郭 鑫 鄒惠芬
沈陽(yáng)建筑大學(xué)市政與環(huán)境工程學(xué)院(110168)
地下車庫(kù)的建設(shè)對(duì)工程施工設(shè)計(jì)文案提出了新的挑戰(zhàn)。地下車庫(kù)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(guò)程排放的有害物質(zhì)有一氧化碳(CO),碳?xì)浠衔铮℉C),氮氧化合物(NOx),揮發(fā)性有機(jī)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(hù)結(jié)構(gòu)滲水導(dǎo)致水汽過(guò)多相對(duì)濕度過(guò)大等[1]。以上有害物質(zhì)超出許可的標(biāo)準(zhǔn)將對(duì)人體健康造成嚴(yán)重威脅,由此可見(jiàn)地下車庫(kù)有良好的通風(fēng)環(huán)境至關(guān)重要。
CO對(duì)人體健康的危害較大。當(dāng)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(xué)習(xí)效率下降;處于低濃度CO的空間內(nèi)時(shí)間過(guò)長(zhǎng),會(huì)對(duì)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(jiàn)度降低,對(duì)人的口鼻及視力造成刺激,在低濃度的NOx空間長(zhǎng)時(shí)間會(huì)損害細(xì)支氣管的細(xì)毛上皮細(xì)胞和肺部細(xì)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(duì)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(duì)中樞神經(jīng)系統(tǒng)有造成抑制作用,同時(shí)也刺激眼睛、皮膚和呼吸系統(tǒng)。當(dāng)濃度較高時(shí),可對(duì)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(fēng)效果較差的情況下,會(huì)引發(fā)急性中毒,輕者會(huì)發(fā)生頭暈惡心嘔吐,重者有可能發(fā)生生命危險(xiǎn)。微小顆粒吸入后部分滯留在鼻黏膜及咽部極少數(shù)進(jìn)入肺部。據(jù)研究,鼻腔能過(guò)濾掉3成到5成的顆粒物。但若長(zhǎng)期吸入含有該類顆粒物的空氣會(huì)導(dǎo)致鼻黏膜持續(xù)亢進(jìn)引發(fā)肥大性鼻炎。進(jìn)而引起咽炎、喉炎、氣管炎等。地下空間濕度過(guò)大會(huì)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(lái)安全隱患,在此類環(huán)境下人員也會(huì)有悶熱感,細(xì)菌及微生物滋生量增大,使得地下空間衛(wèi)生條件惡化[3]。
從目前的調(diào)查分析來(lái)看,以下幾方面是造成室內(nèi)空氣污染及溫濕度過(guò)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(jìn)室內(nèi)產(chǎn)生的污染。
甲醛主要來(lái)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(shù)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(lái)源。苯系物中含有苯、甲苯、二甲苯等,室內(nèi)裝飾過(guò)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(jī)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(lái)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(jiàn),為了在冬季施工減小凍裂風(fēng)險(xiǎn),同時(shí)大大增加了凝固速度,將早強(qiáng)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]。
汽車產(chǎn)生污染物主要是由于汽車發(fā)動(dòng)機(jī)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(duì)人體健康威脅較大,CO的產(chǎn)生主要是汽車在剛啟動(dòng)行駛(≤5 km/h)和低溫啟動(dòng)過(guò)程中。因而,CO濃度常被作為計(jì)算地下停車庫(kù)的通風(fēng)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(duì)大氣的污染最嚴(yán)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(lái)源于汽油機(jī)。碳?xì)浠衔铮℉C)的排放有以下三種,對(duì)一般汽車來(lái)說(shuō),碳?xì)浠衔飦?lái)自內(nèi)燃機(jī)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(yùn)行狀態(tài),汽車尾氣中污染物排放主要是在剛啟動(dòng)行駛階段(≤5 km/h)和低溫啟動(dòng)階段;第二類是汽車車型,汽車行駛狀態(tài)不同時(shí),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(guó)地下車庫(kù)大多不考慮添加供暖設(shè)備,使得車庫(kù)內(nèi)溫度波動(dòng)范圍較大,研究表明汽車在剛啟動(dòng)行駛(≤5 km/h)和低溫啟動(dòng)過(guò)程中產(chǎn)生的污染物為的總量的70%~80%,低溫啟動(dòng)時(shí)的污染物排放量遠(yuǎn)大于剛啟動(dòng)行駛時(shí)的排放量。在不同溫度時(shí),汽車的污染物排放量差別很大;第四類是運(yùn)行時(shí)間,車輛進(jìn)出地下車庫(kù)的運(yùn)行時(shí)間取決于兩個(gè)因素,即地下車庫(kù)的大小和車輛進(jìn)出地下車庫(kù)的頻率;第五類是工作頻率,工作頻率的含義是每小時(shí)進(jìn)出地下車庫(kù)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(kù)污染負(fù)荷的重要因素之一,當(dāng)車輛進(jìn)出頻率增加時(shí),污染物數(shù)量增加通風(fēng)量也相應(yīng)增大。
