汽车排放量计算方法

1、地下停车场通风设计2006-10-17 【大中小 】【打印 】简介 ：如何解决好地下停车场的通风和防排烟设计问题是地下停车场设计中的一个重要 问题。 要求设计既足满足平时通风要求， 排除汽车尾气和汽油蒸气，送入新鲜空气；又要满 足火灾时的排烟要求。另外，地下停车场应该同时考虑设计机械排风系统和机械排烟系统， 并且要处理好二者的关系。 为此，本文主要总结国内有关地下停车场通风设计中的一些问题。关键字 ：机械排风系统机械排烟系统自然补风前言近年来 ,随着城市现代化建设的不断发展 ,城市交通中使用的中小型汽车数量飞速增长,因此 ,地下停车场、车库的建设也将随之而发展，以解决汽车存放与城市用地日益矛盾

2、的问题。地下停车场的兴建， 为暖通空调工程师提出了新任务。 如何解决好地下停车场的通风和 防排烟设计问题是地下停车场设计中的一个重要问题。 要求设计既足满足平时通风要求， 排 除汽车尾气和汽油蒸气，送入新鲜空气，以使有害物含量达到国家规定的卫生标准的要求； 又要满足火灾时的排烟要求， 以保证火灾发生时迅速扑灭火源， 防止火灾蔓延， 限制烟气的 扩散， 排除已产生的烟气，以保证人员和车辆撤离现场，减少伤亡，保障消防人员安全有效地扑救。另外，地下停车场空间很大，又处于半封闭状态，轻此，一般来说，地下停车场应 该同时考虑设计机械排风系统和机械排烟系统， 并且要处理好二者的关系。 为此， 本文主要 总

3、结国内有关地下停车场通风设计中的一些问题。1、地下停车场有害物的种类及危害地下停车场有害物的种类及危害地下停车场内汽车 排放的有害物主要是一氧化碳（ CO ）、碳氢化合物（ HC ）、氮氧化物（ NOX ）等有害物。 它们来源于曲轴箱及排气系统。燃油箱、化油器的污染物主要为碳氢化合物（ HC ），即由 燃油气形成的。若控制不好，其污染物将达到总污染物的 15 20；由曲轴箱泄漏的污染物同汽车尾气的成分相似，主要有害物为CO、HC 、（NOX ）等。有的汽油内加有四乙基铅作抗爆剂，致使排出的尾气中含有大量铅成分，其毒性比有机铅大100 倍，对人体的健康和安全很危害很大，其表现有：（1）一氧化碳是

4、最易中毒且中毒情况最多的一种气体，它是碳不完全燃烧的产物。当 人吸入一氧化碳，经肺吸收进入血液。因一氧化碳与血红蛋白的亲和能力比氧气大 210 倍， 因而很快形成碳氧血色素， 阻碍了血色素输送氧气的能力， 导致人严重缺氧， 发生中毒现象。（ 2）大量的氮氧化合物（ NOX ）排到空气中也引起人们的中毒，对粘膜、吸收道、神经系统、造血系统引起损害。（3）汽油热气内毒性最大的是芳香的碳氢化合物，各种牌号的汽油内芳香的碳氢化合 物的含量一般为 2 16 。当人们吸入汽油蒸气后， 会引起人的特殊的刺激 （以如麻醉） 。 当中毒严重时，将会导致人们丧失知觉，并引起痉挛。（4）有易燃易爆危险。汽油发爆极限

5、为下限2.5 ，上限为 4.8。当空气内一氧化碳的含量为 15 75 时，一氧化碳也会发生爆炸。汽车在地下停车场内的启动、加速过程均为怠速运转。文献 1 指出，在怠速状态下， CO、HC 、NOX 三种有害物散发量的比例大约为7 ： 1.5 ： 0.2.由此可见， CO 是主要的。根据 TT36 79 工业企业设计卫生标准，只要提供充足的新鲜的空气，将空气中的CO浓度稀释到标准规定的范围以下， HC 、NOX 均能满足标准的要求。2、排风量与送风量的计算方法排风量与送风量的计算方法目前，国内尚未制定出正式 的地下停车场通风设计计算的统一规定。各种资料和文献1 、2 、3 、4中介绍的排风量的计

