بهينه سازي سيستم تهويه در پارکينگ هاي بسته

مقدمه

حد مجاز آلاينده ها و ميزان هواي تازه و هوایی که می بایست تصفیه شود  در پارکينگ هاي بسته بستگی به استانداردهاي موجود در طراحي سيستم تهويه است. علاوه بر دمش هواي تهويه بايد بهبودهايي هم در هندسه و نوع چيدمان دريچه هاي ورودي هوا و خروجي آلاينده ايجاد کرد تا بهترين شرايط کيفيت هواي داخلي در پارکينگهاي بسته ايجاد شود. بدين منظور، در اين مقاله نخست انواع پارکينگها و الزامات مورد نياز آن جهت تهويه معرفي و روش محاسبة ميزان هواي لازم تهويه بيان شده است. در ادامه، انواع الگوهاي جريان هوا در پارکينگهاي بسته و بهترين الگوي جريان معرفي شده است. بهترين الگوي جريان در پارکينگهاي بسته در صورتي اتفاق ميافتد که دريچه هاي تأمين هوا و خروجي آلاينده در دورترين فاصله از هم قرار داشته باشند و جريان پيستوني در پارکينگ ايجاد شود. توليد اين الگوي جريان به بهبودهاي هندسي در پارکينگ نياز دارد و با استفاده از تغييرات لازم در موقعيت دريچه هاي ورودي هوا و دريچه هاي خروجي آلودگي ميتوان اين الگوي جريان را ايجاد نمود.

ضرورت بهینه‌سازی تهویه در پارکینگ‌های بسته

امروزه به دليل گسترش شهرها، افزايش جمعيت و افزايش استفاده از خودروها، نياز به استفادة بهينه از فضاهاي زيرزميني افزايش چشمگيري يافته است. ساختمان هاي تجاري و مسکوني و فروشگاه هاي بزرگ از جمله اماکني هستند که مديريت در آنها اهميت ويژه اي دارد و چون رفت وآمد در آنها زياد است، به پارکينگ هاي بسته و زيرزميني نياز مبرم دارند. عدم ارتباط پارکينگهاي بسته با فضاي آزاد سبب ايجاد مشکلاتي چون کاهش اکسيژن و افزايش آلاينده ها ميشود.

اثرات آلودگی و مونو اکسید کربن در پارکینگ‌ها

کاهش اکسيژن در پارکينگ هاي بسته سبب نقص در احتراق موتور ميشود و درتيجه آلاينده هاي خطرناکي چون مونو اکسيد کربن در پارکينگ ايجاد و منتشر ميشوند .مو نو کسيد کربن گازي بيرنگ، بيبو و بيمزه و بسيار سمي است و با احاطة هموگلوبين خون و توليد کربوکسي هموگلوبين ظرفيت حمل اکسيژن خون را در بدن کاهش ميدهد با توجه به استاندارد، کاهش تمرکز اکسيژن به کمتر از ۱۲ درصد و افزايش کربن و مشتقات آن به بيش از ۵ درصد در فشار محيط، حتي در مدت زمان هاي کم هم براي انسان خطرناک است تمرکز مونو اکسيد کربن در هواي داخلي پارکينگ تابعي از تداخلي توليد مونو اکسيد کربن، نشت مونو اکسيد به هواي داخل از منابع خارجي، تهويه و ترکيب هوا با ديگر آلاينده هاست. در غياب منابع داخلي، معمولاً تمرکز مونو اکسيد کربن در هواي داخل شبيه به تمرکز مونو اکسيد در هواي خارج بوده و وقتي منبع داخلي موجود باشد، شرايط متفاوتميشود و غلظت مونو اکسيد کربن در پارکينگ تحث تأثير ميزان توليد منبع انتشار آن قرار ميگيرد. جهت 

کاهش اين آلاينده بايد از تهوية مکانيکي جهت پارکينگهاي بزرگ (ساختمانهاي تجاري و فروشگاههاي بزرگ) و تهوية طبيعي مناسب (پارکينگهاي منازل مسکوني) استفاده کرد.  

