地下车库通风及污染物扩散的数值模拟研究

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近年来,随着我国经济建设的快速发展,机动车保有量快速增加,与之配套的停车位的需求量也迅速增大。但现实情况下,停车位的建设相对滞后,很多车主面临无处停车的难题,停车难已经成为困扰城市居民的普遍问题,制约着城市的发展。目前,基于停车难和城市用地紧张等问题,建造地下车库已成为各大城市解决停车位紧张的主要方式之一。与地上建筑相比,地下车库与外界的通道较少,一般处于封闭或半封闭状态,难以与外界进行充分的通风换气。而车辆在车库中进行冷启动及怠速行驶时会产生大量有害气体,其中以一氧化碳含量最高。这对车库内的工作人员以及驾驶员的健康危害巨大。为了改善地下车库的空气质量,人们通常借助机械通风的方式,实现外界与地下车库的空气交换,以降低车库内污染物浓度。然而,机械通风方式对能源需求较大。在保证地下车库空气品质的前提下,我们应选取合适的通风方式,降低能耗,达到节能的目的。地下车库的通风量直接影响着车库内的空气质量和通风系统能耗,因此通风量的设定尤为重要。本文主要工作如下:(1)对比分析了通风量的不同设计方法和经验公式,发现采用换气次数法和单辆车指标法是不合理的,应以CO允许浓度限值为基础,采用全面通风的浓度稀释法设计通风量。(2)针对机械通风方式,通过数值模拟的方法,模拟了不同方案下某地下车库通风情况,分析了地下车库内的速度场、CO浓度场及温度场的分布特性。讨论了车库出口到商场入口的不同行人通道的优劣。在此基础上,讨论了不同通风量与污染物负荷之间的关系。通过模拟分析可知,在部分污染负荷下,风量需求百分比略低于污染物负荷百分比,且在污染负荷百分比较高时,这种趋势更为明显。(3)初步探讨了自然通风在一般地下车库中的应用,研究了热压自然通风需要具备的条件。通过模拟计算发现,当能较好的满足热压自然通风的条件时,热压通风量较大,基本能够满足地下车库的通风要求。
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