探讨地下车库排烟系统的储烟仓的设置对设计的影响

探讨地下车库排烟系统的储烟仓的设置对设计的影响

查安民

广东天元建筑设计有限公司湖南分公司 湖南长沙 410000

摘要：随着《建筑防烟排烟系统技术标准》GB51251-2017的颁布（2017年11月20日）与实施（2018年8月1日），建筑防排烟系统的设计有着较大的改变。规范规定的内容更加详尽也更加细致。其中储烟仓的设置高度对排烟系统、排烟口的影响很大，往往设计师对储烟仓的设置也有较多自主权，可根据项目情况调整。在地下车库排烟系统设计时，储烟仓高度的确定，对排烟系统风口布置及挡烟垂壁的设置有着重要的影响，从而影响系统造价和车库感官效果。近年来地产车库的归家流线的感受、空间效果感官的舒适度受到越来越多甲方的重视，因此在做设计时，需要更加细致的考虑储烟仓设置的问题。

关键词：车库排烟、储烟仓、排烟口

引言：住宅项目中，地下室排烟系统设计是项目防排烟设计的重点。而储烟仓的设置对排烟系统有着重要的影响。因此我们可以对不同的储烟仓设置进行设计分析对比。

1. 假设条件

假设一个住宅地下车库层高3.7m，顶板厚度200mm，板下净高3.5m，主梁高度900mm，梁下净高2.8m。

其中一个防火分区长宽为60mx65m，约3900平米（设喷淋的地下车库最大防火分区面积为4000）。从中间划分2个防烟分区，挡烟垂壁长度60m。通常车库排烟系统与车库排风系统合用，根据《民用建筑供暖通风与空气调节设计规范》GB50736-2012第6.3.2条第1款“位于房间上部区域的吸风口，除用于排除氢气与空气混合物时，吸风口上缘至顶棚平面或屋顶的距离不大于0．4m”要求，排烟兼排风口上缘距板顶底小于等于400mm。

根据《汽车库、修车库、停车场设计防火规范》GB50067-2014第8.2.5条和表8.2.5，车库排烟量为30750m³/h。

火灾达到稳态时的热释放速率Q=1.5MW，车库燃料面高度为1m。最小清晰高度H_q=1.6+0.1·H’=1.95m

2. 排烟系统设计方案一

直接采用结构梁作挡烟垂壁，挡烟垂壁高度700mm，挡烟垂壁底距地2.8m，车库排烟口设置高度3.3m，排烟口至储烟仓底部的距离d_b=0.5m。

热释放速率的对流部分Q_C=0.7·Q=1050KW

燃料面到烟层底部的高度Z=2.8-1=1.8m

Z₁=0.166Q_C^2/5=2.68m≥Z

则轴对称型烟羽流质量流量M_ρ=0.032 Q_C^3/5Z=3.74kg/s

烟层平均温度与环境温度的差△T＝KQ_c／M_ρC_ρ

△T——烟层平均温度与环境温度的差（K）；

C_ρ——空气的定压比热，一般取C_ρ＝1．01[kj／（kg·K）]；

K——烟气中对流放热量因子。当采用机械排烟时，取K＝1．0；当采用自然排烟时，取K＝0．5。

△T＝278K

烟层的平均绝对温度（K）：T＝T₀＋△T

环境的绝对温度（K）：T₀＝293．15K

V_max=4.16·γ·d_b ·[(T-T0)/ T0]

V_max=1289m³/h

排烟口个数N=30750/1289=23.86，N取24个。

每个防烟分区的需设24个排烟口。

车库排烟系统设计如下图：

方案一车库排烟平面图

方案一车库排烟口剖面图

方案一排烟系统安装造价约14万，每平米单价约35.9元。

3. 排烟系统设计方案二

在结构梁底设置镀锌钢板材质的挡烟垂壁，镀锌钢板高度400mm，挡烟垂壁总高度1100mm，挡烟垂壁底距地2.4m，车库排烟口设置高度3.2m，排烟口至储烟仓底部的距离d_b=0.8m。

热释放速率的对流部分Q_C=0.7·Q=1050KW

燃料面到烟层底部的高度Z=2.4-1=1.4m

Z₁=0.166Q_C^2/5=2.68m≥Z

则轴对称型烟羽流质量流量M_ρ=0.032 Q_C^3/5Z=2.91kg/s

烟层平均温度与环境温度的差△T＝KQ_c／M_ρC_ρ

△T——烟层平均温度与环境温度的差（K）；

C_ρ——空气的定压比热，一般取C_ρ＝1．01[kj／（kg·K）]；

K——烟气中对流放热量因子。当采用机械排烟时，取K＝1．0；当采用自然排烟时，取K＝0．5。

△T＝357K

烟层的平均绝对温度（K）：T＝T₀＋△T

环境的绝对温度（K）：T₀＝293．15K

V_max=4.16·γ·d_b ·[(T-T0)/ T0]

V_max=4730m³/h

排烟口个数N=30750/4730=6.5，N双数取整8个。

每个防烟分区的设8个排烟口。

车库排烟系统设计如下图：

方案二车库排烟平面图

方案二车库排烟口剖面图

方案二排烟系统安装造价约14.5万，每平米单价约37.2元。

4. 分析对比

方案一比方案二的造价略低一些，相对地下室总体造价显得微乎其微。且实际工程中造价可能会有出入，但两个方案成本差别不会很大。

方案一的排烟口较多安装工作量相对较多，造价项目略高但是地下车库的空间视野没有被挡烟垂壁阻隔。

方案二的车库在梁底需设置挡烟垂壁对车库的视野开阔性和感官有一定的影响，且地下室的水管、桥架较多，不可避免会有穿过挡烟垂壁的地方，管道、桥架穿过挡烟垂壁的位置需进行防火封堵。

结束语：

总之，在建筑工程防排烟系统设计中，储烟仓的设置对排烟系统有着重要的影响。储烟仓高度高，则排烟口最大允许排烟量较大，排烟口数量少，但是挡烟垂壁下的房间净高较矮；储烟仓高度矮，则排烟口最大允许排烟量较小，排烟口数量多，但是挡烟垂壁下的房间净高较高。因此不同功能的建筑房间排烟系统的设置需综合考虑房间净高要求、吊顶样式、装修效果、安装难度、施工造价、后期维护、其他机电管道交叉穿越等多方因素的影响。

参考文献：

[01] GB 51251-2017，建筑防烟排烟系统技术标准[S]

[02] GB 50067-2014，汽车库、修车库、停车场设计防火规范[S]

[03] GB 50736-2012，民用建筑供暖通风与空气调节设计规范[S]

作者简介：查安民（1989-），男，湖南长沙人，工程师，本科，工作方向：暖通设计。