誘導(dǎo)通風(fēng)與排煙系統(tǒng)

1、職稱論文誘導(dǎo)風(fēng)機(jī)的實(shí)際應(yīng)用（題目和副題目）譚榮（作者）工作單位：中建二局安裝工程申請(qǐng)職稱：工程師申請(qǐng)專業(yè)：暖通空調(diào)論文提交時(shí)間：2009年7月25日誘導(dǎo)通風(fēng)機(jī)的實(shí)際應(yīng)用（以地下車庫(kù)為例）引言隨著我國(guó)國(guó)民經(jīng)濟(jì)的快速發(fā)展和人民生活水平的不斷提高，城市中、小型汽車數(shù)量正 在迅速增長(zhǎng)，特別是近年來(lái)家用轎車逐步普及，使停車難這一問(wèn)題顯得尤為突出。作為緩 解這一矛盾的手段之一，地下汽車庫(kù)以其面積大、節(jié)約建筑用地、管理集中等優(yōu)勢(shì)而越來(lái) 越受到業(yè)主的青睞。如何改善地下汽車庫(kù)的空氣品質(zhì)，防止和減少火災(zāi)危害，并有效降低 工程成本，是我們這次研究設(shè)計(jì)的基本出發(fā)點(diǎn)。1、誘導(dǎo)通風(fēng)系統(tǒng)概述1.1 傳統(tǒng)通風(fēng)方式的弊端汽車尾

2、氣中的有害成分主要是 CO、NOx和CmHn。通過(guò)對(duì)有關(guān)資料及實(shí)測(cè)數(shù)據(jù)分析 得知，只要將CO稀釋到容許濃度，其它有害成分就可達(dá)到充分安全的程度。另外，地下 汽車庫(kù)如通風(fēng)不暢，油蒸汽積聚會(huì)引發(fā)火災(zāi)或爆炸。因此，保持良好的機(jī)械通風(fēng)是預(yù)防火 災(zāi)和人員中毒的一個(gè)重要條件。傳統(tǒng)通風(fēng)方式下，風(fēng)管復(fù)雜龐大，不僅占用有效空間，還大大增加了土建投資和安裝費(fèi)用， 而且難以避免風(fēng)管與其他管線（電纜橋架、消防噴淋管道等）的交叉問(wèn)題。在地下車庫(kù)的 設(shè)計(jì)中一般考慮到CO比空氣輕，加上引擎發(fā)熱，氣流易停滯在上部，而汽車引擎空轉(zhuǎn)時(shí) 在下部排氣，且油蒸汽比空氣重，所以地下汽車庫(kù)的排風(fēng)一般按室空間上、下兩部分設(shè)置， 上排1/31

3、/2，下排1/22/3，多個(gè)風(fēng)口均勻分布。一旦氣流組織欠佳，容易產(chǎn)生CO滯留的現(xiàn)象。誘導(dǎo)通風(fēng)系統(tǒng)的出現(xiàn)有效解決了上述這些問(wèn)題，經(jīng)過(guò)多年的理論研究和工程實(shí)踐，該 系統(tǒng)已在歐美等發(fā)達(dá)國(guó)家的地下汽車庫(kù)得到了廣泛應(yīng)用，在日本的應(yīng)用率更是高達(dá)80%1995年該系統(tǒng)開(kāi)始在我國(guó)推廣，正逐漸為廣大業(yè)主和設(shè)計(jì)單位所接受，如市建筑設(shè)計(jì)研 究院在建筑設(shè)備專業(yè)設(shè)計(jì)技術(shù)措施中提出，停車庫(kù)機(jī)械通風(fēng)系統(tǒng)宜采用噴射導(dǎo)流通風(fēng) 方式，以保證車庫(kù)良好換氣，并減小通風(fēng)管道占用車庫(kù)的有效層高。1.2 誘導(dǎo)通風(fēng)系統(tǒng)的基本原理當(dāng)空氣從直徑D0的噴口以速度V0射入一個(gè)不受周圍界面表面限制的空間擴(kuò)散時(shí)， 形成自由射流。誘導(dǎo)通風(fēng)系統(tǒng)的噴嘴射出的

