地下車庫空氣污染物及治理方法研究

郭 鑫 鄒惠芬

沈陽建筑大學市政與環(huán)境工程學院（110168）

1 地下車庫污染物種類及危害

地下車庫的建設(shè)對工程施工設(shè)計文案提出了新的挑戰(zhàn)。地下車庫的特殊構(gòu)造使汽車排放及其他的有污染有害物質(zhì)難以排出。汽車、建材及施工過程排放的有害物質(zhì)有一氧化碳（CO），碳氫化合物（HC），氮氧化合物（NOx），揮發(fā)性有機物（VOC）、甲醛、其它微小顆粒及由于封閉室外水汽及建筑本身圍護結(jié)構(gòu)滲水導(dǎo)致水汽過多相對濕度過大等[1]。以上有害物質(zhì)超出許可的標準將對人體健康造成嚴重威脅，由此可見地下車庫有良好的通風環(huán)境至關(guān)重要。

CO對人體健康的危害較大。當CO濃度在空氣中的比例小范圍增多可導(dǎo)致工作能力及學習效率下降；處于低濃度CO的空間內(nèi)時間過長，會對身體的神經(jīng)及心腦血管系統(tǒng)造成不同程度的損害。NOx聚集成霧能見度降低，對人的口鼻及視力造成刺激，在低濃度的NOx空間長時間會損害細支氣管的細毛上皮細胞和肺部細胞，可引發(fā)肺氣腫癥狀。裝修材料是造成室內(nèi)甲醛污染的主因。甲醛主要對呼吸系統(tǒng)造成傷害，有致癌及致畸作用[2]。VOC是大量室內(nèi)污染物的統(tǒng)稱，對中樞神經(jīng)系統(tǒng)有造成抑制作用，同時也刺激眼睛、皮膚和呼吸系統(tǒng)。當濃度較高時，可對肝臟和腎臟造成損害。在大量產(chǎn)生VOC的空間并且房間內(nèi)通風效果較差的情況下，會引發(fā)急性中毒，輕者會發(fā)生頭暈惡心嘔吐，重者有可能發(fā)生生命危險。微小顆粒吸入后部分滯留在鼻黏膜及咽部極少數(shù)進入肺部。據(jù)研究，鼻腔能過濾掉3成到5成的顆粒物。但若長期吸入含有該類顆粒物的空氣會導(dǎo)致鼻黏膜持續(xù)亢進引發(fā)肥大性鼻炎。進而引起咽炎、喉炎、氣管炎等。地下空間濕度過大會縮小地下建筑中的各類設(shè)備的使用壽命，管道表面結(jié)露、地面積水，給人員帶來安全隱患，在此類環(huán)境下人員也會有悶熱感，細菌及微生物滋生量增大，使得地下空間衛(wèi)生條件惡化[3]。

2 地下車庫的污染物來源

從目前的調(diào)查分析來看，以下幾方面是造成室內(nèi)空氣污染及溫濕度過大的主要原因:裝修及建筑材料產(chǎn)生的污染，室外及建筑本身產(chǎn)生污染物的污染，汽車燃燒產(chǎn)生的污染物物排放進室內(nèi)產(chǎn)生的污染。

2.1 裝建材料的污染

甲醛主要來源于板材，用于室內(nèi)的膠合板、中密度纖維板、等人造板材，其次是使用人造板材或含甲醛的油漆涂料。以甲醛為重要組成成分的服醛樹脂膠多數(shù)包含在各類裝修材料中，是甲醛污染原因的主要來源。苯系物中含有苯、甲苯、二甲苯等，室內(nèi)裝飾過程中甲苯、二甲苯一般以溶劑或稀釋劑存在于油漆、防水材料中?？倱]發(fā)性有機物（TVOC）包括酮、醚、胺、酸和石油烴化合物，TVOC易揮發(fā)性，涂料、隔熱材料、等材料是其主要來源。氨污染大部分源自建筑施工中所用混凝土添加劑，在北方地區(qū)更常見，為了在冬季施工減小凍裂風險，同時大大增加了凝固速度，將早強劑及高堿混泥土膨脹劑使用其中,胺類物質(zhì)大量含在其中[4]。

