淺談地下室通風與排煙設計

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簡介：從通風排煙系統(tǒng)劃分、通風方式及通風排煙風機選擇方面,介紹了高層建筑地下室通風系統(tǒng)和排煙系統(tǒng)相結合,以充分利用地下室上部空間的設計方法,包括解決從平時運行到火災運行的可靠轉換的做法。強調了風機的選擇、布置及設計中需注意的問題。
關鍵字：地下室通風,排煙設計

　　高層建筑地下室面積大,層數(shù)多為1～3層,除大部分作地下車庫外,常設置部分設備用房,如高低配電室、水池、泵房、通風排煙機房及空調冷凍機房。若設有六級人防地下工事,則地下層還應設有人防進出風口部分(濾毒室、進風機房、密閉通道、消毒通道、擴散室、活門室等)。因此,地下室集中了水電、通風空調大部分管線,特別是通風排煙管道,尺寸大,系統(tǒng)多。在工程設計中,有必要把平時通風管道兼作火災時該區(qū)的排煙管,以減少地下室上部空間占用及風管用量,而排風排煙機合理組合及控制,對于火災時排風排煙系統(tǒng)可靠地轉換為排煙系統(tǒng)就顯得很重要。

1系統(tǒng)劃分

　　通風排煙系統(tǒng)劃分應結合建筑防火分區(qū)來考慮,做到既有利于通風系統(tǒng)兼作排煙系統(tǒng),又不會出現(xiàn)排煙風管跨越防火分區(qū)的現(xiàn)象。根據(jù)文獻[1],地下室在設有自動噴淋滅火設施時,防火分區(qū)面積為1000m2,可分成2個防煙分區(qū),排煙量按60m3/(h·m2)計算,該防火分區(qū)排煙量為60000m3/h,而平時通風量按換氣次數(shù)8h-1計算,層高(凈高)按3.9m計,通風量為1000×3.9×8=31200m3/h。可見,平時通風量與火災時排煙量相差約一半,而平時通風管主干管風速一般設計在8～10m/s,火災時排煙風管風速允許最大達20m/s,所以使用一套風系統(tǒng)可以滿足通風與排煙要求,但應注意,共用一套風管時風管應滿足排煙風管所要求的壁厚(最小厚度不應小于1mm)。所以每個防火區(qū)應設一套通風、排煙系統(tǒng),按文獻[1]還應設一套機械進風系統(tǒng),進風量為火災時排煙量的一半。此進風系統(tǒng)除保證火災時啟動補風外,最好平時也能開啟補風,特別是對于地下二層及更深層的地下室,靠車道補新風已不可能。

2通風方式

　　平時通風采用均勻排風,即地下室均勻設置排風管及排風口,平時通風用,火災時兼作排煙風管及排煙口;地下一層考慮由車道自然進風,其它層由火災時進風系統(tǒng)兼作平時進風。機械進風系統(tǒng)可不接送風管或接一小段風管相對集中送風,此通風方式比均勻送風、集中排風效果會好。另外,每個防火分區(qū)即對應一個排風、排煙系統(tǒng)及進風系統(tǒng),應設置進風豎井、排風豎井,進風口應設在地面潔凈處,若能與地面主樓有一定距離更好,其受火災煙氣影響會小;排風口位置應高于附樓屋面,以減少排風對地面環(huán)境影響。

3排風排煙機及進風機設置

　　風機選型:排風排煙風機可選離心風機或者高溫軸流風機。普通離心風機即可滿足排風排煙要求,但大風量離心風機只能安裝在地面,占地較大,需要較大機房。高溫軸流風機為消防專用風機,也能滿足在280℃煙溫下運行30min的要求,而高溫軸流風機體積小,一般可吊裝,若設機房面積也小,實際工程設計中,往往采用高溫軸流風機排煙。下面就高溫軸流風機與普通軸流風機在排煙通風系統(tǒng)的組合應用方面分別討論。

圖1

1 高溫軸流風機　HIF - 8 # , 30 000m3/ h ,661Pa ,7. 5 kW 火災時開啟,平時關閉

2 高溫軸流風機　HIF - 8 # , 30 000m3/ h ,661Pa ,7. 5 kW 火災時開啟,平時開啟

3 消聲箱　2 300 ×1 000 ×900 ( H)