4、氣流可視為等溫自由射流，由于射流邊界與周 圍介質(zhì)間的紊流動(dòng)量交換，周圍空氣不斷被卷入，射流圍不斷擴(kuò)大，射流斷面的速度場(chǎng)從射流中心開(kāi)始逐漸向邊界衰減，并沿射程不斷減小，同時(shí)流量沿射程方向不斷增加，射流 直徑不斷增大，而各斷面總動(dòng)量保持不變。如圖1。O射出Fffc曰E住汽圖I衆(zhòng)浣對(duì)冏圉空氣的誘導(dǎo)設(shè)噴口處風(fēng)量為Q0,空氣流動(dòng)速度為V0,距噴口 X處與噴口平行的斷面上風(fēng)量為 QX，空氣流動(dòng)速度為VX，根據(jù)動(dòng)量守恒定律：M0=MX ( 1 )M0=Q0V0 p(2)MX=QXVX p(3) Q0V0=QXVX (4)式中M 空氣動(dòng)量，kg m/s2 ；Q風(fēng)量，m3/s ;V風(fēng)速，m/s ; p空氣密度，

5、kg /m3雖然理論上噴流的寬度會(huì)一直增至無(wú)限大，誘導(dǎo)風(fēng)量也會(huì)增至無(wú)限大，各點(diǎn)速度將減 至無(wú)限小，但現(xiàn)實(shí)環(huán)境中有許多非理想條件，如建筑物中有梁、柱等障礙物和來(lái)自各方向 的其它自然氣流，所以在噴流的中心速度衰減至某一速度時(shí)必須有另一噴嘴來(lái)接力，從而 形成“氣流推拉作用”，使整個(gè)空間產(chǎn)生流動(dòng)的速度場(chǎng)。圖2為噴流射程與速度分布示意圖 (噴口直徑80mm，噴口速度12 m/s )。創(chuàng)帖 1 ms 皿謁P羽rV用圖2噴流射卷及度分術(shù)誘導(dǎo)通風(fēng)系統(tǒng)包括送風(fēng)風(fēng)機(jī)、多臺(tái)誘導(dǎo)風(fēng)機(jī)和排風(fēng)風(fēng)機(jī)，其中誘導(dǎo)風(fēng)機(jī)由超薄箱體、低噪音前向多翼離心風(fēng)機(jī)、可任意調(diào)節(jié)方向的噴嘴三部分組成。送風(fēng)機(jī)提供新鮮空氣，誘導(dǎo)風(fēng)機(jī)將室空氣與之充分

6、混合后，沿一定方向到達(dá)排風(fēng)口，由排風(fēng)機(jī)排出。如圖3所示送風(fēng)図機(jī)排園鳳機(jī)圖3誘穿通現(xiàn)系統(tǒng)布罷示童囲1.3 誘導(dǎo)通風(fēng)系統(tǒng)的特點(diǎn)1.3.1 節(jié)省空間，減少土建投資一般誘導(dǎo)風(fēng)機(jī)箱體僅250mm 高，在梁間布置，直接吊掛于樓板下，可降低地下汽車庫(kù)設(shè)計(jì)層高約400mm，減少地下工程開(kāi)挖費(fèi)用和混凝土澆筑費(fèi)用，使室空間開(kāi)闊，布局 簡(jiǎn)潔美觀。1.3.2 施工簡(jiǎn)單，減少安裝費(fèi)用誘導(dǎo)風(fēng)機(jī)體積小，重量輕，無(wú)需接管；安裝形式多樣，縱吊、橫吊、壁掛式均可；單 相220V電源，配線簡(jiǎn)易。1.3.3 管理方便，節(jié)省運(yùn)行費(fèi)用由于無(wú)管路阻力損失，送、排風(fēng)風(fēng)機(jī)所需風(fēng)壓低，使風(fēng)機(jī)電機(jī)功率大幅下降。誘導(dǎo)風(fēng) 機(jī)采用高效低噪音風(fēng)機(jī)、消聲箱

