《通风工程》
设计指导书
设计题目：某综合楼地下层通风系统设计发题日期:２0１6年5月9日完成日期：2016年5月20日
一、通风系统方案确定
1.构思通风系统方案，收集、查阅资料
烟气是火灾发生以后对建筑内人员生命安全与健康威胁最大的因素。机械排烟系统的设计,是建筑物消防系统设计中的重要环节。一个设计良好的机械排烟系统,在火灾发生以后不仅可以排除8０%的热量,而且可以排除大量的有害烟气，对人员疏散以及消防队员的救援都起着非常重要的作用。
根据现行《高层民用建筑设计防火规范》GB50０4５-95（2005版）及《人民防空工程设计防火规范》GB５0098-98（2０01版)的相关规定，对住宅小区及高层民用建筑所属的汽车库及人防地下车库，均应按现行《汽车库、停车库、修车场设计防火规范》(GB５00６７-9７)的要求进行平时的通风排烟设计。
随着国家建筑节能标准的全面和强制推行,地下车库的通风设计还必须满足《公共建筑节能设计标准》(GB50189-2005)、《全国民用建筑工程设计技术措施节能专篇(暖通空调·动力)》的有关规定。
２.确定各防火、排烟分区
(１）防火分区和防烟分区
防火分区:把建筑平面和空间划分为若干防火单元,把火势控制在起火的单元内。
每个防火分区之间用防火墙、耐火楼板、防火卷帘、防火门做隔断。
水平防火分区用防火墙、防火卷帘、防火门将各楼层在水平方向分成若干防火分区;垂直防火分区宜每层划分。
防烟分区：在设置排烟设施的走道、净高不超过6m的房间,采用挡烟垂壁、隔墙或顶棚下突出不小于０.5米的梁划分防烟分区。目的:将烟气控制在一定的范围内。
(２)根据规范对建筑物进行防火防烟分区
《高层民用建筑设计防火规范》中防火分区划分部分原则:
高层建筑内应采用防火墙等划分防火分区,每个防火分区允许最大建筑面积，不应超过表1的规定。
注:①设有自动灭火系统的防火分区，其允许最大建筑面积可按本表增加 1.00倍;当局部设置自动灭火系统时，增加面积可按该局部面积的１.0０倍计算。
②一类建筑的电信楼,其防火分区允许最大建筑面积可按本表增加50％。
5.1．2 高层建筑内的商业营业厅、展览厅等,当设有火灾自动报警系统和自动灭火系统，且采用不燃烧或难燃烧材料装修时，地上部分防火分区的允许最大建筑面积为400０m2；地下部分防火分区的允许最大建筑面积为20０0m2。
5.1.3当高层建筑与其裙房之间设有防火墙等防火分隔设施时,其裙房的防火分区允许最大建筑面积不应大于2500m2,当设有自动喷水灭火系统时，防火分区允许最大建筑面积可增加1．０0倍。
《汽车库、停车库、修车场设计防火规范》中规定汽车库防火分区不应超过２000m ２,内设自动灭火系统时,其防火分区的最大允许建筑面积可增加一倍。
防烟分区划分部分原则：
○1防烟分区不应跨越防火分区；
＼o＼ac(○,2)每个防烟分区的建筑面积不宜超过规范要求。
在《高层民用建筑设计防火规范》和《人民防空工程设计防火规范》中规定每个防烟分区的建筑面积一般不超过５0０m2;
若净空高度ｈ＞６m ，一般不划分防烟分区;
若设有机械排烟系统的汽车库,每个防烟分区的建筑面积不宜超过20０0m2;
歌舞娱乐放映游艺厅场所一个厅、室的建筑面积不应大于2０0m２;
○3通常情况下宜按楼层划分防烟分区;
○4特殊用途的场所应单独划分。
疏散楼梯间及其前室，消防电梯间及其前室,避难层，避难间等应单独设置防烟分区。
《汽车库、停车库、修车场设计防火规范》中规定每个防烟分区的建筑面积不宜超过2000ｍ2 ,且防烟分区不应跨越防火分区。
