汽車排放量計算方法

1、地下停車場通風設計2006-10-17【大中小】【打印】簡介：如何解決好地下停車場的通風和防排煙設計問題是地下停車場設計中的一個重要問題。要求設計既足滿足平時通風要求，排除汽車尾氣和汽油蒸氣，送入新鮮空氣；又要滿足火災時的排煙要求。另外，地下停車場應該同時考慮設計機械排風系統(tǒng)和機械排煙系統(tǒng)，并且要處理好二者的關系。為此，本文主要總結國內有關地下停車場通風設計中的一些問題。關鍵字：機械排風系統(tǒng)機械排煙系統(tǒng)自然補風前言近年來,隨著城市現(xiàn)代化建設的不斷發(fā)展,城市交通中使用的中小型汽車數(shù)量飛速增長,因此,地下停車場、車庫的建設也將隨之而發(fā)展，以解決汽車存放與城市用地日益矛盾的問題。地下停車場的興建，為

2、暖通空調工程師提出了新任務。如何解決好地下停車場的通風和防排煙設計問題是地下停車場設計中的一個重要問題。要求設計既足滿足平時通風要求，排除汽車尾氣和汽油蒸氣，送入新鮮空氣，以使有害物含量達到國家規(guī)定的衛(wèi)生標準的要求；又要滿足火災時的排煙要求，以保證火災發(fā)生時迅速撲滅火源，防止火災蔓延，限制煙氣的擴散，排除已產(chǎn)生的煙氣，以保證人員和車輛撤離現(xiàn)場，減少傷亡，保障消防人員安全有效地撲救。另外，地下停車場空間很大，又處于半封閉狀態(tài)，輕此，一般來說，地下停車場應該同時考慮設計機械排風系統(tǒng)和機械排煙系統(tǒng)，并且要處理好二者的關系。為此，本文主要總結國內有關地下停車場通風設計中的一些問題。1、地下停車場有害物

3、的種類及危害地下停車場有害物的種類及危害地下停車場內汽車排放的有害物主要是一氧化碳（CO）、碳氫化合物（HC）、氮氧化物（NOX）等有害物。它們來源于曲軸箱及排氣系統(tǒng)。燃油箱、化油器的污染物主要為碳氫化合物（HC），即由燃油氣形成的。若控制不好，其污染物將達到總污染物的15%20%；由曲軸箱泄漏的污染物同汽車尾氣的成分相似，主要有害物為CO、HC、（NOX）等。有的汽油內加有四乙基鉛作抗爆劑，致使排出的尾氣中含有大量鉛成分，其毒性比有機鉛大100倍，對人體的健康和安全很危害很大，其表現(xiàn)有：(1)一氧化碳是最易中毒且中毒情況最多的一種氣體，它是碳不完全燃燒的產(chǎn)物。當人吸入一氧化碳，經(jīng)肺吸收進入血

4、液。因一氧化碳與血紅蛋白的親和能力比氧氣大210倍，因而很快形成碳氧血色素，阻礙了血色素輸送氧氣的能力，導致人嚴重缺氧，發(fā)生中毒現(xiàn)象。(2)大量的氮氧化合物(NOX)排到空氣中也引起人們的中毒，對粘膜、吸收道、神經(jīng)系統(tǒng)、造血系統(tǒng)引起損害。(3) 汽油熱氣內毒性最大的是芳香的碳氫化合物，各種牌號的汽油內芳香的碳氫化合物的含量一般為2%16%。當人們吸入汽油蒸氣后，會引起人的特殊的刺激(以如麻醉)。當中毒嚴重時，將會導致人們喪失知覺，并引起痙攣。(4) 有易燃易爆危險。汽油發(fā)爆極限為下限2.5%，上限為4.8%。當空氣內一氧化碳的含量為15%75%時，一氧化碳也會發(fā)生爆炸。汽車在地下停車場內的啟動

5、、加速過程均為怠速運轉。文獻1指出，在怠速狀態(tài)下，CO、HC、NOX三種有害物散發(fā)量的比例大約為7:1.5:0.2.由此可見，CO是主要的。根據(jù)TT36-79工業(yè)企業(yè)設計衛(wèi)生標準，只要提供充足的新鮮的空氣，將空氣中的CO濃度稀釋到標準規(guī)定的范圍以下，HC、NOX均能滿足標準的要求。2、排風量與送風量的計算方法排風量與送風量的計算方法目前，國內尚未制定出正式的地下停車場通風設計計算的統(tǒng)一規(guī)定。各種資料和文獻1、2、3、4中介紹的排風量的計算方法也各不相同。目前常用的有:用規(guī)定的換氣次數(shù)方法確定地下停車場的排風量與送風量民用建筑采暖通風設計技術措施中第4.26條規(guī)定，如無計算資料，可參考換氣次數(shù)估

