1工程概况本工程为甘肃省天水市某住宅小区地下车库，工程位于甘肃省天水市，抗震设防烈度为8度。地下车库为单层停车库，建筑面积21 098.0 m²，建筑防火等级一级。车库设计层高为3.6 m，车库内结构梁高因覆土厚度不同而不同，车库内未设吊顶。车库层高较低，且抗震设防烈度较高，车库部分地方结构梁高为1.0 m，车库实际净高局部仅为2.6 m，车库内设备管线设计需要充分考虑层高影响，车库使用净高不得小于2.2 m。2通风系统计算车库通风系统设计中包括车库平时通风系统及消防排烟通风系统设计。车库为单层普通停车库，每个防火分区面积不超过4 000 m2，设两个防烟分区，每个防烟分区设独立送排风系统及排烟补风系统。车库平时为出入频率较低的住宅小区使用，平时排风量按4 次/h计算，高度按3.0 m计算，送风量按排风量80%计算[1]。车库排烟量[2]按照规范根据车库净高计算。根据计算结果，车库排风量与排烟量差额小于30%，排风风机与排烟风机采用单速消防风机，风管合用。平时送风系统采用与消防补风合用的单速风机系统，风管合用。本项目主要研究如何经济合理布置排烟系统，尤其是在车库同一防火分区有两个以上防烟分区且车库层高呈现阶梯式的情况，排烟系统较为复杂。实现在满足车库排烟要求的同时，还能实现用户对净高品质的要求，是对风管系统准确设计提出的重要方向。当车库梁下净高大于3.0 m时，设备安装预留高度0.6 m，车库净高最小可达到2.4 m，车库风管安装有足够空间，风管布置较为容易。但本工程因造价问题，车库层高定位较低，同时项目位于结构抗震8度区，结构专业计算梁高较大，车库建筑净高仅2.8 m，设备安装难度较大。风管所占空间比最大，风管系统的设计将直接影响项目安装净高，需要合理选择风管走向及风管尺寸，为项目后期投入使用提供良好的使用感受。3风管布置原则（1）风管与诱导风机合用[3]。风管布置按满足消防设计为主，平时通风气流组织由诱导风机加风管实现，诱导风机平时间歇开启，满足平时通风。出于后期运行管理考虑，本项目不采用该种方式。（2）送排风风管单独设计。为追求平时通风最优气流组织，送排风风管交互设计，使车库内每个区域短距离内实现“一送一排”气流组织。（3）车库内按规范排烟及气流组织要求，排风及排烟系统车库满铺，送风及补风系统仅在送风机房出口设送风口，送风口设于机房侧墙，不设风管。4通风平面布置本设计针对实际情况，综合考虑平时通风气流组织和消防排烟要求，风管系统优化设计布置，尽量以较少的风管满足车库通风及排烟要求。车库内排风排烟管道尽量布置在车位上，且不使气流存在涡旋区，送风及补风不设风管，仅在机房侧墙设风口，且风口布置在清晰高度以内，实现车库下送上排式通风系统。车库通风平面图如图1所示。10.19301/j.cnki.zncs.2023.07.001.F001图1车库通风平面图同一防火分区内楼板高度呈阶梯状态，会给排烟设计带来不便。应合理划分防烟分区及布置排烟风口，确定合理的储烟仓高度及清晰高度，合理消除竖向高度不一致对排烟设计的影响。本项目设计中，同一防火分区内呈现三级阶梯式层高。在排烟系统设计中，划分两个防烟分区，防烟分区由挡烟垂壁划分，每个防烟分区设独立通风排烟系统。根据排烟要求，每个排烟系统排烟口需要设置在储烟仓内。储烟仓的高度与挡烟垂壁相关，若储烟仓高度过大，挡烟垂壁距地高度无法满足车库净高要求，此时固定式挡烟垂壁无法满足使用要求，需要设计电动挡烟垂壁，加大了电气专业负担，增加造价，不宜使用。如果储烟仓高度过小，会使单个排烟口最大允许排烟量[4]限值下降，为满足排烟要求，应当增加排烟口数量。如果将挡烟垂壁设置在相对标高较高的位置，为满足防烟分区1的排烟要求，此时挡烟垂壁下沿距地仅剩1.6 m，固定式挡烟垂壁无法满足车库通行净高2.2 m的要求，只能将挡烟垂壁设计为电动挡烟垂壁，增加设计及施工管理成本。车库通风防烟分区1的剖面图如图2所示。10.19301/j.cnki.zncs.2023.07.001.F002图2车库通风防烟分区1的剖面图（单位：mm）如挡烟垂壁设置于地面相对标高为6.0 m的区域内，固定式挡烟垂壁下沿可设计为距地2.3 m，此时针对防烟分区2要求的储烟仓高度也满足要求，且此时可以增大防烟分区二储烟仓高度，增加单个排烟口最大排烟量限值，减少排烟口数量。