工业通风地下车库通风与排烟.docx
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工业通风地下车库通风与排烟
一、设计题目与原始条件2
二、方案设计2
三、防火分区和防烟分区划分2
四、送风量、排风量的计算3
五、排烟量、补风量的计算3
六、通风排烟系统设计4
七、风口与风道的布置4
八、水力计算及管路水力平衡9
九、风机、阀门及风口等设计25
十、参考文献29
一、设计题目与原始条件
1.设计题目：
秦皇岛某住宅楼地下车库通风及排烟系统
2.原始条件：
1）、地址：
秦皇岛
2）、建筑形式：
地下1层
3）、层高：
4m
4）、层数：
1
5）、面积：
2700m2
二、方案设计
本汽车库要设计排风排烟和送风补风系统，按照防火分区和防烟分区的划分，和相关规范的规定肯定汽车库的通风系统。
三、防火分区与防烟分区划分
1.防火分区的划分
按照《汽车库、停车库、停车场设计防火规范》GB50067-97规定
3.0.1车库防火分类分为四类，并符合表的规定
车库防火分类表3.0.1
类别数量名称
Ⅰ
Ⅱ
Ⅲ
Ⅳ
汽车库
>300辆
151~300辆
51~150辆
≤50辆
修车库
>15车位
6~5车位
3~5车位
≤2车位
停车场
>400辆
251~400辆
101~250辆
≤100辆
3.0.3地下汽车库的耐火品级应为一级。
5.1.1汽车库应设防火墙划分防火分区。
每一个防火分区的最大允许建筑面积应符合表5.1.1的规定。
汽车库防火分区最大允许建筑面积（㎡）表5.1.1
耐火等级
单层汽车库
多层汽车库
地下或高层汽车库
一、二级
3000
2500
2000
三级
1000
5.1.2汽车库内设有自动灭火系统时，其防火分区的最大允许建筑面积可按表中的规定增加一倍。
7.2.1I、Ⅱ、Ⅲ类地上汽车库、停车数超过10辆的地下汽车库、机械式立体汽车库或复式汽车库和采用垂直起落梯作汽车疏散出口的汽车库、I类修车库，均应设置自动喷水灭火系统。
本设计为地下车库，面积为2700m2，共有车位65个，所以本车库为防火Ⅲ类，耐火品级为一级的车库，并设有自动喷淋灭火装置，故其防火分区的最大面积能够为4000m2，
所以本车库设一个防火分区，面积为2700m2。
按照《汽车库、停车库、停车场设计防火规范》GB50067-97规定
8.2.1面积超过2000㎡的地下车库应设置机械排烟系统。
8.2.2设有机械排烟系统的汽车库，其每一个防烟分区的建筑面积不宜超过2000m2，且防烟分区不该跨越防火分区。
防烟分区应采用挡烟垂壁、隔墙、顶棚下突出不小于500mm的结构梁来划分。
所以本车库应设两个防烟分区，面积别离为1360m2和1340m2。
四、送风量、排风量的计算
一、排风量的计算
汽车库设有开敞的汽车进出口时，采用机械排风，自然进风的通风方式。
当不具有自然送风条件时，采用机械送风、机械排风。
排风量依照换气次数计算，当层高≧3m时，按3m高度计算换气体积。
住宅建筑的汽车库可按4次/h计算[1]P1010。
所以本车库的排风量为
防烟分区1排风量=1360×3×4=16320m3/h；
防烟分区2排风量=1340×3×4=16080m3/h。
二、送风量的计算
本车库的建筑平面不知足自然送风条件，故选择机械进风。
汽车库采用机械送风时，送风量宜为排风量的80%~85%，送风口宜设在下部或汽车通道上部[1]P1201。
所以送风量为
防烟分区1送风量=16320×80%=13056m3/h；
防烟分区2送风量=16080×80%=12864m3/h。
五、排烟量、补风量的计算
地下汽车库的建筑面积超过2000m2时，应设排烟设施，无自然排烟条件时，应设机械排烟设施。
其排烟量按6h-1计算；汽车库无自然补风系统时，应设机械补风设施，且补风量不宜小于排烟量的50%[1]P1225。
