背景介紹
隨著我國經濟社會的發展，汽車已進入尋常百姓家庭，許多新建公共建筑和住宅小區地下車庫已經成為房地產建設項目的必需配套設施。按相關規定地下車庫都應設置送、排風系統，以送入新鮮空氣排出地下車庫污染的空氣，但在一些建設時間較早的小區，地下停車庫根本沒有排風設備，而在一些新建小區地下停車庫雖然有排風系統，一般也存在開啟排風系統通風量不足或根本就不排風的問題。它導致的直接后果是，汽車進出車庫排放的尾氣不易排出，在地下停車庫內大量聚集有毒有害氣體，車庫內彌漫著嗆鼻的氣味，令人無法忍受。這一現象嚴重惡化了車庫內的空氣質量，小車司機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間很長，一般可存留2～3年。因此，這是一種數量大、積累性強的大氣污染物。一氧化碳隨空氣進入人體后，經肺泡進入血液循環，能與血液中紅細胞里的血紅蛋白、血液外的肌紅蛋白和含二價鐵的細胞呼吸酶等形成可逆性結合。高濃度一氧化碳可引起急性中毒，中毒者常出現脈弱，呼吸變慢等反應，后衰竭致死。慢性一氧化碳中毒會出現頭痛、頭暈、記憶力降低等神經衰弱癥狀。
而經過調查及研究，關于一氧化碳的釋放量計算，由于地下車庫的汽車類型和各種類型汽車的數量較難準確確定，需要投入大量的人力資源來測量和處理地下車庫的一氧化碳濃度超標問題，對于小區的物業管理以及大型停車場的車庫管理來說，顯然是不現實的。在這種情況下，如果能發明一種智能控制系統，將其安裝在地下車庫，自動監測一氧化碳含量，并在含量超標時自動啟動排風功能，是一種較為合理的選擇。
一氧化碳是無色，無臭，無味，對吸入對人體有十分大的傷害。它會結合血紅蛋白生成碳氧血紅蛋白導致人缺氧。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重損害心臟和中樞神經系統，會有后遺癥。
根據測試，空氣中的一氧化碳濃度達到50ppm時，健康成年人可以承受8小時；達到200ppm時，健康成年人2～3小時后，輕微頭痛、乏力；達到400ppm時，健康成年人1～2小時內前額痛，3小時后威脅生命；到800ppm時，健康成年人45分鐘內，眼花、E心、痙攣，2小時內失去知覺，2～3小時內死亡。
地下車庫一氧化碳的產生主要源自于汽車發動機，當發動機怠速運行時，由于汽油燃燒不充分，會產生含有大量CO的尾氣。地下停車場屬于密閉環境，車輛進出比較頻繁，所排放的尾氣也不易排出，極易積累大量CO氣體，導致停車場內彌漫著嗆鼻的氣味，損害人的身體健康。因此，地下車庫、停車場內應配有送、排風系統，用新鮮空氣進行置換，地下汽車庫CO含量應低于25ppm，短期不應高于37.5ppm。
但目前許多地下車庫在運行管理時，每小時的機械換氣次數常常不能滿足此要求，使車庫內的廢氣濃度無法通過機械通風系統進行有效地稀釋達到稀釋廢氣標準，給車庫的使用者帶來不利影響。
二、各國地下車庫CO標準及依據
1、《工業企業設計衛生標準》GBZ1-2002
規定：車間內允許Z高CO濃度為30mg/m3，當作業時間一次不超過30min時，CO允許濃度可放寬到100 mg/m3，當作業時間為10~20min內大允許濃度為200mg/m3。
2、《工作場所有害因素職業接觸限值》GBZ2-2002
工作場所空氣中有毒物質容許濃度
名稱 | 區域 | Z高容許濃度（mg/m3） | 時間加權容許濃度（mg/m3） | 短時間接觸容許濃度（mg/m3） |
一 氧 化 碳 | 非高原 | -- | 20 | 30 |
高 原（2000~3000m） | 20 | -- | -- | |
高原 （＞3000m） | 30 | -- | -- |
時間加權容許濃度：要求采集有代表性的樣品，按8小時工作日內各個接觸持續時間與其相應濃度的乘積之和除以8，得出8小時的時間加權平均濃度。
短時間接觸容許濃度：一般采集接觸15分鐘的空氣樣品；接觸時間短于15分鐘時，以15分鐘的時間加權平均濃度計算。
3、《環境空氣質量標準》GB 3095－1996