راهکارهای کاهش آلاینده‌ها در پارکینگ‌های بسته

براساس استاندارد اشري ، ميزان هواي لازم جهت تهوية مونو اکسيد کربن براي کاهش ديگر آلايندهها هم کافي است.لازمة ايجاد کيفيت هواي داخلي  مناسب در پارکينگ، ممانعت از افزايش غلظت (انباشتگي) مونو اکسيد کربن در قسمتهاي مختلف پارکينگ است .

انباشتگي مونو اکسيد کربن در قسمتهاي مختلف پارکينگ مخصوصاً در نواحي نزديک به خروجيهاي آلودگي همانند مانعي در برابر جريان تهويه عمل ميکند و سبب افت کيفيت هواي داخلي پارکينگ ميشود. در اين مقاله انواع پارکينگها و استانداردهاي موجود و راهکارهاي لازم جهت افزايش بازده سيستم تهوية مکانيکي در آنها معرفي شده است. همچنين در اين مقاله نتايج حاصل از اندازهگيري مونو اکسيد کربن در يک پارکينگ منزل مسکوني براي نخستين بار بيان شده است. نتايج حاصل در اين مقاله براي پيشنهاد به مقررات ملي ساختمان مناسب است و ميتواند به عنوان معياري جهت بهبود کيفيت هواي داخلي ساختمانها و کاهش آثار نامناسب مونو اکسيد کربن توليدي در پارکينگها استفاده شود.

معرفي انواع پارکينگها و تجهيزات تهويه 

پارکينگها داراي دسته بندي هاي متنوعي هستند که در اين مقاله معرفي ميشوند. پارکينگها براساس مقررات ملي ساختمان به سه دستة کوچک (با ظرفيت حداکثر ۳ خودرو)، متوسط (با ظرفيت ۴ تا ۲۵ خودرو) و بزرگ (با ظرفيت بيش از ۲۵ خودرو) تقسيم بندي شدهاند . در مبحث ۱۴ مقررات ملي ساختمان تصريح شده است که پارکينگها به دو دستة عمومي و خصوصي تقسيم بندي شده اند و پارکينگهاي عمومي به سيستم تهويه مکانيکي نياز دارند .پارکينگهاي خصوصي معمولاً در اندازه هاي کوچک و متوسط موجود بوده و پارکينگهاي عمومي در گروه پارکينگهاي بزرگ قرار ميگيرند. از منظري ديگر، پارکينگها معمولاً به صورت هاي باز، نيمه باز و بسته تقسيم ميشوند. پارکينگ هاي باز معمولاً بالاي سطح زمين قرار دارند و شامل ديواره هايي باز هستند (۵ درصد سطح کل ديواره باز است) که اين فضاي باز جهت تأمين تهويه هوا و خروج دود کافي است. پارکينگهايي با تهويه طبيعي داراي ديواره هايي باز در هر طبقه به اندازة ۵/۲ درصد از کل ديواره هستند .

تهویه طبیعی و مکانیکی در پارکینگ‌ها

 تهوية طبيعي به جريان طبيعي هوا در پارکينگ گفته ميشود که در آن هوا از بازشوهاي موجود در ديواره ها به درون و خارج پارکينگ جريان دارد. اين ديواره هاي باز هواي لازم جهت تهويه دود را فراهم ميکنند، اما علاوه بر اين بايد با استفاده از تهوية مکانيکي در هر ساعت ۳ مرتبه تهويه هوا هم جهت خروج گازهاي سمي انجام شود. وقتي تهويه طبيعي ممکن نباشد، به تهويه مکانيکي نياز است.