由于汽车库坡道上采用了防火门或防火卷帘门，不能进行自然补风，故需要进行机械补风。
所以本车库的排烟量为
防烟分区1排风量=1360×4×6=32640m3/h；
防烟分区2排风量=1340×4×6=32160m3/h。
补风量为
防烟分区1补风量=32640×55%=17952m3/h；
防烟分区2补风量=32160×55%=17688m3/h。
六、通风排烟系统设计
依照排烟口距该防烟分区内任一点烟气流动的水平距离不该大于30m,与疏散出口的水平距离不小于2m，且排烟系统在有条件时可与平时通风排气系统合用的原则。
对于地下车的排烟应按防烟分区设置，每一个防烟分区设置一个排烟系统[1]P1223。
所以本汽车库的每一个防烟分区别离设置一个机械排风排烟系统。
汽车库采用机械送风时，送风口宜设在下部或汽车通道上部[1]P1201。
本汽车库采用机械送风，每一个防烟分区应分设一个系统，送风口设在下部。
本汽车库的汽车坡道与停车区采用了防火墙和防火卷帘隔离，两边的空气被防火卷帘隔离，不能进行自然补风，必需设置机械补风。
所以本车库每一个防烟分区分设一个机械补风系统，补风口设在上部。
由于机械送风和机械补风别离为非火灾时和火灾时给汽车库送风，所以二者能够合用一个变速风机。
故机械送风和机械补风合用一个风机房，且每一个防烟分区别离设置一个系统。
七、风口与风道的布置
一、排风排烟系统的布置
送排风口的布置应使室内气流散布均匀，避免通风死区的原则[2]P58。
送风口设置位置宜远离排烟口，二者的水平距离不该小于5m的原则[2]P73。
分别在两个防烟分区内布置两个系统，每一个系统排烟与平时排风合用，并布置风口。
防排烟系统中的管道、风口、阀门等必需采用不燃材料制作，且风道不宜采用土建风道[2]P68。
地下车库的风道应采用非燃烧材料制成，一般宜采用镀锌钢板[3]P578。
因此风管材料选择镀锌薄钢板，其长处是不燃烧、易加工、耐久，也较经济，镀锌钢板具有必然的防腐性能，适用于空气湿度较高或室内潮湿的通风系统。
钢板及金属风道的干管风速为6~14m/s，支管风速为2~8m/s[1]P1144。
通风排烟系统的风速应符合下列规定：
机械加压送风口不宜大于7m/s;排烟口不宜大于10m/s;机械补风口不宜大于10m/s,公共聚集场所不宜大于5m/s;自然补风口不宜大于3m/s[4]P68。
（1）防烟分区1
排烟分区1的排烟量为32640m3/h，排风量为16320m3/h，排烟口的风速取9m/s，采用单层百叶风口，尺寸取600×600mm，所以排烟风口的个数为n=32640÷3600÷9÷×=个，所以排烟风口取3个。
排风口的风速取6m/s，采用单层百叶风口，尺寸取500×400mm，所以排风口的个数为n=16320÷3600÷6÷×=个，所以排风口取4个。
排烟与排风风口共7个，均匀布置在管路上。
排风与排烟风口布置如图1，图中各支管上矩形为排风口，支管上圆形为排烟风口。
每一个排烟风口流量为
，每一个排风口的流量为
。
计算表如下
管段
流量L（m3/h）
假定流速v（m/s）
截面积S（m2）
断面A×B
（mm×mm）
实际流速v（m/s）
排风时风速v’（m/s）
1
4080
5
500×400
2
4080
6
500×400
3
10880
8
630×630
—
4
10880
10
630×630
5
4080
5
500×400
6
10880
10
630×630
7
10880
8
630×630
—
8
21760
12
800×630
9
4080
5
500×400
10
21760
12
800×630
11
10880
8
630×630
—
12
32640
13
800×800
13
4080
5
500×400
14
32640
12
1000×800
（2）防烟分区2
