防空地下室集中了水電、通風空調等設備專業大部分管線,特別是通風排煙管道,尺寸大、系統多,在工程設計中,有必要把平時通風管道兼作火災時該區的排風排煙管,以減少防空地下室上部空間占用及風管用量,因此合量的設計排風、排煙系統顯得非常重要。
一、地下汽車庫通風方式
平時通風采用均勻排風,即地下汽車庫均勻設置排風管及排風口,平時排風用,火災時兼作排煙風管及排煙口,此通風方式比均勻,集中排風效果會好。但是排風口能否與排煙口一并設置呢?
由于煙氣密度較小,排煙口應布置在車庫上方,這一點沒有異議。但平時的排風情況如何呢?過去通常的說法是:汽車排出的一些有害物比空氣輕,另一些有害物比空氣重,所以排風口在車庫的上部和下部均應布置,且宜從上部排出風量的1/3,而從下部排出2/3,其根據是現行《汽規》第6.3.5條。但是只要認真考慮一下就會發現,此規范的規定對于地下汽車庫的排風不一定合適。
首先,汽車有害物的大部分,其中包括CO(一氧化碳)的98%~99%,CmHn(碳氫化合物)的55%~65%和NOx(氮氧化物)的98%~99%都是從尾氣散發出來的,而尾氣的排放溫度高達500℃~550℃,這樣高溫的排放氣流產生很大的浮力,很難設想尾氣會滯留在車庫下部。
其次,尚有1%~2%的CO和NOx以及25%的CmHn從曲軸箱排出,有10%~20%的CmHn從燃油系統排出,這兩部分排放物雖然溫度不像尾氣那么高,且NOx也比空氣密度大些,但應該注意往常被忽視的一點常識,那就是這些有害物是在發動機工作時才排放的,而發動機工作時汽車處于行駛狀態,車庫的氣流隨著車子進進出出處于強烈擾動與混合狀態,尾氣也處于汽車后部的渦流之中,很難想象排放物會沉積于車庫下方。而那些停穩放好的汽車,其發動機已經關閉,沒有什么有害物排出了。
再次,有實測數據可以證明,用通風換氣的辦法將汽車排出的CO稀釋到容許濃度時,NOx和CmHn遠遠低于它們相應的允許濃度。也就是說,只要保證CO濃度排放達標,其他有害物即使有一些分布不均勻,也有足夠的安全倍數保證將其通過排風帶走。
最后,高層建筑的地下汽車庫一般只為停放轎車,最多是面包車設計的。車庫凈高只有2.4~2.8m左右,這樣的高度,上下都布置風口,既不便于施工,也無太大必要,況且有時根本沒有空間允許車庫下部布置風口。
此外,如果進風系統采用誘導通風方式時,車庫內的氣流擾動及混合就更加充分,車庫下部已不可能有穩定的有害物質出現。
綜上所述,鑒于排放有害物的汽車屬于運動中的物體,而且包含大部分有害物的尾氣又是高溫射流,沒有理由認為有害物會穩定地停留在庫區下部。因此,建議車庫的日常排風全部由上方排出,即所有風口均可置于車庫上部,并在支管上裝設溫度超過280℃時能自行關閉的排煙防火閥,火災排煙風管系統與日常排風風管系統即可完全合一。
二、地下汽車庫風機及防火閥設置
實際工程設計中,往往根據計算出的風量及風壓來選擇風機型號。
1.如計算出排風量與排煙量相差不大或者相同時,平時排風和火災排煙時均使用同一臺高溫軸流風機,壓頭按管路阻力定,在風機出口或者風機房出口處設置280℃防火閥,當煙溫達280℃時,通過風機入口或者風機房入口280℃防火閥關閉聯動風機停止運行。
2.如計算出排風量與排煙量有較大差異時,排風排煙風機可選擇一臺雙速高溫軸流風機,平時為低速運行、火災時高速運行。在風機出口或者風機房出口處設置280℃防火閥,當煙溫達280℃時,通過風機出口或者風機房出口280℃防火閥關閉聯動風機停止運行。此時消防控制室應能聯動控制雙速風機的聯動轉換。雙速風機的風量及風壓均需要滿足排風及排煙系統時的要求。
3.如計算出排風量與排煙量有較大差異時,且雙速風機的風量及風壓不能滿足排風及排煙系統時的要求,此時可采用兩臺風機,平時排風時開啟一臺低噪混流風機,火災時排煙則開啟另外一臺高溫軸流風機。在排風機出口處設置70℃防火閥,在排煙機出口處設置280℃防火閥;火災時關閉排風機出口處設置的70℃防火閥及排風機,聯動開啟排煙風機及排煙機出口處設置的280℃防火閥,當煙溫達280℃時,通過排煙風機出口280℃防火閥關閉聯動排煙風機停止運行。由于平時僅開啟一臺排風機,另一臺排煙風機停止運行,應在每臺風機前管路上設止回閥,以免短路。此時消防控制室應能聯動控制兩臺風機的聯動轉換。
4.地下汽車庫機械進風系統的送(補)風機可選低噪軸流風機或者高溫軸流風機,此時送(補)風機入口設置70℃防火閥還是280℃防火閥呢?規范中并無明確規定。筆者認為具體設置哪種防火閥,要看是否當時設置了送(補)風機房。
如果當時設置了送風機房,該機房應采用耐火極限不小于2.00h的隔墻和耐火極限不小于1.50h的樓板與其他部位隔開。此時送(補)風機與著火區是隔開的,此時送(補)風機房入口處設置70℃防火閥即可,由于補風管內送入低溫的新風,防火閥不會很快熔斷,不影響排煙使用,只有在排煙風機前的280℃防火閥熔斷后,補風系統才能聯鎖停機。
如果當時未設置送(補)風機房,此時送(補)風機與著火區是連通的,送(補)風機本身受到煙火威脅,送風溫度極易達到70℃,此時關閉防火閥及送風機,而此時排煙溫度尚未達到280℃,這樣會造成還在排煙時卻已經沒有補風了,因此此時送風機出口處應設置280℃防火閥。為了避免造成排煙風機關閉而補風風機繼續運行的情況出現,應對補風機與排煙風機聯鎖控制,即排煙風機后的280℃防火閥關閉后,補風機后的280℃防火閥跟著一起關閉,排煙風機與補風機一起聯鎖關閉停止運行。
為了減少風機噪聲對車庫及其它房間的影響,應在排煙風機前后接能在280℃溫度下連續工作0.5h以上耐高溫材料制作的軟接頭及消聲器或者消聲靜壓箱。為了盡量少占上部空間應充分利用梁上部吊裝風機。