6、算，一般排風不小于6次/h，送風量不小于5次/h夜間或備用電源時，允許降低為3次/h.1985年清華大學編制地下車庫設計標準第125條規(guī)定，一般情況下，停車間和坡道的換氣次數(shù)到610次/h，即可滿足稀釋有害氣體的需要。文獻3推薦，地下停車場層高在34m時，排風量為79次/h;層高在3m以下時，排風量為911次/h.文獻4推薦，機械排風量換氣次數(shù)按56次/h計算，送風量為換氣次數(shù)45次/h.由此可見，推薦的換氣次數(shù)相差很大，因此，設計者選用時，應根據(jù)地下停車場的實際情況仔細、分析、比較、慎重選取。另外，還應該注意到，由于地下停車場平均每臺占面積不同。通常為2040m2.據(jù)文獻5介紹，有的停車場竟

7、達到每臺車占地50m2(如日本大阪長掘地下車庫面積指標為55.8m2/臺)。這樣，若用換氣次數(shù)確定地下的地下停車場的排風量，對于兩個停車位相同、有害氣體排量相近的停車場而言，其計算郵的排風量會出現(xiàn)相差一倍械中的現(xiàn)象。也就是說，不加分析地盲目用換氣次數(shù)計算地下停車場的排風量，就有可能出現(xiàn)風量過大的現(xiàn)象，造成通風設備實投資和運行費用的浪費；也可能出現(xiàn)風量過小，造成停車場內有害物超過允許濃度的現(xiàn)象。按全面通風稀釋有害氣體計算地下停車場的排風量和送風量地下停車場按全面通風考慮，停車場內有害氣體濃度C處穩(wěn)定狀態(tài)時，所需的全面通風量為L=G/C-CO,m3/h(1)L地下停車場排風量，m3/hG地下停車場

8、有害氣體產(chǎn)生量，mg/h;C地下停車場有害氣體允許濃度，mg/m3;CO地下停車場地面上大氣中有害氣體濃度，mg/m3.眾所周知，地下停車場內同時散發(fā)數(shù)種有害氣體濃度，排風量應根據(jù)公式(1)，分別計算出稀釋各在害氣體所需的風量，然后取最大值。然而根據(jù)文獻1的分析，稀釋CO的排風量L是最大值，因此，根據(jù)地下停車場CO允許濃度計算排風量即可。根據(jù)國家標準6規(guī)定，車間空氣中CO的最高允許濃度為30mg/m3，當工人工作時間一次不超過30min時，CO允許濃度可放寬到100mg/m3.故地下停車場內空氣中CO的允許濃度建議取100mg/m3.地下停車場內汽車尾氣排放量另外要注意到，地下停車場停放的汽車

9、尾部總排放量不僅與車型、停車車位數(shù)、車位利用系數(shù)、單位時間排量和汽車發(fā)動機在車庫內工作時間有關，而且與排氣溫度有關。表1中數(shù)據(jù)是在排氣溫度為550弋（國產(chǎn)車）、500弋（進口車）條件下的數(shù)據(jù)，而檢測汽車排放有害氣體濃度時尾部氣溫為常溫20弋左右。為此應進行溫度修正。其計算公式為Qi=T2WSBiDit10-3/T1,m3/h（2）4Q=ZQi,m3/h（3）i=1式中Q地下停車場內汽車排氣總量，m3/hQi停車場內i類汽車的排氣總量，通常按表1中的4類選?。▏a(chǎn)小轎車和面包車，進口小轎車和面包車），m3/h;S車庫的停車車位利用系數(shù)，即單位時間內停車輛數(shù)與停車車位數(shù)的比值，其值由建設單位與設計

