背景介紹
隨著我國(guó)經(jīng)濟(jì)社會(huì)的發(fā)展，汽車已進(jìn)入尋常百姓家庭，許多新建公共建筑和住宅小區(qū)地下車庫(kù)已經(jīng)成為房地產(chǎn)建設(shè)項(xiàng)目的必需配套設(shè)施。按相關(guān)規(guī)定地下車庫(kù)都應(yīng)設(shè)置送、排風(fēng)系統(tǒng)，以送入新鮮空氣排出地下車庫(kù)污染的空氣，但在一些建設(shè)時(shí)間較早的小區(qū)，地下停車庫(kù)根本沒有排風(fēng)設(shè)備，而在一些新建小區(qū)地下停車庫(kù)雖然有排風(fēng)系統(tǒng)，一般也存在開啟排風(fēng)系統(tǒng)通風(fēng)量不足或根本就不排風(fēng)的問題。它導(dǎo)致的直接后果是，汽車進(jìn)出車庫(kù)排放的尾氣不易排出，在地下停車庫(kù)內(nèi)大量聚集有毒有害氣體，車庫(kù)內(nèi)彌漫著嗆鼻的氣味，令人無法忍受。這一現(xiàn)象嚴(yán)重惡化了車庫(kù)內(nèi)的空氣質(zhì)量，小車司機(jī)及隨行人員成為直接的受害者。
一氧化碳是汽車尾氣的主要成分，一氧化碳在大氣中的存留時(shí)間很長(zhǎng)，一般可存留2～3年。因此，這是一種數(shù)量大、積累性強(qiáng)的大氣污染物。一氧化碳隨空氣進(jìn)入人體后，經(jīng)肺泡進(jìn)入血液循環(huán)，能與血液中紅細(xì)胞里的血紅蛋白、血液外的肌紅蛋白和含二價(jià)鐵的細(xì)胞呼吸酶等形成可逆性結(jié)合。高濃度一氧化碳可引起急性中毒，中毒者常出現(xiàn)脈弱，呼吸變慢等反應(yīng)，后衰竭致死。慢性一氧化碳中毒會(huì)出現(xiàn)頭痛、頭暈、記憶力降低等神經(jīng)衰弱癥狀。
而經(jīng)過調(diào)查及研究，關(guān)于一氧化碳的釋放量計(jì)算，由于地下車庫(kù)的汽車類型和各種類型汽車的數(shù)量較難準(zhǔn)確確定，需要投入大量的人力資源來測(cè)量和處理地下車庫(kù)的一氧化碳濃度超標(biāo)問題，對(duì)于小區(qū)的物業(yè)管理以及大型停車場(chǎng)的車庫(kù)管理來說，顯然是不現(xiàn)實(shí)的。在這種情況下，如果能發(fā)明一種智能控制系統(tǒng)，將其安裝在地下車庫(kù)，自動(dòng)監(jiān)測(cè)一氧化碳含量，并在含量超標(biāo)時(shí)自動(dòng)啟動(dòng)排風(fēng)功能，是一種較為合理的選擇。
一氧化碳是無色，無臭，無味，對(duì)吸入對(duì)人體有十分大的傷害。它會(huì)結(jié)合血紅蛋白生成碳氧血紅蛋白導(dǎo)致人缺氧。較常見的一氧化碳中毒癥狀，如頭痛，E心，嘔吐，頭暈，疲勞和虛弱的感覺，暴露在一氧化碳中可能嚴(yán)重?fù)p害心臟和中樞神經(jīng)系統(tǒng)，會(huì)有后遺癥。
根據(jù)測(cè)試，空氣中的一氧化碳濃度達(dá)到50ppm時(shí)，健康成年人可以承受8小時(shí)；達(dá)到200ppm時(shí)，健康成年人2～3小時(shí)后，輕微頭痛、乏力；達(dá)到400ppm時(shí)，健康成年人1～2小時(shí)內(nèi)前額痛，3小時(shí)后威脅生命；到800ppm時(shí)，健康成年人45分鐘內(nèi)，眼花、E心、痙攣，2小時(shí)內(nèi)失去知覺，2～3小時(shí)內(nèi)死亡。
地下車庫(kù)一氧化碳的產(chǎn)生主要源自于汽車發(fā)動(dòng)機(jī)，當(dāng)發(fā)動(dòng)機(jī)怠速運(yùn)行時(shí)，由于汽油燃燒不充分，會(huì)產(chǎn)生含有大量CO的尾氣。地下停車場(chǎng)屬于密閉環(huán)境，車輛進(jìn)出比較頻繁，所排放的尾氣也不易排出，極易積累大量CO氣體，導(dǎo)致停車場(chǎng)內(nèi)彌漫著嗆鼻的氣味，損害人的身體健康。因此，地下車庫(kù)、停車場(chǎng)內(nèi)應(yīng)配有送、排風(fēng)系統(tǒng)，用新鮮空氣進(jìn)行置換，地下汽車庫(kù)CO含量應(yīng)低于25ppm，短期不應(yīng)高于37.5ppm。