7、和符合空氣動(dòng)力學(xué)特性曲線的高速噴嘴，噪音較低，所用 的高品質(zhì)無(wú)油式軸承電機(jī)無(wú)需定期添加潤(rùn)滑油，維修量很小。1.3.4 通風(fēng)效果好誘導(dǎo)通風(fēng)系統(tǒng)能夠有效擾動(dòng)周圍空氣，不易產(chǎn)生死角。當(dāng)出現(xiàn)有害物滯留時(shí)，可隨時(shí) 方便地調(diào)整噴嘴方向，以適應(yīng)不同的建筑形式。室空氣分布均勻，混合效果好，有害物經(jīng)充分稀釋后平均濃度低。即使送、排風(fēng)風(fēng)機(jī)停止運(yùn)行，誘導(dǎo)風(fēng)機(jī)單獨(dú)運(yùn)行也能使空氣流動(dòng)。2、工程實(shí)例2.1 工程概況某單元樓建筑面積4 660m2 ，建筑高度20.2m，地上17層為單元式住宅，地下1層長(zhǎng)74m，寬28m，建筑面積約2 070m2 ，高3.153.6m，梁下凈高2.452.9m，平時(shí)作為小型車輛停車庫(kù)，可停放

8、 42輛小型車，戰(zhàn)時(shí)作為二等人員掩蔽所。如圖4為其縱向剖面圖。2.2 系統(tǒng)設(shè)計(jì)由于該車庫(kù)層高較低，加上水電管線，若采用傳統(tǒng)通風(fēng)系統(tǒng)勢(shì)必會(huì)使室凈空高度低于2.2m，根本無(wú)法滿足汽車庫(kù)建筑設(shè)計(jì)規(guī)的最小凈高要求，而且滿布管道和橋架的頂棚 會(huì)使整個(gè)車庫(kù)顯得擁擠壓抑，因此平時(shí)通風(fēng)設(shè)計(jì)采用誘導(dǎo)通風(fēng)系統(tǒng)。該車庫(kù)設(shè)有火災(zāi)自動(dòng)報(bào)警系統(tǒng)、自動(dòng)噴水系統(tǒng)和消火栓系統(tǒng)，形成1個(gè)防火分區(qū)。為滿足平戰(zhàn)結(jié)合的要求，按人防防護(hù)單元通過(guò)隔墻和頂棚下突出不小于0.5m的梁分成2個(gè)防煙分區(qū)。雖然每個(gè)防煙分區(qū)面積均小于 2 000m2，但車道較長(zhǎng)，汽車距室外疏散出口最遠(yuǎn) 距離接近100m，所以仍設(shè)排煙系統(tǒng)。考慮到每個(gè)防煙分區(qū)面積不大，

9、在每個(gè)防煙分區(qū)設(shè) 置1個(gè)排風(fēng)排煙合用系統(tǒng)即可。參見(jiàn)圖 5。排風(fēng)與排煙風(fēng)機(jī)合二為一，選用雙速離心風(fēng)機(jī)箱，可節(jié)約設(shè)備的初投資，還可根據(jù)汽 車出入頻率切換高速和低速檔位進(jìn)行調(diào)節(jié)，以節(jié)省運(yùn)行費(fèi)用。風(fēng)機(jī)常年運(yùn)行，故障易于發(fā) 現(xiàn)并排除，確保系統(tǒng)安全可靠。排風(fēng)與排煙系統(tǒng)共用部分風(fēng)管，可減少管材用量和安裝費(fèi) 用，也為其他專業(yè)的管線布置留出了空間。平時(shí)排煙防火閥開(kāi)啟，排風(fēng)通過(guò)誘導(dǎo)風(fēng)機(jī)高速噴出氣流帶動(dòng)周圍空氣，使大量新鮮空 氣與室空氣混合稀釋后，沿預(yù)設(shè)方向運(yùn)動(dòng)至排風(fēng)口，由排風(fēng)機(jī)排出室外。當(dāng)某一防煙分區(qū) 發(fā)生火災(zāi)時(shí)，誘導(dǎo)風(fēng)機(jī)關(guān)閉，風(fēng)機(jī)在高速檔位運(yùn)行進(jìn)行排煙。當(dāng)煙氣溫度超過(guò)280 C時(shí)，排煙防火閥自動(dòng)關(guān)閉，同時(shí)風(fēng)機(jī)停