排烟分区2的排烟量为32160m3/h，排风量为16080m3/h，排烟口的风速取9m/s，采用单层百叶风口，尺寸取600×600mm，所以排烟风口的个数为n=32160÷3600÷9÷×=个，所以排烟风口取3个。
排风口的风速取6m/s，采用单层百叶风口，尺寸取500×400mm，所以排风口的个数为n=16080÷3600÷6÷×=个，所以排风口取4个。
排烟与排风风口共7个，均匀布置在管路上。
每一个排烟风口流量为
，每一个排风口的流量为
。
计算表如下
管段
流量L（m3/h）
假定流速v（m/s）
截面积S（m2）
断面A×B
（mm×mm）
实际流速v（m/s）
排风时风速v’（m/s）
1
4020
5
500×400
2
4020
6
500×400
3
10720
8
630×630
—
4
10720
10
630×630
5
4020
5
500×400
6
10720
10
630×630
7
10720
8
630×630
—
8
21440
12
800×630
9
4020
5
500×400
10
21440
12
800×630
11
10720
8
630×630
—
12
32160
13
800×800
13
4020
5
500×400
14
32160
13
800×800
二、机械送风和机械补风系统的计算
（1）防烟分区1
防烟分区1的机械送风量为13056m3/h，机械补风量为17952m3/h。
送风口的风速取5m/s，采用单层百叶风口，尺寸取500×400mm，所以送风口的个数为n=13056÷3600÷5÷×=个，所以送风口取4个，均匀布置在管路上。
补风口的风速取8m/s，采用单层百叶风口，尺寸取500×500mm，所以补风风口的个数为n=17952÷3600÷8÷×=个，所以补风口取3个，均匀布置在管路上。
送风与补风风口布置如图3，图中各支管上矩形的为送风口，干管圆形的为补风口。
每一个送风口流量为
，为下部侧送风，每一个排风口的流量为
，为上手下送风。
计算表如下
管段
流量L（m3/h）
假定流速v（m/s）
截面积S（m2）
断面A×B
（mm×mm）
实际流速v（m/s）
送风时风速v’（m/s）
1
3264
5
500×400
2
3264
6
500×400
3
3264
5
500×400
4
6528
10
500×400
5
3264
5
500×400
6
9792
10
630×500
7
3264
5
500×400
8
13056
10
630×630
9
5984
6
630×500
—
10
11968
10
630×630
—
11
17952
10
800×630
—
12
17952
10
800×630
（2）防烟分区2
防烟分区2的机械送风量为12864m3/h，机械补风量为17688m3/h。
送风口的风速取5m/s，采用单层百叶风口，尺寸取500×400mm，所以送风口的个数为n=12864÷3600÷5÷×=个，所以送风口取4个，均匀布置在管路上。
补风口的风速取8m/s，采用单层百叶风口，尺寸取500×500mm，所以补风风口的个数为n=17688÷3600÷8÷×=个，所以补风口取3个，均匀布置在管路
送风与补风风口布置如图4，图中各支管上矩形的为送风口，干管圆形的为补风口。
每一个送风口流量为
，为下部侧送风，每一个排风口的流量为
，为上手下送风。
计算表如下
管段
流量L（m3/h）
假定流速v（m/s）
截面积S（m2）
断面A×B
（mm×mm）
实际流速v（m/s）
送风时风速v’（m/s）
1
3216
5
500×400
2
3216
6
500×400
3
3216
5
500×400
4
6432
10
500×400
5
3216
5
500×400
6
9648
10
630×500
7
3216
5
500×400
8
12864
10
630×630
9
5896
6
630×500
—
10
