طراحی تهویه پارکینگ های بسته و زیرزمین

برای اینکه یک سامانه تهویه مناسب برای پارکینگ های بسته و زیر زمینی طراحی شود لازم است که ابتدا نرخ تهویه مناسب تعیین شود. برای تعیین نرخ تهویه کافی برای پارکینگ ها دو عامل را باید در نظر گرفت. : تعداد خودرو هایی که کار می کنند و مقدار ذرات منتشر شده از اتومبیل در هوا.

در این مقاله با در نظر گرفتن عواملی مختلفی که در تهویه پارکینگ های زیر زمینی موثر هستند ضمن بررسی این عوامل ، یک روش طراحی برای تعیین نرخ تهویه مناسب ارئه شده است. همپنین نشان داده است که نرخ تهویه واقعی استفاده شده در پارکینگ های بسته به صورت قابل توجهی پایین تر از نرخ های پیش نهادی توسط استانداردها است.  استفاده از نرخ تهویه به دست آمده از این روش موجب کاهش ظرفیت سامانه تهویه و به تبع آن کاهش هزینه های اولیه سامانه خواهد شد.

مقدمه

پارکینگ های اتومبیل ممکن است کاملا بسته باشد یا بخشی از آن ها باز باشد. پارکینگ هایی که بخشی از آنها باز باشد معمولا روی سطح زمین قرار دارند و اطرافشان باز است، نیازی به تهویه مکانیکی ندارند. از طرف دیگر پارکینگهای زیرزمینی معمولا کاملا بسته و نیازمند به تهویه مکانیکی هستند. در واقع در نبود تهویه در تاسیسات پارکینگ های بسته، کیفیت هوای داخل دچار مشکلات زیادی میشود. جدی ترین مشکل، افزایش سطح مونوکسید کربنی است که توسط خودرو ها تولید میشود. خطرات دیگر مربوط به پارکینگ های بسته عبارتند از دود بنزین و گازئیل و ترکیباتی دیگر چون اکسیدهای نیتروژن و دود موتورهای دیزلی. لذا نیاز نیست که تهویه مناسبی برای پارکینگ های زیر زمینی صورت گیرد.

تعیین نرخ تهویه

برای مشخص کردن نرخ تهویه کافی برای پارکینگها، دو عامل به طور کامل باید در نظر گرفته شوند. تعداد اتومبیل های که  روشن می باشند و مقدار پخش آیالنده ها توسط این خودرو ها.

تعداد اتومبیل های روشن بستگی به نوع ساختمان دارد که پارکینگ مورد نظر به آن سرویس می دهد و ممکن است از ۳% کل خودرو ها در فروشگاه ها تا ۲۰% کل خودرو ها در استادیوم ورزشی تغییر کند . انتشار CO به خصوصیات مجزای هر خودرو بستگی دارد وتابع عامل های مثل عمر ماشین ،قدرت موتور و سطح تعمیر و نگه داری ماشین است.

استاندارد ANSI/ASHRAE62-1989  با عنوان ((تهویه جهت کیفیت قابل قبول هوای داخل)) نرخ ثابت را برای پارکینگ های بسته ۷.۶۲ ۱/S.M۲ (۱.۵CFM/FT۲) از مساحت ناخالص کف تعیین کرده است. بنابر این جریان تهویه در حدود ۲۵/۱۱ تعویض هوا در ساعت (ACH) برای پارکینگی با (۸FT) 2/5M ارتفاع سقف مورد نیاز است . با این وجود بعضی از دستور العمل های قانونی نرخ تعویض هوا  را ۴ تا ۶ تعویض هوا در ساعت معین کرده اند{۱،۲،۳،۴}.

جت فن پارکینگ
جت فن پارکینگ

کنترل گازهای خطرناک

علاوه بر این در مواقعی که مقدار تهویه بر اساس کنترل منوکسید کربن انجام می شود بعضی دستورالعمل ها برای کاهش توان مصرفی دمنده ها اجازه می دهند نرخ تهویه تغییر کند یا کاهش یابد. بدین صورت که توسط یک سامانه پایش که به صورت شبکه با تجهیزات مکانیکی با خروجی در ارتباط باشد تا بتوانیم بطور پیوسته CO راکنترل کنیم و توسط این سامانه هشدار دهنده تمرکز آن را هدایت کنیم.

