高层建筑地下汽车库通风与排烟系统合一的分析论文作者史自强史钟璋(1)48850.docx

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1、高层建筑地下汽车库通风与排烟系统合一的分析 论文作者：史自强 史钟璋摘要： 本本文分析计计算了高层层建筑地下下汽车库全全面通风托托儿所量的的取值方法法；分析计计算了不需需从下部排排风的根据据与理由，结结合新的汽汽车库防火火设计规范范的实施，得得出了地下下汽车库的的通风与排排烟系统的的风量及气气流组织，基基本上可以以合一的结结论，可供供设计参考考。关键词： 高层建筑筑 汽车库库 换气量量 排烟量量 排烟系系统1 前言在高建建筑地下汽汽车库的通通风与排烟烟系统设计计中，由于于排烟量远远远大于排排风量，且且排风要求求从下部排排出所需风风量的三分分之二，从从上部排出出三分之一一，因而欲欲将通风与与排烟

2、系统统合并，除除需选用双双整风机外外，还需上上部与一部部排风口应应设转换控控制设施，使使设计、施施工及运行行管理十分分复杂。新新的地下汽汽车库防火火规范规定定的排烟量量大幅降低低并接近排排风量。如如果通风与与排烟的气气流组织能能统一，则则通风与排排烟系统即即可合一，就就会大大简简化地下汽汽车库通风风及排烟系系统的设计计、施工及及运行管理理。2 地下汽汽车库排风风的讨论目前确确定地下汽汽车库排风风量的方法法，大体上上可分为二二类，一类类是按换气气次数估算算，另一类类则是按全全面通风换换气量进行行计算。属属于第一类类的按换气气次数估算算的代表性性的参考文文献（1），“一一般排风量量不少于66次/时

3、，送送风量不少少于5次/时，地下下汽车库排排气分上、下下两部分，下下部排出三三分之二，上上部排出三三分之一”。此此处未区别别不同情况况，用统一一的换气次次数估算。参参考文献（22）中指出出：“汽车车库单层设设计时，可可按换气次次数计算，当当层高H3m时，按按3m计算算体积，当当层高H3m时，按按实际高度度计算车库库体积。汽汽车出入频频度较大时时，排气量量按6次/时计算；出入频度度一般时，排排气量按55次/时计计算；出入入频度较小小时，排气气理按4次次/时计算算。”按汽汽车出入频频度的不同同给出不同同的换气次次数（不同同的排气量量）更合理理一些。另一类类是按将有有害物冲淡淡到卫生标标准所需的的全

4、面通风风托儿所量量来确定.汽车尾气气的主要有有害为COO、NOXX及少量汽汽油及热量量。以COO及NOXX为主。因因CO及NNOX对人体的的作用不同同，其全面面通风换气气量（即排排气量）应应分别计算算稀释COO及NOXX所需的换换气量，然然后取大值值。表1列列出了各种种轻型汽车车实测的CCO及NOOX平均浓度度值。由此此可以看出出进口车实实测的NOOX排放浓度度为最高允允许浓度（55mg/mm3）的2倍倍，而COO的排放浓浓度为最高高允许浓度度（按mgg/m3）的45565000倍。显显然按COO计算的出出的全面通通风换气量量完全可以以将NOXX稀释到卫卫生标准规规定的浓度度。因而以以CO作为

5、为计算换气气的标准是是合理的。众所周周知，全面面通风换气气量（L）的的计算公式式为：（mm3/时）式中：G地地下汽车库库CO散发发量（mgg/h）；C地下汽车车库CO最最高允许浓浓度（mgg/m3）CO送风风中CO浓浓度（g/m3）关于CCO最高允允许浓度的的取值。我我国卫生标标准7规定为330mg/m3，但作业业时间短暂暂时可以放放宽；作业业时间在11小时之内内为50mmg/m33；半小时时内为1000mg/m3；1511120分分钟为2000mg/m3。但在上上述条件下下反复作业业时，两次次作业之间间需间隔22小时以上上。计算中中取值差别别很大，有有的取C=100mmg/m33（5）；有的

