城市地下公交停车场排烟量的探讨

张红兵

城市地下公交停车场排烟量的探讨

张红兵

济南市市政工程设计研究院（集团）有限责任公司

本文针对城市地下公交停车场的火灾特点做了介绍，并列举目前火灾时排烟量的不同计算方法，指出了排烟量的确定是停车场排烟设计的关键，同时烟缕质量流量公式为设计者提供了可靠的理论支持，并通过举例计算得出排烟量的差别。

公交汽车静态交通烟羽流热释放率

在当前的城市建设中，由于公交车辆多、车型大，在地面修建大型的停车场面临很大难题，使得公交停车场向城市地下空间发展成为未来的趋势。地下停车场冬暖夏凉，冬天室温能维持在10℃左右，夏天保持在25℃左右，对于柴油动力车的公交汽车来说，不用担心天冷时启动难的问题。目前不少城市也逐渐开始了地下公交场站的建设。地下公交场站的建设，解决了城市停车难同时，也减少了对周围居民的干扰。

1 地下公交停车场的火灾特点

地下公交车停车场的火灾特点与地下动态交通系统的火灾特点有着明显的区别，前者具有地下建筑火灾的特点，由于地下建筑空间小，对外出入口少，相对封闭，自然排烟困难，同时规范明确：面积超过2000m2的地下汽车库应设置机械排烟系统，所以大中型停车场均需设置机械排烟系统。城市地下公交车停车场平面布置参见图1。

图1 城市地下公交车停车场平面示意图

地下动态交通系统的火灾特点既具有地下建筑火灾的特点，又具有隧道火灾的特点，由于隧道内的车辆处于运动状态，所以火灾发生的位置不固定，可能在隧道内的任何位置。又由于隧道的横断面小，发生火灾时不仅人员疏散困难，车辆的疏散更加有难度，车辆接踵而至，火灾还有可能在车辆之间蔓延，引起更大的火灾。

2 地下公交停车场排烟量计算方法

关于地下停车场的排烟量，国家《汽车库、修车库、停车场设计防火规范》（GB50067-1997）中规定：按换气次数不小于6次/h计算的排烟量确定。该方法虽然计算简单，适用于工程应用，但这种计算方法未考虑建筑物的实际火灾负荷、火源强度及建筑物高度，而这些因素是烟气产生量的决定因素，因此应用该方法不能判断该排烟量下烟气层的高度是否满足安全要求，从而使得设计结果缺乏强有力的理论支撑。

按照烟缕质量流量公式来计算排烟量，是根据典型的火灾情况下烟气生成量的多少来计算的，且要同时保证烟层的高度要大于临界高度，确保人员安全疏散。当火源位于地下停车场时，其产生的烟气羽流一般为轴对称羽流。轴对称羽流是指火灾发生时，火灾中产生的热烟气在浮力作用下，在其上升过程中能从四周自由地卷吸周围空气而形成的羽流。由于羽流在上升过程中不断卷吸周围的空气，使得羽流自身的温度和速度随高度的增加而逐渐下降，而其体积则不断扩大，形成一个倒锥形的羽流形状，如图2所示。

图2 最小清晰高度示意图

2.1最小的清晰高度

最小的清晰高度的取值有两种方法：第一种方法是借鉴美国国家建筑管理（BOCA）的做法，取1.8m；第二种方法是按下式计算：

式中：Hq为最小清晰高度，m；H为排烟空间的建筑净高度，m。

2.2火灾热释放量

火灾热释放量按表1确定。

表1 车辆火灾热释放功率

2.3烟缕质量流量

根据Heskestad模型，烟缕质量流量计算如下：

式中：MC为烟缕质量流量，kg/s；QC为热释放量的对流部分，kW，一般取值为0.7Q；Z为燃料面到烟层底部的高度，m，取值应大于等于最小清晰高度；Q1为火焰极限高度，m。

2.4烟气平均温度与环境温度的差

烟气平均温度与环境温度的差，应按下式计算

式中：△T为烟气平均温度与环境温度的差，℃；CP为空气的定压比热，一般取1.01kJ/(kg·K)。

2.5排烟量

排烟量计算公式如下：

式中：V为排烟量，m3/s；ρ0为环境温度下气体的密度，1.2kg/m3)；T0为环境的绝对温度，K；T为烟气的绝对温度，K，T＝T0+△T。

3 排烟量计算实例

该停车场用于城市公交停车，建筑面积3000m2，建筑高度为5.5m。该停车场排烟量的计算过程及结果如表2所示。

表2 城市地下公交车停车场排烟量计算

通过表2可以看出，根据烟缕质量流量公式计算的结果大于采用规范换气次数法计算的结果，前者排烟量约为后者排烟量的2倍。

4 结语

实施城市公交优先，积极发展大容量快速公交是解决城市交通问题的有效手段。城市地下公交车停车场排烟量的确定，在按照国家规范要求设计同时，设计者也要理解烟气的流动特点，充分依靠根据Heskestad模型作为计算的依据，做到有理有据。在规范计算基础上要以理论计算校核其排烟量，取其最大值。对于地下空间的火灾安全系统而言，排烟量最大值也意味着更高的安全系数。

[1]中华人民共和国公安部.汽车库、修车库、停车场设计防火规范(GB 50067-97)[S].1997

[2]张吉光,史自强,崔红社.高层建筑和地下建筑通风与防排烟[M].北京:中国建筑工业出版社,2005

[3]公安部上海消防科学研究所、上海市消防局.民用建筑防排烟技术规程(DGJ 08-88-2000)[S].2000

Dis c us s ion on Sm oking Em itte d in Urba n Unde rground Bus Pa rking

ZHANG Hong-bing
Ji’nan Municipal Engineering Design&Research Institute(Group)Co.,Ltd.

In this paper,the urban underground bus parking lot of the fire characteristics have been described and cited the current amount of fire smoke different calculation methods,and points out the parking lot to determine the amount of smoke exhaust design is the key,while plume mass flow formula designers provide a reliable theoretical support and calculated the amount of smoke by way of example the difference.

bus,static traffic,smoking plume,heat release rate

1003-0344（2014）06-103-3

2013-10-22

张红兵（1976～）男，硕士，工程师；山东省济南市高新区舜华路2000号舜泰广场11号楼（250101）；0531-82704241；E-mail:zhb@jnszy.cn