10、止運(yùn)行。平時(shí)合用風(fēng)管和風(fēng)口的允許風(fēng)速均按排風(fēng)時(shí)考 慮。防煙分區(qū)1設(shè)1個(gè)機(jī)械送風(fēng)系統(tǒng)，防煙分區(qū)2有直接通向室外的疏散出口，依靠車道 自然進(jìn)風(fēng)。送風(fēng)風(fēng)機(jī)平時(shí)關(guān)閉，火災(zāi)時(shí)運(yùn)行。當(dāng)送風(fēng)溫度超過(guò) 70 C時(shí)，風(fēng)機(jī)入口處的防火 閥自動(dòng)關(guān)閉，同時(shí)風(fēng)機(jī)停止運(yùn)行。2.3 風(fēng)量計(jì)算地下汽車庫(kù)的通風(fēng)量按稀釋廢氣量計(jì)算， 排煙量按換氣次數(shù)不小于6次/h計(jì)算。設(shè)計(jì) 米用6次/h排風(fēng)（煙）量和4次/h送風(fēng)量，詳見(jiàn)表1?；馂?zāi)時(shí)防煙分區(qū)1補(bǔ)風(fēng)風(fēng)量滿足 汽車庫(kù)、修車庫(kù)、停車場(chǎng)設(shè)計(jì)防火規(guī)中不小于排煙量的 50%的規(guī)定。表1系統(tǒng)的劃分及風(fēng)量計(jì)算防火 分區(qū)防煙 分區(qū)計(jì)算層高m建筑面積m3換氣次數(shù)h-1排風(fēng)排煙 合用系統(tǒng)排風(fēng)煙量m3/

11、h換氣次數(shù)h-1送風(fēng)系 統(tǒng)送風(fēng)量m3/h11310006PY-1180004S-11200021000PY-2180002.4 風(fēng)機(jī)選型送風(fēng)機(jī)不需克服風(fēng)管阻力，采用軸流風(fēng)機(jī)；排風(fēng)（煙）風(fēng)機(jī)采用雙速離心風(fēng)機(jī)箱，保 證280 C時(shí)能連續(xù)工作30min，電機(jī)均為防爆型。確定誘導(dǎo)風(fēng)機(jī)的數(shù)量可參考表2，并根據(jù)具體情況進(jìn)行計(jì)算。表2 每臺(tái)誘導(dǎo)風(fēng)機(jī)承擔(dān)的地下車庫(kù)的面積類型1234面積m3100150200250判隔墻等障礙物多，引起氣流短路隔墻等障礙物多一般設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)無(wú)障礙物，只有柱子斷氣流停滯嚴(yán)重每個(gè)車室均有隔墻每?jī)蓚€(gè)跨柱子處有隔墻無(wú)隔墻標(biāo)送風(fēng)口和排風(fēng)口處氣流逆向運(yùn)動(dòng)能形成較好氣流送風(fēng)口和排風(fēng)口處氣流接近理

12、想送風(fēng)口和排風(fēng)口處氣流理想準(zhǔn)自然進(jìn)風(fēng)，機(jī)械排風(fēng)自然進(jìn)風(fēng)，機(jī)械排風(fēng)，機(jī) 械進(jìn)風(fēng)，機(jī)械排風(fēng)機(jī)械進(jìn)風(fēng)，機(jī)械排風(fēng)機(jī)械進(jìn)風(fēng)，機(jī)械排風(fēng)本工程PY-1、PY-2系統(tǒng)均屬第3種類型，故誘導(dǎo)風(fēng)機(jī)的數(shù)量為：1000m2/ 200m2=5臺(tái)，再按兩個(gè)噴嘴前后間距保持在17m以的原則布置，PY-1系統(tǒng)設(shè)6臺(tái)，PY-2系統(tǒng)設(shè)5 臺(tái)。各風(fēng)機(jī)規(guī)格詳見(jiàn)表3表3風(fēng)機(jī)規(guī)格一覽表名稱送風(fēng)風(fēng)機(jī)排風(fēng)風(fēng)機(jī)誘導(dǎo)風(fēng)機(jī)類型軸流風(fēng)機(jī)雙速前向多翼離心風(fēng)機(jī)箱單空螺前向多翼離心風(fēng)機(jī)臺(tái)數(shù)1211風(fēng)量m3/h1460320500/10500680 780轉(zhuǎn)速rpm960800/550風(fēng)壓Pa119480/240功率kW0.755.5/4.50.1重量kg

