Návrh větrání garáží (I)

1. Obecné principy větrání garáží

1.1 Podklady pro dimenzování

Hlavní škodliviny ve výfukových plynech motorových vozidel jsou oxid uhelnatý, oxidy dusíku, oxid siřičitý, cyklické uhlovodíky (deriváty pyrenu), aldehydy (zejména akrolein), nespálené uhlovodíky, olovo, saze a olejová mlha. Z hlediska dýchání jsou nejvýznamnější oxid uhelnatý s toxickým účinkem na dýchání, deriváty pyrenu s karcinogenním účinkem a akrolein s toxicky dráždivým účinkem. Významné je rovněž dráždivé působení oxidů dusíku (především oxidu dusičitého). Saze mohou obsahovat kondenzované karcinogenní uhlovodíky. Kouř ze vznětových motorů (olejová mlha a saze) zhoršuje viditelnost.

Větrání se dimenzuje obvykle podle údajů o oxidu uhelnatém; hodnocení ukazují, že tímto průtokem vzduchu se sníží koncentrace ostatních škodlivin pod přípustné meze. Pro zážehové motory je tento postup zcela oprávněný (emise CO je zde rozhodující). Vznětové motory produkují relativně menší množství CO než motory zážehové, výkony motorů jsou však větší. Jsou-li k dispozici údaje o emisích oxidů dusíku, oxidu siřičitého a kouře, provede se výpočet pro všechny škodliviny. Účinek SO₂ a NO_x je aditivní.

1.2 Principy větracích systémů

Větrání garáží může být obecně přirozené nebo nucené.

Jednotlivé řadové garáže (jedno nebo dvoupodlažní) mají stání vozidel v jedné nebo nejvýše dvou řadách - každé stání má v první řadě samostatný vjezd. Větrání se navrhuje přirozené, příčné s neuzavíratelnými otvory v protilehlých stěnách (u podlahy a pod stropem). Celková volná plocha otvorů na jedno stání v garážích pro osobní, dodávkové automobily a jednostopá vozidla je minimálně 0,025 m², v garážích pro nákladní a speciální automobily, autobusy, traktory a samojízdné pracovní stroje 0,045 m² (ČSN 73 6057).

Hromadné garáže (jedno i vícepodlažní, nadzemní i podzemní) mohou být řešeny pro vjezd vozidel vlastní silou nebo pro jejich přemisťování mechanickým zařízením (zde platí pro větrání obecné požadavky na pracovní prostředí). Větrání garáží pro vozidla pohybující se vlastním motorem se navrhuje přirozené nebo nucené.

Dimenzování větrání dle ČSN 73 6058 - Hromadné garáže

Přirozené větrání je možné pouze v nadzemních garážích. Celková volná plocha neuzavíratelných otvorů na jedno stání je minimálně 0,15 m². Polovina této plochy se umisťuje u podlahy, polovina pod stropem. Svislá větrací šachta navazující na otvor musí mít průřez nejméně shodný s otvorem, šachta vyšší než 2 m - průřez dvojnásobný. Plochu otvorů lze sdružovat, musí však být zajištěno rovnoměrné provětrání prostoru (vodorovná vzdálenost mezi otvory nejvýše 20 m, stěny bez otvorů mohou být vzdáleny od otvorů 10 m - dle ČSN 73 60 58).

Nucené větrání (nevyhovuje-li větrání přirozené) je podtlakové - řeší se nuceným odvodem a přirozeným přívodem, nebo nuceným odvodem a nuceným přívodem vzduchu - průtok přiváděného vzduchu musí být o 10 až 20 % nižší než průtok odsávaného vzduchu. Emise CO v garážích (při volnoběhu a pomalém pojíždění) uvažuje ČSN 73 6058 pro jedno motorové vozidlo dle (bez ohledu na druh vozidla a motoru) M_co = 0,5 m³/h. Emisní údaje o ostatních škodlivinách jsou omezené; pokud jsou údaje k dispozici, doporučuje se výpočet průtok vzduchu zpřesnit pro konkrétní řešení (s využitím následujících vztahů pro výpočet průtoku větracího vzduchu V (m³/h)).

V garážích se špičkovým provozem (např. parkovacích garážích u společenských objektů, kde se předpokládá současný výjezd většího počtu vozidel) je průtok vzduchu na jedno stání (za předpokladu současného výjezdu vozidel z 1/7 stání): 900 m³/h na každé stání v garáži. Jsou - li známé skutečné podmínky, určí se průtok vzduchu pro jedno stání ze vztahu

kde n (-) je počet stání v garáži, n_p (-) - počet vozidel současně v provozu, C_p = 87 ppm - přípustná (výpočtová) koncentrace oxidu uhelnatého v garáži, C_e (ppm) - výpočtová koncentrace oxidu uhelnatého ve venkovním ovzduší (5 ppm - menší města, 10 ppm - velkoměsta).