但目前許多地下車庫(kù)在運(yùn)行管理時(shí)，每小時(shí)的機(jī)械換氣次數(shù)常常不能滿足此要求，使車庫(kù)內(nèi)的廢氣濃度無法通過機(jī)械通風(fēng)系統(tǒng)進(jìn)行有效地稀釋達(dá)到稀釋廢氣標(biāo)準(zhǔn)，給車庫(kù)的使用者帶來不利影響。
二、各國(guó)地下車庫(kù)CO標(biāo)準(zhǔn)及依據(jù)
1、《工業(yè)企業(yè)設(shè)計(jì)衛(wèi)生標(biāo)準(zhǔn)》GBZ1-2002
規(guī)定：車間內(nèi)允許Z高CO濃度為30mg/m3，當(dāng)作業(yè)時(shí)間一次不超過30min時(shí)，CO允許濃度可放寬到100 mg/m3，當(dāng)作業(yè)時(shí)間為10~20min內(nèi)大允許濃度為200mg/m3。
2、《工作場(chǎng)所有害因素職業(yè)接觸限值》GBZ2-2002
工作場(chǎng)所空氣中有毒物質(zhì)容許濃度
名稱 | 區(qū)域 | Z高容許濃度（mg/m3） | 時(shí)間加權(quán)容許濃度（mg/m3） | 短時(shí)間接觸容許濃度（mg/m3） |
一 氧 化 碳 | 非高原 | -- | 20 | 30 |
高 原（2000~3000m） | 20 | -- | -- | |
高原 （＞3000m） | 30 | -- | -- |
時(shí)間加權(quán)容許濃度：要求采集有代表性的樣品，按8小時(shí)工作日內(nèi)各個(gè)接觸持續(xù)時(shí)間與其相應(yīng)濃度的乘積之和除以8，得出8小時(shí)的時(shí)間加權(quán)平均濃度。
短時(shí)間接觸容許濃度：一般采集接觸15分鐘的空氣樣品；接觸時(shí)間短于15分鐘時(shí)，以15分鐘的時(shí)間加權(quán)平均濃度計(jì)算。
3、《環(huán)境空氣質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)》GB 3095－1996
本標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定了各項(xiàng)污染物不允許超過的濃度限值：
污染物名稱 | 取值時(shí)間 | 濃度限值（mg/m3） | ||
一級(jí)標(biāo)準(zhǔn) | 二級(jí)標(biāo)準(zhǔn) | 三級(jí)標(biāo)準(zhǔn) | ||
一氧化碳CO | 日平均 | 4.00 | 4.00 | 6.00 |
1小時(shí)平均 | 10.00 | 10.00 | 20.00 | |
一類區(qū)為自然保護(hù)區(qū)、風(fēng)景名勝區(qū)和其它需要特殊保護(hù)的地區(qū)。
二類區(qū)為城鎮(zhèn)規(guī)劃中確定的居住區(qū)、商業(yè)交通居民混合區(qū)、文化區(qū)、一般工業(yè)區(qū)和農(nóng)村地區(qū)。
三類區(qū)為特定工業(yè)區(qū)。
一類區(qū)執(zhí)行一級(jí)標(biāo)準(zhǔn)，二類區(qū)執(zhí)行二級(jí)標(biāo)準(zhǔn)，三類區(qū)執(zhí)行三級(jí)標(biāo)準(zhǔn)。
4、《室內(nèi)空氣質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)》GB/T18883-2002
室內(nèi)空氣質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)：
名稱 | 單位 | 標(biāo)準(zhǔn)值 | 備注 |
一氧化碳CO | >mg/m3 | 10 | 1h均值 |
5、歐洲Ⅱ號(hào)排放標(biāo)準(zhǔn)