سطح قابل قبول غلظت آلاینده ها به طور قابل توجه از یک مجموعه قوانین به مجموعه دیگر تغییر می کند . یک اجماع نظر در مورد سطح قابل قبول آلودگی برای پارکینگ های بسته مورد نیاز است .

متاسفانه استاندارد ۶۲-۱۹۸۹ بحث کنترل تهویه به وسیله پایش آلودگی برای گاراژ های بسته مورد توجه قرار نداده است . بنابراین در این مقاله به این موضوع به صورت گسترده تری پرداخته می شود{۱،۲،۳،۴}

مقررات تهویه

جدول ۱ خلاصه ای از کد های موجود و استاندارد ها را برای تهویه پارکینگ های بسته در آمریکا و چند کشور دیگر را نشان می دهد . همان طوری که در جدول ۱ نشان داده شده است ، محدوده قرار داشتن در معرض CO  بین مقررات موجود در آمریکا و سایر کشور ها یکسان نیست . با این حال دستورالعمل ها میزانی برای خطر قرار گرفتن در معرض CO را در پارکینگ معرفی می کنند . محدودیت ۲۵PPM برای در معرض CO قرار گرفتن در دراز مدت تقریبا بین کدها و استاندارد های جدول شماره۱ مشترک است. نرخ تهویه مورد نیاز پیشنهادی توسط ASHARE و سایر کدها مستقل از مشخصات پارکینگ است و پارامترهای مختلفی را که ممکن است بر روی کیفیت هوا ی داخلی تاثیر بگذارند . مثل نرخ تولید و انتشار سطح قابل قبول آلاینده را در نظر نمی گیرد.

یک روش طراحی جدید نیاز است که نرخ تهویه مورد نیاز برای محدوده گسترده از پارکینگ ها را تعیین کند . این روش طراحی باید انعطاف پذیر باشد و نه تنها با محدودیت های قرار گرفتن در معرض CO  که به وسیله استاندارد ها تعریف می شوند تطابق داشته باشد ، بلکه با تغییرات میزان انتشار آلاینده ها از موتور وسایل نقلیه مطابقت کند.

نتیجه مطالعات تحقیقاتی

در این مقاله از نتایج یک آزمایش که در آمریکا انجام شده است برای بررسی و به دست آوردن روش طراحی استفاده شده است . حوزه اندازه گیری برای مشخصات ۷ پارکینگ امتحان شده است . مقادیر تعویض هوا با استفاده از تکنیک گاز رد یاب اندازه گیری شده اند . ابتدا گاز ردیاب (SF 6) مستقیما یا از میان دمنده های تغذیه به داخل ساختمان تزیق میشود . سپس غلظت گاز رسام با استفاده  از دستگاه پر تابل کروماتوگراف گازی جاذب الکترون پایش و اندازه گیری شده است

جدول ۲ تعدادی از نتایج گرفته شده در خلال آزمایش برای ۷ پارکینگ گفته شده را خلاصه کرده است . مقادیر ACH، بیانگر نرخ تعویض هوا در ساختمان است که با استفاده از تکنولوژی گاز رد یاب  اندازه گیری شده است و مقادیر L/S.M2(CFM/FT۲) نرخ تهویه کل را معرفی می کند.

در جدول ۲ ،MAX و متوسط تمرکز CO اندازه گیری شده در طول روز برای توصیف کیفیت هوای داخل پارکینگ های آزمایش شده آمده است. همانطور که در جدول ۲ نشان داده شده  است . نرخ های تهویه همه موارد زیر ((۱.۵CFM/FT۲)۷.۶۲(L/S.M۲) است که توسط استاندارد ۱۹۸۹-۶۲ پیشنهاد داده شده است ولی سطح CO در تمام پارکینگ ها هرگز از ۳۵PPM تجاوز نمی کند .

تنها پارکینگی که نرخ تهویه آن نزدیک به (۱.۵CFM/FT۲)۷.۶۲(L/S.M۲) است ، گاراژ E  است که به یک مرکز خرید بزرگ در طول روز بسیار مورد استفاده قرار می گیرد ، سرویس می دهد.

