张依

华东建筑设计研究院有限公司

0 引言

上海作为国际化大都市，同时也是农产品现代化流通和国际化业务的集大成者，发展现代化物流十分重要。大型现代物流项目和农副产品交易中心是城市必需的功能性基础设施，也是至关重要的民生保障项目。上海西郊国际农产品交易中心-物流与交易大楼是国内大型综合性（冷链、加工、交易）的物流项目之一，地上四层，地下一层，规划建筑高度为23.96 m，总建筑面积106746 m2，其中地上74798 m2，地下31948 m2。本项目的功能有车位式交易区，仓库，集配加工，员工停车场，办公，健身活动室，员工食堂及厨房等。地下一层和一层为货运车位式交易区，二层和三层为低温冷库，四层为员工停车场、办公、厨房或食品创新孵化区。

由于地下一层和一层车库为货车的车位交易区，比常规的汽车车库排风情况较为复杂。本文将从排风方案的确定，通风量的确定，气流分布以及诱导风机如何布置等方面分析大型物流交易中心车库通风情况。

1 方案确定

地下一层和一层货运车位式交易区主要行驶车辆有两种37 t 的柴油货车和15 t 的汽油货车。汽车尾气中主要污染气体主要由碳氢化合物，一氧化碳，硫化物和微粒物（由碳烟、铅氧化物等重金属氧化物和烟灰等组成），氮氧化合物组成。当汽车燃烧汽油时，排放的尾气中主要有害气体是一氧化碳。当汽车燃烧柴油时，排放的尾气中主要有害气体是碳烟颗粒物（PM），氮氧化合物和二氧化碳[1]。这些有害气体会对车库内装卸货物的工作人员和驾驶员的健康产生威胁。

地下一层和一层车库的主要功能之一为车位式交易区，由于汽车库主要行驶为运输货车，货车高度为4 m，并且货车会在车位上装卸货物进行装卸和交易。因此业主对车库的停车位和车道净高要求较高，地下一层建筑层高6.3 m，梁下净高4.6 m，业主希望车位净高4.6 m，车道上净高4.1 m，为了不增加建筑和结构的建设成本，机电设备管线高度需要控制在500 cm以内。一层建筑层高7.8 m，梁下净高5.85 m，业主希望车位净高5.85 m，车道上净高5.2 m，机电设备管线高度需要控制在650 cm 以内。图1 为地下一层和一层层高分析图。

图1 地下一层和一层层高分析图

图2 复合排风系统平面图

汽车库设计通常采用排烟兼排风系统，即排烟和排风共用一个系统的风机和风管，但由于排风量大且规范要求干管风速在6.5 m/s 左右（不宜超过8 m/s），满足风速要求的风管尺寸会较大，地下一层和一层汽车库顶部还要铺设给排水专业、电气专业的管线，大尺寸排风管会占用设备管线全部的可用高度，增加机电专业配合难度，所以在设计时尽量减少排风管道在停车位和车道上通过。

排风系统采用诱导风机结合集中排风的复合通风形式（图2），排风风口靠近机房，尽量减少对车道和车位净高的影响。地下一层车库的补风系统通过汽车坡道和采光井自然补风，一层车库为半开敞侧墙自然补风。另外排烟风管风速较高，风管高度占用较小，为保证消防排烟的可靠性，排烟系统仍然使用排烟风管。排烟风管设BEC 阀和FDH 阀，排风风管设BED 阀和FD 阀。平时通风时，排烟风管阀门常闭，排风风管阀门常开。消防时，排风风管上BED 阀门关闭，排烟风管上BEC 阀门开启。

2 车库通风量和排烟量的确定

2.1 通风量

根据《2009 全国民用建筑工程设计技术措施》[2]和《汽车库、修车库、停车场设计防火规范》GB50067-2014[3]规定，汽车库的机械排风量，可按下列两种方法计算：①用于停放单层汽车的换气次数法：汽车出入较频繁的商业类等建筑，按6 次/h 换气选取；②当全部或部分为双层停放汽车时，宜采用单车排风量法：汽车出入较频繁的商业类等建筑，按每辆500 m3/h 选取[4]。《民用建筑供暖通风与空气调节设计规范》GB50736-2012[5]规定单层停放的车库可采用换气次数法计算，并采用稀释浓度法计算，比较两者后取大值。

文献[6]认为，一个4000 m2防火分区的车库根据环境温度，车辆进出频度和具体用途不同，通风量可在40000～60000 m3/h 范围内选取。本项目取一个地下一层防烟分区面积为1700 m2，换气次数为6 次/h 时，通风量为30600 m3/h。该防烟分区有19 个车位，全部停满时所需通风量为9500 m3/h。稀释浓度法计算得到通风量为14704 m3/h，通风量取大值为换气次数法。

针对农产品物流交易中心项目，车辆运输大量蔬菜水果并且停放在车库内卸货、交易，夏天会散发废气，产生废液和垃圾，业主要求适量放大通风量，可以排出蔬菜水果交易时散发的异味，保证室内空气质量。在设计时，将换气次数6 次/h，提升为7 次/h，地下一层通风量由30600 m3/h 放大到35700 m3/h，通风量提高117%。

