引言地下停车场具有有效利用土地资源、实现车辆的集中化管理等优点，逐渐受到业主的青睐。但是地下车库中汽车排出有害物（如CO、氮氧化物和二氧化硫等）的累积[1]，可能影响使用者的身体健康。因此，需要设置合理的通风及排烟系统，有效地排除车库内的汽车尾气，送入新鲜空气，同时预防火灾和限制烟气扩散，保证人员安全。诱导式通风系统的车库排风效果比传统风管式通风系统更好，在节能和性价比方面更具优势[1-2]。自《建筑防烟排烟系统技术标准》（GB 51251—2017）[3]实施以来，汽车库的排烟管道需满足一定的耐火极限要求，防火板、岩棉、龙骨等的安装费用使初投资升高。以上海市临港J08-02地块配套初中地下车库为例，在保证地下车库通风换气效果良好的情况下，对比分析传统风管式通风系统和诱导式通风系统的初投资和运行费用，为未来地下车库的通风及排烟系统选择提供参考。1工程概况工程选址于临港新片区103社区J08-02地块，办学规模为28班（初中），总用地面积约27 763 m2，总建筑面积约30 463.98 m2，地上部分建筑面积约20 854.37 m2，地下部分建筑面积约9 609.61 m2。地下是设备用房和单层车库，地下汽车库层高4 m，耐火等级为一级。地下车库划分成两个防火分区，其中一个防火分区又分为两个防烟分区，以其中一个防烟分区（面积1 450 m2）为例，对其通风排烟系统进行计算分析。2通风量及排烟量计算2.1车库排风量的计算地库机械通风排风量的计算方法主要分为两种，分别是根据换气次数计算和通过稀释浓度法计算。按换气次数计算，车库的排风量L为：L=S×H×N (1)式中：L——车库的排风量，m3/h；S——防烟分区面积，m3；H——防烟分区的净高，m，根据《全国民用建筑工程设计技术措施-暖通空调·动力》[4]的规定，层高大于等于3 m时（本工程为 3.7m），可按照3 m高度计算换气体积；N——换气次数，取6次/h。经计算，L为26 100 m3/h。根据《民用建筑供暖通风与空气调节设计规范》（GB 50736—2012）[5]规定，通过通风换气稀释有害物，以满足卫生要求，汽车库的送排风量宜采用稀释浓度法计算确定。按稀释浓度法计算，车库的排风量L为：L=Gy1-y0 (2)G=T1T2×m×t×k×n (3)式中：G——车库内一氧化碳的排放量，mg/h；y1——车库内一氧化碳允许浓度，取30 mg/m3；y0——室外大气中一氧化碳的浓度，取2 mg/m3；t——车库内汽车的运行时间，取5 min；n——车库中的设计车位数；k——车位利用系数，取1.0；m——单台车单位时间的排气量，取0.02 m3/(min·台)；T1——车辆的排气温度，取773 K；T2——库内标准温度，293 K。车库排风量计算（稀释浓度法）如表1所示。10.3969/j.issn.1004-7948.2024.02.004.T001表1车库排风量计算（稀释浓度法）项目数值防烟分区面积/m21 450车库设计车位数32车位利用系数1.0运行时间/min5排气量/[m3/(min·台)]0.02总排气量/(m3/min)8.44CO的平均浓度/(mg/m3)55 000CO的排放量/(mg/h)464 328允许CO浓度/(mg/m3)30大气CO浓度/(mg/m3)2排风量/(m3/h)16 583综合以上两种方法的计算数值，取两者中的最大值。因此，排风量为26 100 m3/h。2.2车库送风量的计算设置车库的机械送风系统时，系统送风量一般取排风量的80%~85%。此处取80%计算送风量，得出送风量为20 880 m3/h。2.3车库排烟量的计算根据《汽车库、修车库、停车场设计防火规范》（GB 50067—2014）[6]中的规定，汽车库内防烟分区净高小于4.0 m时，排烟风机排烟量不小于31 500 m3/h；设置机械排烟系统时，应同时设置补风系统，并且补风量不宜小于排烟量的50%。排烟量计算如表2所示。10.3969/j.issn.1004-7948.2024.02.004.T002表2排烟量计算项目数值防烟分区面积/m21 450地库底标高/m-5.8地库顶标高/m-2.1净高/m3.7排烟量/(m3/h)31 500补风量/(m3/h)15 750排风量/(m3/h)26 100送风量/(m3/h)20 880经计算，防烟分区的排风量为26 100 m3/h，排烟量为31 500 m3/h，补风量为20 880 m3/h。3通风系统方案比较根据建筑平面图纸，该防烟分区平面布置较为平整且层高较低，采用传统风管式排烟系统时，需要共用排烟与排风风管，每个防烟分区设置一套排风兼排烟系统。排烟与排风的设计风速相差较大，排风工况设计风速较低，而排烟工况设计风速较高，排烟工况下风机的工作环境温度较高，为了满足此要求，一般采用双速消防离心风机；风口均设置单层百叶风口；并设置机械补风。传统的通风系统中，主风管高度至少为500 mm，加上电气的桥架以及给排水的喷淋管，风管冗长，很大程度地影响了空间的净高，不利于管线的排布。传统风管式排风系统如图1所示。10.3969/j.issn.1004-7948.2024.02.004.F001图1传统风管式排风系统采用诱导式通风系统时，主要根据诱导作用特性[2]，运用射流器中高速喷射的空气气流，将周围空气进行诱导和扰动搅拌，通过设置数台诱导风机、诱导通风集中控制器与排风机，沿着预设的特定方向带动周围空气，将污物诱导至排风口处，全面优化地库的通风换气效果。