地下車庫(kù)通風(fēng)量的確定與控制

1、建筑熱能通風(fēng)空調(diào)65地下車庫(kù)通風(fēng)量的確定與控制陳剛劉澤華(南華大學(xué))摘要從節(jié)能的角度出發(fā),提出一種確定地下車庫(kù)通風(fēng)量并對(duì)其進(jìn)行控制的方法。關(guān)鍵詞地下車庫(kù)通風(fēng)量自動(dòng)控制1地下車庫(kù)通風(fēng)量的確定車庫(kù)通風(fēng)量的確定提出自己的觀點(diǎn)。1.1汽車尾氣的有害成份、對(duì)人體的危害及容許濃度眾所周知,通風(fēng)的目的是消除有害物對(duì)室內(nèi)外環(huán)境的影響和破壞。對(duì)地下車庫(kù)來(lái)說(shuō),通風(fēng)的目的則是把汽車開動(dòng)時(shí)尾氣中的污染物濃度稀釋到允許的濃度范圍內(nèi)。因此,地下車庫(kù)通風(fēng)系統(tǒng)設(shè)計(jì)的重要一環(huán)就是確定通風(fēng)量,目前國(guó)內(nèi)使用最多的方法是以每小時(shí)換氣次數(shù)來(lái)確定通風(fēng)量,國(guó)內(nèi)的設(shè)計(jì)手冊(cè)和有關(guān)的資料也推薦采用這種方法。采用這種方法確定的通風(fēng)量在一天、一個(gè)月

2、甚至一年內(nèi)對(duì)地下車庫(kù)來(lái)說(shuō)都為定值,可是,車庫(kù)中的車輛在上下班時(shí)開動(dòng)的數(shù)目最多,而在其它時(shí)間開動(dòng)的數(shù)目較少,著開動(dòng)車輛的數(shù)目變化而變化。成份一氧化碳×1026二氧化碳×1026氧×1022氮氧化物×1026甲醛×1026鉛mg/L5959595959一輛汽車開動(dòng)時(shí)通過(guò)發(fā)動(dòng)機(jī)(四沖程)排出的氣體組成及容許濃度見表1。尾氣中的CO與人的血紅蛋白的結(jié)合能力是氧氣的250倍,這在很大程度上影響了血紅蛋白與氧氣的結(jié)合,阻止血紅蛋白向人體組織輸送氧氣。當(dāng)空氣中CO的濃度在50L/L以上時(shí),心電圖發(fā)生變化,、頭暈、惡心、腦溢血等癥狀。汽;NOX能導(dǎo)致人的,同時(shí)

3、使肺功能下降1汽車(日本)發(fā)動(dòng)機(jī)的排氣組成及容許濃度柴油內(nèi)燃機(jī)稀釋140倍范圍0600300088000820.803540<2.0125.42550.150.20平均范圍30456002100120000018020.823510<2.025100130121190測(cè)定數(shù)8484848484平均1004290014.6510021時(shí)的濃度100357容許濃度1005000那么,該依據(jù)哪種有害物來(lái)確定通風(fēng)量呢?從表1可以看出,只要把CO稀釋到容許濃度,其它有害成份也就隨著稀釋到充分安全的濃度。因此,在各國(guó)的規(guī)范中,都以是CO為對(duì)象來(lái)進(jìn)行考慮的。1.2汽車庫(kù)汽車出入頻度汽車庫(kù)汽車出入

4、頻度為單位時(shí)間內(nèi)出入車庫(kù)的汽車數(shù)量占車庫(kù)車位的百分比率。許多國(guó)家對(duì)汽車庫(kù)車輛的出入頻度進(jìn)行了統(tǒng)計(jì),筆者也于2000年對(duì)深圳、廣州兩地廣安大廈等十多幢高層建筑地下車庫(kù)的汽車出入頻度作了測(cè)試,測(cè)試結(jié)果見表2。從表中可以看出,不的國(guó)家和地區(qū)測(cè)試結(jié)果都不同。這是由于不同國(guó)家和地區(qū)的汽車使用情況不同造成的。顯然,發(fā)達(dá)國(guó)家的車庫(kù)進(jìn)出汽車數(shù)量比發(fā)展中國(guó)家的要多,位于繁華市區(qū)的車庫(kù)進(jìn)出汽車數(shù)量比公寓內(nèi)部的要多。根據(jù)建設(shè)部城市公共交通站、場(chǎng)、廠設(shè)計(jì)規(guī)范CJJ15-87中的規(guī)定,地下停車庫(kù)建筑面積按70m/每標(biāo)準(zhǔn)車輛確定。一般情況下,汽車庫(kù)的層高為3.6m,車輛通行場(chǎng)高2.2m。2表2汽車庫(kù)車輛出入頻度數(shù)據(jù)來(lái)源1

