坡地建筑地下汽车库排烟设计难点及思考

坡地建筑地下汽车库排烟设计难点及思考

秦振春

（江苏省城市规划设计研究院有限公司 江苏南京210019）

摘要:《建筑防烟排烟系统技术标准》GB51251-2017的正式实施，防排烟设计产生了质的变化，从原来的粗放型设计转向为更精细化更复杂化的设计。由于坡地建筑地下汽车库的特殊性以及受地下空间限制等因素，排烟系统设计面临诸多难点。本文根据坡地建筑中不同的地下室空间形式分析了坡地建筑地下汽车库排烟设计的难点，对其进行了思考和分析，并提出了相应的解决方案。难点主要包括防烟分区划分、清晰高度计算、烟层厚度确定和风口位置等。本文重点探讨了如何优化相关设计，让排烟设计满足规范标准要求的同时，尽可能地减少排烟设施对地下车库净高的影响，满足地下汽车库平时的使用要求。

关键词：地下汽车库坡地建筑斜板折板机械排烟防火分区防烟分区清晰高度储烟仓烟层厚度设计排烟量风口最大允许排烟量挡烟垂壁

1 引言

我国幅员辽阔，地貌复杂，坡地建筑相对较为常见。坡地建筑的地下汽车库（下文简称地库）通常是依坡而建，由于其特殊的建筑特性，地下空间形式相当复杂。自从《建筑防烟排烟系统技术标准》GB51251-2017正式实施以来，建筑防排烟系统设计产生了质的变化，相比于以前的《高规》和《建规》中的规定，新标准对防排烟的要求可谓史上最严，设计最为复杂。如何利用新的防排烟标准对复杂的坡地建筑地库空间进行排烟设计面临着重大挑战。

地库的排烟设计应同时满足防烟分区划分、最小清晰高度、储烟仓厚度、设计排烟量、风口最大允许排烟量等要求。然而，由于坡地建筑地库的特殊性，新标准中的规定对于具体实施存在一定难度。首先，由于地下空间的独特性，如何根据坡地建筑地库空间形态合理划定防烟分区，需要考虑到多种因素，如排烟口布置位置、地库底板和顶板的不同标高，清晰高度的计算、烟层厚度的确定和排烟口距防烟分区最不利点距离等。此外，排烟系统在满足规范标准要求的前提下，其布置还需同时满足建筑平时的使用要求。

本文旨在探讨和解决坡地建筑地库排烟设计中出现的这些技术难题。通过对此类问题的研究和探讨，为相关建筑设计人员提供有效的实践指导。

2 坡地建筑地库的特点及空间形式

由于坡地建筑地库建设需要进行较大规模的土方工程，土方成本会相对较高。为了保留较好的坡地景观价值，使建筑与周围环境更好地融合，并尽可能减少土方造价，其地库的顶板形式对工程的施工造价影响很大。常见的地库顶板形式有：无坡度的顶板与底板形式，折板形式和斜板形式。通常会根据具体的地形特点和设计要求进行选择。

当建筑所处区域坡度变化较小，项目开挖土方造价较低，为了施工方便通常采用底板和顶板都无坡度的形式。如图1所示。

图1 底板和顶板都无坡度的形式

当建筑需尽可能利用地下空间，对净高有特殊要求，通常采用底板无坡度，顶板采用折板或者斜板的形式。如图2所示。

图2 底板无坡度，顶板采用折板或斜板的形式

当建筑所处的区域坡度变化较大，项目开挖土方造价较高，为了节约工程造价，通常需地库的顶板和底板同时随地势的变化而变化，其采用的形式如图3~图4所示。

图3底板采用折板或斜板，顶板采用折板的形式

图4底板采用折板或斜板，顶板采用斜板的形式

3 地库排烟设计原则

本文涉及的地库按机械排烟的方式考虑。根据《汽车库、修车库、停车场设计防火规范》GB50067、《建筑防排烟系统技术标准》GB51251和《消防设施通用规范》GB55036等规范标准进行设计，主要遵循以下几点原则：

（1）防烟分区的建筑面积不宜大于2000m2，且防烟分区不应跨越防火分区[1]。

（2）挡烟垂壁深度不小于空间净高的10%且不小于500mm[2]。挡烟垂壁距地高度同时满足疏散通道、疏散走道和疏散出口的净高均不小于2.1m的要求[3]。

（3）防烟分区排烟风机的排烟量按表1的数据确定。

表1 汽车库内防烟分区排烟风机的排烟量[1]