11792
10
630×630
—
11
17688
10
800×630
—
12
17688
10
800×630
八、水力计算及管路水力平衡
沿程压力损失：
△Pm=Rm×l[3]P237
式中Rm—单位管长沿程压力损失，Pa/m。
局部压力损失：
Z=ζ×ρv2/2[3]P240
式中ζ—局部阻力系数
v—风管内该压力损失发生处的空气流速，m/s。
ρ—空气的密度，kg/m3。
一、防烟分区1
（一）排风排烟系统
（1）平时排风时
a、当平时排风时，最不利管路是1-2-4-6-8-10-12-14，计算最不利管路及其他各管路阻力损失如下表
防烟分区1排风时阻力计算表
管段
流量
风管尺寸
长度
流速
比摩阻
沿程阻力
局部阻力系数
局部阻力
总阻力
L/（m3/h）
A×B（mm×mm）
l/（m）
v（m/s）
Rm/（Pa/m）
△Pm/（Pa/m）
ζ
Z/（Pa）
△P/（Pa）
1
4080
500×400
3
2
4080
500×400
9
4
4080
630×630
6
8160
630×630
8
8160
800×630
10
12240
800×630
12
12440
800×800
14
16320
1000×800
14
5
4080
500×400
3
9
4080
500×400
3
13
4080
500×400
3
管段
备注
1
百叶风口ζ=，防火阀ζ=，直角转弯ζ=
2
变径ζ=
4
三通ζ=
6
变径ζ=
8
三通ζ=
10
变径ζ=
12
三通ζ=
14
直角转弯ζ=，天圆地方ζ=,防烟阀ζ=，软连接ζ=
5
百叶风口ζ=，防火阀ζ=，三通ζ=
9
百叶风口ζ=，防火阀ζ=，三通ζ=
13
百叶风口ζ=，防火阀ζ=，三通ζ=
b、对并联管路进行阻力平衡
①4与5管段汇合点，△P1=，△P2=，
，不需要进行阻力平衡调节。
②8与9管段汇合点，△P3=，△P4=
为使管段八、9达到阻力平衡，改变管段9的尺寸，增大其阻力。
管段9的流量当量直径为
，所以管段9的流量当量直径变成
，若把管段9的尺寸改成500×320mm，其当量直径为
，阻力变成
，现在
，现在对于管段9对应的主要停车区排风超级不利，所以采用不改变管径，加以阀门调节的方式。
③12与13管段汇合点，△P5=，△P6=
为使管段1二、13达到阻力平衡，改变管段13的尺寸，增大其阻力。
管段13的流量当量直径为
，所以管段13的流量当量直径变成
，若把管段13的尺寸改成500×320mm，其当量直径为
，阻力变成
，现在
，所以把管段13的尺寸改成500×320mm。
（2）火灾排烟时
a、当火灾排烟时，最不利管路是3-4-6-8-10-12-14，计算最不利管路及其他各管路阻力损失如下表
防烟分区1排烟时阻力计算表
管段
流量
风管尺寸
长度
流速
比摩阻
沿程阻力
局部阻力系数
局部阻力
总阻力
L/（m3/h）
A×B（mm×mm）
l/（m）
v（m/s）
Rm/（Pa/m）
△Pm/（Pa/m）
ζ
Z/（Pa）
△P/（Pa）
3
10880
630×630
6
4
10880
630×630
0
0
6
10880
630×630
8
21760
800×630
0
0
10
21760
800×630
12
32640
800×800
14
32640
1000×800
14
7
10880
630×630
3
11
10880
630×630
6
管段
备注
3
百叶风口ζ=，防烟阀ζ=，三通ζ=
4
6
三通ζ=
8
10
三通ζ=
12
变径ζ=
14
直角转弯ζ=，天圆地方ζ=,防烟阀ζ=，软连接ζ=
7
百叶风口ζ=，防烟阀ζ=，三通ζ=
11
百叶风口ζ=，防烟阀ζ=，三通ζ=
b、对并联管路进行阻力平衡
①6与7管段汇合点，△P1=，△P2=，
为使管段六、7达到阻力平衡，改变管段7的尺寸，增大其阻力。
