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汽车库排烟设计方案探讨

摘要:住宅小区地下汽车库排烟系统设计方案是否合理直接关系到开发商的投资及人民生命财产的安全。在满足设计防火规范要求的前提下,结合一些已施工完成的工程实例,对在工程设计中消防排烟及补风形式几种设计方案的优缺点进行比较,综合考虑,设置合理的消防排烟、补风系统。

关键词:排烟量,补风量,防火分区,防烟分区,排烟风机

随着城市化进程的发展,人民生活水平的不断提高,私家车数量迅速增加,车辆停放问题亟待解决。由于地上用地紧缺,地价昂贵,远远不能满足住户停车的要求,致使停车位紧张问题日益尖锐。因此,地下汽车库是住宅小区向地下空间发展的必然趋势。利用建筑物的地下空间修建地下停车库成为设计单位解决这一问题的有效途径。这样,住宅建筑地下汽车库的消防安全已成了认真对待的课题,它是我国建筑工程防火设计规范的一个重要组成部分,以减少和防止火灾对汽车库的危害,保障社会主义经济建设的顺利进行和人民生命财产的安全。

1概述

1)根据GB50067—2014汽车库、修车库、停车场设计防火规范(以下简称《汽规》)第8.2.1条:“除敞开式汽车库、建筑面积小于1000m2的地下1层汽车库和修车库外,汽车库、修车库应设置排烟系统,并应划分防烟分区”;第8.2.1条:“防烟分区的建筑面积不宜大于2000m2,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”;第8.2.10条:“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,应同时设置补风系统,且补风量不宜小于排烟量的50%”。笔者通过这几年地下汽车库的检查及验收,设计单位在满足《汽规》的条件下有四种消防排烟设计方案,下面通过举例说明其各种设计方案的优缺点。2)某住宅小区地下汽车库建筑面积7800m2,汽车库净高4.0m,该地下汽车库设置自动喷水灭火系统,根据《汽规》第5.1.1,5.1.2条,汽车库应划分防火分区,每个防火分区的最大允许建筑面积不应大于4000m2。本工程划分为两个防火分区Ⅰ,Ⅱ,防火分区Ⅰ建筑面积均为3800m2,防火分区Ⅱ建筑面积均为4000m2,其中防火分区Ⅰ无直接通向室外的汽车疏散出口,防火分区Ⅱ设置直接通向室外的汽车疏散出口,根据《汽规》第8.2.10条,可不设置补风系统。对于汽车库平时排风量与火灾时的排烟量基本相当。因此,排烟系统与平时排风系统“合二为一”,排烟风机与平时排风可共用。3)现以防火分区Ⅰ(无直接通向室外的汽车疏散出口)展开讨论:防火分区Ⅰ采用活动挡烟垂壁划分为两个防烟分区1,2,挡烟垂壁采用不燃材料制作,根据GB51251—2017建筑防烟排烟系统技术标准第4.6.2条,活动挡烟垂壁设置在紧贴地下汽车库的顶板下,其挡烟垂壁的高度为1.20m,每个防烟分区建筑面积均为1900m2。按照《汽规》第8.2.5条表8.2.5规定,每个防烟分区排烟风机的排烟量为31500m3/h,根据《汽规》第8.2.10条,则补风量不宜小于15750m3/h。排烟管道采用钢板或镀锌钢板制作,管道设计风速不应大于20m/s,主排烟(风)管道断面尺寸为1400mm×400mm,钢板厚度为1.2mm。4)排烟系统设计。该地下汽车库设置自动喷水灭火系统,根据GB51251—2017建筑防烟排烟系统技术标准,第4.6.7,4.6.9,4.6.14条,热释放速率为1.5MW,车库净高为4.00m,设计清晰高度为2.80m,储烟仓厚度为1.20m,烟层厚度为0.70m,排烟口采用单层格栅侧排烟(风)风口,叶片水平(叶片角度可调,平时常开),每个排烟口最大允许排烟量为4300m3/h。每个防烟分区需设置31500m3/h4300m3/h=7.33个风口≈8个风口。排烟口应设置在储烟仓内,且排烟口的设置应满足防烟分区内的任一点与最近的排烟口之间的水平距离不大于30m,排烟口的风速不宜大于10m/s。排烟口与附近安全出口相邻边缘之间的水平距离不小于1.5m。排烟风机选用离心风机或排烟轴流风机,在风机的吸入口处设置280℃的排烟防火阀,排烟风机应满足280℃时连续工作30min的要求,排烟风机与风机入口处的排烟防火阀连锁,当该阀关闭时,排烟风机应能停止运行。排烟风机应设在专用机房内,且风机两侧应留有600mm以上空间。排烟系统流程:烟气(风)→排烟(风)口→风管→280℃排烟防火阀→消声静压箱→消防排烟(风)→止回阀→机房竖井(土建竖井应内衬钢板管道制作)→单层防雨百叶窗→室外。5)补风系统设计。a.消防补风机选用混流式风机,补风机应设在专用机房内。b.补风机的送风管道在穿过风机房的隔墙处应设置70℃的防火阀。当补风口设置在同一空间内相邻的防烟分区时,补风口位置不限;当补风口与排烟口设置在同一防烟分区时,补风口应设置在储烟仓下沿以下;补风口与排烟口水平距离不应小于5m,补风口的风速不宜大于10m/s。c.补风系统流程:室外→单层防雨百叶窗→机房竖井(土建竖井应内衬钢板管道制作)→止回阀→电动风阀→补风机→70℃防火阀→双层百叶送风口。

