我国机动车保有量已超过4.02亿辆,其中汽车3.07亿辆[1]。不断增加的汽车数量给城市交通带来严峻挑战,修建地下停车场成为目前有效的解决办法之一。地下停车场属于半封闭的空间,空气质量是人们关注的重点。车辆冷制动及怠速行驶产生的大量尾气是地下停车场污染物的主要来源,尾气主要由一氧化碳、二氧化碳、碳氢化合物和氮氧化合物等污染气体组成。除了汽车尾气,地下停车场还存在VOC、可吸入颗粒物等污染物[2]。Oh等[3]通过对某地下停车场可吸入颗粒物和总挥发性有机物的实测,确定停车场使用者的癌症风险。Zhang等[4]对3个地下停车场的VOC浓度、交通量、热环境参数进行实测,分析其相关性,并与停车场外的污染物浓度进行对比分析,结果表明室内VOC浓度略高于室外VOC浓度,且VOC浓度差异与交通量呈显著正相关。文章以桂林市某商业地下停车场为例,对VOC浓度、热环境参数、交通量等进行现场测量,确定VOC浓度的空间和时间分布特征以及与热环境、交通量之间的相关性,更全面地了解地下停车场空气污染物的特征,为通风系统的设计优化提供参考。1商业地下停车场测试方法1.1测试对象选择桂林市某商业建筑地下停车场作为研究对象,停车场附近有各类商铺及居民住宅,且周围没有工厂等污染物排放地,空气品质较好。地下停车场面积较大,考虑现有的仪器设备及人员安排,此次研究仅测试该地下停车场的一个防火分区,建筑尺寸为100.0 m×54.0 m×3.5 m,共计110个停车位。地下停车场设置有机械通风系统,考虑运行成本及能耗等原因,该地下停车场的机械系统几乎不运行,因此测试期间该地下停车场处于自然通风状态。1.2测试内容1.2.1测试参数测试时间为2022年7月9—10日,为两个休息日。测试时段为8:00~20:00,共计12 h。测试期间停车场的机械通风系统一直处于关闭状态,测试参数包括热环境参数(温度、湿度、风速)、污染物浓度(VOC浓度)、交通量。1.2.2测试方案(1)热环境参数测试。在测试区域的10个测点分别放置10个三脚架,在三脚架1.5 m处放置一个HOBO温度/相对湿度数据记录仪,得到测试区域内10处不同位置的温湿度数据。使用Swema3000风速仪测试各测点1.5 m高度的风速,并记录数据。(2)污染物浓度测试。在测试期间使用综合空气质量检测仪每间隔1 h记录10个测点1.5 m高度的VOC浓度。(3)交通量测试。通过人工计数法,统计每小时进出测试区域的车辆数(不计算新能源汽车)。2测试结果分析2.1车辆运行规律对测量结果的数值范围进行分析,得到交通量的分布概况。该停车场休息日交通量最大为118辆,最小为6辆,平均值为80辆。通过分析可以得知该停车场休息日存在10:00~13:00和16:00~19:00两个高峰时段。地下停车场交通量如图1所示。10.19301/j.cnki.zncs.2023.09.011.F001图1地下停车场交通量2.2地下停车场热环境分析2.2.1地下停车场温度变化各测点温度变化如图2所示。10.19301/j.cnki.zncs.2023.09.011.F002图2各测点温度变化地下停车场最高温度约29 ℃,最低温度约26 ℃。各测点的温度相差不大,说明地下停车场的温度水平分布不存在明显差异。从8:00开始温度逐渐上升,13:00之后温度变化相对稳定,15:00开始温度开始小范围上升,18:00之后温度基本稳定。2.2.2地下停车场湿度变化空气湿度的变化会影响汽车尾气中污染气体的排放[5]。为研究地下停车场相对湿度的变化情况,对地下停车场内布置的测点及室外的相对湿度进行测试,并绘制成点线图。各测点湿度变化如图3所示。10.19301/j.cnki.zncs.2023.09.011.F003图3各测点湿度变化由图3可知,相对室外相对湿度,地下停车场内相对湿度变化趋势较稳定。休息日地下停车场相对湿度的变化呈现出先下降后趋于稳定的趋势。2.2.3地下停车场风速变化地下停车场各测点风速变化如图4所示。图4地下停车场各测点风速变化10.19301/j.cnki.zncs.2023.09.011.F4a1(a)测点1~510.19301/j.cnki.zncs.2023.09.011.F4a2(b)测点6~10由图4可知,最高风速为0.198 m/s,最低风速为0.016 m/s。测试期间该地下停车场的机械通风系统处于关闭状态,室内的风速依靠自然风,自然风通常为随机分布,所以地下停车场内的风速为无序变化。通过观察测试期间地下停车场各点的风速变化,可以看出风速变化并没有明显的规律性。2.2.4地下停车场污染物浓度变化地下停车场污染物主要来自车辆尾气的排放,但由于和室外通风换气,室外污染物的浓度也会对停车场的污染物产生一定影响,因此对该地下停车场室外的VOC浓度进行测试。各测点VOC浓度变化如图5所示。10.19301/j.cnki.zncs.2023.09.011.F005图5各测点VOC浓度变化在测试期间内,室外VOC浓度没有明显差异,且停车场内污染物的浓度明显高于室外污染物浓度。休息日VOC浓度最高为0.615 mg/m3,需要对地下停车场的空气质量进行优化。3污染物与影响因素相关性分析3.1交通量与污染物的相关性分析通过统计地下停车场的交通量,研究运行的汽车数量对停车场污染物浓度的影响。短时间内交通量的变化更能够体现污染物浓度的变化,因此将停车场每时段的交通量与污染物浓度进行相关性分析,VOC浓度与交通量相关性分析如图6所示。10.19301/j.cnki.zncs.2023.09.011.F006图6VOC浓度与交通量相关性分析随着车辆的增加,污染物的浓度逐渐上升。VOC浓度与交通量的相关系数为0.792,说明VOC浓度与交通量的相关性较强。3.2热环境与污染物的相关性分析为研究地下停车场热环境与污染物浓度的相关性,针对地下停车场测得的VOC浓度数据和温湿度数据进行相关性分析。VOC浓度与温度相关系数0.850,表明VOC浓度与温度的相关性较强。此外,对VOC浓度与温度进行显著性分析发现,VOC浓度与温度之间的相关性为极显著(P0.01),因此VOC浓度与温度呈显著正相关;VOC浓度与相对湿度相关系数为-0.890,且VOC浓度与相对湿度之间的相关性为极显著(P0.01)。因此,VOC浓度与相对湿度为显著负相关。4优化措施出入口坡道优化。降低停车场出入口坡道的次数,减少汽车油耗,进而减少汽车尾气排放。安置智能污染物监控设备。在地下停车场安装智能监控设备,当室内污染物超标时,开启机械排风系统,降低室内污染物浓度。5结语采用现场测量法对桂林某商业地下停车场的VOC浓度、热环境参数、交通量进行测试。结果表明,通过Pearson相关性分析,VOC浓度与温度为显著正相关;VOC浓度与相对湿度为显著负相关。该地下停车场在自然通风的情况下不能保证其室内环境处于良好的水平,需要采取相应的通风措施,降低停车场内空气污染物的浓度。
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