注:建筑空间净高位于两个高度之间的，按线性插值法取值。

（4）通常地库净高都大于3m，其最小清晰高度按下式计算。

（1）

式中Hq为最小清晰高度，H’为排烟空间的建筑净高，对于多层空间，取最高疏散楼层的净高。设计清晰高度不小于最小清晰高度。

（5）单个排烟口的最大允许排烟量按下式计算。

（2）

式中Vmax为排烟口最大允许排烟量；γ为排烟位置系数；db为排烟吸入口烟层厚度；T为烟层平均绝对温度；T0为环境绝对温度。

（6）机械排烟沿水平方向布置时，按不同防火分区独立设置[4]。

（7）地下电动汽车库防火单元最大建筑面积不大于1000m2，每个防火单元应与其他防火单元和汽车库其他部位进行防火分隔[5]。防火单元的排烟量按表1确定。

4 坡地建筑地库排烟设计的难点

坡地建筑地库排烟设计的难点主要来源于其复杂的空间形式。地库空间随地形的起伏变化，使得防烟分区划分，清晰高度计算，烟层厚度的确定和风口布置比平地更为复杂。具体难点如下：

（1）防烟分区的划分：坡地建筑地库同一防火分区内由于底板和顶板标高的变化，利用挡烟垂壁根据地库的空间特点合理划分防烟分区，使其满足排烟系统各项参数的设计要求，是整个排烟系统设计的前提。

（2）清晰高度的计算：坡地建筑地库同一防烟分区内，同样会存在净高的变化，不同净高区域清晰高度都有所区别，如何确定合理的清晰高度，对排烟系统进一步设计的难易程度及地库平时功能使用的合理性至关重要。

（3）烟层厚度的确定和风口布置：由于坡地建筑地库同一防烟分区内净高的不同，会造成排烟风口布置在不同空间区域时，排烟风口的烟层厚度不同。烟层厚度直接影响排烟风口的最大允许排烟量，从而影响所需排烟风口的数量。风口的布置（风管的位置）同时也影响着地库的空间使用。

5问题思考及解决方案

下面就前文提到的设计难点，并结合本人这几年的设计经验谈谈对这些难题的思考，并提出相应的解决方案。为了便于清晰地呈现解决方案，我们以只有一层地库的情况为例。

为了使后期地库防烟分区划分简单化，在建筑方案期间，暖通专业需提前引导建筑专业根据不同的地库空间形式来合理划分防火分区，并遵循以下几点原则：

（1）划分后的相邻防火分区尽量可能是底板和顶板都无坡度的简单形式的防火分区，如图5所示。

图5底板无坡度，顶板为折板的防火分区划分

（2）如果底板无坡度，顶板是斜板时，需将斜板所在的空间与顶板标高大的空间划分到同一防火分区，如图6所示。

图6底板无坡度，顶板为斜板的防火分区划分

（3）如果底板和顶板都有坡度时，需将有坡度的空间与底板标高大的空间划分到同一防火分区，如图7~图10所示。

图7底板和顶板都有坡度防火分区划分（一）

图8底板和顶板都有坡度防火分区划分（二）

图9底板和顶板都有坡度防火分区划分（三）

图10底板和顶板都有坡度防火分区划分（四）

根据上述原则，建筑专业划分好防火分区后，暖通专业需再次进行防烟分区划分。对于防烟分区内存在着不同底板和顶板标高的空间形式，我们采用上述防火分区划分的原则再次对其进行防烟划分。并注意排烟管和排烟口尽可能布置在储烟仓厚度大，烟层厚度大的空间。在满足防烟分区内任一点与最近的排烟口之间水平距离不应大于30m的前提下，根据排烟风口所在空间的烟层厚度对应的最大允许排烟量来调整风口的数量，尽可能均匀布置风口即可。

另外当为了满足排烟口与防烟分区最不利点距离要求，必须在储烟仓厚度较小的区域布置排烟风口，或者为了满足地下空间使用净高要求需提高挡烟垂壁距地高度时，可以采用排烟风口上翻的方式，如图11所示，来增大排烟风口的烟层厚度，即增大风口最大允许排烟量，来满足排烟设计要求。

图11排烟风口上翻增大烟层厚度

6结语

《建筑防烟排烟系统技术标准》的正式实施，给暖通专业带来了巨大的挑战，防排烟设计从原来粗放设计转变为精细化设计。在此背景下，坡地建筑地库的排烟设计也变得更为复杂。本文通过对坡地建筑地库防排烟设计难点分析及思考，并结合自身设计经验提出来相应的解决方案，在此解决方案中，仅以一层地下车库为例进行了分析，然而在实际工程中还存在更为复杂的形式，还需要设计师们进一步去深入研究。以上内容为本人设计观点，仅供设计师在设计中探讨。

参考文献

【1】《汽车库、修车库、停车场设计防火规范》GB50067-2014

【2】《建筑防烟排烟系统技术标准》GB51251-2017

【3】《建筑防火通用规范》GB55037-2022

【4】《消防设施通用规范》GB55036-2022

【5】《电动汽车分散充电设施工程技术标准》GB/T51313-2018