地下车库通风优化设计方法

地下车库通风优化设计方法的探究
【摘要】随着城市化的发展，城市用地越来越紧张，同时，家庭轿车又逐渐兴盛起来，致使停车位越来越紧张，解决车辆停泊的问题，也日渐突显，成为了亟待解决的难题。

为了节省城市的空间，开发地下车库，无疑是一项好的措施，但是，地下车库中也存在着诸多不良的状况，如通风不畅，一氧化碳含量高，有毒气体排放缓慢，对人的伤害非常的大。

所以，如何解决地下车库的通风问题，减少有害气体的危害，保证地下车库的通风效果，是地下车库建造的重中之重。

【关键词】地下车库，通风优化设计，一氧化碳，换气次数、稀释浓度法
中图分类号： s611 文献标识码： a 文章编号：
一．前言
地下车库宜设置独立的送风、排风系统；具备自然进风条件时，可采用自然进风、机械排风的方式。

目前地下车库主要有风管通风或诱导通风两种方式。

通风量的计算在地下车库通风设计中尤为重要，关系到设备选型、通风效果。

我国在《汽车库建筑设计规范》jgj100-98中明确地规定，地下汽车库换气次数每小时不应小于6次。

但通风风量与有害物的散发量和散发时的浓度有关，而与房间容积（亦即房间换气次数）并无确定的数量关系，按换气次数计算通风量的方法存在很多弊端。

正因为如此，我国在《建筑供暖通风与空气调节设计规
范》gb50736-2012中做出了新的规定：双层或多层车库情形的送排风量应按稀释浓度法计算，单层车库情形的送排风量宜按稀释浓度法计算，如无计算资料时可参考换气次数估算。

具体的问题可以具体分析，硬套用规范规定的方法来选择通风设备，这样有时导致设备参数的过大或过小，致使系统设备的选择、布置不合理，使其通风的效果不佳或投资增加。

车库内的设计布局不同，其产生的最不利情况的通风量也不相同。

下面就探究一下地下车库的通风优化设计方法。

二、计算最不利通风情况
车库中最主要的有害物为汽车排放的co，因此根据co的浓度来确定地下车库的通风量。

车辆状态与co排放量的关系
车库内的车辆，存在三种状态：
(1)行驶状态。

在这种状态，车辆co的排放量最大，平均尾气排放量为1.2—1.5m2/h.台），co的排放量平均浓度达55000mg/m3；通过上述数值，可知，每台车辆行驶状态co排放量为18mg/s；(2)车辆在怠速状态。

停车但没有功率输出，维持发动机在没有做功情况下的正常运转的最低转速。

下表1，是不同类型的车辆的怠速状态co排放量的统计表(3)熄火状态，车辆在这种状态下，不排放 co。

三种状态中，车辆的co排放量相差很大。

通风最不利情况分析：
车辆在车道上有行驶状态和怠速状态两种状态。

停在车位上的车辆有怠速状态和熄火状态两种状态。

在某一时间，车库内处于行驶状态车辆的最大极限值，也就是车道上能排布车辆的最大值；和除车道外，所有车位上停满车辆并且都处于怠速状态时；此时是车库内co的最大排放量时刻，属于满负荷运转，这时为通风最不利情况。

由此时的车库内的状态，计算出最不利情况的通风量。

3．计算最不利情况通风值
根据上述情况，利用以下公式，按稀释浓度法计算出排风量，l =g/(y1-y) ——（公式1）
式中：
l—为地下车库内所需要的排风量，m3/h；
g—车库内排放co的量，mg/h；
y1—车库内 co 的允许浓度，为30mg/m3
y0—室外大气中 co 的浓度，取3mg/m3；
g=m·y——（公式2）
式中：
m—地下车库内排出气体的总量，m3/h；
y—典型汽车排放co的平均浓度，取55000 mg/m3；
m=（t1/t0）·m·t·k·n——（公式三）
式中：
t1—库内的排气温度，500+273=773k；
t0—库内以20℃计的标准温度，20+273=293k；
m—单台车单位时间的排气量，取0.02m3/min；
t—车库内汽车的运行时间，取4min;
k— 1小时内出入车数与设计车位数之比，取0.8；
n—车库内的设计车位数。

