地下車庫CO濃度自動監測系統

一、背景介紹

一氧化碳（CO）做為一種無色無味的有毒性氣體，隨著私家車輛及地下車庫的普及，其導致的中毒事件也頻頻見于報端。近年來國家對地下車庫一氧化碳檢測系統也開始要求，如《江蘇省綠色建筑設計標準》8.6.3條規定：“設有機械通風的地下車庫應對CO濃度進行實時監測和控制”。天津智易時代科技發展有限公司針對地下車庫的一氧化碳檢測系統和通風聯動系統設計了專業的監測控制一體化方案。

    

車庫一氧化碳（CO）的危害及產生

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。最常見的一氧化碳中毒癥狀，如頭痛，惡心，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、惡心、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含量長期應低于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、國內外CO標準及車庫通風量要求

1、《工業企業設計衛生標準》GBZ1-2002

規定：車間內允許最高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內最大允許濃度為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

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：

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)，且最大總質量不超過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：停車庫最大可接受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，但長期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：就以上數據結合煙羽理論智能型誘導風機的CO啟動濃度應設為：30~40ppm。

三、地下車庫一氧化碳（CO）檢測系統的目的

目前，加裝地下車庫一氧化碳檢測系統的目的主要有兩個：

1、定期排風保證車庫內一氧化碳濃度低于危害水平，屬于安全考慮。

2、根據地下車庫內一氧化碳濃度進行排風，避免排風頻率過高導致的能源浪費，屬于節能考慮。

四、地下車庫一氧化碳（CO）檢測系統功能與設置

如上圖所示，地下車庫一氧化碳監測控制系統主要有三部分：

1、一氧化碳CO傳感器

現場一氧化碳濃度檢測儀能夠多點實時檢測車庫內一氧化碳濃度值，并且可以將數據上傳到控制器集中顯示。

CO傳感器的規格參數如下：

檢測氣體	一氧化碳（CO）
傳感器	電化學原理
量程	0-200ppm
響應時間	＜30秒
輸出信號	總線制485輸出
傳輸電纜	RVVP 4×1.5mm2
工作電壓	12VDC
相對濕度	≤90%Ｒ.Ｈ
殼體	壓鑄鋁殼體
尺寸	165mmx 140mmx78mm
安裝方式	壁掛式
防爆等級	Exd IICT6
防護等級	IP66

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或控制啟動排風系統。

采集控制器一般安裝在值班室中，與檢測儀采用四芯線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。控制器的規格參數如下：

檢測氣體	一氧化碳（CO）
量程	0-1000ppm
報警方式	聲光報警
顯示方式	LCD巡檢顯示
輸入信號	RS485
輸出信號	報警開關量輸出
傳輸電纜	RVVP 4×1.0mm2
工作電壓	220VAC
尺寸	568mmx 355mmx121mm
安裝方式	壁掛式

3、聯動風機

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。

由于通風扇尺寸大，實際使用數量不多，建議使用變頻驅動器(VFD)。根據控制方案的不同，一般的能源節約范圍從低的60%到90%甚至更高不等。

DCV(目的地編碼小車)系統要求

DCV系統主要依靠傳感器來測量空氣中污染(有害的氣體),依據計算有多套傳感器用到系統中。傳感器的數量=每一層采用12套(四分之一的空間采用3套CO傳感器)，或者總共采用36套CO傳感器。

可選擇的傳感器的參數=每一層采用4套CO2傳感器，或是總共采用12套CO2傳感器，可選擇的傳感器的參數=每一層采用4套溫度傳感器，或者總共采用12套溫度傳感器。

為了滿足可變頻驅動器(VFD)的需要，應選用7.5KW尺寸或是更大的風扇。如果風扇的規格小于7.5KW,那么回報的時間會變得很長。因此，VFD具體要求如下：

F(E)/B3-2和F(E)/B4-2風扇通過繼電或者on/off信號到star/delta控制器，實現簡單的開關量控制。

總之，根據風扇控制的范圍，將每一層地下停車場分為四個區域。同時，每個區域安裝3套CO傳感器和1套CO2/溫度一體的傳感器。

五、一氧化碳傳感器功能特點

CO傳感器（兩個不同型號的CO傳感器）

數據采集控制器

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，最多可接入100臺探測器；

5、多路報警開關量輸出，自動控制風機；

LCD多功能液晶屏，實時顯示濃度值。

一氧化碳傳感器實物圖展示：

六、項目常見問題

1、市面上存在很多家用一氧化碳檢測儀，是否可以用于地下車庫場所？

答：市面上存在很多家用吸頂、壁掛式，外殼為塑料的一氧化碳檢測儀，價格極為便宜，原理多為半導體式或電化學式，只能定性測量，不能精準定量測量。相對于工業用一氧化碳檢測儀，存在精度不高，響應遲緩等問題。并且家用一氧化碳檢測儀只能單點檢測報警，無法實現多點集中監控、超標連鎖風機等功能。

2、地下車庫一氧化碳檢測儀應該如何設計、安裝？

目前，地下車庫一氧化碳檢測儀的設置尚無國家規范，其設置主要是根據《石油化工企業可燃氣體和有毒氣體檢測報警設計規范》(GB50493-2009)中的規定“有毒氣體檢測器距釋放源不宜大于1m”。考慮到此規定主要針對高危化工區域，地下車庫場所一氧化碳檢測儀的數量設置主要根據防火分區、面積大小等因素來酌情考慮，一般300-400m2左右一個。安裝高度建議距地面0.3-0.6m左右為宜。一氧化碳檢測儀常見的信號傳輸方式有4-20ma/RS485兩種，考慮到布線簡易度和成本，建議選擇RS485信號，線纜規格為RVVP 4×1.0mm2。

3、報警值如何設定？

根據一氧化碳的毒性可以看到50ppm為健康成年人八小時內可承受的最大極限，一般建議報警值設定在30ppm。當濃度值超過30ppm時，自動提醒與排風。

七、地下車庫CO濃度自動監測系統配置內容

**監測區域共有★幢住宅樓，地下車庫分為*大防火分區，總面積**m2，我司配置每400m2安裝一臺CO在線監測設備,我司建議安裝10套采集控制器，具體按實際情況需求而定。

序號	設備名稱	內容	數量
1	CO傳感器	ZWIN-AQMS-CO06
2	采集控制器	ZWIN-AQMS-CON06
3	聯動風機	開關、模塊
4	管理電腦	/	1
5	設備安裝	人工
		通訊線、電源線等耗材
6	系統集成調試	包1年運維