機(jī)械式立體停車樓通風(fēng)量計算方法
時間:2022-04-25 10:55:40
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摘要:近年機(jī)械式立體停車庫越來越多,而國家相關(guān)規(guī)范未及時更新,規(guī)范中相關(guān)內(nèi)容不夠全面,設(shè)計人員難以權(quán)衡判斷采用何種方法進(jìn)行相關(guān)計算。該文通過具體案例,詳細(xì)介紹武漢市某機(jī)械式立體停車樓的通風(fēng)量的計算過程及方法,通過對比分析研究,確定機(jī)械式立體停車樓的通風(fēng)量,可為類似工程通風(fēng)量的計算提供借鑒。
關(guān)鍵詞:機(jī)械式立體停車樓;平面移動類;通風(fēng)量;換氣次數(shù)
隨著我國經(jīng)濟(jì)的快速發(fā)展,城市汽車保有量急劇增加,隨之帶來了停車難的問題,引發(fā)一系列社會問題,而機(jī)械式立體停車庫的應(yīng)用為解決城市中心停車難問題提供了很好的方法[1-2]。本文結(jié)合某機(jī)械式立體停車樓的具體設(shè)計,探討機(jī)械式立體停車樓通風(fēng)系統(tǒng)通風(fēng)量的計算方法及其合理性,可為類似工程通風(fēng)量的計算提供參考。
1項(xiàng)目概況
項(xiàng)目位于湖北省武漢市,所在地屬于夏熱冬冷地區(qū),總建筑面積12996m2,其中,地上10753.63m2,地下室2242.62m2。地上十六層,建筑高度49.6m,屬于二類公共建筑。一至十二層為機(jī)械停車配套與停車,十三至十五層為辦公,十六層為應(yīng)急搶修中心。地下兩層,建筑面積2242.62m2,主要為機(jī)電設(shè)備用房。
初始建筑方案立面為全玻璃幕墻(外加裝飾橫條),為非敞開式機(jī)械式立體停車樓。
2.1機(jī)械式立體停車庫特點(diǎn)
機(jī)械式停車庫可按停車的自動化程度分為全自動停車庫和復(fù)式停車庫[3]。全自動停車庫是指室內(nèi)無車道,且無駕駛員進(jìn)出的機(jī)械式停車庫。復(fù)式停車庫是指室內(nèi)有車道、有駕駛員進(jìn)出的機(jī)械式停車庫[3]。該項(xiàng)目屬于全自動停車庫,停車設(shè)備類型為平面移動類,總停車數(shù)275臺,《機(jī)械式停車庫工程技術(shù)規(guī)范》(JGJ/T326—2014)[3]第3.1.16條指出,“當(dāng)機(jī)械停車庫不具備自然通風(fēng)條件或自然通風(fēng)不能滿足停車庫空氣品質(zhì)要求時,應(yīng)設(shè)置機(jī)械通風(fēng)裝置,并應(yīng)符合國家現(xiàn)行標(biāo)準(zhǔn)《工業(yè)企業(yè)設(shè)計衛(wèi)生標(biāo)準(zhǔn)GBZ1》的規(guī)定”,規(guī)范及條文說明中并沒有給出該類型停車樓的通風(fēng)計算方法。筆者認(rèn)為,該項(xiàng)目機(jī)械式立體停車樓不同于一般停車庫,采用一般停車庫的計算方法不盡合理。機(jī)械式立體停車庫屬于全自動停車,機(jī)動車進(jìn)入停車設(shè)備后即熄火,機(jī)動車在車庫內(nèi)運(yùn)行時間短,CO排放量少,全自動停車無駕駛?cè)藛T進(jìn)出車庫,因此,CO濃度不是機(jī)械式立體停車庫通風(fēng)系統(tǒng)的主要控制目標(biāo)機(jī)械式立體停車樓是由全自動設(shè)備完成車輛的停放,相對于一般停車庫,機(jī)械式立體停車庫內(nèi)有較多的電氣設(shè)備,為了保證電氣設(shè)備的正常工作,機(jī)械式停車庫內(nèi)的溫度不應(yīng)超過電氣設(shè)備正常工作的溫度。
2.2一般車庫通風(fēng)量計算方法
