商業地下停車場氣體污染物特征及影響因素研究

周志平 張 銳 徐紫霞

（桂林電子科技大學，廣西 桂林 541004）

我國機動車保有量已超過4.02億輛，其中汽車3.07億輛[1]。不斷增加的汽車數量給城市交通帶來嚴峻挑戰，修建地下停車場成為目前有效的解決辦法之一。地下停車場屬于半封閉的空間，空氣質量是人們關注的重點。

車輛冷制動及怠速行駛產生的大量尾氣是地下停車場污染物的主要來源，尾氣主要由一氧化碳、二氧化碳、碳氫化合物和氮氧化合物等污染氣體組成。除了汽車尾氣，地下停車場還存在VOC、可吸入顆粒物等污染物[2]。

Oh等[3]通過對某地下停車場可吸入顆粒物和總揮發性有機物的實測，確定停車場使用者的癌癥風險。Zhang等[4]對3個地下停車場的VOC濃度、交通量、熱環境參數進行實測，分析其相關性，并與停車場外的污染物濃度進行對比分析，結果表明室內VOC濃度略高于室外VOC濃度，且VOC濃度差異與交通量呈顯著正相關。文章以桂林市某商業地下停車場為例，對VOC濃度、熱環境參數、交通量等進行現場測量，確定VOC濃度的空間和時間分布特征以及與熱環境、交通量之間的相關性，更全面地了解地下停車場空氣污染物的特征，為通風系統的設計優化提供參考。

1 商業地下停車場測試方法

1.1 測試對象

選擇桂林市某商業建筑地下停車場作為研究對象，停車場附近有各類商鋪及居民住宅，且周圍沒有工廠等污染物排放地，空氣品質較好。

地下停車場面積較大，考慮現有的儀器設備及人員安排，此次研究僅測試該地下停車場的一個防火分區，建筑尺寸為100.0 m×54.0 m×3.5 m，共計110個停車位。地下停車場設置有機械通風系統，考慮運行成本及能耗等原因，該地下停車場的機械系統幾乎不運行，因此測試期間該地下停車場處于自然通風狀態。

1.2 測試內容

1.2.1 測試參數

測試時間為2022年7月9—10日，為兩個休息日。測試時段為8：00～20：00，共計12 h。測試期間停車場的機械通風系統一直處于關閉狀態，測試參數包括熱環境參數（溫度、濕度、風速）、污染物濃度（VOC濃度）、交通量。

1.2.2 測試方案

（1）熱環境參數測試。

在測試區域的10個測點分別放置10個三腳架，在三腳架1.5 m處放置一個HOBO溫度/相對濕度數據記錄儀，得到測試區域內10處不同位置的溫濕度數據。使用Swema3000風速儀測試各測點1.5 m高度的風速，并記錄數據。

（2）污染物濃度測試。

在測試期間使用綜合空氣質量檢測儀每間隔1 h記錄10個測點1.5 m高度的VOC濃度。

（3）交通量測試。

通過人工計數法，統計每小時進出測試區域的車輛數（不計算新能源汽車）。

2 測試結果分析

2.1 車輛運行規律

對測量結果的數值范圍進行分析，得到交通量的分布概況。該停車場休息日交通量最大為118輛，最小為6輛，平均值為80輛。通過分析可以得知該停車場休息日存在10：00～13：00和16：00～19：00兩個高峰時段。

地下停車場交通量如圖1所示。

圖1 地下停車場交通量

2.2 地下停車場熱環境分析

2.2.1 地下停車場溫度變化

各測點溫度變化如圖2所示。

圖2 各測點溫度變化

地下停車場最高溫度約29 ℃，最低溫度約26 ℃。各測點的溫度相差不大，說明地下停車場的溫度水平分布不存在明顯差異。從8：00開始溫度逐漸上升，13：00之后溫度變化相對穩定，15：00開始溫度開始小范圍上升，18：00之后溫度基本穩定。

2.2.2 地下停車場濕度變化

空氣濕度的變化會影響汽車尾氣中污染氣體的排放[5]。為研究地下停車場相對濕度的變化情況，對地下停車場內布置的測點及室外的相對濕度進行測試，并繪制成點線圖。

各測點濕度變化如圖3所示。

圖3 各測點濕度變化

由圖3可知，相對室外相對濕度，地下停車場內相對濕度變化趨勢較穩定。休息日地下停車場相對濕度的變化呈現出先下降后趨于穩定的趨勢。

2.2.3 地下停車場風速變化

地下停車場各測點風速變化如圖4所示。

圖4 地下停車場各測點風速變化

由圖4可知，最高風速為0.198 m/s，最低風速為0.016 m/s。測試期間該地下停車場的機械通風系統處于關閉狀態，室內的風速依靠自然風，自然風通常為隨機分布，所以地下停車場內的風速為無序變化。通過觀察測試期間地下停車場各點的風速變化，可以看出風速變化并沒有明顯的規律性。

2.2.4 地下停車場污染物濃度變化

地下停車場污染物主要來自車輛尾氣的排放，但由于和室外通風換氣，室外污染物的濃度也會對停車場的污染物產生一定影響，因此對該地下停車場室外的VOC濃度進行測試。各測點VOC濃度變化如圖5所示。

圖5 各測點VOC濃度變化

在測試期間內，室外VOC濃度沒有明顯差異，且停車場內污染物的濃度明顯高于室外污染物濃度。休息日VOC濃度最高為0.615 mg/m3，需要對地下停車場的空氣質量進行優化。

3 污染物與影響因素相關性分析

3.1 交通量與污染物的相關性分析

通過統計地下停車場的交通量，研究運行的汽車數量對停車場污染物濃度的影響。短時間內交通量的變化更能夠體現污染物濃度的變化，因此將停車場每時段的交通量與污染物濃度進行相關性分析，VOC濃度與交通量相關性分析如圖6所示。

圖6 VOC濃度與交通量相關性分析

隨著車輛的增加，污染物的濃度逐漸上升。VOC濃度與交通量的相關系數為0.792，說明VOC濃度與交通量的相關性較強。

3.2 熱環境與污染物的相關性分析

為研究地下停車場熱環境與污染物濃度的相關性，針對地下停車場測得的VOC濃度數據和溫濕度數據進行相關性分析。VOC濃度與溫度相關系數0.850，表明VOC濃度與溫度的相關性較強。此外，對VOC濃度與溫度進行顯著性分析發現，VOC濃度與溫度之間的相關性為極顯著（P<0.01），因此VOC濃度與溫度呈顯著正相關；VOC濃度與相對濕度相關系數為-0.890，且VOC濃度與相對濕度之間的相關性為極顯著（P<0.01）。因此，VOC濃度與相對濕度為顯著負相關。

4 優化措施

出入口坡道優化。降低停車場出入口坡道的次數，減少汽車油耗，進而減少汽車尾氣排放。

安置智能污染物監控設備。在地下停車場安裝智能監控設備，當室內污染物超標時，開啟機械排風系統，降低室內污染物濃度。

5 結語

采用現場測量法對桂林某商業地下停車場的VOC濃度、熱環境參數、交通量進行測試。結果表明，通過Pearson相關性分析，VOC濃度與溫度為顯著正相關；VOC濃度與相對濕度為顯著負相關。該地下停車場在自然通風的情況下不能保證其室內環境處于良好的水平，需要采取相應的通風措施，降低停車場內空氣污染物的濃度。