本標準規定了各項污染物不允許超過的濃度限值：
污染物名稱 | 取值時間 | 濃度限值（mg/m3） | ||
一級標準 | 二級標準 | 三級標準 | ||
一氧化碳CO | 日平均 | 4.00 | 4.00 | 6.00 |
1小時平均 | 10.00 | 10.00 | 20.00 | |
一類區為自然保護區、風景名勝區和其它需要特殊保護的地區。
二類區為城鎮規劃中確定的居住區、商業交通居民混合區、文化區、一般工業區和農村地區。
三類區為特定工業區。
一類區執行一級標準，二類區執行二級標準，三類區執行三級標準。
4、《室內空氣質量標準》GB/T18883-2002
室內空氣質量標準：
名稱 | 單位 | 標準值 | 備注 |
一氧化碳CO | >mg/m3 | 10 | 1h均值 |
5、歐洲Ⅱ號排放標準
以設計乘員數不超過6人(包括司機)，且大總質量不超過2.5t的轎車為例。2004年1月1日以后我國將要實行的歐洲Ⅱ號排放標準：汽油車一氧化碳不超過2.2g／km，碳氫化合物不超過0.5g／km；柴油車一氧化碳不超過1.0g／km，碳氫化合物不超過0.7g／km，顆粒物不超過0.08g／km。
6、《公共建筑節能設計標準》GB50189-2005
地下停車庫的通風系統，宜根據使用情況對通風機設置定時啟停（臺數）控制或根據車庫內的CO濃度進行自動運行控制。停車庫中CO容許濃度規定為（3~5）×10-6 m3/ m3。
7、國外法規車庫中CO濃度限制
WHO（World Health Organization）1987：推薦CO暴露水平：1小時CO暴露水平——輕度勞動者不超過75ppm，重度勞動者50ppm；8小時CO暴露水平——低于25ppm。（世界衛生組織總則）
ANSI/ASHRAE 62-1989：即使不是連續占用的空間（如停車庫）也要求通風，CO暴露限制——1小時35ppm，8小時9ppm。（美國）
加拿大：停車庫大可接受CO水平—1小時30ppm，8小時13ppm。
芬蘭：停車庫衛生規章限制CO暴露水平—8小時平均30ppm，15分鐘平均75ppm
法國：停車庫CO濃度20分鐘100ppm，8小時50ppm。
德國：封閉停車設施，CO濃度的平均值—在半小時的期間不超過100pp（在離地面1.5m處測量）。
雖然各國的法規要求不同，但CO暴露水平限制在25ppm可以滿足以上所有法律。
8、各國車庫通風要求
日韓：通風量6.9~8.3 L/(s·m2)，根據車庫大小和車輛類型變化。
芬蘭：辦公大樓的停車場通風量2.7 L/(s·m2)。
瑞典：建筑法律要求大型獨立車庫的通風量——至少0.9 L/(s·m2)。
法國：對地板面積大于20000 m2的封閉車庫，通風量——167 L/(s·車)。
美國：封閉的停車庫要求7.5L/(s·m2)。
德國：封閉停車設施通風量：小車庫1.67 L/(s·m2)，大車庫3.35 L/(s·m2)
中國：要求每小時換氣6次，與法國規定十分接近。
《汽車庫建筑設計規范》對此要求：汽車庫內當采用天然采光，其停車空間天然采光系數不宜小于0.5%，或其窗地面積比宜大于1：15，且該規范也對汽車庫的通風做如下規定：
地下汽車庫宜設置獨立的送風、排風系統。其風量應按允許的廢氣標準量計算，且換氣次數每小時不應小于6次。
9、結論：結合以上數據理論智能型風機的CO啟動濃度應設為：30~40ppm。
三、地下車庫CO自動監測系統方案及實現
如上圖所示，我們的地下車庫CO自動監測系統分為三個部分：一氧化碳CO探測器、聯動風機控制器、計算機展示平臺。
系統特點：
（1）高靈敏度CO傳感器，檢測精準；
（2）標準RS485接口，安裝簡單方便；
（3）報警提醒，標準信號輸出；
（4）多點監控，一臺采集控制器可以接入15臺探測器；
（5）多路報警開關量輸出，自動控制風機；
（6）LCD多功能液晶屏，實時顯示濃度值；
（7）擺脫監控局限性，采用B/S架構云平臺，數據多設備實現同時監控。
1、一氧化碳CO探測器