توجه شود که همه پارکینگ ها بجز پارکینگ B به طور پیوسته تهویه می شوند . در پارکینگ B از سنسور های CO  برای کنترل عمل فن ها تغزیه می شود .

از مطالعاتی که انجام شد نتایج زیر به دست آمد: 

مقدار آلاینده ها در تمام پارکینگ های بسته ای که مورد بررسی قرارگرفته اند ، کمتر از مقداری بود که در سخت گیرانه ترین مقررات ،مجاز شناخته شده بود (به عبارت دیگر غلظت منواکسیدکربن در طول ۸ ساعت اندازه گیری کمتر از ۲۵ppm بود).

  • نرخ تهویه واقعی که برای پارکینگ های مورد بررسی انجام می گرفت بسیار کمتر از پیشنهادی بود که توسط استاندارد ۱۹۸۹-۶۲ داده شده است (۱.۵CFM/FT۲)۷.۶۲(L/S.M۲).
  • در هر نقطه که کنترل میزان تهویه بطور خودکار متناسب با نیاز انجام گرفته بود کیفیت هوای داخل در حد قابل قبولی بود.
  • عامل های مهمی که بر کارایی سامانه تهویه در برقراری سطح co (یا NOx) قابل قبول در پارکینگ های بسته تاثیر می گذارند عبارتند ازمکان دمنده های تغذیه و تخلیه، الگوی کشش ترافیک و تردد خودروها، تعداد ماشین های در حال حرکت و مدت زمانی که هر خودرو در پارکینگ حرکت می کند.

هر طراحی کاربردی برای معین کردن تهویه مورد نیاز برای پارکینگ های بسته باید در برابر این عامل ها مسئول باشد.

از نتایج مطالعه شده واضح است که نرخ جریان تهویه تعیین شده در استاندارد ۱۹۸۹-۶۲ برای پارکینگ های بسته منسوخ شده است.

برای اینکه غلظت آلاینده ها در پارکینگ ها که توسط مراجع ذی صلاح بهداشتی تعیین شده در حد قابل قبولی باشد. لازم است که دستوالعمل های طراحی جدیدی تهیه شود تا میزان انرژی مصرفی دمنده نیز بیش از حد نباشد . این دستورالعمل باید تغییرات عواملی مانند الگوی تردد خودروها مدت زمان حرکت خودرو ها در پارکینگ و تعداد خودرو های در حال تردد را به حساب اورد.{۱,۲,۳,۴}

 روش طراحی

بر اساس نتایج چندین انالیز پارامتر یک و مطالب گفته شده یک روش طراحی ساده برای تعیین نرخ جریان تهویه مورد نیاز برای بر قراری یک سطح قابل قبول co  در داخل پارکینگ ها را ارائه می کنیم. نرخ تهویه برای پارکینگ ها ی بسته در دو قالب می تواند بیان شود .

یکی نرخ جریان بر واحد سطح (cfm/ft۲ or L/s.m۲) و دیگری حجم هوای تعویض شده در واحد زمان (ach)  . نرخ تهویه طراحی شده مورد نیاز برای پارکینگ های بسته به چهار عامل زیر وابسته است:

  • سطح الودگی قابل قبول در داخل پارکینگ
  • تعداد خودرو های روشن در بد ترین حالت (اوج)
  • مسافت و زمانی که خودروها بعد از ورود و تا زمان خروج در پارکینگ روشن می مانند.
  • نرخ آلاینده هایی که تحت شرایط متفاوت از خودرو های معمولی صادر می شود .

برای تعیین درست نرخ طراحی تهویه برای پارکینگهای بسته اطلاعات و داده هایی برای این عامل ها باید موجود باشند .

روش طراحی ساده برای تعیین نرخ تهویه مورد نیاز برای پارکینگ های بسته

رویه کلی برای روش طراحی

روش زیر را برای معین کردن نرخ تهویه طراحی مورد نیاز برای پارکینگ های بسته می توان دنبال کرد:

مرحله ۱ :

اطلاعات زیر را جمع اوری کنید :

۱-تعداد خودرو های روشن در ساعت اوج استفاده N برای تخمین مقدار (NITE trip generation hand book) منبع خوبی است.

۲-متوسط نرخ co خروجی برای یک خودرو معمولی در ساعت ER  gr/hr.