6、取CC=1000PPM（1125mgg/m3）（10），有有的取2000mg/m3（44）。送风中中CO浓度度取值。有有的取值为为CO=2.553.55mg/mm3(5);有的取取值CO=3PPPM（3.75mgg/m3（446）;也也有的取值值为CO=1000PPM（1125mgg/m3（8）。CO散散发量G的的计算（mgg/时）（22）式中：Qii类类汽车排出出气体总量量（m3/时台）；Cii类类汽车排放放CO平均均温度（mmg/m33）。表1 项目车别Bi（%）Di（4/分）CO浓度CCi（mg/m3）t（分）T2/T11NOX浓度度（mg/m3）国产轿车4052664028860.35

7、662.56国产面包车车2055055000060.35665.67进口轿车2041945625560.37999.01进口面包车车2045650000060.37999.92考虑到到为使数据据一致，应应对Qi计算进行行温度修正正，此时：m3/时）（33）汽车总总排气量为为：（m3/时）（44）上二式式中：T11汽车车排气温度度（K）（国国产车T11=8233K，进口口车T1=7733K）；T22地下下车库常温温（K），一一般T2=2933KW汽汽车库停车车总车位数数，即额定定停车数（台台）；S汽车出入入频度，即即1小时内内出入车数数与额定停停车数之比比。因车库库使用性质质不同会有有很大差别别

8、，有的取取值S=1.21.5（5）;有有的取S=0.3551.55（2）。BBii类类汽车单位位时间的排排气量（升升/分台台）；Dii类类汽车占停停车总数的的百分比（%）；T每辆车在在车库内发发动机工作作时间（分分）有的资资料取t=26分分钟（2）；有有的取t=6分钟（55）。将式（33）代入式式（2），式式（2）代代入式（11）则得：（5）换气次次数（6）因V=F*h，当当h=3mm，面积指指标，一般般=3040m22/每辆车车，取N=35，BBi、Di、Ci及按有1取取值。C00=3mgg/m3，则式（66）可简化化为(次/时)（77）当t=2分钟、44分钟及66分钟，SS=0.335、0

9、.7、1.0、1.2及1.5，C=30、550、1000、2000时，由由计算结果果的分析可可以看出：a、在在C及t相相同的条件件下，S值值不同时，nn值相差44倍左右；b、在在t及S相相同的条件件下，C值值不同时，nn值相差88倍以上；c、在在S及C相相同的条件件下，t值值不同时，nn值相差33倍。由上述述可知，当当车库条件件不同时，全全面通风换换气量相差差很大，因因此当车库库规模、出出入频率及及重要程度度不同时，设设计时取统统一的相同同的n值显显然是不合合理的。本文作作者认为：CO最高高允许浓度度取C=2200mgg/m3，则标准准太低，而而取C=1100mgg/m3又太高，可可取C=11

10、00PPPM（即CC=1255mg/mm3）（10），按按t=6分分钟，COO=3.778mg/m3（88）按S=1.5（出出入频度较较高），SS2=1.225（出入入频率中等等），S33=1.00（出入频频度较低），按按式（7）算算出，n11=7.1196，nn2=5.9996，nn3=4.7797，取取整数，nn1=7，nn2=6，nn3=5。则则对了入频频度较高的的汽车库换换气次数取取n=7，出出入频度中中等的汽车车库换气次次数取n=6，出入入频度较低低的汽车库库换气次数数取n=55。3 地下汽汽车库的通通风与排烟烟系统合一一问题的讨讨论汽车库库防火设计计新规范有有二个新的的变化：一一是

11、将防烟烟分区面积积扩大到22000mm2；二是将将排烟量减减少到6次次/时。实实施新规范范使排风量量与排烟量量比较接近近，此时使使排风与排排烟系统合合并的主要要障碍将是是平时排风风要求从下下部排风三三分之二，从从上部排风风三分之一一，而排放放烟是全部部从上部排排。实际上上略加分析析就可以看看出暖通设设计规范（99）中关于于“当有害害气体或蒸蒸汽密度比比空气大，且且不会形成成稳定上升升气流时，宜宜从房间上上部地带排排出所需风风量的三分分之一，从从下部地带带排出三分分之二。”的的规定对汽汽车库并不不适用.这这里关键有有二个问题题:一是有有害气体的的密度；二二是稳定的的上升气流流。关于有有害气体密密

