Проектирование систем вентиляции подземных паркингов

Автостоянки могут быть как частично открытыми, так и полностью закрытыми, Частично открытые автостоянки, это, как правило, надземные многоуровневые конструкции с открытыми бортами. Для частично открытых паркингов можно использовать естественную вентиляцию, механическую вентиляцию или их комбинацию.

Полностью закрытые паркинги, в частности подземные, располагаются под бизнес-центрами, жилыми комплексами и некоторыми торговыми центрами. Они могут иметь несколько уровней. Эти парковки решают ряд экологических проблем, таких, как загрязнение окружающей среды, шум, вытеснение жилого пространства микрорайонов, не искажают ландшафт и архитектурную целостность города. Полностью закрытые требуют механической вентиляции.

Эксплуатация автомобилей на стоянках вызывает две проблемы.

Наиболее серьезной является выброс CO (угарный газ) с известными рисками для человека. Другая проблема - пары масла и бензина, которые могут вызвать тошноту и головную боль, а также представляют потенциальную опасность возникновения пожара. Также могут потребоваться дополнительные мероприятия, вызванные выбросами окислов азота и дыма от дизельных двигателей. Однако производительность вентиляции, необходимая для разбавления CO до приемлемого уровня, обычно является удовлетворительной для контроля уровня и других загрязняющих веществ, при условии, что процент дизельных транспортных средств в подземном паркинге не превышает 20%.

В течение многих различные нормативы рекомендовали для закрытых парковок фиксированный расход вытяжной системы 0,0075 м³/(с*м²).

Но с годами выбросы от транспортных средств сократились. Исследования показали, что в некоторых случаях гораздо меньшая чем 0,0075 м³/(с*м²) производительность вентиляции является удовлетворительной.

Если для вентиляции подземных паркингов применяются более производительные вентиляторы, это не означает, что они обязательно увеличат общее энергопотребление.  При надлежащем мониторинге с помощью датчиков уровня CO и управлении системой вентиляции вентиляторы будут работать в течение более коротких периодов времени, что в итоге может обеспечить существенную экономию затрат при эксплуатации гаражей.

Исследования показали, что проектная производительность вентиляции, необходимая для закрытой автостоянки, зависит, главным образом, от четырех факторов:

• Допустимый уровень загрязнения на стоянке

• Количество автомобилей, эксплуатируемых в пиковые периоды.

• Продолжительность поездки автомобилей по расстоянию и времени внутри паркинга.

• Уровень выбросов среднего автомобиля при различных условиях.

В различных странах критерии уровня загрязнения различаются по допустимому уровню CO в закрытых паркингах, но разумным решением является производительность вентиляции, рассчитанная на поддержание уровня CO 40 мг/м³ (35 ppm) в течение 1 часа воздействия, с максимальным значением 29 мг/м³ (25 ppm) для 8-часовой экспозиции.

Поскольку время, связанное с въездом, парковкой или выездом из гаража, составляет порядка нескольких минут, то уровень в 40 мг/м³ (35 ppm), вероятно, является приемлемым.

Количество автомобилей, работающих одновременно, зависит от типа объекта, обслуживаемого закрытым паркингом. Для распределенного, непрерывного использования, такого как многоквартирный дом или торговая зона, это количество обычно составляет от 3 до 5% от общей вместимости парковки. На других объектах, таких как спортивные стадионы или аэропорты, количество одновременно работающих автомобилей может достигать 15–20%.

Продолжительность времени, в течение которого автомобиль находится с включенным двигателем в закрытом паркинге, зависит от размера и планировки последнего, а также от количества автомобилей, пытающихся въехать или выехать в данный момент. Продолжительность работы двигателя может варьироваться от 60 до 600 с, но в среднем обычно составляет от 60 до 180 с. В таблице 1 приведены приблизительные данные о среднем времени въезда и выезда транспортных средств. Эти данные должны быть скорректированы в соответствии с конкретной физической конфигурацией объекта.

Таблица 1. Среднее время заезда/выезда НТС

Эксплуатация автомобиля в гараже существенно отличается от нормальной эксплуатации автомобиля. Большинство движений автомобилей в гараже происходит на пониженной передаче. Автомобиль, въезжающий в гараж, едет медленно, но двигатель обычно горячий. Когда автомобиль выезжает из гаража, двигатель обычно холодный и работает на пониженной передаче с богатой топливной смесью. Выбросы при холодном запуске значительно выше, поэтому различие между горячими и холодными выбросами играет решающую роль в определении интенсивности вентиляции. Количество выбросов от транспортных средств при работе с горячим и холодным запуском представлены в Таблице 2.

Таблица 2. Прогнозируемые выбросы CO в подземных парковках НТС Евро-3

Скорость НТС равна 8 км/ч

Проектирование системы.

Чтобы определить расчетный расход воздуха для системы вентиляции закрытого паркинга, следует использовать следующую последовательность действий:

Шаг 1. Собрать следующие данные:

• Количество автомобилей в эксплуатации в час пик

• Средний уровень выбросов CO для типичного автомобиля, г/ч

• Средняя продолжительность эксплуатации и время в пути для типичного автомобиля, с

• Допустимая концентрация CO_max в паркинге, ppm

• Общая площадь автостоянки, м²

Шаг 2. Оценить объем выделяемого CO.

Шаг 3. Определить минимальную требуемую производительность вентиляции на единицу площади пола в зависимости от величины CO_max.

В целях экономии энергии интенсивность воздушного потока при вентиляции закрытых парковок должна изменяться в соответствии с изменением концентрации CO. Например, система вентиляции может состоять из нескольких вентиляторов с одно- или двухскоростными двигателями или с регулируемыми лопастями крыльчаток. В многоуровневых парковках предпочтение отдается автономным вентиляционным системам с индивидуальным управлением.

Для управления работой вентиляции рекомендуется применять следующие варианты:

• Постоянный расход воздуха, при котором система вентиляции остается включенной в течение всего периода пребывания НТС внутри паркинга.

• Управление включением / выключением с остановкой и запуском вентиляторов на основе входных данных от датчиков CO.

• Регулирование переменного расхода воздуха на основе входных данных от датчиков CO с использованием вентиляторов с двухскоростными приводами, или осевых вентиляторов с регулируемыми лопастями крыльчаток.

В холодном климате дополнительные расходы на нагрев подаваемого воздуха также снижаются за счет варианта регулирования производительности системы вентиляции по датчикам CO. Энергия, запасенная в массе конструкции, обычно помогает поддерживать температуру воздуха в подземном паркинге на приемлемом уровне.