车库通风防烟分区2的剖面图如图3所示。10.19301/j.cnki.zncs.2023.07.001.F003图3车库通风防烟分区2的剖面图（单位：mm）选择合理的储烟仓高度，在排烟系统设计中非常重要。由防烟分区剖面示意图可知，划分防烟分区的挡烟垂壁宜设置在阶梯式台阶相对标高较低的位置。5气流组织模拟5.1物理模型地下车库物理模型如图4所示。10.19301/j.cnki.zncs.2023.07.001.F004图4地下车库通风模型该模型按照一个防烟分区设计，防烟分区按不大于2 000 m2设计，排风口采用风管式满铺车库，送风口仅设计在送风机房出口。送风口相对位置考虑两种形式：一种为送风口位于车库相对端头位置，即送风口1处；另一种为送风口位于车库相对中间位置，即送风口2处。本文通过模拟该两种形式下气流组织，提出较为合理的送排风系统形式。5.2边界条件根据规范要求，送风口速度应低于8.0 m/s，模型设计送风口速度为3.0 m/s和5.0 m/s，排风口风速统一按照6.0 m/s计算。送风口边界条件设置为速度入口边界条件，给定空气射流速度、方向等。排风口边界条件设计为速度边界条件，排风口气流方向按照垂直于边界条件向外。在车库表面按照气流速度为零，无湍流现象设计。5.3计算结果与分析（1）送排风系统形式采用送风口1的形式，送风口设定不同风速，产生不同气流速度场模型，如图5和图6所示。10.19301/j.cnki.zncs.2023.07.001.F005图5送风口1处V=5.0 m/s和Z=1.8 m断面处速度场10.19301/j.cnki.zncs.2023.07.001.F006图6送风口1处V=3.0 m/s和Z=1.8 m断面处速度场通过对以上两种不同速度场对比，在此种送排风形式下，送风口风速V=5.0 m/s时，在断面1.8 m处，气流组织形成明显速度场的变化，车库内大部分区域存在风速变化，产生的气流组织满足送排风要求。送风口风速V=3.0 m/s时，断面1.8 m处，车库内气流扰动较小，多处存在气流死角，明显无气流速度，风和排风对车库污染物的排出，无强烈作用。在设计工程设计中，送风口速度采用5.0 m/s，在特定无送风管道形式下，具有显著改善气流组织的作用，可以在今后设计中作为参考数值。（2）送排风系统形式采用送风口2的形式，将送风口设于车库相对中间位置，采用不同送风口风速，产生不同的气流速度场模型，如图7和图8所示。V=5.0 m/s时，相对送风口位置的一侧，形成了明显的速度场变化。V=3.0 m/s时，同一存在送风口两侧不同气流组织速度场分布。采用V=5.0 m/s的送风口，车库内气流组织更合理，气流速度分布场更均匀。10.19301/j.cnki.zncs.2023.07.001.F007图7送风口2处V=5.0 m/s和Z=1.8 m断面处速度场10.19301/j.cnki.zncs.2023.07.001.F008图8送风口2处V=3.0 m/s和Z=1.8 m断面处速度场通过对不同速度场分布情况的对比分析，不管采用何种送风口相对位置形式，送风口速度在V=5.0 m/s时，更易满足通风要求。在送风口仅设于外墙的形式下，有效减少送风管道对车库层高的影响，仅需要在车库侧墙设置满足车库送风速度的风口，该风速值可作为在实际工程设计中的参考值。送风口V=5.0 m/s时，送风位置决定了车库送排风气流组织效果。送风口设于车库一端时，可以在送风过程中形成贴附射流现象，使通风系统形成良好的气流组织，避免大面积气流死角现象的发生。6结语通风方式选择下送上排式系统，排烟及排风系统风管根据规范设置，满足排烟排风要求即可；送风及补风系统只设风口，不设风管，减少造价且不影响排烟补风要求，提高了用户对车库使用的舒适度。在项目设计过程中，因场地原因，同一防火分区出现3种及以上阶梯式高差关系，在设计排烟系统时，需要合理确定防烟分区挡烟垂壁划分位置。在工程设计中，根据CFD气流组织模拟结果，送风口设置在端部的送风机房侧墙处，送风口正对车库，送风方向垂直于模型边界条件，能够形成贴附射流效果。在送排风相对位置确定的情况下，选择合理的送排风速度是形成良好气流组织的必要条件。车库的综合舒适度不只受风管影响，实际工程中应综合考虑各项因素，通过科学设计合理优化通风系统。