نرخ انتشار co برای خودرو به چند عامل مثل مشخصات وسیله نقلیه ، انواع سوخت ، شرایط عملکرد وسیله نقلیه و شرایط محیطی بستگی دارد . اطلاعات حاضر شده در ASHAREHandbook که در جدول ۳ خلاصه شده است ، می تواند برای تخمین نرخ انتشار co برای یک خودروی معمولی استفاده شود .

به طور کلی استارت گرم در جایی که ماشین ها برای مدت کوتاهی پارک شده اند معمول است ، مثل مراکز خرید. ولی استارت سرد برای جایی که ماشین ها برای یک مدت طولانی پارک شده اند ، مثل ساختمان های اداری معمول است .

۳- متوسط مسافت طی شده و زمان تردد برای یک خودروی معمولی (ثانیه) T

هند بوک ASHARE مدت زمان ورودی خروجی را برای وسایل نقلیه ارائه می کند. ممکن است برای بدترین حالت مقادیر بالاتری استفاده شود مثلا در طی ساعات شلوغی یا حوادث خاص.

۴ – سطح و تمرکز قابل قبول co در داخل پارکینگ ها (co max ppm)

۵ – مساحت کل کف پارکینگ m۲

مرحله ۲:

  • برای معین کردن بالاترین نرخ تولیدی gr/h.m۲ ,gr/hr.ft۲  GR

پارکینگ ها در واحد مساحت کف از معادله ۱ استفاده می کنیم

معادله۱      f=GR/GR0 *100

  • نرمالیزه کردن مقدار نرخ تولیدی با استفاده از مقدار مرجع GRO=۲.۴۰ gr/hr.ft۲ یا GRO=۲۶.۸ gr/hr.m۲ این مقدار با استفاده از بد ترین شرایط انتشار و خروج (انتشار و خروج در فصل زمستان ) برای پارکینگ های واقعی بسته در نظر گرفته شده است .

معادله ۲             GR=N*ER/A

مرحله ۳:

مقدار نرخ  تهویه مورد نیاز در واحد مساحت کف(cfm/ft۲ or L/s.m۲)  را به وسیله معادله ۳ معین کنید.  ارتباط موجود به وسیله معادله ۳ بهMAX سطح قابل قبول انباشت CO (COMAX) بستگی دارد.

(معادله ۳ )                       CFD= L/s.m۲

متوسط زمان حرکت ماشین ها در داخل پارکینگ بر حسب ثانیه است .

خلاصه و نتیجه گیری

در این مقاله روش طراحی جدیدی برای تعیین حداقل نرخ تهویه مورد نیاز برای پارکینگ های بسته بیان شد . روش طراحی جدید قابل انعطاف است و می تواند جوابگوی چندین عامل زیر در داخل پارکینگ ها باشد: عامل ها شامل: max سطح قابل قبول co ، تعداد ماشیین های در حال حرکت، متوسط انتشار co،متوسط زمان حرکت در داخل پارکینگ ها .

مطالعاتی که انجام شده و نتایجی که در مکان های مختلف U.C نشان داد که نرخ تهویه واقعی استفاده شده در پارکینگ های بسته  به صورت قابل توجهی پایین تر از نرخ های پیشنهادی توسط استاندارد (۶۲-۱۹۸۹) یعنی ۱.۵cfmft۲,۷.۶۲ L/s.m۲ است. با کاهش پیوسته در نرخ انتشار آلودگی وسایل نقلیه موتوری ، انتظار می رود که نرخ تهویه مورد نیاز برای پارکینگ های بسته کاهش یابد . بنابراین هزینه اولیه سامانه تهویه مکانیکی می تواند کاهش یابد.

علاوه بر این استفاده از سامانه تهویه کنترل کننده آلودگی به طور قابل توجه در هزینه عملکرد سامانه تهویه پارکینگ صرفه جویی خواهد کرد.

به هر حال برای تعیین سطح max  قابل قبول آلودگی در داخل پارکینگ ها به خاطر دود خروجی ماشین ها، که گاز های بنزین و بخارات روغن است ، تحقیق بیشتری نیاز است.

جهت دریافت مشاوره رایگان با کارشناسان نیک فن تماس بگیرید.