综上所述，对此地下车库进行分区,防火和防烟分区。
3.确定各通风、排烟部位
车库通风系统一般要求将新鲜空气直接送入呼吸区,将汽车产生的尾气稀释，使有害物浓度降低到允许浓度之下。对于通风系统的污染物排出一般要求下部能够排2/3，上部排１/3，但现在设计中基本全部上排。
平时排风可以利用车道补风,但火灾时利用车道补风要求车库门没有设防火卷帘,其与地上部门的隔断要求做自动喷水系统。
排烟口应设在顶棚上或靠近顶棚的墙面上,且与附近安全出口沿走道方向相邻边缘之间的最小水平距离不应小于１.50m。距地面高于2米。
设在顶棚上的排烟口,距可燃构件或可燃物的距离不应小于1．０0m。
防烟分区内的排烟口距最远点的水平距离不应超过３0m。
排烟口平时应关闭,并应设有手动和自动开启装置。
４.计算通风系统风量
车库通风要求有全面均匀送风和全面均匀排风的机械通风装置。排气量应大于进气量,以便场内有一定的负压,防止场内空气流入与之相邻的房间。通风系统的排风、排烟管道可以分设,也可合设。
(1)排风量的确定
通风量的确定和车库内许多因素有关. 例如，停车库规定的停车数量（即每个车位的面积指标)、单位时间出入车库的车数与额定停车数之比（称出入频率）、车库内车辆行驶的平均时间及每辆车的CO 排量、车库内容许CO 浓度以及室外C Ｏ浓度。
地下车库的通风量原则上应按将有害物浓度稀释到允许浓度之下,但地下车库散发的有害物数量不能确定时，工程实际中全面通风量多按换气次数进行估算确定。
根据《全国民用建筑工程设计技术措施(暖通空调·动力)》第4.４.2条规定:一般地下停车库汽车为单层停放,采用机械通风系统时，机械排风量可按换气次数计算：
１）当层高小于3m 时,按实际高度计算换气体积;当层高大于或等于3ｍ，按3m 高度计算换气体积。
２)商业建筑停车库汽车出入频率较大时,换气次数按6次/h ；汽车出入频一般时，换气次数按5次／ｈ;住宅建筑停车库汽车出入频率较小时,换气次数按4次/ｈ。
全面通风量计算公式：
f nV L (1)
式中 L —全面通风量，ｍ3／h
n —换气次数，1／h
f V —通风房间体积,m ３
根据相关文献的规定,机械排烟风机的排烟量应按换气次数不小于6次/h 确定。由公式(1)可确定各个防烟分区的排烟量。
（2)送风量的确定
为保证地下车库内微负压，一般机械送风量按机械排风量的８0%～9５%计算,本设计取80%计算,另外的２０％～5%的补风由车道等处渗入补充。
(3)补风量的确定
对于机械排烟，当只排烟而不进行补风的时候,随着室内负压增大，排烟机所需要克服的阻力越来越大。当室内负压达到一定值的时候,加上系统的阻力将会使得风机的扬程不能克服整个系统的总的阻力,风机将不能有效地将烟气排至室外。因此，需要对机械排烟区域进行补风。
通常补风需要考虑补风的途径:自然补风、机械补风。
对于该防烟分区可以进行自然补风的时候,尽量使用自然补风。当该防烟分区不能进行自然补风的时候,就需要考虑机械补风(即用送风机将室外空气送至该防烟分区)
补风量的确定:根据排烟量,取其计算数值的一半作为补风量的数值。
设置机械排风系统的车库,如用汽车坡道进行自然补风,车道断面的风速不应大于
0.5m/s,以保证进出车辆不受影响。
机械排烟设计要点中规定，汽车库内无直接通向室外的汽车疏散出口的防火分区,当设置机械排烟系统时，应同时设置进风系统，考虑不小于排烟量50％的机械补风。分别计算出各个防火分区的补风量.