《車庫建筑設(shè)計規(guī)范》(JGJ100—2015)[4]第7.3.4條給出了換氣次數(shù)法和單臺排風(fēng)量法?!睹裼媒ㄖ┡L(fēng)與空氣調(diào)節(jié)設(shè)計規(guī)范》(GB50736-2012)[5]第6.3.8條給出了稀釋濃度法。以上三種計算通風(fēng)量方法,目的均在于控制車庫內(nèi)CO的濃度,以免對人員的身體造成傷害。2.3機(jī)械式立體停車樓排風(fēng)量計算一般情況下,電氣設(shè)備的正常工作溫度不超過40℃,而影響機(jī)械式立體停車庫室內(nèi)溫度的因素是其得熱量,得熱量主要包含以下三部分:(1)維護(hù)結(jié)構(gòu)的得熱量;(2)汽車進(jìn)入車庫以后放出的熱量;(3)全自動設(shè)備放熱量。而通風(fēng)系統(tǒng)只需要把得熱量帶走即可滿足使用要求。2.3.1維護(hù)結(jié)構(gòu)的得熱量通過專業(yè)負(fù)荷計算軟件,計算出室內(nèi)溫度為38℃、39℃、40℃時,夏季早高峰時(9:00左右)、夏季最大冷負(fù)荷時(15:00時)、晚高峰時(18:00左右),維護(hù)結(jié)構(gòu)的冷負(fù)荷(表1)。2.3.2汽車進(jìn)入車庫以后放出的熱量汽車進(jìn)入車庫以后放出的熱量包含兩部分:(1)太陽照射汽車得熱量;(2)汽車怠速消耗汽油放出的熱量。太陽照射汽車得熱量:汽車蓄熱溫度取50℃(參考網(wǎng)上統(tǒng)計數(shù)據(jù),夏季汽車溫度可取50℃),鐵的比熱容為0.46kJ/(kg·℃),單臺車重量取1400kg(一般家用汽車的重量),溫差10℃,計算出單臺汽車散熱量1.8kW。該項(xiàng)目有5套自動停車設(shè)備,按照設(shè)計要求,半個小時之內(nèi)完成275輛車的停放,汽車發(fā)熱量為16.5kW。汽車怠速消耗汽油放出的熱量:汽車從開始進(jìn)入自動停車設(shè)備到熄火汽油放出的熱量,即為通風(fēng)設(shè)備需要帶走的熱量,該項(xiàng)目完成一輛汽車的停放需要30s,而汽車在怠速情況下1h耗油量大概為2L(數(shù)據(jù)來自網(wǎng)上統(tǒng)計數(shù)據(jù)),計算出汽車怠速消耗汽油放熱量為3.1kW。綜合以上兩部分熱量,汽車總的放熱量約為19.6kW。2.3.3全自動設(shè)備放熱量5套全自動停車設(shè)備,設(shè)備總發(fā)熱量3.2kW。機(jī)械式立體停車樓總冷負(fù)荷如表2所示。根據(jù)《全國民用建筑工程設(shè)計技術(shù)措施暖通空調(diào)·動力2009》[6]第4.1.5條第2點(diǎn),當(dāng)采用全面排風(fēng)方式消除室內(nèi)余熱時,通風(fēng)量計算公式為:其中,Q為表2中冷負(fù)荷,tp為室內(nèi)溫度,ts=32℃[5],計算出不同室內(nèi)溫度時的通風(fēng)量,如表3所示。考慮到投資成本,以及最不利條件出現(xiàn)的時間段較少,在滿足使用的基本前提條件下,筆者認(rèn)為,室內(nèi)溫度為40℃時的通風(fēng)量即可滿足使用要求,取計算通風(fēng)量43101m3/h,設(shè)計通風(fēng)量L1=43101×1.1=47411.1m3/h,取47500m3/h。根據(jù)《車庫建筑設(shè)計規(guī)范》(JGJ100—2015)第7.3.4條和7.3.5條[4],筆者認(rèn)為機(jī)械式停車樓的通風(fēng)次數(shù)不宜小于2次/h。取2次/h時,計算通風(fēng)量L2=43800m3/h,設(shè)計通風(fēng)量L3=43800×1.1=48180m3/h,設(shè)計取值48200m3/h。
3機(jī)械式立體停車樓排煙量計算