10、人員共同確定，一般取0.5-1.5;W地一停車場的停車總車位數(shù)，臺；Bii類汽車單位時間的排氣量，每臺1/min，可由表1查??；Dii類占停車量總數(shù)的百分比；t每輛車在地下停車場內發(fā)動工作時間，一般取平均值t=6min;T1汽車的排氣溫度，K,國產(chǎn)車T1二825K進口車T1二773K;T2地下停車場內空氣溫度，一般取T2二293K.地下停車場內的CO排放量可用下式計算4G二QiCi,m3/h（4）i=1式中G地下停車場CO的產(chǎn)生量，mg/h;Gii類汽車排放CO平均濃度，mg/m3,由表1查取。3地下停車場地面上大氣中CO濃度由公式（1）計算地下停車場的排風量時，地下停車場在面上大氣中的CO濃

11、度，據(jù)文獻5實測值為2.71-3.23mg/m3，設計中可取2.5-3.5mg/m3.送風量的計算為了防止地下停車場有害氣體的溢出，要求停車場內保持一定的負壓。由此，地下停車場的送風量要小于排風量。根據(jù)經(jīng)驗，一般送風量取排風量的85%95%。另外的5%15補風由門窗縫隙和車道等處滲入補充。注意解決好排風量與排煙量不一致的問題地下停車場排風系統(tǒng)的排風量是根據(jù)全面通風稀釋有害氣體（如CO）至允許濃度以下為原則來確定的。而排煙系統(tǒng)的排煙量為，當排煙系統(tǒng)擔負一個防煙分區(qū)時，應按該煙分區(qū)面積每平方米不小于60m3/h來計算；擔負兩個或兩個以上防煙分區(qū)時，應按最大防煙分區(qū)面積每平方米不小于120m3/h來

12、計算。排煙系統(tǒng)風機的最小排風量不應小于7200m3/h.這樣，二者風量很難統(tǒng)一。例如，上例中排風量為16200m3/h，若分為兩個防煙分區(qū)（400x2）時，其系統(tǒng)排煙量為48000m3/h二者相差甚遠。這是用一個系統(tǒng)平時排風、火災時排煙的主要矛盾之一。在設計中應該很好地解決這個問題。其技術主要有：1、設計中選用2臺或2臺以上風機并聯(lián)運行。平時僅一臺風機運行，火災時根據(jù)煙感報警，通過消控中心連鎖開啟另一臺風機投入運行，即2臺風機并聯(lián)運行。其中一臺風機及風壓適用于排風系統(tǒng)要求；2臺風機同時啟動并聯(lián)運行風量和風壓滿足排煙量及風壓要求。這種方式，排風機機房面積銷大些，日常維修工作量也多些。2、選用雙效

13、風機。平時排風時可低速運行，火災時可高速運行。目前，國內已有廠家生產(chǎn)雙效速消防排煙風機和低噪聲變風量排煙風機箱。如某系列雙速排煙軸流風機機號N05-N012，高轉速時，風量由8000m3/h到60000m3/h，風壓由568Pa到720Pa;低速運轉時，風量由4000m3/h到39700m3/h，風壓由142Pa到320Pa.3、文獻3建議將防煙分區(qū)劃小，降低系統(tǒng)排煙量，使之與排風量一致或接近。如上述那個停車場（800m2）分為6個防煙分區(qū)的話，每個防煙分區(qū)面積為140m2，系統(tǒng)的排煙量為16800m3/h，與其排煙量一致。這樣，用一個系統(tǒng)平時排風，火災時排煙就無風量相差的矛盾了。注意解決好排

14、風系統(tǒng)與排煙系統(tǒng)對氣流組織要求不一致的矛盾地下停車場排風系統(tǒng)要求上部排出1/3，下部排出2/3的汽車廢氣；而對于排煙系統(tǒng)來說，根據(jù)煙氣上升流動的特點，排煙口總是設置在停車場的上部。發(fā)生火災時，為了防止火災發(fā)生區(qū)煙氣侵入非火災的防煙區(qū)內的煙氣，而非著火的防煙分區(qū)內排煙口應關閉。這與平時排風系統(tǒng)氣流組織截然不同。這就要求在復合系統(tǒng)設計中，應采取有效的技術措施，注意解決好排風系統(tǒng)與排煙系統(tǒng)對氣流組織要求不同的矛盾。其解決方法通常有：a. 復合系統(tǒng)風道布置時，應充分考慮防火分區(qū)和防煙分區(qū)問題。一般來說，一個防火分區(qū)布置一個或二個復合系統(tǒng)，系統(tǒng)的分支管按防煙分區(qū)設置。b. 排風系統(tǒng)與排煙系統(tǒng)合用一條風道