管段7的流量当量直径为
，所以管段7的流量当量直径变成
，若把管段7的尺寸改成800×500mm，其当量直径为
，阻力变成
，现在
，大体没转变，所以不改变管径，仍用630×630mm，采用辅以阀门进行调节，已消除不平衡。
②10与11管段汇合点，△P3=，△P4=
为使管段10、11达到阻力平衡，改变管段11的尺寸，增大其阻力。
管段11的流量当量直径为
，所以管段11的流量当量直径变成
，若把管段11的尺寸改成800×400mm，其当量直径为
，阻力变成
，现在
，所以把管段11的尺寸改成800×400mm。
所以排风排烟系统的风管参数为
管段
排风流量L（m3/h）
排烟流量L（m3/h）
断面A×B
（mm×mm）
排风流速v（m/s）
排风阻力
△P/（Pa）
排烟流速v（m/s）
排烟阻力
△P/（Pa）
1
4080
—
500×400
—
—
2
4080
—
500×400
—
—
3
—
10880
630×630
—
—
4
4080
10880
630×630
5
4080
—
500×400
—
—
6
8160
10880
630×630
7
—
10880
630×630
—
—
8
8160
21760
800×630
9
4080
—
500×400
—
—
10
12240
21760
800×630
11
—
10880
800×400
—
—
12
12240
32640
800×800
13
4080
—
500×320
—
—
14
16320
32540
1000×800
（二）送风补风系统
（1）平时送风时
a、当平时送风时，最不利管路是1-2-4-6-8-12，计算最不利管路及其他各管路阻力损失如下表
防烟分区1送风时阻力计算表
管段
流量
风管尺寸
长度
流速
比摩阻
沿程阻力
局部阻力系数
局部阻力
总阻力
L/（m3/h）
A×B（mm×mm）
l/（m）
v（m/s）
Rm/（Pa/m）
△Pm/（Pa/m）
ζ
Z/（Pa）
△P/（Pa）
1
3264
500×400
2
3264
500×400
12
4
6528
500×400
6
9792
630×500
8
13056
630×630
12
13056
800×630
5
3
3264
500×400
5
3264
500×400
7
3264
500×400
管段
备注
1
百叶风口ζ=，防火阀ζ=，直角转弯ζ=
2
三通ζ=
4
三通ζ=
6
三通ζ=
8
变径ζ=，防火阀ζ=
12
软连接ζ=，天圆地方ζ=，防烟阀ζ=
3
百叶风口ζ=，防火阀ζ=，三通ζ=
5
百叶风口ζ=，防火阀ζ=，三通ζ=
7
百叶风口ζ=，防火阀ζ=，三通ζ=
b、对并联管路进行阻力平衡
①2与3管段汇合点，△P2=，△P3=，
，不需要进行阻力平衡调节。
②4与5管段汇合点，△P4=，△P5=
，不需要进行阻力平衡调节。
③6与7管段汇合点，△P6=，△P7=
为使管段6、7达到阻力平衡，改变管段7的尺寸，增大其阻力。
管段7的流量当量直径为
，所以管段7的流量当量直径变成
，若把管段7的尺寸改成500×320mm，其当量直径为
，阻力变成
，现在
，所以把管段7的尺寸改成500×320mm。
（2）火灾补风时
a、当火灾补风时，最不利管路是9-10-11-12，计算最不利管路及其他各管路阻力损失如下表
防烟分区1补风时阻力计算表
管段
流量
风管尺寸
长度
流速
比摩阻
沿程阻力
局部阻力系数
局部阻力
总阻力
L/（m3/h）
A×B（mm×mm）
l/（m）
v（m/s）
Rm/（Pa/m）
△Pm/（Pa/m）
ζ
Z/（Pa）
△P/（Pa）
9
5984
630×500
21
10
11968
630×630
21
11
17952
800×
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