МЕТОДИКИ РАСЧЕТА ВОЗДУХООБМЕНА В ПОДЗЕМНОЙ АВТОСТОЯНКЕ

В связи с необходимостью подачи больших объемов чистого воздуха в подземный паркинг для разбавления концентрации угарного газа, энергозатраты нередко достигают значений свыше 60 %.

Поскольку современная тенденция общества направлена на повышение энергоэффективности, а количество подземных паркингов растёт с каждым годом, актуальность вопроса о правильной разработке систем вентиляции возрастает с каждым днем.  Одним из методов улучшения энергоэффективности вентиляционных систем является грамотный расчет воздухообмена, а именно – расчет на ассимиляцию угарного газа.

Методика №1. Воздухообмен в подземных паркингах определяется с помощью расчета по приближенным количествам выездов и въездов в течение 60 минут, соответственно равным 8 % и 2 % от общего количества мест для парковки. Согласно [1, прил. 2, п. 2.1] предельно допустимая концентрация оксида углерода принимается равной 20 мг/м³, а воздухообмен должен быть не менее 150 м³/ч на одно машиноместо.

Таблица 1.

Режимы содержания автомобилей в стоянках

Таблица 2.

Продолжительность пикового возвращения автомобилей в течение суток, ч

Содержание оксида углерода в наружном воздухе чаще всего принимается равным χ_в= 5 мг/м³.

Количество вредных веществ г/с, выделяющихся в воздух помещения стоянки, определяется по формуле:

,                                                 (1)

M_i – масса i-го вредного загрязняющего вещества, г/с;

n – количество автомобильных групп;

q_i – удельная масса i-го вредного загрязняющего вещества одним автомобилем, в г/км;

L – один автомобильный пробег, км;

А_Э – общее количество машин в автостоянке;

k – коэффициент, который учитывает влияние характера движения автомобиля и способ его хранения;

t – время выезда и въезда автомобилей, принимать равным 1 час.

Таблица 3.

Удельные выбросы загрязняющих веществ одним транспортным средством, q, г/км

Таблица 4.

Условный пробег одного транспортного средства за въезд или выезд

Таблица 5.

Коэффициент влияния режима скорости и способа хранения на количество вредностей

Расчет воздухообмена м³/ч выполняется по формуле:

                                                              (2)

χ_пдк, χ_н ­– ПДК загрязняющего вещества и его количество в наружном воздухе, мг/м³ .

Пример №1. Расчет мощности вытяжной и приточной систем для вентиляции подземной одноэтажной автостоянки под жилым домом на 13 машиномест.

Исходные данные: площадь автостоянки F=590 м²; высота помещения Н=3 м; автомобили легкого класса SP=13 шт; место строительства г. Санкт-Петербург; предельно допустимые концентрации вредных веществ ПДК _СО = 20 мг/м³; ПДК _СН = 300 мг/м³; ПДК _NOx = 5 мг/м³ по [2, прил. 2].

Расчет по вредным выделениям.

По СО:

,

,

,

.

По СН:

,

,

,

.

По NO_X:

,

,

,

.

За расчетный воздухообмен принимается больший из всех полученных. Большим является воздухообмен по угарному газу, L_CO=1273 м³/ч.

Обеспечивая требование [1, прил. 2, п. 2.1]:  .

Проверяем воздухообмен на кратность: . Условие не выполнилось. Тогда воздухообмен по кратности будет равен:

.

Принимаем больший из всех полученных расходов. И данный расход воздуха является вытяжным. Количество приточного воздуха составляет 80 % от вытяжного. Так, Lв=3540  – расход вытяжной системы, – приточной системы.

Методика №2. Расчет начинается с определения средней протяженности пути, проходимого автомобилем по площади автостоянки:

                                                                                      (3)

S _ст – максимальная дальность пути, проходимого по автостоянке, м;

S _рамп – дальность пути по рампе, м;

10 м – дистанция, необходимая при маневрах во время парковки.