三．通风系统设置
1．通风效果评价
无论风管通风系统还是诱导式通风系统，目的都应该是使车库内人员活动的区域通风效果满足要求。

在车库中，人主要活动区域是距地面1.5m平面左右的空间上，这个位置co的浓度达到标准，才是通风设计中的关键。

2 通风系统概述
(1)设置排风机，并且排风口位于车库的上部及下部；除了这种排风口以外，不再设置风管与诱导风机；
(2)对进风口的布置要合理，尽量避免通风死角，进风口要尽量布置在车库内主要道路上方；
(3)其中，在最不利情况的通风量基础上，根据实际情况，结合数值模拟cfd软件，对排风口和进风口进行合理布置，调整通风量，选择通风的设备参数。

三．地下车库通风优化设计应用
下面根据具体的车库，如图1所示的优化设计流程，以直观的形式，来分析设计通风系统。

1.工程概述
根据地下车库的布置图，如图2所示，此车库分为二个防火分区，其层高为3.6m。

主要对防火分区一进行分析探究，防火分区一的面积为2730m2，可停车辆为76台，即76个停车位。

这个车库中，设置2台排风风机，并且排风口位于车库的上部及下部；设置了5个进风口，进风口位置分别位于车库的各个车道上方各位置。

2.计算通风值
按照稀释浓度法计算，利用公式1、2、3，计算出排风量为26140m3/h。

该排风量约为3.2次/h 换气次数的车库通风量，与6次换气次数相差很大！接下来再模拟分析按照稀释浓度法计算出来的排风量是否能满足车库内co的浓度要求。

3 cfd数值模拟
（1）建立模型
根据图2所示，在对车库防火分区一内部的一些细节进行简化以后，建立了如图 3 所示的数值和模拟模型，在这里，表1设定模型中有空气(air)和co，二氧化碳的初始浓度为3 mg/m3；其中模型中空气的(air)和co的气体特性如表2和表3。

(2).根据上述内容，在模型中合理布置排风机、排风口、进风口的位置。

(3).首先要先设定排风机1和排风机2，两台排风机的排风量，
分别应为计算通风量50%，即13070m3/h，根据数值进行设定。

(4)而后设定source模块为车辆；其中空心块是属于怠速状态车辆(总共76台)，其co的排出量为1mg/s；测算后，实心块为行进状态车辆(共26台)，其中co的排出量为 18 mg/s。

如图，根据模拟结果与图4，分析距地 1.5 m 处的位置，(人主要活动区域)co 浓度分布。

从图中即可以看出，在排风机1和排风机2的排风量相同状态时，因为车库内车辆分布的不均匀，导致部分区域的co的浓度超过 30 mg/m3。

这时，就需要调整通风量，并且一定要合理分配每个排风机的排风量。

通过空气流向的模拟结果，了解了排风口和进风口二者之间的流向关系，而后，在确定每个排风机的负责区域，由两个区域上的车辆排放co量的比值，根据实际排放量，来配置调整每个排风机的排风量参数。

图 5是调整以后的结果。

根据模拟的结果进行调整，调整后的总风量为29500 m3/h，这个值大约是该车库3.6次/h的通风量，其中，排风机1的排放量为19000 m3/h，排风机2的排放量为10500 m3/h。

调整以后再经过模拟计算，车库1.5m 处的co浓度都满足了要求。

四．结束语
本文探讨了一种地下车库通风系统的优化设计方法，经过计算和cfd模拟可以看出：按稀释浓度法计算的通风量更能真实反映地下
车库实际需要的通风量，可以有效避免按照换气次数法计算所得到的通风量过大或过小的问题。

该优化方法在地下车库通风系统的设计与使用中，起到了一定的作用。

参考文献：
[1] 徐振伟《浅谈高层建筑地下车库通风排烟系统设计》才智. 2009(18)
[2] 华昊明《浅谈地下车库通风与防排烟设计》科技创新导报. 2009(17)
[3] 张慧艳《地下车库通风方式分析》山西建筑2009(26)
[4] 章思铭《高层建筑地下车库通风、排烟系统的二合一设计》大众科技. 2010(03)
[5] 毛建新《关于地下车库的通风及排烟设计》山西建筑. 2010(14)。