2.2 汽車尾氣燃燒產(chǎn)物

汽車產(chǎn)生污染物主要是由于汽車發(fā)動機燃燒不均勻產(chǎn)生的。在幾種汽車產(chǎn)生的各類污染物中（CO）數(shù)量最多，其對人體健康威脅較大，CO的產(chǎn)生主要是汽車在剛啟動行駛（≤5 km/h）和低溫啟動過程中。因而，CO濃度常被作為計算地下停車庫的通風量的依據(jù)。氮氧化物（NOx）的種類及數(shù)量同樣很多，其中NO對大氣的污染最嚴重，NO是在燃燒室內(nèi)高溫條件下生成的。污染物中NOx主要來源于汽油機。碳氫化合物（HC）的排放有以下三種,對一般汽車來說，碳氫化合物來自內(nèi)燃機廢氣排放、自曲軸箱的泄漏、自燃料系統(tǒng)的蒸發(fā)[5]。汽車產(chǎn)生污染物的因素有如下幾類:第一類是運行狀態(tài)，汽車尾氣中污染物排放主要是在剛啟動行駛階段（≤5 km/h）和低溫啟動階段；第二類是汽車車型，汽車行駛狀態(tài)不同時，排放污染物的差異也較大，差異類型汽車消耗的油量不同，產(chǎn)生污染物量差別較大；第三環(huán)境溫度，我國地下車庫大多不考慮添加供暖設(shè)備，使得車庫內(nèi)溫度波動范圍較大，研究表明汽車在剛啟動行駛（≤5 km/h）和低溫啟動過程中產(chǎn)生的污染物為的總量的70%~80%，低溫啟動時的污染物排放量遠大于剛啟動行駛時的排放量。在不同溫度時，汽車的污染物排放量差別很大；第四類是運行時間，車輛進出地下車庫的運行時間取決于兩個因素，即地下車庫的大小和車輛進出地下車庫的頻率；第五類是工作頻率，工作頻率的含義是每小時進出地下車庫的車輛數(shù)與停車位數(shù)的比值，車輛工作頻率也是地下車庫污染負荷的重要因素之一，當車輛進出頻率增加時，污染物數(shù)量增加通風量也相應(yīng)增大。

2.3 室外及建筑本身產(chǎn)生的污染

地下車庫由室外進入室內(nèi)的各類污染物及顆粒占比極小，且建筑本身為圍護結(jié)構(gòu)及內(nèi)部人員設(shè)備污染物釋放量遠低于建材產(chǎn)生的量，所以室外及建筑本身造成的污染為由外進入地下室內(nèi)的水分，導(dǎo)致地下車庫濕負荷增加。地下車庫濕負荷可分為幾個方面：第一類是構(gòu)造物表面散濕，與地質(zhì)、巖石完整性、地下水、側(cè)向水壓力有關(guān)，圍護結(jié)構(gòu)的型式，圍護結(jié)構(gòu)表面散濕與結(jié)構(gòu)形式有較大關(guān)系，圍護結(jié)構(gòu)材料滲透系數(shù)越小，散濕量就越小，結(jié)構(gòu)越厚，散濕量亦越小，還與防水層的作法等有關(guān)系，室內(nèi)空氣參數(shù)，室內(nèi)氣溫高含濕量大時，相對濕度大，空氣自身水蒸氣分壓力增大時，圍護結(jié)構(gòu)散濕量相應(yīng)變低，當室內(nèi)氣溫高，含濕量小時，相對濕度小，則空氣自身水蒸氣分壓力變??；第二類是人體散濕，人體散濕量與建筑內(nèi)人員數(shù)量多少及人員工作狀態(tài)有關(guān)，還與建筑的大小有一定關(guān)系；第三類積水(潮濕)地面散濕，建筑內(nèi)部是否存在敞開水面、地面是否有存水及地下建筑集水坑散濕；第四類是室外引入的熱風增加的濕量，由于室內(nèi)外溫差較大，空氣所能容納的水蒸氣量不同，導(dǎo)致室外相對濕度較低空氣進入地下建筑后相對濕度急劇上升，部分甚至結(jié)露析出，使室內(nèi)濕度增加。