Je zřejmé, že takto stanovený průtok (900 m³/h stání) je extrémně vysoký a v praxi nerealizovatelný - údaje použité v normě (provozní údaje i emise CO) jsou z roku 1988. Výpočet vychází z předpokladu ustáleného procesu a nerespektuje časovou změnu koncentrace CO z ustálené nízké koncentrace CO před začátkem hromadného výjezdu. Návrh větrání pro špičkový provoz garáží musí proto vycházet z daných individuálních požadavků na provoz garáže Ve specifických případech je třeba provést výpočet i s ohledem na časovou změnu koncentrace. Při dimenzování je správné současně řešit i systémy měření koncentrace CO a řízení provozu v garážích (informační systém, varovný systém pro omezení provozu vozidel), aby při hromadném výjezdu nebyly překročeny přípustné koncentrace CO.

V garážích s průběžnou výměnou vozidel, v nichž nevzniká špičkový provoz (např. v parkovacích garážích ve městech) je průtok vzduchu 300 m³/h na jedno stání. Při známých skutečných podmínkách se určí průtok vzduchu pro jeno stání ze vztahu

kde τ (min) je doba chodu motoru vjíždějícího (vyjíždějícího vozidla z místa vjezdu na stání (nebo obráceně), n_v (-) - výměna vozidel v garáži (součet vozidel do garáže vjíždějících a z garáže vyjíždějících za dobu jedné hodiny na jedno stání).

Provozní podmínky lze zpřesnit údaji o volnoběhu (start, zastavování na dráze výjezdu), délce dráhy a v současné době i údaji o emisi CO. Je-li např. doba volnoběhu 40 s, trasa 150m (oba údaje platí pouze pro trasu vjezdu, nebo trasu výjezdu - obě trasy se uvažují shodné), rychlost 10 km/h, výměna vozidel n_v = 2 1/h (parkovací doba 1 hodina), bude průtok vzduchu na 1 stání podle výše uvedeného vztahu

I údaj v ČSN 73 6058 pro garáže s průběžnou výměnou vozidel (300 m³/h stání - z roku 1988) je pro dnešní podmínky vysoký.

1.3 Provoz větrání, měření a signalizace

Podle konkrétních podmínek (měření koncentrace CO, záznam o počtu vozidel) může být v provozu průtok vzduchu snížen. Při automatickém řízení lze omezit chod paralelně připojených větracích jednotek, nebo provozovat větrání přerušovaně.

Distribuce vzduchu přívodními výustěmi musí zajistit rovnoměrné provětrání prostoru stání i komunikací. Odváděcí výustě mohou být umístěny u podlahy nebo pod stropem - přednostně v blízkosti výfuků vozidel. Vyjíždí-li z garáže současně větší počet nákladních vozidel, autobusů je nutné řešit (zvláště v zimním období, kdy se zahřívají motory) odvod výfukových plynů samostatným odsávacím zařízením a případně i řešit zahřátí chladicí kapaliny v motorech (např. elektricky).

Pro kontrolu a řízení větrání v garážích s větším počtem stání (dle ČSM 73 6058 nad 100) se instaluje zařízení pro automatické měření a signalizaci koncentrace oxidu uhelnatého, případně oxidu dusičitého. Instalaci měření, signalizace, případně automatického ovládání provozu větrání podle koncentrace CO lze doporučit i pro menší garáže než o 100 stáních.

Literatura

[1] ČSN 73 60 58 Větrání hromadných garáží, 1988.
[2] ÖNORM H 6003 Lüftungstechnische Anlagen für Garagen. Grundlagen, Planung, Dimensionierung, 1997.
[3] VDI 2053 Raumluftechnische Anlagen für Garagen, 2004.
[4] SWKI Richtlinie 96-1 Lüftungsanlagen für Fahrzeug-Eintellhallen, 1997.
[5] Nařízení vlády č.178/2001 Sb., kterým se stanoví podmínky ochrany zaměstnanců při práci.
[6] Nařízení vlády č. 523/2002 Sb., kterým se mění nařízení vlády č. 178/2001 Sb., kterým se stanoví podmínky ochrany zdraví zaměstnanců při práci.
[7] Jirkovská, Věra: Větrání podzemních garáží. Diplomová práce. Fakulta strojní ČVUT v Praze, 2005.