智易時代一氧化碳CO探測器采用電化學傳感器，擁有精度高、量程大、穩定性強的特點。現場一氧化碳濃度檢測儀能夠多點實時監測地下車庫內一氧化碳濃度值，并且可以將數據上傳到聯動控制器集中顯示。
國家現行規范中只對石油化工企業的有DU氣體探測器布放要求做了規定，并未對地下車庫中CO傳感器安裝位置有具體要求，多少米設置一個CO傳感器合適？這個問題一直困擾著設計人員，《石油化工可燃氣體和有DU氣體檢測報警設計規范》第4.2.2條針對封閉或局部通風不良的半敞開廠房，有DU氣體探測器距釋放源不大于1m。首先車庫并不是一個密閉場所，只能算是通風不良場所，每輛汽車都可能成為釋放源，釋放源的點是不確定的，也不可能給每個車位設置有DU氣體探測器。既然規范沒有給出答案，只有通過工程實例，經過綜合比較，才能給出一個比較合理的數值，經筆者走訪調查，目前車庫中一個CO濃度探測器的保護半徑約為500m2左右，設計中可按300～500m2取值，現階段只能按此值估算探測器數量，探測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，實際工程中多取0.6m，這個距離一般也是兒童的呼吸高度，故取值比較合理。
檢測氣體 | 一氧化碳（CO） |
傳感器 | 電化學原理 |
量程 | 0-1000ppm |
響應時間 | ＜30秒 |
輸出信號 | 總線制485輸出 |
傳輸電纜 | RVVP 4×1.0mm2 |
工作電壓 | 12VDC |
相對濕度 | ≤90%Ｒ.Ｈ |
殼體 | 防塵外殼 |
尺寸 | 110*110*40 |
安裝方式 | 壁掛式 |
防護等級 | IP55 |
2、采集控制器
數據采集控制器用來集中顯示各監測點的一氧化碳濃度值。同時控制器與排風系統關聯，當一氧化碳濃度值超過預設報警值時能夠自動報警并控制啟動排風系統。
采集控制器一般安裝在風機控制室內，與一氧化碳CO探測器采用四芯線RS485協議連接。控制器內部要有繼電器報警開關量輸出用于控制排風系統?？刂破鞯囊幐駞等缦拢?/span>
檢測氣體 | 一氧化碳（CO） |
量程 | 0-1000ppm |
顯示方式 | LED顯示 |
輸入信號 | RS485 |
輸出信號 | 風機開關量輸出 |
傳輸電纜 | RVVP 4×1.0mm2 |
工作電壓 | 220VAC |
尺寸 | 568mmx 355mmx121mm |
安裝方式 | 壁掛式 |
風機由控制器聯動，當一氧化碳濃度超標時自動啟動風機；當一氧化碳濃度恢復正常時，風機自動停止。
在地下停車場，根據實際需求(或是通風的具體要求)，測量空氣污染指數(主要是一氧化碳的含量)，從而控制機械通風。
3、地下車庫CO監測云平臺
地下車庫管理人員可以在監控室電腦上打開瀏覽器輸入IP地址即可進入我們的云平臺。以下為平臺功能：
（1）實時數據
此界面可以直觀的實時查看各防區CO探測器數值及各防區對應的排風機運行狀態。
（2）報警管理
此界面可以實時查看各CO探測器報警信息，如果監測到的數據超過系統預先設定好的超標限值，平臺會自動發送報警短信到LIANXI人SHOU機中。
（3）用戶管理
此界面可以自由添加多個用戶，不同用戶可以在不同的計算機或不同網絡環境下進行查看此平臺。
四、項目實例
此項目為某省市小區地下車庫CO自動監測項目，車庫為地下一平層，占地面積為22000平方米，監控室在車庫出口處，我公司根據現場風機室位置及排風口位置，將此地下一平層劃分為六個分區，*分區設置一臺采集控制器及11臺一氧化碳CO探測器，第二分區設置一臺采集控制器及8臺一氧化碳CO探測器，第三分區設置一臺采集控制器及8臺一氧化碳CO探測器，第四分區設置一臺采集控制器及7臺一氧化碳CO探測器，第五分區設置一臺采集控制器及4臺一氧化碳CO探測器，第五分區設置一臺采集控制器及2臺一氧化碳CO探測器。
各分區探測器到采集控制器之間采用RVVP4*1.0平方通訊線纜連接，可將實時數據傳輸到控制器中，6臺采集控制器通過光纖線纜連接到車庫監控室電腦中，每臺控制器通過線纜接入風機PLC控制接口，通過開關量信號控制風機啟停狀態。