6、算方法也各不相同。目前常用的有：用规定的换气次数方法确定地下停车场的排风量与送风量民用建筑采暖通风设计技术措施中第 4.26 条规定，如无计算资料，可参考换气次数估算，一般排风不小于 6 次/h ，送风量不小于 5 次 /h. 夜间或备用电源时，允许降低为 3次/h.1985 年清华大学编制地下车库设计标准第 125 条规定，一般情况下，停车间和坡道的换气次数到 610 次/h ，即可满足稀释有害气体的需要。文献3推荐，地下停车场层高在 34m 时，排风量为 79 次/h ；层高在 3m 以下时，排风量为 9 11 次 /h.文献4推荐，机械排风量换气次数按 56次/h 计算，送风量为换气次数

7、 45 次/h.由此可见， 推荐的换气次数相差很大，因此， 设计者选用时， 应根据地下停车场的实际 情况仔细、分析、比较、慎重选取。另外，还应该注意到，由于地下停车场平均每台占面积 不同。通常为 20 40m2. 据文献 5 介绍，有的停车场竟达到每台车占地 50m2 （如日本大 阪长掘地下车库面积指标为 55.8m2/ 台）。这样，若用换气次数确定地下的地下停车场的 排风量， 对于两个停车位相同、 有害气体排量相近的停车场而言， 其计算邮的排风量会出现 相差一倍械中的现象。 也就是说， 不加分析地盲目用换气次数计算地下停车场的排风量， 就 有可能出现风量过大的现象， 造成通风设备实投资和运行

8、费用的浪费； 也可能出现风量过小， 造成停车场内有害物超过允许浓度的现象。按全面通风稀释有害气体计算地下停车场的排风量和送风量地下停车场按全面通风考虑，停车场内有害气体浓度 C 处稳定状态时，所需的全面通风量为L=G/C-CO,m3/h （ 1）L地下停车场排风量， m3/hG 地下停车场有害气体产生量， mg/h ； C地 下停车场有害气体允许浓度， mg/m3 ； CO地下停车场地面上大气中有害气体浓度， mg/m3.众所周知，地下停车场内同时散发数种有害气体浓度，排风量应根据公式（ 1 ），分别 计算出稀释各在害气体所需的风量，然后取最大值。然而根据文献 1 的分析，稀释 CO 的 排风

9、量 L 是最大值， 因此， 根据地下停车场 CO 允许浓度计算排风量即可。 根据国家标准 6 规定，车间空气中 CO 的最高允许浓度为 30mg/m3 ，当工人工作时间一次不超过 30min 时，CO 允许浓度可放宽到 100mg/m3. 故地下停车场内空气中 CO 的允许浓度建议取 100mg/m3.地下停车场内汽车尾气排放量另外要注意到， 地下停车场停放的汽车尾部总排放量不仅与车型、 停车车位数、 车位利 用系数、单位时间排量和汽车发动机在车库内工作时间有关，而且与排气温度有关。表 1 中数据是在排气温度为 550 （国产车）、 500 （进口车）条件下的数据，而检测汽车排放有害气体浓度时

10、尾部气温为常温 20 左右。为此应进行温度修正。其计算公式为Qi=T2WSBiDit10-3/T1,m3/h（2 ）4Q= Qi,m3/h （3）i=1式中Q 地下停车场内汽车排气总量， m3/hQi 停车场内 i 类汽车的排气总量，通常按表 1 中的 4 类选取（国产小轿车和面包车，进口小轿车和面包车），m3/h ； S车库的停车车位利用系数， 即单位时间内停车辆数与停车车位数的比值， 其值由建设单位与设计 人员共同确定，一般取 0.5 1.5 ；W 地一停车场的停车总车位数，台；Bi i 类汽车单位时间的排气量， 每台 1/min ，可由表 1 查取； Di i 类占停车量总数的百分比；