15、，如圖1所示。為能同時滿足排風與排煙對氣流組織的要求，在圖1上所示的復合系統(tǒng)上加裝排煙防火閥（常閉）、防火閥（常開）、排煙口等附件。平時，風機1正常運行（風機2停止運行），排煙防火閥、排煙風口處于常閉狀態(tài)，進行正常的排風。發(fā)生火災時，防火閥5關閉，處于著火點內防煙分區(qū)的排煙口打開，排煙防火閥開啟，風機2啟動，與風機1并聯(lián)投入運行，進行排煙。但是設計該系統(tǒng)時注意，一般排風道內的風速為68m/s，而排煙風道內的風速可以達到排風風速的2倍以上，只要不超過20m/s即可。因此，平時排風與火災時排煙完全可以共用一條風道，只是風道斷面應該分別按排風要求和排煙要求計算確定其斷面面積的大小，取其大者。或者，在

16、劃分防煙分區(qū)時，應注意其排煙量的大小，要與排風系統(tǒng)的風道斷面面積的大小相適應。c排風系統(tǒng)與排煙系統(tǒng)分別各用一條風道，如圖2所示。一條風道按排風系統(tǒng)要求時，另一條按排煙系統(tǒng)要求設計，通過閥門的啟閉，來實現(xiàn)系統(tǒng)的運行。平時閥4關閉，閥3開啟，風機1運行，排出汽車廢氣，保證衛(wèi)生要求?；馂陌l(fā)生時，防火閥3關閉，根據(jù)火災報警，通過消控中心，可自動打開處于著火點的防煙分區(qū)內排煙風口，并連鎖打開排煙防火閥4，開啟風機2，與風機1并聯(lián)運行，進行排煙。此系統(tǒng)具有獨立性強、平時排煙與火災時排煙互不影響、可靠性高、排風與排煙合用一套風機系統(tǒng)（亦可用雙速消防風機）、節(jié)省投資等優(yōu)點。其缺點是風道布置復雜些。注意好解決復

17、合系統(tǒng)應符合防排煙的特殊要求問題復合系統(tǒng)除了保證平時排風功能外，火災時還要起到排煙作用。因此，系統(tǒng)布置、附件、風機的選擇都要符合防排煙的特殊要求。系統(tǒng)的布置要與防火分區(qū)、防煙分區(qū)相適應。排煙風口的布置要符合有關的防火規(guī)范的要求?；馂陌l(fā)生時，嚴格按消防控制程序，控制復合系統(tǒng)的排風功能與排煙功能的轉換；控制防火閥、排煙閥、排煙防火閥等附件的開啟與關閉；任何一個排煙閥或排煙防火閥的動作，可自動使風機高速運轉或使其余排煙風機啟動。設備與附件的選擇要符合有關防火規(guī)范的要求。例如，要求所選擇的風機在280弋下，可連續(xù)運轉30分鐘。考慮到風機的耐熱程度和防止高于280弋的帶火焰的煙氣蔓延，在風機入口附近設置

18、280°C關閉的排煙防火閥。結語本文對國內地下停車通風設計中的一些問題和作法進行了系統(tǒng)的總結，歸納出地下停車場通風設計中一些切實可行的技術措施和具體的實施方案，以供今后設計中參考。2）地下車庫廢氣該項目建有1個地下車庫，共有175個停車位。設計中停車庫有兩個進出、口，車庫排氣口置于車庫的兩側，排氣口位置設置在當?shù)仫L向的下風向，與住宅樓側面相對，距離最近住宅樓15米。車庫內的廢氣排放高度約為2.5m。關于地下停車庫汽車尾氣排放濃度及排放量，本環(huán)評參照“中國國際貿(mào)易中心二期工程地下車場"的監(jiān)測數(shù)據(jù)沖國國際貿(mào)易中心二期工程地下車場共設置停車位474個，每天按12h通風計其排風量2