Определяется значение эмиссии угарного газа машин, приезжающих с «горячим» двигателем, г:

                                                                                      (4)

Определяется значение эмиссии угарного газа машин, выезжающих с «холодным» двигателем, г:

, при S_ср.ст≤50м

, при 50м< S_ср.ст<500м,                               (5)

Одну из важных ролей при расчете воздухообмена играет насыщенность движения транспортных средств, которая характеризируется частотой трафика f, 1/с. Эта характеристика, как правило, выбирается по техническому заданию. В случае отсутствия данных принимаются следующие усредненные значения: f=0,6 – для автостоянок, находящихся под жилыми зданиями; f=0,8-1,5 – для автостоянок торговых комплексов, бизнес-центров и т.д.; при отсутствии данных принимаем f=1. Среднее значение эмиссии СО в помещении автостоянки составит, г/ч:

                                 ,                                                             (6)

Если выполняется расчет воздухообмена для подземной автостоянки жилого дома, то тогда применяется допущение о максимальной эмиссии при запуске «холодного» двигателя.

Если выполняется расчет для автостоянки с частой посещаемостью, то полагается, что все места заняты, а освободившееся место сразу же занимается приезжающим автомобилем. В таком случае учитывается суммарная эмиссия от «горячего» и «холодного» двигателей.

                                    ,                                                      (7)

Требуемое количество наружного воздуха для снижения концентрации СО в автостоянке составит, м³/ч:

                                     ,                                                       (8)

CO _об – предельная допустимая концентрация СО, мг/м³;

CO _{об пр.возд.} – значение объёмной концентрации СО в приточном воздухе за пределами автостоянки, мг/м³. На загруженных дорогах концентрация достигает 4 мг/м³. В жилых районах с низким движением транспорта этой величиной пренебрегают, т.е. принимают равной нулю.

k – коэффициент, учитывающий неравномерность вентиляции помещения автостоянки; она находится в диапазоне 1,25–1,50, если данные отсутствуют, принимается значение 1,25.

В России еще на стадии проектирования часто затрудняются предоставить информацию по транспортному трафику проектируемого объекта. В связи с этим, имеется возможность использовать рекомендациями по нормированию воздухообмена, взятые из немецких положений, а именно из [3]:

– для паркингов с низкой загруженностью при частоте транспортного трафика f ≤ 0,6 (подземные и крытые автостоянки жилых домов) – 6 м³/м² час;

– для паркингов с высокой загруженностью при частоте трафика f = 1,0 (подземные и крытые автостоянки бизнес и торговых центров) – 12 м³/м² час;

– для паркингов с очень высокой загруженностью при 1,0≤f≤1,5 (подземные и крытые автостоянки больших торговых центров, аэропортов и вокзалов) – 16 м³/м² час.

При использовании этих данных будет получена надежная, но несколько завышенная оценка значения воздухообмена.

Пример №2. Расчет мощности вытяжной и приточной систем для вентиляции подземной одноэтажной автостоянки под жилым домом на 13 машиномест.

Исходные данные: максимальная протяженность пути по автостоянке S_ст=40м; протяженность пути по рампе S_рамп=10м; площадь автостоянки F=590 м²; высота помещения Н=3 м; автомобили легкого класса SP=13 шт; место строительства г. Санкт-Петербург.

,

,

,

.

По удельным нормам:

 м³/ч

3540>1140 => принимаем воздухообмен, рассчитанный по удельным нормам. Тогда, Lв=3540  – вытяжная система, – приточная система.

Выводы: в результате проведенного исследования двух методик расчета воздухообмена в подземных автостоянках, можно сделать вывод о том, что полученные расходы на снижение концентраций угарного газа практически схожи. Это говорит о том, что обе методики можно назвать достоверными и применимыми в практике. В обоих случаях за расчетный воздухообмен был принят воздухообмен, полученный по удельным нормам. Для рациональной оценки полученных значений необходимо создать CFD модель, и с помощью визуального представления о характере перемещения вредностей в подземном паркинге, мы сможем сделать утвердительные выводы.

Список литературы:

1. МГСН 5.01-01. Стояки легковых автомобилей. — М., 2001. — 20 с.
2. ГОСТ 12.1.005-88. Общие санитарно­-гигиенические требования к воздуху рабочей зоны. ­— М.: Издательство стандартов, 1989. ­— 76 с.
3. VDI 2053 Blatt 1. Raumlufttechnik; Garagen; Entlüftung (VDI-Lüftungsregeln). — BE., 2014. — 26 c.
4. СП 113.13330.2016. Стоянки автомобилей. Актуализированная редакция СНиП 21-02-99. — М.: АО «ЦНИИПромзданий», 2017. — 29 с.
5. СП 300.1325800.2017. Системы струйной вентиляции и дымоудаления подземных и крытых автостоянок. — М.: Стандартинформ, 2017. — 65 с.