11、t 每辆车在地下停车场内发动工作时间， 一般取平均值 t=6min ；T1 汽车的排气温度， K， 国产车 T1 825K 进口车 T1 773K ；T2地下停车场内空气温度，一般取T2 293K.地下停车场内的 CO 排放量可用下式计算4G= QiCi,m3/h 4（）i=1式中G地下停车场 CO 的产生量， mg/h ；Gi i 类汽车排放 CO 平均浓度， mg/m3 ，由表 1 查取。3 地下停车场地面上大气中 CO 浓度由公式（ 1 ）计算地下停车场的排风量时，地下停车场在面上大气中的 CO 浓度，据文 献5实测值为 2.71 3.23mg/m3 ，设计中可取 2.5 3.5mg/m

12、3.送风量的计算为了防止地下停车场有害气体的溢出， 要求停车场内保持一定的负压。 由此， 地下停车 场的送风量要小于排风量。根据经验，一般送风量取排风量的85 95 。另外的 515 补风由门窗缝隙和车道等处渗入补充。注意解决好排风量与排烟量不一致的问题地下停车场排风系统的排风量是根据全面通风稀释有害气体（如 CO ）至允许浓度以下 为原则来确定的。 而排烟系统的排烟量为， 当排烟系统担负一个防烟分区时， 应按该烟分区 面积每平方米不小于 60m3/h 来计算；担负两个或两个以上防烟分区时，应按最大防烟分 区面积每平方米不小于 120m3/h 来计算。排烟系统风机的最小排风量不应小于 7200

13、m3/h.这样，二者风量很难统一。例如，上例中排风量为 16200m3/h ，若分为两个防烟分区（ 400 × 2 ）时，其系统排烟量为 48000m3/h. 二者相差甚远。这是用一个系统平时排风、 火灾时排烟的主要矛盾之一。在设计中应该很好地解决这个问题。其技术主要有： 1、设计中选用 2 台或 2 台以上风机并联运行。平时仅一台风机运行，火灾时根据烟感 报警，通过消控中心连锁开启另一台风机投入运行，即 2 台风机并联运行。其中一台风机 及风压适用于排风系统要求； 2 台风机同时启动并联运行风量和风压满足排烟量及风压要 求。这种方式，排风机机房面积销大些，日常维修工作量也多些。2、

14、选用双效风机。平时排风时可低速运行，火灾时可高速运行。目前，国内已有厂家生产双效速消防排烟风机和低噪声变风量排烟风机箱。如某系列双速排烟轴流风机机号NO5 NO12 ，高转速时，风量由 8000m3/h 到 60000m3/h ，风压由 568Pa 到 720Pa ；低速运转时，风量由 4000m3/h 到 39700m3/h ，风压由 142Pa 到 320Pa.3、文献 3 建议将防烟分区划小，降低系统排烟量，使之与排风量一致或接近。如上述那个停车场（ 800m2 ）分为 6 个防烟分区的话，每个防烟分区面积为 140m2 ，系统的排烟量为 16800m3/h ，与其排烟量一致。这样，用一

15、个系统平时排风，火灾时排烟就无风量相差的矛盾了。注意解决好排风系统与排烟系统对气流组织要求不一致的矛盾地下停车场排风系统要求上部排出 1/3 ，下部排出 2/3 的汽车废气； 而对于排烟系统来 说，根据烟气上升流动的特点， 排烟口总是设置在停车场的上部。 发生火灾时，为了防止火 灾发生区烟气侵入非火灾的防烟区内的烟气， 而非着火的防烟分区内排烟口应关闭。 这与平 时排风系统气流组织截然不同。 这就要求在复合系统设计中， 应采取有效的技术措施， 注意 解决好排风系统与排烟系统对气流组织要求不同的矛盾。其解决方法通常有：a. 复合系统风道布置时，应充分考虑防火分区和防烟分区问题。一般来说，一个防火

