民用建筑地下汽车库通风换气量计算及风机选用方案探讨

时间:2015/1/4 13:54:00 来源:中国风机网 添加人:admin

  民用建筑地下汽车库通风换气量计算及风机选用方案探讨南昌有色冶金设计研究院邱玉平提要逐一分析了民用建筑地下汽车库通风换气量计算公式中的CO排放量、控制标准与送风浓度值,车辆行驶时间,车库规模,车位利用率等6个参数,通过实例计算认为可以双速风机方案满足高峰和非高峰时的排风要求,且通过适当的控制转换还可兼用于机械排烟。

  目前,民用建筑中的地下汽车库建设得到很快发展,尤其在经济发达的沿海地区,不同用途的新建民用建筑多数都配套建设地下汽车库。因而地下汽车库的通风设计现已为暖通设计人员所经常涉及。在地下汽车库的通风设计中,首先需要进行通风换气量的计算,并主要在此基础上进行通风风机的选取。本文就如何做好这两方面的工作进行分析探讨。

  1民用建筑地下汽车库通风换气量的确定民用建筑的地下汽车库,具有高密闭性的特点,因而车辆在其内行驶排出的废气,一般须经机械排风系统排出。在确定地下汽车库须设置机械通风换气系统后,如何确定其机械通风换气量就成为地下汽车库通风设计首先要解决的问题。按现今通常的做法,一般采用换气次数法计算这一通风换气量,即排气量取为不小1,进气量取为不小于5 h这种方法尽管应用起来较为简单方便,但并没有考虑到不同用途民用建筑地下汽车库的使用特点,以及地下汽车库不同时间的使用特点。因而这种方法计算出的通风换气量与实际需要之间往往存在着较大的偏差。

  这可通过以下计算分析看出。

  地下汽车库通风换气的主要目的,在于控制车库内有害气体的浓度不超过规定标准。通过有关文献资料可知,汽车排出废气中,以CO气体的排放浓度超过规定值高,而只要通过通风换气控制CO气体浓度达到规定的标准,其它有害气体浓度也将在控制标准以内,这样也就达到了地下汽车库通风换气的目的。关于地下汽车库CO气体排放量的计算,文献中给出了下列公式:式中Q为停车场内汽车排气总量,为停车场内i类汽车的排气☆邱玉平,男, 1963年9月生,硕士研究生,工学硕士,工程师330002江西省南昌市南昌有色冶金设计研究院城建分院总量, m / hW为车库的停车总车位数s为车库的停车车位利用系数,即单位时间内停车辆数与停车车位数的比值,一般可取1 .2~1.5B为i类车单位时间的排气量, L/min D为i类车占停车总辆数的百分比, t为每辆车在地下车库内发动机工作时间, min.一般取平均值t = 6 min为汽车的排气温度, K.国产车为常温(地下车库内库温),K.一般取=293 K G为地下停车场CO的为i类汽车排放的L为地下停车场的排风量, m / hC为地下停车场内CO的允许浓度, mg/m为地下停车场的送风中CO的浓度值,在文献中给出了地下汽车库CO浓度和换气量的关系公式:式中a为CO允许浓度, 10 m为汽车库的设计容量,台r为汽车的出入频率,即每h出入的台数与设计容量之比, h q为每台汽车的CO排出量,通常取1 m /h t为汽车在地下车库的平均行驶时间,通常取3~6 minn为换气次数, h S为汽车库的面积, m h为汽车库的净高, m.

  从上面两种按控制CO浓度计算通风换气量的公式中可以看出,影响通风换气量大小的因素有:①地下车库CO浓度的控制标准②每台汽车发动时单位时间CO排出量③汽车在地下车库的平均行驶时间④地下车库的规模⑤地下车库的停车车位利用系数(出入频率)⑥送风中CO的浓度。现将以上6个参数进行逐一分析。

  ①地下汽车库CO浓度的控制标准。

  目前, CO浓度的控制标准仍参照我国《工业企业设计卫生标准》(TJ 36 79)规定,按此规定,作业时间在30 min以内时,容许浓度标准可降至以内时,容许浓度标准可降至200 3.因而实际上CO浓度控制标准与人员在地下汽车库平均逗留时间有很大关系,逗留时间长,控制标准就高逗留时间短,控制标准就低。

  一般来说,地下汽车库的规模直接影响人员在其内的平均逗留时间,因而笔者认为:车库规模越大,所执行的标准应越高,反之则可适当降低。在文献中,地下汽车库CO浓度控制标准取值为200 mg/ m②每台汽车发动时单位时间CO排出量。该参数只与汽车本身特性相关,并随着汽车生产技术水平的提高而降低,其取值可查阅有关文献资料。

  ③汽车在地下汽车库的平均行驶时间,该参数主要受地下汽车库规模大小的影响,通常取值范围为3~6 min,地下汽车库规模越大,则行驶时间取大值,反之则取小值。

  ④地下汽车库的规模。该参数除对汽车停放总数有直接影响外,对人员及汽车在地下车库的平均逗留时间和行驶时间也有着主要影响。因而按不同的地下汽车库规模,可确定相应的CO浓度控制标准和汽车在库内的平均行驶时间。