《機(jī)械式停車庫工程技術(shù)規(guī)范》(JGJ/T326—2014)[3]第3.1.17條及條文說明指出,“全地下或不具備自然排煙的機(jī)械式停車庫,需要設(shè)置機(jī)械排煙系統(tǒng)強(qiáng)制排煙”,但該規(guī)范中并沒有給出排煙量的具體計算方法。《建筑防煙排煙系統(tǒng)技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)》(GB51251—2017)[7]第4.2.4條注3指出,“汽車庫防煙分區(qū)的劃分及排煙量應(yīng)符合現(xiàn)行國家規(guī)范《汽車庫、修車庫、停車場設(shè)計防火規(guī)范》(GB50067)的相關(guān)規(guī)定?!备鶕?jù)上述規(guī)范,筆者認(rèn)為,機(jī)械式立體停車庫計算排煙量可根據(jù)《汽車庫、修車庫、停車場設(shè)計防火規(guī)范》(GB50067—2014)[8]第8.2.5條及表8.2.5選取。該項(xiàng)目機(jī)械式立體停車樓凈高33.7m,根據(jù)《汽車庫、修車庫、停車場設(shè)計防火規(guī)范》(GB50067—2014)[8]表8.2.5,選取計算排煙量40500m3/h,設(shè)計排煙量L4=40500×1.2=48600m3/h。
4機(jī)械式立體停車樓通風(fēng)排煙系統(tǒng)設(shè)計
《機(jī)械式停車庫工程技術(shù)規(guī)范》(JGJ/T326—2014)[3]第3.4.5條指出,平面移動類立體停車庫,排風(fēng)口宜設(shè)置在下部,排煙口應(yīng)設(shè)置在上部,又因停車位為275個(超過50個),通風(fēng)系統(tǒng)應(yīng)與排煙系統(tǒng)分開設(shè)置。通過上述分析計算可知,機(jī)械式立體停車樓內(nèi)的主要考慮因素為車庫的得熱量,且機(jī)械式立體停車樓中空較高,熱浮升效應(yīng)明顯,熱量主要是在機(jī)械式立體停車樓的上部聚集,在高位設(shè)置排風(fēng)口,通風(fēng)效果最佳。結(jié)合初始建筑方案,在停車庫區(qū)域的上一層(13層)設(shè)置排風(fēng)排煙機(jī)房,在機(jī)房內(nèi)設(shè)置一臺排煙風(fēng)機(jī),風(fēng)量48600m3/h,車庫著火時開啟,設(shè)置一臺平時排風(fēng)風(fēng)機(jī)(雙速),高速風(fēng)量48200m3/h,低速風(fēng)量32000m3/h。在機(jī)械式立體停車庫高位設(shè)置溫度傳感器,當(dāng)車庫內(nèi)溫度低于40℃時,排風(fēng)機(jī)低速運(yùn)行;當(dāng)車庫內(nèi)溫度達(dá)到40℃時,平時排風(fēng)機(jī)高速運(yùn)行,對平時排風(fēng)機(jī)進(jìn)行變速控制,以節(jié)省能源,具體設(shè)計如圖1、圖2所示。在辦公樓層設(shè)置排風(fēng)排煙機(jī)房,占用一定的辦公面積,機(jī)械式停車庫高位設(shè)置排煙管道,占用一定的建筑層高,且全封閉玻璃幕墻造價較高。為了能夠減少投資,經(jīng)各專業(yè)商議,把機(jī)械式立體停車庫修改為敞開式車庫,取消玻璃幕墻,調(diào)整外立面裝飾橫條形式,機(jī)械式立體停車樓通過自然通風(fēng)的方式解決車庫的通風(fēng)以及排煙問題,節(jié)省了建筑層高和幕墻的投資,一舉多得。最終采用敞開車庫的方案贏得了業(yè)主的認(rèn)可,并順利通過方案報建。通過上述計算和分析,筆者認(rèn)為,地下平面移動類機(jī)械式立體停車庫通風(fēng)量計算方法可參考本文方法,巷道堆垛類和垂直升降類通風(fēng)量亦可參考。機(jī)械式立體停車庫計算排煙量可按《汽車庫、修車庫、停車場設(shè)計防火規(guī)范》(GB50067—2014)[8]表8.2.5選取。
5結(jié)語
(1)若考慮立面效果,地上機(jī)械式立體停車樓封閉,通風(fēng)量建議通過計算選取,若數(shù)據(jù)不全時,長江中下游地區(qū)建議通風(fēng)量按2次/h選取。(2)建議地上機(jī)械式立體停車樓設(shè)置為敞開式機(jī)動車庫,可以節(jié)省初投資和運(yùn)行費(fèi)用。
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[8]汽車庫、修車庫、停車場設(shè)計防火規(guī)范:GB50067—2014[S].北京:中國計劃出版社,2014.
作者:郭坤 單位:中南建筑設(shè)計院股份有限公司