5、990年日本建筑學(xué)會(huì)研究報(bào)告車輛出入頻度峰值1.60,平時(shí)0.260.44每輛汽車在車庫(kù)內(nèi)發(fā)動(dòng)機(jī)平均運(yùn)行時(shí)間以3min折算日本首都高速公路道路公會(huì)汐留汽車庫(kù)日本首都高速公路道路公會(huì)同本町汽車庫(kù)1990年美國(guó)底特律圓形車庫(kù)2000年深圳等地12家汽車庫(kù)1.3地下車庫(kù)的排風(fēng)量計(jì)算以3min折算地下停車場(chǎng)排風(fēng)量是在每輛汽車開動(dòng)時(shí)所需排風(fēng)量的作者簡(jiǎn)歷:陳剛,男,1968年生,大學(xué),講師,湖南南華大學(xué)建筑工程與資源環(huán)境學(xué)院,421001收稿日期:2000-12-0166基礎(chǔ)上計(jì)算的。為了使車庫(kù)內(nèi)汽車尾氣排放的CO達(dá)到表1的排放標(biāo)準(zhǔn),首先必須知道車輛在車庫(kù)內(nèi)單位時(shí)間里CO的排放量。汽車在車庫(kù)內(nèi)發(fā)動(dòng)機(jī)是以怠

6、速狀態(tài)運(yùn)行的,其CO的排放量見表3。表3怠速狀態(tài)每輛汽車單位時(shí)間CO的排放量車型北京212上海SH760皇冠HT2800奧迪100g/s1.12502001年第5期Cy地下停車場(chǎng)內(nèi)CO的容許濃度,Cy=30mg/m3;Cw室外大氣中CO的含量,Cw=3.0mg/m3。根據(jù)以上公式,我們可以計(jì)算出兩個(gè)排風(fēng)量,即平時(shí)排風(fēng)量(最小排風(fēng)量)Lmin與峰值排風(fēng)量(最大排風(fēng)量)Lmax。計(jì)算表明,采用這種計(jì)算方法得出的排風(fēng)量比采用換氣次數(shù)法確定的排風(fēng)量要小一些,尤其在非峰值時(shí)間,其排風(fēng)量?jī)H為采用換氣次數(shù)法確定的排風(fēng)量的1/7左右。由于車庫(kù)中汽車出入頻度為峰值的時(shí)間很短,僅僅只有上、下班時(shí)的幾十分鐘,其余9

7、0%以上的時(shí)間內(nèi)只需要最小的通風(fēng)量就能將車庫(kù)中的CO濃度稀釋到容許濃度范圍內(nèi),只要很好地控制通風(fēng)量,地下車庫(kù)通風(fēng)系統(tǒng)的運(yùn)行就能取得很好的節(jié)能效果。2地下車庫(kù)通風(fēng)系統(tǒng)的自動(dòng)控制車型豐田輕型g/s0.9147車型金杯輕型客車桑塔納標(biāo)志客車地下車庫(kù)單位地面面積CO的排放量Q為:Q=ABCD式中Q單位地面面積汽車排放的CO量,mg/h;A單位地面面積車位數(shù),A=1/70;B汽車出入頻度,由表2確定?？紤]發(fā)展,取1.2的安全系數(shù),即最小時(shí)B=0.276,最大時(shí)B=1.68;C每輛汽車在車庫(kù)內(nèi)發(fā)動(dòng)機(jī)平均運(yùn)行時(shí)間,取3min;D某類汽車單位時(shí)間內(nèi)CO的排放量,可取表3的平綜上所述,地下車庫(kù)的排風(fēng)系統(tǒng)始終工作

8、在最小排風(fēng)量Lmin(平時(shí))和最大排風(fēng)量Lmax(上下班時(shí)間)之間,根據(jù)這一特點(diǎn),可以采用以下兩種控制方法。2.1定時(shí)控制,),超過(guò)時(shí)間便。這種控制方式投資少、設(shè)備簡(jiǎn)單、運(yùn)行管理方便;缺點(diǎn)是控制質(zhì)量不高,尤其是當(dāng)車輛出入頻度發(fā)生異動(dòng)時(shí),車庫(kù)中CO的濃度很難保證在規(guī)定的范圍內(nèi)。2.2濃度控制均值,D=0.9095。車庫(kù)內(nèi)CO的濃度在一天內(nèi)是變化的,低的濃度范圍,在上下班時(shí)間達(dá)到最大C的濃度的變化如圖1所示。這種方法是根據(jù)車庫(kù)內(nèi)CO的濃度來(lái)控制排風(fēng)系統(tǒng),即通過(guò)改變風(fēng)機(jī)中感應(yīng)電機(jī)的轉(zhuǎn)速來(lái)改變風(fēng)機(jī)風(fēng)量以滿足所需排風(fēng)量的要求。感應(yīng)電機(jī)的轉(zhuǎn)速(r/min)為:n=60f(1-s)/p圖1車庫(kù)內(nèi)CO濃度隨時(shí)