4 止回閥　ª850

5 防火閥　280 ℃

6 石棉布軟接　L = 200

　　3.1平時和火災時均使用高溫軸流風機,如圖1。

　　可選2臺型號相同、風量均為30000m3/h的高溫軸流風機。壓頭按管路阻力定,平時開啟一臺作機械排風用,火災時另一臺同時啟動進行排煙,當煙溫280℃時,通過風機入口的280℃防火閥關閉2臺聯(lián)動風機停止工作。由于平時僅開啟一臺,另一臺風機停止,應在每臺風機管路上設止回閥,以免短路,同時,也可防止上、下層氣流(煙氣)進入。2臺風機應設計為平時可手動控制,互為備用,不致造成某臺風機總不開啟,損壞也不知道。為了減少風機噪聲對車庫及其它房間的影響,應在風機前后接內(nèi)襯不銹鋼絲網(wǎng)的不燃石棉布軟接頭及消聲靜壓箱。為了盡量少占上部空間應充分利用梁上部吊裝風機及消聲靜壓箱(如圖2),但這種方式平時運行時噪聲大。

　　3.2平時開啟低噪混流風機,火災時僅開啟高溫軸流風機,這種方式高溫軸流風機風量為60000m3/h。

　　混流風機僅為平時排風用,火災時停止。由于平時開啟低噪混流風機,故該方式平時運行噪聲較小,但排煙用的高溫風機功率容量較大,外形體積也大,必要時,可選用2臺高溫軸流風機供火災排煙用。圖3為其安裝示意圖。此方式可用于平時要求噪聲小的場合。

以上兩種方式中的止回閥也可使用排煙閥及防煙閥等來達到要求,但這些閥門均要由火災信號控制并與風機聯(lián)動,其動作可靠性直接影響到排煙系統(tǒng)的可靠性,并且防、排煙閥價格均較高,因此,使用止回閥會更合理、可靠。

　　3.3排風排煙風機選擇雙速高溫軸流風機,平時為低速運行,火災時高速運行。

　　如:HTF-Ⅱ,12#,風量60000m3/h或43000m3/h,風壓680Pa或420Pa,功率17kW或8kW,轉速分別為960r/min和720r/min。風機體積進一步縮小,但低速時功率及風速偏大,電氣應做相應轉換控制,噪聲也較大。

圖2

1低噪混流風機SWF-9#,30000m3/h,300Pa,5.5kW平時開啟,火災時關閉

2高溫軸流風機HIF-12#,60000m3/h,680Pa,18.5kW火災時開啟,平時關閉

3消聲箱2300×1000×900(H)

4止回閥ª700

5防火閥280℃

6石棉布軟接L=200

　　3.4地下室機械進風系統(tǒng)的送風機可選一般低噪軸流風機。

　　在軸流風機與豎井連接處應設置70℃防火閥,以防止層與層之間火、煙串通,進風機風量為排煙風量的一半。

圖3 　安裝剖面示意圖

　　在設計中還應注意:當一個排煙系統(tǒng)負擔3個以上防煙分區(qū)時,排煙量按最大防煙分區(qū)面積乘以120m3/(h·m2)計算,表示該排煙系統(tǒng)只能同時對2個防煙分區(qū)進行排煙,其它未著火防煙分區(qū)必須關閉排煙口,否則,就影響著火區(qū)的排煙效果。因此,在系統(tǒng)管道中要相應設置防煙閥、排煙閥或電動閥來達到該要求,電氣控制比較復雜,控制點多,對防排煙閥或電動閥的可靠性要求就高,就目前國產(chǎn)閥門及系統(tǒng)維護管理水平來看,驗收時閥門還合格,過幾年有的就銹壞了,或控制機構損壞。所以應盡量使一個排煙系統(tǒng)負擔1個或2個防煙分區(qū),只要其中1個分區(qū)著火就開啟全部排煙風機及排煙口,對2個分區(qū)同時排煙。考慮平時排風口(即火災時兼作排煙口)均設在地下室上部,下部排風口可不設置,因為,地下室層高一般多為4.2m左右,而風管又布置在梁下,并在

　　平面內(nèi)均勻布置,加上車庫內(nèi)行車的氣流擾動,通風效果一般還是比較好的。另外,通風排煙機房有條件應盡量設置,沒條件時,也可不設。但排煙機應用不燃玻璃棉(50mm厚)保護起來,留出風機散熱通風孔,保證排煙機火災時可靠地啟動排煙。