13、6232525噪聲dBA6770/62522.5 氣流組織誘導(dǎo)通風(fēng)系統(tǒng)的布置按送、排風(fēng)風(fēng)機(jī)的位置、停車方向等來(lái)組織氣流行程。誘導(dǎo)風(fēng)機(jī)回風(fēng)口與障礙物的間距不小于 600mm，噴嘴出風(fēng)口向下15 前無(wú)障礙物。風(fēng)機(jī)吊裝高度以允許最低高度為宜，一般取箱體底部與梁底或管線底部相平，見(jiàn)圖6。排煙口與該防煙分區(qū)最遠(yuǎn)點(diǎn)水平距離不超過(guò)30m，距疏散出口水平距離大于2m，使疏散方向與煙氣和有害物濃度降低的方向保持一致，以利于迅速排除車庫(kù)的廢氣和煙氣。 室風(fēng)口均采用普通百葉風(fēng)口，室外風(fēng)口均采用防水百葉風(fēng)口。排風(fēng)（煙）口通過(guò)豎井排至 一層室外下風(fēng)向處，距室外地坪2.5m ;進(jìn)風(fēng)口設(shè)在一層室外空氣流暢、清潔處，距室外地

14、坪2m。2.6 風(fēng)管及風(fēng)道風(fēng)管采用無(wú)機(jī)不燃型玻璃鋼制作，其厚度和加工方法滿足GB50243-2002通風(fēng)與空調(diào)工程施工質(zhì)量驗(yàn)收規(guī)的規(guī)定。混凝土風(fēng)道壁應(yīng)抹光，以免漏風(fēng)量大，增加系統(tǒng)阻力，影響排氣效果。3、結(jié)論3.1 在傳統(tǒng)方式布置有困難的場(chǎng)合，不妨采用誘導(dǎo)式系統(tǒng)解決可能出現(xiàn)的矛盾。3.2 當(dāng)?shù)叵缕噹?kù)某一防煙分區(qū)具備良好的自然進(jìn)風(fēng)條件時(shí)，比如有直接通向室外的疏散出口或設(shè)有高窗、百葉，從節(jié)能和降低初投資的角度出發(fā)，可以不設(shè)機(jī)械送風(fēng)系統(tǒng)。利用 車道自然進(jìn)風(fēng)要注意車道進(jìn)斷面的風(fēng)速，一般應(yīng)小于0.5m/s，以保證汽車進(jìn)出車道不受影響。3.3 誘導(dǎo)通風(fēng)系統(tǒng)排風(fēng)口處的 CO 濃度真實(shí)地代表了車庫(kù) CO 的最高濃度，在此設(shè)置 CO 濃度傳感器控制送、排風(fēng)風(fēng)機(jī)的風(fēng)量及誘導(dǎo)風(fēng)機(jī)的啟停，可進(jìn)一步節(jié)省電力，降低運(yùn)行費(fèi) 用。3.4 需要指出的是， 誘導(dǎo)風(fēng)機(jī)的電機(jī)因長(zhǎng)期運(yùn)轉(zhuǎn)， 應(yīng)具有高溫自動(dòng)保護(hù)裝置， 噴嘴應(yīng)阻燃、 耐腐蝕、防脫落，以避免由于個(gè)別誘導(dǎo)風(fēng)機(jī)發(fā)生故障破壞整個(gè)氣流的連續(xù)性，影響換氣效 果。綜上所述，只要合