16、分 区布置一个或二个复合系统，系统的分支管按防烟分区设置。b. 排风系统与排烟系统合用一条风道， 如图 1 所示。为能同时满足排风与排烟对气流组 织的要求，在图 1 上所示的复合系统上加装排烟防火阀（常闭）、防火阀（常开）、排烟 口等附件。平时，风机 1 正常运行（风机 2 停止运行），排烟防火阀、排烟风口处于常闭 状态，进行正常的排风。发生火灾时，防火阀 5 关闭，处于着火点内防烟分区的排烟口打 开，排烟防火阀开启，风机 2 启动，与风机 1 并联投入运行，进行排烟。但是设计该系统时注意，一般排风道内的风速为6 8m/s ，而排烟风道内的风速可以达到排风风速的 2 倍以上，只要不超过 20m

17、/s 即可。因此，平时排风与火灾时排烟完全可 以共用一条风道，只是风道断面应该分别按排风要求和排烟要求计算确定其断面面积的大 小，取其大者。或者，在划分防烟分区时，应注意其排烟量的大小，要与排风系统的风道断面面积的大小相适应。c. 排风系统与排烟系统分别各用一条风道，如图2 所示。一条风道按排风系统要求时，另一条按排烟系统要求设计，通过阀门的启闭，来实现系统的运行。平时阀 4 关闭，阀 3 开启，风机 1 运行，排出汽车废气，保证卫生要求。火灾发生时，防火阀3 关闭，根据火灾报警， 通过消控中心， 可自动打开处于着火点的防烟分区内排烟风口， 并连锁打开排烟防 火阀 4 ，开启风机 2 ，与风机

18、 1 并联运行，进行排烟。此系统具有独立性强、平时排烟与火 灾时排烟互不影响、可靠性高、排风与排烟合用一套风机系统（亦可用双速消防风机）、节 省投资等优点。其缺点是风道布置复杂些。注意好解决复合系统应符合防排烟的特殊要求问题复合系统除了保证平时排风功能外， 火灾时还要起到排烟作用。 因此，系统布置、 附件、 风机的选择都要符合防排烟的特殊要求。系统的布置要与防火分区、防烟分区相适应。排烟风口的布置要符合有关的防火规范的要求。 火灾发生时， 严格按消防控制程序， 控 制复合系统的排风功能与排烟功能的转换； 控制防火阀、 排烟阀、 排烟防火阀等附件的开启 与关闭； 任何一个排烟阀或排烟防火阀的动作

19、， 可自动使风机高速运转或使其余排烟风机启 动。设备与附件的选择要符合有关防火规范的要求。例如，要求所选择的风机在280 下，可连续运转 30 分钟。考虑到风机的耐热程度和防止高于 280 的带火焰的烟气蔓延，在风机入口附近设置280 关闭的排烟防火阀。结语本文对国内地下停车通风设计中的一些问题和作法进行了系统的总结， 归纳出地下停车 场通风设计中一些切实可行的技术措施和具体的实施方案，以供今后设计中参考。2 ）地下车库废气 该项目建有 1 个地下车库，共有 175 个停车位。设计中停车库有两个进出、口，车库排气口置于车库的两侧， 排气口位置设置在当地风向的下风向， 与住宅楼侧面相对， 距离最

20、近住 宅楼 15 米。车库内的废气排放高度约为 2.5m 。 关于地下停车库汽车尾气排放浓度及排放量，本环评参照 “中国国际贸易中心二期工程地下车场”的监测数据， 中国国际贸易中心二期工程地下车场共设置停车位 474 个，每天按 12h 通风计，其排风量 29.3 万 m3/h ，单车排放因子 NOX 、CO 和 THC 浓度分别为 0.402mg/m3 、 6.2mg/m3 、 2.6mg/m3 。本项目建有 1 个地下车库，共有 175 个停车位，经类比计算， 废气排放量约为 10.8 万 m3/h 。停车库汽车尾气污染物的排放量。具体结果见表 4-7 。 表 4-7 ：地下停车库污染物排