9、間變化曲線圖車庫(kù)單位地面面積所需排風(fēng)量為:L=Q/(Cy-Cw)式中L車庫(kù)單位地面面積排風(fēng)量,m3/h;式中f電機(jī)電源頻率;s電機(jī)滑差率;p感應(yīng)電機(jī)的極對(duì)數(shù)。從上式可以看出,只要改變電源頻率f,就能改變感應(yīng)電機(jī)的轉(zhuǎn)速。變頻式通風(fēng)機(jī)就是通過(guò)改變電源頻率使電機(jī)轉(zhuǎn)數(shù)變化來(lái)達(dá)到控制風(fēng)量的目的。這種控制方法的原理如圖2所示。圖2地下車庫(kù)通風(fēng)自控系統(tǒng)框圖在此控制系統(tǒng)中,要在車庫(kù)內(nèi)設(shè)置幾個(gè)具有代表性的CO濃度采集點(diǎn),這些點(diǎn)采集到的CO濃度的實(shí)際值Qa通過(guò)傳感器輸送到比較元件;系統(tǒng)的給定值QG為CO的容許濃度。給定值和實(shí)際值在比較元件中進(jìn)行比較,當(dāng)實(shí)際值Qa大于給定值QG時(shí),CO的排放濃度高于容許濃度,e為負(fù)

10、值,這時(shí)控制器對(duì)變頻器發(fā)出要求加大電機(jī)電源頻率的控制指令P。變頻電機(jī)的電源頻率f加大后,轉(zhuǎn)速加大,地下車庫(kù)的排風(fēng)量L增加,CO的濃度被有效稀釋。反之,當(dāng)實(shí)際值小于給定值時(shí),e為正值,說(shuō)明CO的排放濃度低于容許濃度,地下(下轉(zhuǎn)第62頁(yè))62的只有一種,即CB25-90/37/10,其抽汽壓力為3.7MPa,顯得偏高,而背壓排汽量每小時(shí)200t和抽汽量為每小時(shí)45t,不適應(yīng)網(wǎng)絡(luò)水加熱的要求。如網(wǎng)路回水能降到80,則生產(chǎn)CB25-90/25/4或CB50-90/25/4型號(hào),中間帶1MPa左右不可調(diào)抽氣以用于加熱網(wǎng)路水的汽輪機(jī)最為合適。7.4如果上海市的200高溫水集中供熱系統(tǒng)能承擔(dān)居民生活用熱水供

11、應(yīng),則到遠(yuǎn)期可將此系統(tǒng)改造成單管供熱系統(tǒng)。在熱電廠采用多級(jí)加熱(例如五級(jí)),則更具經(jīng)濟(jì)性。8高溫水集中供熱的經(jīng)濟(jì)效益和社會(huì)效益(1)采用高溫水集中供熱,一期工程每年可節(jié)煤20多萬(wàn)2001年第5期(2)采用高溫水集中供熱,可取消市區(qū)大量的工業(yè)鍋爐和生產(chǎn)鍋爐,消除煙塵、SO2和NOX污染。(3)可提高市區(qū)工業(yè)產(chǎn)品質(zhì)量,并有利于提高人民的生活水平。(4)采用高溫水集中供熱,可為西郊農(nóng)副業(yè)生產(chǎn)基地創(chuàng)造農(nóng)業(yè)用熱的條件,暖房、溫水養(yǎng)殖業(yè)將大大發(fā)展。(5)采用高溫水集中供熱,取消各類鍋爐,將為市區(qū)工廠提供發(fā)展場(chǎng)地。9結(jié)束語(yǔ)噸,節(jié)能效果顯著;減少市區(qū)運(yùn)煤運(yùn)灰卡車每年25萬(wàn)車次,可緩和市區(qū)交通并減輕粉塵污染。筆

12、者通過(guò)調(diào)查研究,提出了上海市高溫水集中供熱系統(tǒng)的實(shí)施方案和一系列技術(shù)措施,為該市政建設(shè)項(xiàng)目作了一些前期的分析研究工作,這里和盤托出,謹(jǐn)供有關(guān)部門參考。BEEResearchontheProjectofDistrictHighTemperatureWaterHeatinginShanghaiByZhengYaosenAbstractInvestigatesthescaleandinforwardadetailedprojectandaseriesoftechnicalapparatusatusersintake.Keywordselectricstation,intakeapparatusofheatcon2sumer(上接第66頁(yè))車庫(kù)的排風(fēng)量過(guò)大,于是控制系統(tǒng)就反向動(dòng)作。只有當(dāng)實(shí)際值和給定值相等時(shí),e=0,控制器沒(méi)有接收到信號(hào),整個(gè)系統(tǒng)才沒(méi)有控制動(dòng)作。采用這種控制方式,車庫(kù)中CO的濃度被控制在容許濃度范圍內(nèi),同時(shí)進(jìn)排風(fēng)系統(tǒng)始終控制在最佳狀態(tài)運(yùn)行,可收到很好的節(jié)能效果。在現(xiàn)代化智能建筑中,樓宇自控已日益普及,如果通過(guò)計(jì)算機(jī)程序控制,控制精度更高,但初投資大,運(yùn)行管理較復(fù)雜。BEE版社,1997;(1)參考文獻(xiàn)E2,1981DeterminationandControlforVentilationQuantityofUnde