12、度。汽车车发动机在在怠速工况况下尾气中中主要成分分是CO和和NOX。CO的的分子量是是28，00时COO的密度是是。20时CO的的密度是。若若汽车尾气气中的COO的浓度为为550000mg/m3，则200时1mm3空气中CCO所占的的体积为，220时空空气的密度度为1.22047kkg/m33，则1mm3空气质量量增加克。空空气密度减减少到1.20477-0.00018888=1.2028812公斤斤。与空气气密度相比比为，即混混合气体比比空气密度度减少千分分之1.66。NOXX换算成NN2O5，其分子子量为1008，200之密度度为4.449kg/m3，NOX的最大排排放浓度为为9。922k

13、g/mm3.同样于于计算出混混合物密度度增加到11.2044707226kg/m3空气密度度增加百万万分之六。由由于CO的的排放浓度度远大于NNOX排放浓度度，可以综综合认为汽汽车尾气是是稍轻于空空气的混合合物。应当指指出，即使使N2O5的排放浓浓度增加1100倍，实实际每米33空气中质质量仅增加加0.72268克，而而如果空气气温度变化化1，可可使空气密密度增减44克/m33左右（如如空气由221或高高到22，则）。由由此可知气气体混合物物因温度变变化而引起起的密度变变化，远大大于有害气气体或蒸汽汽所引起的的密度变化化。因此汽汽车库内有有害气或蒸蒸汽浓度的的分布，主主要取决于于因温差而而引起

14、的对对流气流，有有害气体或或蒸汽自身身的密度影影响较小。即即使像汞蒸蒸汽这样密密度很大的的蒸汽，在在有较强对对流气流时时也会出现现在车间上上部，只能能说没有对对流的情况况下，密度度大于空气气的有害气气体才会集集中在房间间的下部，这这种情况通通常是不多多见的。关于稳稳定的上升升气流。汽汽车排出的的尾气的温温度一般为为500550，应视为为较强的对对流气流。因此，温温度为50005550且密密度稍轻于于空气的汽汽车尾气，不不会积聚在在车库的下下部，从下下部排风三三分之二的的规定是不不合理的。暖暖通空调规规范需从下下部排风的的规定不适适用于汽车车库。另外原原苏联建筑筑法规采暖暖通风与空空气调节设设计

15、规范14第第4.577及第4.58条规规定：有害害气体及蒸蒸汽的密度度小于作业业地带空气气密度；有有害气体及及蒸汽的密密度大于作作业地带空空气密度且且伴有稳定定上升热气气流时，需需从作业地地带（即下下部区域）排排出三分之之一风量。有有害气体及及蒸汽密度度大于或等等于作业地地带空气密密度，且不不伴有稳定定热气流，需需从作业地地带排除三三分之二的的风量。但但并未规定定有害气体体及蒸汽的的密度小于于作业地带带空气密度度。且伴有有稳定热气气流这种情情况，需从从作业地带带排风，从从这方面也也可以看出出，有害气气体及蒸汽汽密度少于于空气密度度且伴有稳稳定热流，不不需从下部部排风。综上所所述，汽车车库排风可

16、可全部从上上部排，实实际上取消消汽车库下下部排风的的意见早已已有人提出出了（122）、（113）、（114）。4 结论4.11 经计算算与分析可可以认为汽汽车库COO允许浓度度取C=1125mgg/m3(1000PPM)，发动机机在车库内内工作时间间t取6分分钟，出入入频率取11.0，11.25和和1.5时时得出全面面通风换气气量的换气气次为n11=5次/时，n22=6次/时和n33=7次/时，作为为汽车库出出入频度较较低、中等等和较高的的换气量计计算标准是是适宜的。4.22 经计算算与分析认认为暖通空空调设计规规范规定当当有害气体体的蒸汽密密度比空气气大，且不不会形成稳稳定的上升升气流时，宜宜从房间上上部地带排排出所需风风量的三分分之一，从从下部排出出三分之二二，并不运运用于汽车车库。因为为汽车库尾尾气密度稍稍小于空气气，且能形形成稳定上上升气流。4.33 汽车库库防火设计计新规范规规定高层民民用建筑地地下汽车库库排为量为为6次/时时，本文提提出的通风风量为6次次/时左右右，排风可可全部从车车库上部排排出，这样样高层民用用建筑地下下汽车库的的通风与烟烟系统可实实现合一。将将大大简化化汽车库通通风与排烟烟系统的设设计、施工工及运行管管理。