二、通风系统布局
地下车库通风系统设计不仅要考虑通风，还要考虑其防火排烟的问题。如果将车库的通风和防火防烟分开布置，由于其各自功能单一,系统设计很简单。如果结合布置,则系统设计变的复杂,但这种复杂系统在技术上是可行的,在经济上是合理的，因而采用普遍。
通风排烟系统形式有两种:
(1)多支管系统汽车库上部设系统总管,由总管均匀地接出向下的立管，总管上与立管的下部均设有排风口，总管上的排风口兼做排烟口,设置普通排风口,支管上的排风口仅作为排风口之用,设置防烟防火阀，布置如图。平时,上下排风口同时排风;火灾时,下部排风口的防烟防火阀自动关闭,上部排风口作为排烟口排除烟气。总管接出多个立管，则每个立管尺寸小，因而占有空间小。但每个立管上均设置防烟防火阀,不仅初投资大,且由于阀门多，易出现失控和误控情况,影响系统运行的有效性。
1 .单速排风/排烟风机 2.排烟防火阀3.防烟防火阀4．排风/排烟口5.排风口
（２）单支管系统
汽车库上部设系统总管，由总管接出一根支管，该支管在下部形成水平管，总管与立管都均匀设有普通排风口,在支管靠近总管处设置防火防烟阀。布置如下图。平时,上下排风口同时排风；火灾时,支管上的防烟防火阀自动关闭，上部排风口作为排烟口。总管只接出一个立管，则只设一个防烟防火阀就可满足火灾时的排烟需要,控制上较上一个方案简单,且初投资省,但占用空间大。
1. 单速排风/排烟风机
2.排烟防火阀
3.防烟防火阀４.排风／排烟口５.排风口
通过比较,选择第二种方案更合理。因为车库面积大,选该方案经济,方便。
１.确定通风管道走向
在布置送风和排风口时,应防止产生场内局部的气流滞留。
送、排风口的布置应使室内气流分布均匀，避免通风死区，送风口设置位置宜远离排烟口，二者的水平距离不应小于5m的原则。每个防烟分区应设置排烟口,排烟口宜设置在顶棚或靠近顶棚的墙面上,排烟口距防烟分区最远点的水平距离不超过30m。房间的机械排烟系统应该按防烟分区设置。
2. 确定管路送、排风口位置
根据所给建筑物的情况, 此系统送排风、排烟口分开布置。拟定地下车库的平时通风、机械排烟的送排风口、排烟口的位置,以及风口的数量。
(１)排烟口的布置
垂直布置:
对于顶棚高度不超过3ｍ的建筑物,排烟口应设在防烟分区的顶棚上或靠近顶棚的墙面上,即可设在距顶棚800mm以内的高度上;
对于顶棚高度在3m~4m的建筑物，排烟口可设在距地面2.1m的高度以上；
对于顶棚高度超过４ｍ的建筑物,排烟口可设在地面与顶棚之间１／2以上高度的墙面上。
水平布置：
排烟口应尽量设置在防烟分区的中心部位,并应距疏散出口的水平距离在２ｍ以上,且距该防烟分区最远点的水平距离不应超过30m。
（2)数量及形式
根据排烟口的布置位置,计算出排烟口的数量，计算风口风量，同时选出排烟口的形式。
（3)尺寸
根据计算所得的风量和排烟口的数量,利用推荐流速法计算风口的规格,确定风口类型。
３. 初绘通风系统网络示意图
根据所给建筑物平面图,绘制出通风系统草图,并标示出各送风、排烟系统管道的走向及分支管,送排风口排烟口位置。
4. 设置管道标高
根据建筑物的构造形式及实际情况,初步设定送风、排烟管道的安装高度。
５．选择风管材料
根据相关文献规定,防排烟系统的风管应采用不燃材料制作，并不应穿过防火墙、防火隔墙，当必须穿过时,除应满足本规范相应条款的要求外,还应在穿过处设置防火阀。防火阀的动作温度宜为７0℃,风管的保温材料应采用不燃材料或难燃材料；穿过防火墙的风管,其位于防火墙两侧各2m范围内的保温材料应为不燃烧材料。
三、通风系统的水力计算