以設(shè)計(jì)乘員數(shù)不超過6人(包括司機(jī))，且大總質(zhì)量不超過2.5t的轎車為例。2004年1月1日以后我國(guó)將要實(shí)行的歐洲Ⅱ號(hào)排放標(biāo)準(zhǔn)：汽油車一氧化碳不超過2.2g／km，碳?xì)浠衔锊怀^0.5g／km；柴油車一氧化碳不超過1.0g／km，碳?xì)浠衔锊怀^0.7g／km，顆粒物不超過0.08g／km。
6、《公共建筑節(jié)能設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)》GB50189-2005
地下停車庫(kù)的通風(fēng)系統(tǒng)，宜根據(jù)使用情況對(duì)通風(fēng)機(jī)設(shè)置定時(shí)啟停（臺(tái)數(shù)）控制或根據(jù)車庫(kù)內(nèi)的CO濃度進(jìn)行自動(dòng)運(yùn)行控制。停車庫(kù)中CO容許濃度規(guī)定為（3~5）×10-6 m3/ m3。
7、國(guó)外法規(guī)車庫(kù)中CO濃度限制
WHO（World Health Organization）1987：推薦CO暴露水平：1小時(shí)CO暴露水平——輕度勞動(dòng)者不超過75ppm，重度勞動(dòng)者50ppm；8小時(shí)CO暴露水平——低于25ppm。（世界衛(wèi)生組織總則）
ANSI/ASHRAE 62-1989：即使不是連續(xù)占用的空間（如停車庫(kù)）也要求通風(fēng)，CO暴露限制——1小時(shí)35ppm，8小時(shí)9ppm。（美國(guó)）
加拿大：停車庫(kù)大可接受CO水平—1小時(shí)30ppm，8小時(shí)13ppm。
芬蘭：停車庫(kù)衛(wèi)生規(guī)章限制CO暴露水平—8小時(shí)平均30ppm，15分鐘平均75ppm
法國(guó)：停車庫(kù)CO濃度20分鐘100ppm，8小時(shí)50ppm。
德國(guó)：封閉停車設(shè)施，CO濃度的平均值—在半小時(shí)的期間不超過100pp（在離地面1.5m處測(cè)量）。
雖然各國(guó)的法規(guī)要求不同，但CO暴露水平限制在25ppm可以滿足以上所有法律。
8、各國(guó)車庫(kù)通風(fēng)要求
日韓：通風(fēng)量6.9~8.3 L/(s·m2)，根據(jù)車庫(kù)大小和車輛類型變化。
芬蘭：辦公大樓的停車場(chǎng)通風(fēng)量2.7 L/(s·m2)。
瑞典：建筑法律要求大型獨(dú)立車庫(kù)的通風(fēng)量——至少0.9 L/(s·m2)。
法國(guó)：對(duì)地板面積大于20000 m2的封閉車庫(kù)，通風(fēng)量——167 L/(s·車)。
美國(guó)：封閉的停車庫(kù)要求7.5L/(s·m2)。
德國(guó)：封閉停車設(shè)施通風(fēng)量：小車庫(kù)1.67 L/(s·m2)，大車庫(kù)3.35 L/(s·m2)
中國(guó)：要求每小時(shí)換氣6次，與法國(guó)規(guī)定十分接近。
《汽車庫(kù)建筑設(shè)計(jì)規(guī)范》對(duì)此要求：汽車庫(kù)內(nèi)當(dāng)采用天然采光，其停車空間天然采光系數(shù)不宜小于0.5%，或其窗地面積比宜大于1：15，且該規(guī)范也對(duì)汽車庫(kù)的通風(fēng)做如下規(guī)定：
地下汽車庫(kù)宜設(shè)置獨(dú)立的送風(fēng)、排風(fēng)系統(tǒng)。其風(fēng)量應(yīng)按允許的廢氣標(biāo)準(zhǔn)量計(jì)算，且換氣次數(shù)每小時(shí)不應(yīng)小于6次。
9、結(jié)論：結(jié)合以上數(shù)據(jù)理論智能型風(fēng)機(jī)的CO啟動(dòng)濃度應(yīng)設(shè)為：30~40ppm。
三、地下車庫(kù)CO自動(dòng)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)方案及實(shí)現(xiàn)