  ⑤地下汽车库的停车车位利用系数(出入频率)。该参数取值应按不同使用性质的地下汽车库而定,如属写字楼、商住楼等类型建筑的地下汽车库(此类地下汽车库所占比例高),其停车车位一般已为单位或个人长期租用或购置,停车车位所对应的是特定的车辆,一般很少出现车位对应不同车辆的置换停放情况。也就是说,车库内特定车位上的车辆要么驶出车库,要么驶入车库,两种情况一般不可能同时出现,并且地下汽车库除在上下班高峰时间车辆出或入频率较高外,其余大部分时间的总体出入频率都较低。

  ⑥送风中CO的浓度值,从公式(3)中可以看到,如送风中CO浓度值升高,将导致通风换气量的增大。因而在设计中,应将地下汽车库在地面上的进排风口尽可能分开设置,并考虑风向的影响,如果是靠车库车道自然进风,则应尽可能将地面上排风口远离车道出入口。

  以下将通过实例来分析上述各参数对地下汽车库通风换气量的影响。本文沿用文献给出的实例如下:某地下汽车库的面积为10 000 2,层高3 .0 m ,车库的设计容量为300台,汽车在车库内的平均行驶时间为3 min,汽车库内的CO体积分数(即质量浓度为)。按公式(5)可得机械排风的换气次数为n =3.125 r.

  在文献中,取汽车的出入频1,即1 h内出入汽车库的车辆总数为车库容量的2倍,因而计算得车库的机械排风换气次数就此笔者认为,汽车出入频率的取值在以往的设计计算中未考虑不同车库的使用特点,因而往往与实际情况有相当大的偏差。如以上取值r =2这种情况,笔者认为除少数公用建筑的地下汽车库外,实际上是很少可能出现的。笔者曾就此对若干个地下汽车库进行实地调查,未发现一个地下汽车库能达到r =2 h这样的出入频率,如取出入频率值r =1~1.5 1,则按上述公式n =3.125r计算机械排风换气次数为n =3 .125~4.688 1,排风换气量仅为取值r =2 h时排风换气量的50 ~75.而设计排风量的减少对地下汽车库通风系统选取所带来的好处是多方面的,这一点将在下文论述。

  通过对以上影响车库通风换气量的6个参数的分析可知,计算地下汽车库通风换气量,应在分析地下汽车库的使用特点和可能的使用情况的条件下进行。如不区分具体情况,盲目照搬不变的换气次数计算,则有可能造成通风系统设置投入和使用上的浪费。

  2地下汽车库排风风机的选取从上文分析可知,地下汽车库机械通风换气量受多种因素影响。在暖通空调HVAC问题讨论每天的使用过程中存在着高峰使用时间和非高峰使用时间,因而机械通风换气量也应随之而变化。也就是说,在高峰使用时间增大机械通风换气量,而在非高峰使用时间可减小通风换气量。从理想意义上说,要满足以上使用要求,应采用带变频调速的通风风机,而就目前国内通风设备的产品来看,还未见此类通风风机。因此,目前要使用此类风机是不现实的,风机产品中只有双速风机可实现风量的调节。双速风机是在考虑车库排烟需要的基础上开发出的产品。

  以往在设计选用双速风机时,一般采用换气次数法计算通风换气量,通常取n =6 h或更大作为双速风机的低速排风量,而高速排风量则考虑满足排烟的需要。从本文前面的分析可知,对于多数地下汽车库而言,换气次数取到n =6 h以上时,其排风换气量实际上是为了满足车库高峰使用时间的通风需要,而在大部分非高峰使用时间内,地下汽车库的排风换气量并非需要这么大,实际上通风换气次数取值n =3~4 h即可基本满足非高峰使用时间的通风换气要求。这样在选择双速风机时,其高速运转的排风量按换气次数选取,低速运转的排风量则为满足非高峰使用时间的需要。

  另一方面,按现行规范,在地下汽车库面积超过2 000 m时,设置机械排烟系统,机械排烟量按换气次数不小于6 h计算确定。这样当双速风机需承担机械排烟时,机械排风量按换气次数n =6 h选取亦可满足排烟需要。但需处理好高速运转排风和排烟之间控制电路方面的转换关系,当然这也是完全可以实现的。

  而当双速风机仅需承担机械排风时,双速风机高速运转和低速运转间的转换仅为排风量的转换。

  如按以上方案,可选取比通常选用双速风机较小的规格,这样:①可节约风机设备和运行能耗费用②可减小风管尺寸,这一方面可节约材料和安装费用,另一方面可使地下汽车库顶棚下其它专业的管线、探头和喷头更便于设置③可使风机经常处于运行状态排风,从而保持地下汽车库内空气大部分时间处于良好状况,并且避免车库内可燃挥发性气体浓度升高而引发火灾④可降低设备的运行噪声⑤可减小通风机房面积。不利的方面是高速排风和排烟之间控制关系需要协调,而由此给电路控制带来一定的复杂性。

  3结论3.1民用建筑地下汽车库的通风换气量应按不同车库的不同使用特点进行详细分析计算,不能盲目地套用固定不变的换气次数,否则有可能使所计算的通风换气量与实际需要有较大的偏差。

  3.2选择地下汽车库排风风机时,在论证可行性基础上,可考虑采用高速运转排风量按换气次数n =6 h计算的双速风机。

  1何耀东,何青,编著。旅馆建筑空调设计。北京:中国建筑工业出版社, 1995.

  2成通宝。高层民用建筑地下汽车库机械通风和排烟的联合应用。暖通空调,3陆耀庆,主编。HVAC暖通空调设计指南。北京:中国建筑工业出版社, 1996.?简讯?

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  (本刊通讯员吴有筹)

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