تهوية مکانيکي شامل تجهيزاتي چون فن هاي ورودي و خروجي و جابه جايي، حسگرهاي مونو اکسيد کربن و اکسيدهاي نيتروژن، دمپرها و ديگر وسائل مورد استفاده در سيستم هاي تهويه است. حسگرهاي مونو اکسيد کربن بايد روي ستون هاي پارکينگ و حدوداً ۵/۱ متر بالاتر از کف (ارتفاع تنفس انسان) نصب شوند و هر حسگر بايد در حدود ۴۵۰ تا ۹۵۰ مترمربع از فضاي آزاد را پوشش دهد .در تهوية مکانيکي، فن هاي دمنده سبب ورود هوا از دريچه هاي ورودي هوا به فضاي داخلي پارکينگ شده و فن هاي مکش هواي آلوده را به فضاي خارجي هدايت ميکنند. همچنين فن هاي جابه جايي هوا، فن هايي هستند که در قسمتهاي مختلف از فضاي داخلي پارکينگ قرار ميگيرند و با کارکرد خود سبب حرکت جريان آلودگي به سمت دريچه هاي ٣ خروجي آلودگي ميشوند. فنهاي جابهجايي هوا معمولاً جتفن ٤ يا فن القايي ناميده ميشوند. سيستمهاي تهويه در پارکينگهاي زيرزميني بايد به گونه اي انتخاب شوند که شرايط زير را ارضاء کنند:

1. جلوگيري از اتصال کوتاهشدن هواي تهويه 

2. جلوگيري از ايجاد ميدان جريان طولاني

3. تأمين جريان هواي کافي و مؤثر در کل پارکينگ

4. تخمين گازهاي خروجي از اگزوز خودروها

تهوية مکانيکي، طبيعي يا ترکيبي از هر دو بايد به گونه اي باشد که آلايندهها در حد مجاز قرار گيرند. اگر استانداردهاي محلي اجازه دهند، بايد نرخ جريان هواي تهويه متغير باشد تا مصرف انرژي هم کاهش يابد. سيستم هاي تهوية روشن خاموش و حجم متغير نمونه هاي از سيستمهاي تهويه با مصرف بهينه انرژي هستند. در شکل ۱ نمايي شماتيک از يک پارکينگ بسته با الزامات و تجهيزات موجود در آن نمايش داده شده است. همانگونه که در شکل مشاهده ميشود، فن تأمين، هواي تميز را به درون پارکينگ دميده و جت فن ها سبب هدايت آن به سمت دريچه هاي خروجي آلاينده ميشوند. نماي اين پارکينگ بيانگر تهوية طولي در پارکينگ بسته است. با توجه به استاندارد بريتانيا، بهترين حالت تهويه در پارکينگ زماني اتفاق ميافتد که دريچه هاي تأمين هواي تميز و خروجي آلودگي در دورترين فاصله از هم قرار داشته باشند .

رويکرد استانداردها به تهوية پارکينگ بسته

استانداردهاي مختلف رويکردهاي يکساني به ميزان آلايندة مجاز و ميزان لازم تهويه در پارکينگ هاي بسته ندارند. در استانداردها معمولاً ميزان حد مجاز آلاينده با استفاده از واحد پي. پي. ام. و ميزان هواي لازم تهويه براساس ليتر بر ثانيه بر واحد سطح پارکينگ يا تعويض هوا بيان شده است. استانداردهاي مختلف ميزان مونو اکسيد کربن مجاز را براساس متوسط وزني ٦ زماني اعلام ميکنند. متوسط زماني در استاندارد به صورت ميزان متوسط غلظت مجاز مادة شيميايي که در مدت زمان معين (مثلاً ۱ يا ۸ ساعت) عارضة نامطلوب بر فرد در تماس با آلودگي نگذارد تعريف ميشود. ميزان آلودگي مجاز و ميزان هواي لازم جهت تهويه در پارکينگهاي بسته در جدول ۱ بيان شده است.علاوه بر حد مجاز آلودگي و نرخ تهويه، استانداردهاي مختلف توصيه هاي متفاوتي براي ايجاد کيفيت هواي مناسب در پارکينگ بيان نموده اند که در ادامه ارائه شده است. براساس استاندارد استراليا چنانچه فاصلة بين دريچه هاي ورودي هواي تميز و خروجي هواي آلوده بيش از ۴۰ متر شود، بايد شرايطي فراهم شود تا اثار نامناسب تمرکز مونو اکسيد کربن در پارکينگ از بين برود. اين شرايط ميتواند شامل ايجاد بازشوهايي در ديوارههاي پارکينگ باشد. چنانچه فاصلة بين وروديها و خروجيهاي هوا بيش از ۷۵ متر شود، بايد از جت فن ها يا فنهاي القايي جهت جابه جايي هوا استفاده نمود .براساس استاندارد استراليا، ميزان هواي ورودي به پارکينگ بايد بين ۷۵ تا ۹۰ درصد از هواي خروجي از پارکينگ باشد تا شرايط فشار منفي ايجاد شود. همچنين اين استاندارد بيان ميکند که هواي ورودي به پارکينگ از هر دريچه حداقل بايد داراي سرعت ۱۵/۰ متر بر ثانيه و حداکثر ۱ متر بر ثانيه باشد.