如上圖所示，我們的地下車庫(kù)CO自動(dòng)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)分為三個(gè)部分：一氧化碳CO探測(cè)器、聯(lián)動(dòng)風(fēng)機(jī)控制器、計(jì)算機(jī)展示平臺(tái)。
系統(tǒng)特點(diǎn)：
（1）高靈敏度CO傳感器，檢測(cè)精準(zhǔn)；
（2）標(biāo)準(zhǔn)RS485接口，安裝簡(jiǎn)單方便；
（3）報(bào)警提醒，標(biāo)準(zhǔn)信號(hào)輸出；
（4）多點(diǎn)監(jiān)控，一臺(tái)采集控制器可以接入15臺(tái)探測(cè)器；
（5）多路報(bào)警開關(guān)量輸出，自動(dòng)控制風(fēng)機(jī)；
（6）LCD多功能液晶屏，實(shí)時(shí)顯示濃度值；
（7）擺脫監(jiān)控局限性，采用B/S架構(gòu)云平臺(tái)，數(shù)據(jù)多設(shè)備實(shí)現(xiàn)同時(shí)監(jiān)控。
1、一氧化碳CO探測(cè)器
智易時(shí)代一氧化碳CO探測(cè)器采用電化學(xué)傳感器，擁有精度高、量程大、穩(wěn)定性強(qiáng)的特點(diǎn)。現(xiàn)場(chǎng)一氧化碳濃度檢測(cè)儀能夠多點(diǎn)實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)地下車庫(kù)內(nèi)一氧化碳濃度值，并且可以將數(shù)據(jù)上傳到聯(lián)動(dòng)控制器集中顯示。
國(guó)家現(xiàn)行規(guī)范中只對(duì)石油化工企業(yè)的有DU氣體探測(cè)器布放要求做了規(guī)定，并未對(duì)地下車庫(kù)中CO傳感器安裝位置有具體要求，多少米設(shè)置一個(gè)CO傳感器合適？這個(gè)問題一直困擾著設(shè)計(jì)人員，《石油化工可燃?xì)怏w和有DU氣體檢測(cè)報(bào)警設(shè)計(jì)規(guī)范》第4.2.2條針對(duì)封閉或局部通風(fēng)不良的半敞開廠房，有DU氣體探測(cè)器距釋放源不大于1m。首先車庫(kù)并不是一個(gè)密閉場(chǎng)所，只能算是通風(fēng)不良場(chǎng)所，每輛汽車都可能成為釋放源，釋放源的點(diǎn)是不確定的，也不可能給每個(gè)車位設(shè)置有DU氣體探測(cè)器。既然規(guī)范沒有給出答案，只有通過工程實(shí)例，經(jīng)過綜合比較，才能給出一個(gè)比較合理的數(shù)值，經(jīng)筆者走訪調(diào)查，目前車庫(kù)中一個(gè)CO濃度探測(cè)器的保護(hù)半徑約為500m2左右，設(shè)計(jì)中可按300～500m2取值，現(xiàn)階段只能按此值估算探測(cè)器數(shù)量，探測(cè)器盡量安裝在車位附近，那里CO濃度比較高。因CO比空氣略輕，安裝方式一般距離地面0.3～0.6米，實(shí)際工程中多取0.6m，這個(gè)距離一般也是兒童的呼吸高度，故取值比較合理。
檢測(cè)氣體 | 一氧化碳（CO） |
傳感器 | 電化學(xué)原理 |
量程 | 0-1000ppm |
響應(yīng)時(shí)間 | ＜30秒 |
輸出信號(hào) | 總線制485輸出 |
傳輸電纜 | RVVP 4×1.0mm2 |
工作電壓 | 12VDC |
相對(duì)濕度 | ≤90%Ｒ.Ｈ |
殼體 | 防塵外殼 |
尺寸 | 110*110*40 |
安裝方式 | 壁掛式 |
防護(hù)等級(jí) | IP55 |
2、采集控制器
數(shù)據(jù)采集控制器用來集中顯示各監(jiān)測(cè)點(diǎn)的一氧化碳濃度值。同時(shí)控制器與排風(fēng)系統(tǒng)關(guān)聯(lián)，當(dāng)一氧化碳濃度值超過預(yù)設(shè)報(bào)警值時(shí)能夠自動(dòng)報(bào)警并控制啟動(dòng)排風(fēng)系統(tǒng)。