2.2 排烟量

根据《汽车库、修车库、停车场设计防火规范》GB50067-2014[7]，汽车库每个防烟分区排烟风机的排烟量不应小于表8.2.5 的规定。即地下一层板底高度为5.91 m，选取排烟量为34500 m3/h，一层板底高度为7.55 m，选取排烟量为37500 m3/h。

3 气流分布方式

在车库通风设计中气流分布方式起着十分重要的作用，如果设计不合理就容易形成气流组织短路，造成死角，使得有害物浓度得不到稀释，积聚在车库内。气流组织的合理性以及车库内污染物排放效果取决于诱导风机的布置、诱导风机喷嘴角度、排风口位置、补风口位置、补风形式等。

本项目主要通过诱导风机将附近空气向前推动，形成主导气流，在主导气流之间，加入若干个诱导风机，通过诱导风机之间的接力，搅动周围有害空气，将有害空气推送到排风机房附近的排风处，然后由排风机房边的上部排风口和预留的下部风口排出有害气体，而地下一层采用通过坡道和大面积采光井补充新鲜空气，将室外空气补充到地下一层。

考虑到地下一层和一层车库行驶车辆有柴油货车和汽油货车，排放尾气污染物有碳氢化合物)，一氧化碳，碳烟颗粒物（PM），氮氧化合物和二氧化碳等情况较复杂，有比空气重的也有比空气轻的。所以在排风风管靠近机房位置，预留了下排风风口，可承担排风总风量1/4～1/3，根据业主运营情况确定是否使用下排风。

4 诱导风机安装高度与喷嘴角度分析

诱导风机安装的位置和喷嘴的角度影响有害气体是否能被有效稀释和推动。鲁文[7]在文中通过模拟认为，射流断面的速度场从射流中心开始逐渐向边界衰减，并沿射程不断变化。在射流边界与周围介质间的存在湍流动量交换，周围空气不断被卷入，射流边界不断扩大，流量沿射程方向不断增加，从而形成持续的气流卷吸和导引作用，使作用空间产生持续流动的速度场。所以诱导风机的布置较大程度上影响通风对车库内气流扰动的作用，以及汽车尾气稀释排除的效果。

本节选取一空间，通过不同诱导风机的布置方法，分析可能影响诱导风机通风效果的因素。最终确定合适的安装高度、安装方式、诱导风机喷嘴角度等。

根据常用货车高度最高不超过4 m，本项目中为了保证货车通行，将诱导风机设置在4.2 m 的位置，提供侧墙安装和平面吊装如图3、图4 两种方式，现场根据现场车辆进出和停靠的具体情况选择安装。

图3 诱导风机侧面安装示意图

图4 诱导风机水平吊装示意图

单台诱导风机射流断面速度场剖面如图5，距离风口直线距离10 m 的地方风速达到0.5 m/s，距离风口直线距离12 m 的地方风速达到0.2 m/s。通过剖面气流分析示意图可知，设1～1.5 m 为人员呼吸高度，在这个高度风速宜取0.2～0.5 m/s，不会产生明显吹风感使人员感到不适，也不会将地面上的尘土吹起来，影响车库内的空气环境。所以诱导风机安装下倾角度选择70～75°，较符合设计要求。同时通过平面气流分析示意图可知，诱导风机安装与水平方向倾角成15°时两侧安装，气流向前推送有较好的接力，但是在两台诱导风机之间存在气流减弱的区域。而倾角为30°时两侧安装，气流在向前推送和两侧混流都有较好的效果。

图5 单台诱导风机射流断面速度场剖面图

根据图6、7，本项目中将诱导风机安装在4.2 m的高度，可根据现场情况选择墙柱侧装和水平吊装，同时建议墙柱侧装时诱导风机与墙柱竖向倾角选择70～75°安装，风口倾角向外倾角30°。水平吊装时诱导风机与向外倾角30°，风口倾角向下倾斜25～30°。这样可以对气流在水平方向和竖向都有较好的搅动和推动效果。

图6 诱导风机侧面安装气流分析图

图7 诱导风机风口角度气流分析图

根据王福军和A Duci 的研究[8-9]，诱导风机下倾角选取可参考下列推荐值（H 是喷嘴中心距离地面的高度）：H＜2.5 m 时，a=90°。2.5 m≤H＜3.0 m 时，a=85°。3.0 m ≤H ≤4.0 m 时，a=80°；4.0 m ≤H ≤4.5 m 时，a=70°。

根据本工程诱导风机距地4.2 m，建议喷嘴倾角取30～35°。

6 结语

通过对大型农副产品物流交易中心车库的特点分析和业主的净高要求，排风系统采用诱导风机结合集中排风的复合通风形式，排风风口靠近机房，减少对车道和车位净高的影响。地下一层车库的补风通过汽车坡道和采光井自然补风，一层车库为半开敞侧墙自然补风。通风换气次数增加为7 次/h，通风量比常规汽车库增加117%。同时在机房附近预留下排风口，根据业主运营情况确定是否使用。

将诱导风机安装在4.2 m 的高度，可根据现场情况选择墙柱侧装和水平吊装，同时建议墙柱侧装时诱导风机与墙柱竖向倾角选择70～75°安装，风口倾角向外倾角30°。水平吊装时诱导风机与中心轴线倾角30°，风口倾角向下倾斜30°。这样可以对气流在水平方向和竖向都有较好推动效果。