通风系统的管道设计计算有三种计算方法：假定流速法,静压复得法,压损平均法。下面以假定流速法为例介绍风管水力计算的步骤。
(１）绘制通风或空调系统轴测图
(2）确定合理的空气流速
（3)根据各管段的风量和选择的流速确定各管段的断面尺寸,计算最不利环路的摩擦阻力和局部阻力
（4）并联管路的阻力计算
(5)计算系统的总阻力
（6）选择风机
1．通风系统气流组织设计
在考虑地下汽车库的气流分布时，防止场内局部产生滞流是最重要的问题。因CO 较空气轻，再加上发动机发热，该气流易滞流在汽车库上部,因此在顶棚处排风有利,而汽车的排气位置是在汽车库下部，如能在其尚未扩散时就直接从下部排走则更好。气流组织详细的计算请参照有关手册进行。
2．通风管道断面尺寸选择
(1）根据管段布置及管道编号、标注管段长度，确定最不利环路；
(2)据各管段的风量及选定的流速，确定最不利环路各管段的断面尺寸;
根据规范中民用及辅助建筑物机械排风时干管风速，支管风速的规定选择合理的风速（表1)。采用流量与流速的对应关系计算管道截面积,然后根据通风管道通用尺寸选择矩形风管的标准规格。
通风管道推荐风速表2
3.通风管道阻力计算
依据通风管道断面尺寸、气流速度和管道材料,进行各管段的沿程阻力和局部阻力计算。
局部阻力在通风系统中占有较大的比例,在设计时应加以注意。减小局部阻力的着眼点在于防止或推迟气流与壁面的分离,避免漩涡区的产生或减小漩涡区的大小和强度。下面介绍几种常用的减小局部阻力的措施。
① 管路布置得尽量顺直,减少弯管和断面尺寸的突然变化。弯管的曲率半径不要取得太小。
② 在气流汇合部分(三通处)应尽量减少气流的撞击,二股汇合气流的通度最好相等,三通交角尽量减小。
③ 排风口气流速度尽量降低，以减少出口动压的损失。
系统中各管段的阻力为该管段中的摩擦阻力和局部阻力之和，即：
zi mi i p p p += (2)
沿程阻力：
(３)
局部阻力： （４）
4. 通风管道并联支路阻力平衡
各并联管路间允许计算误差:除尘系统不大于1０%;一般通风系统不大于10%。若超过规定,则调整支管管径、增大风量、阀门调节。
5.01111225.01111???
? ??'='???
? ??'='h h Q Q h h D D （5） 5．选择主要通风设备及附属装置
(１) 防排烟风机的选型 根据得到的风量和总的阻力,考虑一定的安全裕量，选择风机(类型、型号、参数换算)。
2.11.125
.11.1----==风压附加安全系数，风量附加安全系数，通风机风压通风机风量p l p s fj
l K K h
K H Q K Q
排烟风机可采用离心风机或采用排烟轴流风机。不应采用电机内置式的普通轴流、混流风机。 排烟风机应保证在280℃时连续工作30m ｉn 。
风机的布置要考虑到风机的安装方便和维护保养的方便。在布置风机时，如有风机房则尽量布置在风机房内,且与墙体之间应保持一定的距离。排烟风机宜设在建筑物的顶部,烟气出口宜朝上，并应高于加压送风机的进风口,两者垂直距离不应小于3m 或水平距离不应小于１０m
(２）诱导风机选型
射流诱导通风系统就是利用射流的诱导特性，在送风口处导入新鲜空气,采用超薄型射流器以高速喷出的空气主流，诱导及搅拌周围大量空气,一方面稀释车库空间有害气体,另一方面带动空气沿着预设的流程至设定方向，从而得以在进风口处引入新风,在排风口处顺利排出废气的目的，保证了车库空间良好的换气效果。
进行诱导风机通风系统布局时,应合理设置主干线，防止气流短路，选择相应的喷射角度,诱导风机的间距设置。