采集控制器一般安裝在風(fēng)機(jī)控制室內(nèi)，與一氧化碳CO探測(cè)器采用四芯線RS485協(xié)議連接?？刂破鲀?nèi)部要有繼電器報(bào)警開關(guān)量輸出用于控制排風(fēng)系統(tǒng)?？刂破鞯囊?guī)格參數(shù)如下：
檢測(cè)氣體 | 一氧化碳（CO） |
量程 | 0-1000ppm |
顯示方式 | LED顯示 |
輸入信號(hào) | RS485 |
輸出信號(hào) | 風(fēng)機(jī)開關(guān)量輸出 |
傳輸電纜 | RVVP 4×1.0mm2 |
工作電壓 | 220VAC |
尺寸 | 568mmx 355mmx121mm |
安裝方式 | 壁掛式 |
風(fēng)機(jī)由控制器聯(lián)動(dòng)，當(dāng)一氧化碳濃度超標(biāo)時(shí)自動(dòng)啟動(dòng)風(fēng)機(jī)；當(dāng)一氧化碳濃度恢復(fù)正常時(shí)，風(fēng)機(jī)自動(dòng)停止。
在地下停車場(chǎng)，根據(jù)實(shí)際需求(或是通風(fēng)的具體要求)，測(cè)量空氣污染指數(shù)(主要是一氧化碳的含量)，從而控制機(jī)械通風(fēng)。
3、地下車庫(kù)CO監(jiān)測(cè)云平臺(tái)
地下車庫(kù)管理人員可以在監(jiān)控室電腦上打開瀏覽器輸入IP地址即可進(jìn)入我們的云平臺(tái)。以下為平臺(tái)功能：
（1）實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)
此界面可以直觀的實(shí)時(shí)查看各防區(qū)CO探測(cè)器數(shù)值及各防區(qū)對(duì)應(yīng)的排風(fēng)機(jī)運(yùn)行狀態(tài)。
（2）報(bào)警管理
此界面可以實(shí)時(shí)查看各CO探測(cè)器報(bào)警信息，如果監(jiān)測(cè)到的數(shù)據(jù)超過系統(tǒng)預(yù)先設(shè)定好的超標(biāo)限值，平臺(tái)會(huì)自動(dòng)發(fā)送報(bào)警短信到LIANXI人SHOU機(jī)中。
（3）用戶管理
此界面可以自由添加多個(gè)用戶，不同用戶可以在不同的計(jì)算機(jī)或不同網(wǎng)絡(luò)環(huán)境下進(jìn)行查看此平臺(tái)。
四、項(xiàng)目實(shí)例
此項(xiàng)目為某省市小區(qū)地下車庫(kù)CO自動(dòng)監(jiān)測(cè)項(xiàng)目，車庫(kù)為地下一平層，占地面積為22000平方米，監(jiān)控室在車庫(kù)出口處，我公司根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)風(fēng)機(jī)室位置及排風(fēng)口位置，將此地下一平層劃分為六個(gè)分區(qū)，*分區(qū)設(shè)置一臺(tái)采集控制器及11臺(tái)一氧化碳CO探測(cè)器，第二分區(qū)設(shè)置一臺(tái)采集控制器及8臺(tái)一氧化碳CO探測(cè)器，第三分區(qū)設(shè)置一臺(tái)采集控制器及8臺(tái)一氧化碳CO探測(cè)器，第四分區(qū)設(shè)置一臺(tái)采集控制器及7臺(tái)一氧化碳CO探測(cè)器，第五分區(qū)設(shè)置一臺(tái)采集控制器及4臺(tái)一氧化碳CO探測(cè)器，第五分區(qū)設(shè)置一臺(tái)采集控制器及2臺(tái)一氧化碳CO探測(cè)器。
各分區(qū)探測(cè)器到采集控制器之間采用RVVP4*1.0平方通訊線纜連接，可將實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)傳輸?shù)娇刂破髦校?臺(tái)采集控制器通過光纖線纜連接到車庫(kù)監(jiān)控室電腦中，每臺(tái)控制器通過線纜接入風(fēng)機(jī)PLC控制接口，通過開關(guān)量信號(hào)控制風(fēng)機(jī)啟停狀態(tài)。