براساس استاندارد انگلستان ميزان هواي ورودي از دريچه هاي ورودي هوا بايد به گونه اي باشد که سرعت هواي ورودي بيشتر از ۲ متر بر ثانيه نشود. همچنين استاندارد انگلستان پيشنهاد ميکند که هواي جابه جاشده توسط جت فن ها يا فن هاي القايي نبايد بيش از مقدار هواي خروجي از پارکينگ باشد. در صورتي که ميزان بازشدگي ديوارهها ۵/۲ درصد از کل بازشدگي ديواره هاي پارکينگ باشد، تهوية طبيعي قابليت هدايت آلودگي به سمت بيرون پارکينگ را دارد. با توجه به جدول ۱ ،استانداردهاي اشري و بريتانيا ميزان مجاز آلاينده ها را براي دو بازة زماني با توجه به اندازه گيري هاي خود بيان نمودهاند. استفاده از دو بازة زماني جهت اندازهگيري بسيار بااهميت و منطقي است؛ زيرا افراد موجود در پارکينگها معمولاً دو گروه کاربران و کارمندان (يا کارگران) پارکينگ هستند. کارمندان (يا کارگران) پارکينگ معمولاً در بازههاي زماني تا ۱۲ ساعت هم در پارکينگ حضور دارند و براي آنها قرارگيري در معرض مونو اکسيد کربن در بازههاي زماني بلندمدت بااهميت است از طرفي کاربران معمولاً در بازههاي زماني کوتاه در پارکينگ حضور داشته و براي آنها قرارگيري در معرض مونو اکسيد کربن در بازههاي زماني کوتاه مدت داراي اهميت است به همين دليل ميتوان گفت که استانداردهاي اشري و بريتانيا ديدگاه دقيقتري به مقولة تهويه در پارکينگ ها داشته اند. از طرفي استاندارد مقررات ملي ساختمان، ديدگاه ناقصي به حد مجاز آلاينده دارد و نياز است مقدار مجاز آلايندهها را براي دو يا چند بازة زماني کوتاه مدت و بلند ارائه کند. انتخاب اين بازه هاي زماني به مطالعات ميداني و اندازهگيري هاي تجربي سطح آلاينده در پارکينگ هاي بسته موجود در ايران نياز دارد.

کيفيت هواي داخلي پارکينگ

پس از طراحي سيستم تهويه بايد کيفيت هواي مناسب در پارکينگ برقرار شود. نتايج پژوهش هاي پيشين  در موارد مختلف بيانگر اين است که تنها با استفاده از تأمين هواي تهويه مطابق استانداردها، کيفيت هواي داخلي مناسب در پارکينگ ايجاد نخواهد شد. از طرفي مقادير بيانشده در استانداردها و مقادير بهدست آمده از روشهاي تحليلي بيانگر حد بالايي هواي تهوية در پارکينگهاي بسته است و بايد با استفاده از اعمال آن در پارکينگ به کيفيت هواي مناسب رسيد.