在布置喷嘴时应考虑因层高不同而调整喷嘴的安装倾角（与水平面夹角)，如层高h ≤4m 则取1５°;４ “以允许的射流最小边界速度来确定作用宽度，以允许的最小核心速度(即末端控制风速不小于０.5ｍ/s)来确定射流接力长度”来确定布置间距,这两个控制参数即可确定单个射流的作用面积。不同的产品、不同的应用场所有不同的布置参数，要避免以往纯粹按单个诱导风机的作用面积来布置的现象，应结合具体情况分析确定。 （3）阀门的选择 a.防火阀:７０℃温度熔断器自动关闭（防火)，可输出联动讯号，用于通风空调系统风管内,防止火势沿风管蔓延。 在规范要求设置防火调节阀的管道上不设置防火阀，一旦失火，竖向管井（道)就相当于烟囱，因烟囱效应使烟火沿支管汇集到竖向井(道)向上迅速蔓延,成为传导烟火的主要途径。根据国家有关规范要求,与竖向通风管道相连接的水平支管应安装防火阀,重要的或火灾危险性大的房间隔墙和楼板处也应安装防火阀 b.排烟阀：电讯号开启或手动开启，输出开启电讯号，联动排烟机开启,用于排烟系统风管上。 c ．排烟防火阀: 电讯号开启，或手动开启，280℃靠温度熔断器重新关闭，输出电讯号,用于排烟风机吸入口处管道。 排烟防火阀安装在机械排烟系统的排烟支管上,平时呈关闭状态(与防火阀相反)，作用温度为2８０℃。在发生火灾时，由控制中心发出信号将其打开，排烟系统随之启动。当管道内烟气温度达到28０℃时,排烟阀会自动关闭,阻止火势蔓延,起到隔烟防火作用。在排烟系统的排烟支管上应设排烟防火阀;排烟管道进入排烟机机房处应设排烟防火阀,并与排烟机连锁。在必须穿过防火墙的排烟管道上应设排烟防火阀,并与排烟机连锁。 根据上述用途合理使用阀门。 (4)消声设备的选择 微穿孔板消声器:微穿孔板消声器是为了减少整个排烟系统的噪声而在排烟总管上包的一个消声装置。可根据排烟总管的尺寸进行选择。 （5）防烟垂壁的选择 防烟垂壁由铅丝玻璃、铝合金、薄不锈钢板等配以电控装置组合而成。挡烟垂壁下垂不小于50cm。用于高层建筑防火分区的走道(包括地下建筑)和净高不超过６M的公共活动用房,起隔烟作用。 四、绘制工程设计施工图纸 １. 每位学生应完成图纸2—3张，图幅大小请根据提供的建筑图纸自行确定，图纸尽量用手工书写和绘制。工程设计图纸应包括: 风管平面布置图、及部剖面图、设备平面布置图、通风系统图等。 2. 图纸的绘制应符合采暖通风与空气调节制图标准，图线应清晰规范，尺寸标注应正确完整，图幅根据制图知识按实际情况确定,图签采用统一格式，上交的图纸为用铅笔绘制的白图纸。 五、编制课程设计计算说明书 1. 设计说明书按学校统一的格式要求编写，要内容完整，计算方法正确，计算步骤分明,阐述精炼通顺,图表清晰,书写工整;说明书应由封面、目录、正文、参考资料和封底组成。设计说明书及图纸应按要求装订、折叠好后装入课程设计档案袋，每份应有20页左右。 ２．设计过程中使用的产品样本等参考资料的主要页面要复制以后装订在一起，设计说明书中引用参考资料中的数据应做相互索引标记，以备老师核对，因此,建议在 设计说明书右侧预留出约1５mm的空白区作为索引标记说明区。 ３.图纸绘制应符合采暖通风与空气调节制图标准，图线清晰、规范，尺寸标注正确、完整,图幅根据制图知识按实际情况由设计者本人确定，图签采用统一格式。上交的图纸为用铅笔绘制的白图纸。 4. 本课程设计时间为2周,请于设计第二周星期五下午5：00时之前讲设计的成果交给指导教师，逾期不收，改由下一学年跟班重做。
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