地下車庫(kù)由室外進(jìn)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(hù)結(jié)構(gòu)及內(nèi)部人員設(shè)備污染物釋放量遠(yuǎn)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(jìn)入地下室內(nèi)的水分,導(dǎo)致地下車庫(kù)濕負(fù)荷增加。地下車庫(kù)濕負(fù)荷可分為幾個(gè)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(hù)結(jié)構(gòu)的型式,圍護(hù)結(jié)構(gòu)表面散濕與結(jié)構(gòu)形式有較大關(guān)系,圍護(hù)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(shí),相對(duì)濕度大,空氣自身水蒸氣分壓力增大時(shí),圍護(hù)結(jié)構(gòu)散濕量相應(yīng)變低,當(dāng)室內(nèi)氣溫高,含濕量小時(shí),相對(duì)濕度小,則空氣自身水蒸氣分壓力變?。坏诙愂侨梭w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(kāi)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(fēng)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(duì)濕度較低空氣進(jìn)入地下建筑后相對(duì)濕度急劇上升,部分甚至結(jié)露析出,使室內(nèi)濕度增加。
建筑材料污染應(yīng)從源頭上加以控制,防治應(yīng)針對(duì)裝修工程中的主要污染源,盡可能減少對(duì)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(biāo)志的無(wú)毒油漆,重點(diǎn)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(guó)家規(guī)定的安全標(biāo)準(zhǔn)。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(shí)間,盡量減少冬季施工。
由于汽車產(chǎn)生污染物數(shù)量明顯增多,為解決此類問(wèn)題地下車庫(kù)的通風(fēng)形式也發(fā)生了轉(zhuǎn)變,由此前的風(fēng)管通風(fēng)方式發(fā)展為無(wú)風(fēng)管道誘導(dǎo)通風(fēng)、利用熱壓的地下車庫(kù)自然通風(fēng)以及機(jī)械與自然通風(fēng)相融合的多種通風(fēng)形式。同時(shí)規(guī)范中規(guī)定應(yīng)按排風(fēng)量不小于6次/h,送風(fēng)量不小于5次/h計(jì)算通風(fēng)量。實(shí)際應(yīng)對(duì)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(jìn)行多元化的通風(fēng)換氣次數(shù)設(shè)計(jì),根據(jù)污染物實(shí)際排放量來(lái)進(jìn)行通風(fēng)量的確定,避免由于通風(fēng)量的不準(zhǔn)確和能源的浪費(fèi)。根據(jù)《采暖通風(fēng)與空調(diào)設(shè)計(jì)規(guī)范》規(guī)定:地下車庫(kù)內(nèi)風(fēng)管布置方式為上部和下部均布置風(fēng)口,且宜上部排出1/3的風(fēng)量,下部排出2/3的風(fēng)量,新風(fēng)口宜設(shè)置在主要通道上。但實(shí)際運(yùn)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(fēng)方式能耗過(guò)大效果不佳。因此以下幾種通風(fēng)方式較為合理:①定風(fēng)量控制技術(shù),即根據(jù)室內(nèi)污染物的量對(duì)通風(fēng)量進(jìn)行計(jì)算,得出最大通風(fēng)量,采用最大通風(fēng)量來(lái)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(kù)車輛數(shù)量在不同時(shí)間段來(lái)控制風(fēng)機(jī)的開(kāi)閉。③雙檔位風(fēng)機(jī)控制技術(shù),依據(jù)汽車出入車庫(kù)的多少,切換風(fēng)機(jī)的檔位[6]。④變頻控制技術(shù),是根據(jù)車庫(kù)中CO量變化的特點(diǎn)在風(fēng)機(jī)中加入感應(yīng)系統(tǒng)來(lái)調(diào)整風(fēng)機(jī)擋位,看其是否滿足污染物控制標(biāo)準(zhǔn)。
由于地下車庫(kù)較為封閉,且外界溫濕度對(duì)地下車庫(kù)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(jìn)入地下后使地下車庫(kù)相對(duì)濕度增加。我國(guó)工程建設(shè)標(biāo)準(zhǔn)及各類規(guī)范未對(duì)濕度有明確要求,通風(fēng)系統(tǒng)大多為室內(nèi)送入室外新風(fēng)變相增加了地下車庫(kù)的濕負(fù)荷。所以有效的除去室內(nèi)相對(duì)濕度的方法為增設(shè)除濕設(shè)備。對(duì)室內(nèi)余濕量進(jìn)行計(jì)算后確定除濕機(jī)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(fēng)量,送風(fēng)溫度、速度來(lái)放置除濕機(jī)。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(fèi)用消耗。