2各种排烟与补风系统方式介绍

2.1方案一。防火分区Ⅰ的两个防烟分区1,2均设置一台消防高温排烟风机(共两台),每台排烟风机的排烟量31500m3/h,补风机设置一台(两个防烟分区共用),补风量16000m3/h。平时启动两台排烟风机排风(个别时段间歇启动)。当某一防烟分区火灾时,就地手动或消防控制室自动关闭非着火防烟分区的排烟风机,同时联锁启动补风机进行补风。满足《汽规》第8.2.10条补风量的规定。2.2方案二。防火分区Ⅰ的两个防烟分区1,2均设置一台消防高温排烟风机(共两台),每台排烟风机的排烟量31500m3/h,补风机设置一台(两个防烟分区共用),补风量31500m3/h。平时启动两台排烟风机排风(个别时段间歇启动),当某一防烟分区火灾时,就地手动或消防控制室自动联锁启动补风机进行补风,非着火防烟分区的排烟风机无论运行还是停止,均不违反《汽规》第8.2.10条补风量的规定(个别工程有此案例)。2.3方案三。防火分区Ⅰ的两个防烟分区1,2均设置一台消防高温排烟风机(共两台),每台排烟风机的排烟量31500m3/h,补风机设计一台双速风机(两个防烟分区1,2共用),补风量为16000m3/h~32000m3/h,平时启动两台排烟风机排风(个别时段间歇启动),当某一防烟分区火灾时,就地手动或消防控制室自动关闭非着火防烟分区的排烟风机,同时联锁启动补风机在低速下运行进行补风;特殊情况下,当另一个防烟分区同时也需要排烟时(有可能火灾发生在挡烟垂壁的下方,即两个防烟分区1,2边沿处),联锁启动补风机在高速下运行进行补风,满足《汽规》第8.2.10条补风量的规定。2.4方案四。防火分区Ⅰ的两个防烟分区1,2,按防烟分区分别设置一套消防高温排烟风机及补风机(两台排烟风机,两台补风机),排烟风机的排烟量为31500m3/h,补风机的补风量为16000m3/h。平时启动两台排烟风机排风(个别时段间歇启动),当某一防烟分区火灾时,就地手动或消防控制室自动联锁启动本防烟分区补风机进行补风;同时就地手动或消防控制室自动关闭非着火防烟分区的排烟风机。特殊情况下,当另一个防烟分区也需要排烟时,联锁启动该防烟分区补风机进行补风,满足《汽规》第8.2.10条补风量的规定。

3以上四种排烟方式优缺点比较

方案一:参照GB50974—2014消防给水及消火栓系统技术规范第3.2.2条,同一时间内按1起火灾设计。优点是节省投资,补风机容量及补风机房占地面积小。缺点是在特殊情况下,当着火防烟分区的挡烟垂壁下方,若火灾蔓延至另一个防烟分区也需要消防排烟时(个别同行观点),则补风机无法满足同时启动两台排烟风机的补风量,不满足《汽规》第8.2.10条补风量的要求。方案二:优点是较为节省投资,补风机房占地面积较小。缺点是当启动一台排烟风机时,补风量等于排烟量;当启动两台排烟风机时,补风量等于排烟量的50%。尽管没有违反《汽规》第8.2.10条补风量的规定,但在以上两种情况下,补风量数值均为《汽规》第8.2.10条要求的“擦边球”,运行效果不太理想。方案三:优点是较为节省投资,补风机房占地面积小。缺点是火灾时,补风机需在低、高速下运行转换,一旦转换失灵或误动作,将直接影响消防排烟效果。方案四:优点是消防排烟安全可靠,便于操作。缺点是增加投资,且增加一个补风机房,占地面积较大。笔者建议方案四可设置一个补风机房,机房内设置两台补风机,分别为防烟分区1,2消防补风,但补风机房最好设置在两个防烟分区1,2的边沿处(即挡烟垂壁处),以减少补风风管通向另一个防烟分区的长度,补风风管在穿越防烟分区前的送风管要求耐火极限不应小于1.50h,且应在穿越防烟分区处设置70℃的防火阀,这样既减少了建造风机房的投资,又节省了车库的占地面积。

4结语

本文对普通单层地下汽车库通风排烟的几种设计方案进行了阐述比较,仅供参考。在实际工程设计中,应根据建筑具体形式灵活选用设计方案,在满足《汽规》的前提下,尽量简化系统,节约造价,减少占用建筑空间,同时自动控制系统必须安全、可靠。为了减少和防止火灾对汽车库的危害,保障社会主义经济建设的顺利进行和人民生命财产的安全,笔者认为方案四(根据防烟分区单独设置排烟及相应的补风系统),自动控制简单,操作灵活,是较为安全、合理的设计方案。

参考文献:

[1]GB50067—2014,汽车库、修车库、停车场设计防火规范[S].

[2]GB51251—2017,建筑防烟排烟系统技术标准[S].

作者:温琦 单位:兰州新区消防救援支队

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