19、9.3萬m3/h單車排放因子NOX、CO和THC濃度分別為0.402mg/m3、6.2mg/m3、2.6mg/m3。本項目建有1個地下車庫，共有175個停車位，經(jīng)類比計算，廢氣排放量約為10.8萬m3/h。停車庫汽車尾氣污染物的排放量。具體結果見表4-7。表4-7:地下停車庫污染物排放總量t/a污染物名稱NOXCOTHC排放量0.192.931.23該地下停車場的廢氣經(jīng)引風機抽出，由排氣口排入到大氣中，經(jīng)過大氣擴散，非甲烷總烴可達到大氣污染物綜合排放標準(GB16297-1996)中表2無組織排放監(jiān)控濃度限值4.0mg/m3要求。汽車尾氣中所含污染物的多少與汽車行駛條件關系很大：汽車在空檔時T

20、HC和CO濃度最高；低速時THC和CO濃度較高；高速時NOx濃度較高，THC和CO濃度較低。由于汽車在進出停車場時一般是低速行駛，因此THC和CO排放量較大。汽車在不同行駛速度時污染物排放狀況見表23：表23汽車尾氣中各組分濃度與行駛速度關系表汽車尾氣組分空檔低速高速NOx0-500PPm10004000CO26.5-8%7-11%12-13%H2O7-10%9-11%10-11%O21.0-1.5%0.5-2.0%0.1-0.4%CO3-10%3-8%1-5%H20.5-4.0%0.2-1.0%0.1-0.2%THC300-8000200-500100-300汽車尾氣污染物的排放按下列公式計

21、算：廢氣排放量：D二QT（K+1）A/1.29式中：D廢氣排放量，m3/h；Q汽車進出車庫流量，輛/h;T車輛在車庫（場）內運行時間，min;K空燃比，12:1；A燃油耗量，kg/min。污染物排放量：G=DCF式中：G污染物排放量，kg/h；C污染物的排放濃度，ppm（容積比）；F容積與質量換算系數(shù)該項目共有2個地下車庫，其一是居民2號樓、3號樓及配套公建樓共用的，車庫出入口設有兩個（稱為一地下車庫）;其二是4號樓單獨使用（稱為二地下車庫），車庫出入口設有一個，見圖一、平面布置圖通風機的排風口高度均約5m。根據(jù)設計方案及類比資料調查，確定該項目地下停車庫汽車尾氣計算參數(shù)，見表24。表24項目

22、A塊地及BCD塊地地下停車庫汽車尾氣計算參數(shù)停車泊位（個）日進出單車次數(shù)（次/日）日最大車流量（輛/日）高峰進出車輛數(shù)（輛/小時）一地下車庫39441576394二地下車庫95438095以車輛進入車庫為空擋怠速狀態(tài)運行，泊位時行駛時間約為2分鐘，空燃比：12:1，平均耗油量為0.0375kg/min。該項目高峰段出入停車坪的汽車尾氣排放源強計算結果見表25。表25地下車庫大氣污染物排放源強計算結果項目排氣量（m3/h）污染物排放濃度（mg/m3）排風豎井污染物排放率（kg/h）NOxCOTHCNOxCOTHC一地下車庫4040001.5027.50.7670.60611.10.310二地下車

23、庫1010001.4826.90.7520.59410.80.303最高允許排放濃度（mg/m3）-24030120-最高允許排放速率（kg/h）16-100注：由于我國尚無為停車庫制定的排放標準，為了進行環(huán)境評價，參照執(zhí)行GB16297-1996大氣污染物綜合排放標準中NOx、非甲烷總烴限值以及TJ36-1979工業(yè)企業(yè)設計衛(wèi)生標準中CO的最高允許濃度。兩種算地下車庫的方法比較車庫本帖最后由282578785于2009-7-916:53編輯車輛進出停車場剎車、怠速及啟動時廢氣污染物排放量大，廢氣中主要為CO、NOx。對車庫汽車尾氣影響預測，采用以下估算模式：C（mg/m3）=W*S*B*D*T*C/（H*V）式中：C-車庫內污染物預測濃度（mg/m3）;Ci-尾氣中某污染物多年平均濃度（mg/m3）;V-地下車庫容積（m3）;T-汽車在車庫內發(fā)動機工作時間（min）,取T=2min;S車位平均利用率（%）；B各類車輛比例（%）；W停車位（個）；D-單車排氣量（m3/min）;H-單位時間換氣次數(shù),（次/h）。（4）估算參數(shù)擬采用集中式送、排風系統(tǒng)排煙換氣，各估算參數(shù)的具體取值見表7-3。表7-3估算參數(shù)限值一覽表參數(shù)ST（m