21、放总量 t/a 污染物名称 NOXCOTHC 排放量 0.192.931.23 该地下停车场的废气经引风机抽出， 由排气口排入到大气中， 经过大气扩散， 非甲烷总烃可 达到大气污染物综合排放标准 ( GB16297-1996 )中表 2 无组织排放监控浓度限值 4.0mg/m3 要求。 汽车尾气中所含污染物的多少与汽车行驶条件关系很大：汽车在空档时 THC 和 CO 浓度最 高；低速时 THC 和 CO 浓度较高；高速时 NOx 浓度较高， THC 和 CO 浓度较低。由于汽 车在进出停车场时一般是低速行驶，因此 THC 和 CO 排放量较大。汽车在不同行驶速度时 污染物排放状况见表 23 ：

22、 表 23 汽车尾气中各组分浓度与行驶速度关系表 汽车尾气组分空档低速高速 NOx0-500PPm10004000 CO26.5-8%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汽车尾气污染物的排放按下列公式计算：废气排放量： D=QT（K+1）A/1.29式中： D 废气排放量， m3/h ；Q汽车进出车库流量，辆 /h ；T 车辆在车库（场）内运行时间，min ；K空燃比， 12:1 ；

23、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污染物的排放浓度， ppm （容积比） ；F容积与质量换算系数该项目共有 2 个地下车库， 其一是居民 2 号楼、 3 号楼及配套公建楼共用的， 车库出入口设 有两个（称为一地下车库） ；其二是 4 号楼单独使用（称为二地下车库） ，车库出入口设有 一个，见图一、平面布置图 。通风机的排风口高度均约 5m 。根据设计方案及类比资料 调查，确定该项目地下停车库汽车尾气计算参数，见表24 。表 24 项目 A 块地及 BCD 块地地下停车库汽车尾气计算参数 停车泊位（个）日进出单车次数（次 /日）日

24、最大车流量（辆 / 日）高峰进出车辆数 （辆 / 小时）一地下车库 39441576394二地下车库 95438095以车辆进入车库为空挡怠速状态运行，泊位时行驶时间约为 2 分钟，空燃比： 12:1 ，平均 耗油量为 0.0375kg/min 。该项目高峰段出入停车坪的汽车尾气排放源强计算结果见表 25 。 表 25 地下车库大气污染物排放源强计算结果项目排气量（ m3/h ）污染物排放浓度（ mg/m3 ）排风竖井污染物排放率（ kg/h ）NOxCOTHCNOxCOTHC一地下车库 4040001.5027.50.7670.60611.10.310二地下车库 1010001.4826.9

25、0.7520.59410.80.303最高允许排放浓度（ mg/m3 ） -24030120-最高允许排放速率（ kg/h ） 16-100注：由于我国尚无为停车库制定的排放标准，为了进行环境评价，参照执行 GB16297-1996 大气污染物综合排放标准 中 NOx 、非甲烷总烃限值以及 TJ36-1979 工 业企业设计卫生标准中 CO 的最高允许浓度。两种算地下车库的方法比较车库本帖最后由 282578785 于 2009-7-916:53 编辑 车辆进出停车场刹车、怠速及启动时废气污染物排放量大，废气中主要为CO 、NOx 。对车库汽车尾气影响预测，采用以下估算模式：mg/m3 ）；mg/m3 ）；min ），取 T=2min ；C（ mg/m3 ） W*S*B*D*T*C/（H*V） 式中： C 车库内污染物预测浓度（Ci 尾气中某污染物多年平均浓度（V 地下车库容积（ m3 ）；T 汽车在车库内发动机工作时间（S 车位平均利用率（ % ）；B 各类车辆比例（ % ）；W 停车位（个） ；D 单车排气量（ m3/min ）；H 单位时间换气次数， （次 /h ）。（4） 估算参数7-3 。拟采用集中式送、排风系统排烟换气，各估算参数的具体取值见表 表 7-3估算参数限值一览表