此系统仅需设置相应的排风口，减少了排风管道的设置，节省了净高，优化了上部空间。诱导式通风系统如图2所示。10.3969/j.issn.1004-7948.2024.02.004.F002图2诱导式通风系统对两种方案进行通风水力计算，传统风管式通风系统的机外静压为380 Pa，诱导式通风系统的机外静压为290 Pa。由图1和图2可知，与传统风管式通风系统相比，诱导式通风系统的排风管线较短，诱导式通风系统阻力明显小于传统风管式通风系统。4不同通风系统的经济分析4.1初投资对比两种通风系统的设备投资明细如表3和表4所示。10.3969/j.issn.1004-7948.2024.02.004.T003表3传统风管式通风系统的设备投资明细设备型号及规格单位单价/元数量合价/元双速柜式离心风机箱风量：40 000/28 000 m³/h台15 000115 000全压：980/481 Pa；静压760/430 Pa电机功率：24/8.5 kW转速：695/475 r/min排烟防火阀280 ℃熔断；2 000×500个8701870排烟兼排风风口1 000×400个100181 800风管（含安装费）2 000×500m218027.04 8601 600×500m218056.710 2061 250×400m2180280.550 490风管防火材料（含安装费）2 000×500m212827.03 4561 600×500m212856.77 2571 250×400m2128280.535 904合计129 84310.3969/j.issn.1004-7948.2024.02.004.T004表4诱导式通风系统设备投资明细设备型号及规格单位单价/元数量合计/元双速柜式离心风机箱风量：40 000/28 000 m³/h台13 500113 500全压：850/370 Pa；静压：500/200 Pa电机功率：18.0/6.2 kW转速：700/460 r/min诱导风机风量：700 m³/h台1 0001414 000电机功率：0.12 kW噪声≤57 dB（A）排烟防火阀280 ℃熔断；2 000×500个8701870防火阀2 000×500个87021 740排烟口800×400个1008800单层百叶排风口1 000×1 000个2004800风管（含安装费）2 000×500m2180346 1202 000×320m218011620 8801 250×320m218045.538 195续表4　诱导式通风系统设备投资明细10.3969/j.issn.1004-7948.2024.02.004.T005设备型号及规格单位单价/元数量合计/元合计94 733风管防火材料（含安装费）2 000×500m2128344 3522 000×320m212811614 8481 250×320m212845.535 828诱导风机CO探测器个2404960集中控制器个1 20011 200送（排）风机控制模块个3202640由表3和表4可知，防烟分区面积为1 450 m2时，与传统风管式通风系统相比，诱导式通风系统的初投资节省了约3.5万元，降低约27%，其中风管防火材料费可省约2万元。在《建筑防烟排烟系统技术标准》实施前，不考虑风管防火材料费用时，传统风管式通风系统的初投资约为8.3万元，诱导式通风系统的初投资约为7.0万元。采用诱导式通风系统时，还可节约层高约200 mm，相应节约土建费用约7万元。《建筑防烟排烟系统技术标准》[3]的4.4.8中规定，汽车库的排烟管道耐火极限不低于0.5 h，目的是防止火焰将风管烧坏而蔓延至其他的防烟分区，提高风管的耐火性和隔热性。在系统设计方面，传统风管式通风系统为了使地库达到良好的排风效果，风管需均匀布置在防烟分区内，导致风管长度较长，使风管材料费及耐火极限材料费用上升，造价偏高；诱导式通风系统无须与风管进行连接，只在排风机房附近主风管处有平时排风管，故初投资造价明显降低，工程造价方面具有明显优势。4.2运行费用对比项目所在地块为上海市浦东新区，经查询平峰平均电价为0.737元/kWh，初中上学时间约为175 d（不含周末及寒暑假）。传统风管式通风系统实际运行时并非一直处于开启状态，仅在上下学高峰时间开启几个小时。为了更公平地比较两种方案的运行费用，均按照每天运行4 h、一年运行175 d计算。传统风管式通风系统采用一台排烟兼排风风机（功率为24/8.5 kW），运行费用为8.5×1×4×0.737×175≈4 385元。诱导式通风系统采用一台排烟兼排风风机（功率为18/6.2 kW）和14台诱导风机（功率为0.12 kW），运行费用为：(6.2×1+0.12×14)×4×0.737×175≈4 065元。由计算结果可知，诱导式通风系统的运行费用比传统风管式通风系统运行费用节约7.3%，相差不大。5结语采用诱导式通风系统可以使地库拥有良好的气流组织，减少排风管道，有利于管线排布，节省净高，提升了美观性与安全性。与传统风管式通风系统相比，诱导式通风系统初投资可降低约27%，减小了层高，还可以节省土建初投资费用。《建筑防烟排烟系统技术标准》对汽车库风管有耐火极限的要求，使得通风系统初投资上升，使用诱导式通风系统可以节省工程造价。与传统式通风系统相比，诱导式通风系统更加经济可行。