3 各類污染物解決辦法

3.1 建筑材料污染的解決辦法

建筑材料污染應(yīng)從源頭上加以控制，防治應(yīng)針對裝修工程中的主要污染源，盡可能減少對人體的危害。從板材的選擇上應(yīng)避免使用高膠含量的復(fù)合板最好使用原材料加工的板材，此類板材甲醛及TVOC含量小，環(huán)保耐用，降低了苯系物的污染。在涂料油漆的選擇上最好選擇水性涂料應(yīng)減少溶劑型涂料。油漆盡量選擇用有綠色標志的無毒油漆，重點關(guān)注苯系物和甲醛的釋放量在一定期限內(nèi)是否滿足國家規(guī)定的安全標準。施工中混凝土添加劑的使用應(yīng)注意使用量的大小，以及施工時間，盡量減少冬季施工。

3.2 汽車產(chǎn)生污染物的解決辦法

由于汽車產(chǎn)生污染物數(shù)量明顯增多，為解決此類問題地下車庫的通風形式也發(fā)生了轉(zhuǎn)變，由此前的風管通風方式發(fā)展為無風管道誘導(dǎo)通風、利用熱壓的地下車庫自然通風以及機械與自然通風相融合的多種通風形式。同時規(guī)范中規(guī)定應(yīng)按排風量不小于6次/h，送風量不小于5次/h計算通風量。實際應(yīng)對于不同的地下結(jié)構(gòu)位置和汽車容納數(shù)量及出入數(shù)量進行多元化的通風換氣次數(shù)設(shè)計，根據(jù)污染物實際排放量來進行通風量的確定，避免由于通風量的不準確和能源的浪費。根據(jù)《采暖通風與空調(diào)設(shè)計規(guī)范》規(guī)定:地下車庫內(nèi)風管布置方式為上部和下部均布置風口，且宜上部排出1/3的風量，下部排出2/3的風量,新風口宜設(shè)置在主要通道上。但實際運行中，車輛的數(shù)量是不斷變化的，污染物量也是隨著不斷變化的，所以用此種通風方式能耗過大效果不佳。因此以下幾種通風方式較為合理:①定風量控制技術(shù)，即根據(jù)室內(nèi)污染物的量對通風量進行計算，得出最大通風量，采用最大通風量來控制汽車產(chǎn)生污染物。②間歇性控制技術(shù)，根據(jù)出入車庫車輛數(shù)量在不同時間段來控制風機的開閉。③雙檔位風機控制技術(shù)，依據(jù)汽車出入車庫的多少，切換風機的檔位[6]。④變頻控制技術(shù)，是根據(jù)車庫中CO量變化的特點在風機中加入感應(yīng)系統(tǒng)來調(diào)整風機擋位，看其是否滿足污染物控制標準。

3.3 室外及建筑本身產(chǎn)生濕度污染的解決方法

由于地下車庫較為封閉，且外界溫濕度對地下車庫影響較小。室外含濕量較大的空氣及內(nèi)結(jié)構(gòu)滲入水分進入地下后使地下車庫相對濕度增加。我國工程建設(shè)標準及各類規(guī)范未對濕度有明確要求，通風系統(tǒng)大多為室內(nèi)送入室外新風變相增加了地下車庫的濕負荷。所以有效的除去室內(nèi)相對濕度的方法為增設(shè)除濕設(shè)備。對室內(nèi)余濕量進行計算后確定除濕機數(shù)量，散濕量較大的部位應(yīng)布置功率效果較好的除濕設(shè)備，應(yīng)根據(jù)除濕設(shè)備的工況如送風量，送風溫度、速度來放置除濕機。應(yīng)避免將除濕設(shè)備放置于有遮擋的部位影響除濕效果，除濕設(shè)備應(yīng)交叉放置消除除濕盲區(qū)。根據(jù)上述布置方式可合理的消除室內(nèi)余濕且減少能源及設(shè)備費用消耗。