。由上述可知,當車庫條件不同時,全面通風換氣量相差很大,因此當車庫規模、出入頻率及重要程度不同時,設計時取統一的相同的n值顯然是不合理的。本文作者認為:CO最高允許濃度取C=200mg/m3,則標準太低,而取C=100mg/m3又太高,可取C=100PPM(即C=125mg/m3)(10),按t=6分鐘,CO=3.78mg/m3(8)按S=1.5(出入頻度較高),S2=1.25(出入頻率中等),S3=1.0(出入頻度較低),按式(7)算出,n1=7.196,n2=5.996,n3=4.797,取整數,n1=7,n2=69、,n3=5。則對了入頻度較高的汽車庫換氣次數取n=7,出入頻度中等的汽車庫換氣次數取n=6,出入頻度較低的汽車庫換氣次數取n=5。3 地下汽車庫的通風與排煙系統合一問題的討論汽車庫防火設計新規范有二個新的變化:一是將防煙分區面積擴大到2000m2;二是將排煙量減少到6次/時。實施新規范使排風量與排煙量比較接近,此時使排風與排煙系統合并的主要障礙將是平時排風要求從下部排風三分之二,從上部排風三分之一,而排放煙是全部從上部排。實際上略加分析就可以看出暖通設計規范(9)中關于“當有害氣體或蒸汽密度比空氣大,且不會形成穩定上升氣流時,宜從房間上部地帶排出所需風量的三分之一,從下部地帶排出三分之二。”的10、規定對汽車庫并不適用.這里關鍵有二個問題:一是有害氣體的密度;二是穩定的上升氣流。關于有害氣體密度。汽車發動機在怠速工況下尾氣中主要成分是CO和NOX。CO的分子量是28,0時CO的密度是。20時CO的密度是。若汽車尾氣中的CO的濃度為55000mg/m3,則20時1m3空氣中CO所占的體積為,20時空氣的密度為1.2047kg/m3,則1m3空氣質量增加克。空氣密度減少到1.2047-0.001888=1.202812公斤。與空氣密度相比為,即混合氣體比空氣密度減少千分之1.6。NOX換算成N2O5,其分子量為108,20之密度為4.49kg/m3,NOX的最大排放濃度為9。92kg/m3.11、同樣于計算出混合物密度增加到1.20470726kg/m3空氣密度增加百萬分之六。由于CO的排放濃度遠大于NOX排放濃度,可以綜合認為汽車尾氣是稍輕于空氣的混合物。應當指出,即使N2O5的排放濃度增加100倍,實際每米3空氣中質量僅增加0.7268克,而如果空氣溫度變化1,可使空氣密度增減4克/m3左右(如空氣由21或高到22,則)。由此可知氣體混合物因溫度變化而引起的密度變化,遠大于有害氣體或蒸汽所引起的密度變化。因此汽車庫內有害氣或蒸汽濃度的分布,主要取決于因溫差而引起的對流氣流,有害氣體或蒸汽自身的密度影響較小。即使像汞蒸汽這樣密度很大的蒸汽,在有較強對流氣流時也會出現在車間上部,只能說12、沒有對流的情況下,密度大于空氣的有害氣體才會集中在房間的下部,這種情況通常是不多見的。關于穩定的上升氣流。汽車排出的尾氣的溫度一般為500550,應視為較強的對流氣流。因此,溫度為500550且密度稍輕于空氣的汽車尾氣,不會積聚在車庫的下部,從下部排風三分之二的規定是不合理的。暖通空調規范需從下部排風的規定不適用于汽車庫。另外原蘇聯建筑法規采暖通風與空氣調節設計規范14第4.57及第4.58條規定:有害氣體及蒸汽的密度小于作業地帶空氣密度;有害氣體及蒸汽的密度大于作業地帶空氣密度且伴有穩定上升熱氣流時,需從作業地帶(即下部區域)排出三分之一風量。有害氣體及蒸汽密度大于或等于作業地帶空氣密度,且13、不伴有穩定熱氣流,需從作業地帶排除三分之二的風量。但并未規定有害氣體及蒸汽的密度小于作業地帶空氣密度。且伴有穩定熱氣流這種情況,需從作業地帶排風,從這方面也可以看出,有害氣體及蒸汽密度少于空氣密度且伴有穩定熱流,不需從下部排風。綜上所述,汽車庫排風可全部從上部排,實際上取消汽車庫下部排風的意見早已有人提出了(12)、(13)、(14)。4 結論4.1 經計算與分析可以認為汽車庫CO允許濃度取C=125mg/m3(100PPM),發動機在車庫內工作時間t取6分鐘,出入頻率取1.0,1.25和1.5時得出全面通風換氣量的換氣次為n1=5次/時,n2=6次/時和n3=7次/時,作為汽車庫出入頻度較低、中等和較高的換氣量計算標準是適宜的。4.2 經計算與分析認為暖通空調設計規范規定當有害氣體的蒸汽密度比空氣大,且不會形成穩定的上升氣流時,宜從房間上部地帶排出所需風量的三分之一,從下部排出三分之二,并不運用于汽車庫。因為汽車庫尾氣密度稍小于空氣,且能形成穩定上升氣流。4.3 汽車庫防火設計新規范規定高層民用建筑地下汽車庫排為量為6次/時,本文提出的通風量為6次/時左右,排風可全部從車庫上部排出,這樣高層民用建筑地下汽車庫的通風與煙系統可實現合一。將大大簡化汽車庫通風與排煙系統的設計、施工及運行管理。房地產E網