多层停车场气态排放估算方法：基于情景与特定条件——以MB-UPT停车场为案例研究

《Toxics》：A Method for Estimating Gaseous Emissions in Multistory Car Parks, Based on Scenarios and Particularities: MB-UPT Case Study

　　

专业术语翻译（摘要部分） 在城市拥堵区域建设多层停车场的需求，为评估这些投资对环境及邻近建筑的影响带来了新的挑战。研究人员综合了欧盟官方文献及科学文献中可获取的数据，提出了一种用于计算多层停车场运行过程中产生的污染性气态排放的方法。针对MB-UPT停车场的案例研究，研究人员构建了一个功能模块化方案，其中包含了定量和定性影响停车场运行所产生的污染性气态排放（CO、CO2、NMVOC、NOx、NH3）的要素。该研究考虑了一支与蒂米什县（Timi? County）停车场内机动车特征相似的车队。计算方法应用于三个高排放水平的运行情景，这些情景预计会在实际运行中遇到。考虑到机动车的运行模式，研究人员选择了具有最高置信度的排放因子（Emission Factors）和修正系数（Correction Coefficients）来进行排放估算。结果以图形和表格形式呈现。通过对结果的分析，针对每种分析的污染物种类，在三个情景的背景下确定了相关的关键因素。研究人员提出的方法能够定量确定污染性气态排放，并易于识别高排放时段和区域。

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1. 研究背景与问题提出

随着城市人口集中和生活水平提高，城市机动车数量持续增长，停车空间需求日益迫切。停车位不足引发交通拥堵、违章、事故等一系列问题，而交通拥堵区域往往产生高浓度污染性气态排放，对行人和邻近建筑 occupants 的健康构成显著风险。以罗马尼亚为例，注册车辆约700万辆，但公共停车位缺口高达120万个。在欧盟多数大城市，根据可持续城市交通措施的要求，确保在公共交通站点、购物中心、教育园区、公共机构等附近提供有组织的停车空间显得十分必要。

在此背景下，将停车空间整合进多功能建筑成为城市发展的一个挑战。当这类停车场计划建在住宅或公共建筑附近时，必须事先评估其运行期间产生的污染性气态排放。然而，欧盟官方文献（如欧洲环境局发布的指南）虽提供了估算道路车辆特定气态排放的数据和理论数学模型，但并未充分覆盖停车场运行中可能遇到的所有情况，特别是坡道行驶和冷发动机运行。同时，科学文献中存在多种研究团队提出的排放因子和修正系数模型，但这些研究并未与欧盟官方数据有效衔接。欧盟层面要求影响研究必须基于官方文献的排放因子，但存在官方数据未覆盖的情况。

因此，研究人员提出了一种综合/累积方法，整合欧盟官方专业文献和科学文献的数据与方法，提出一种适用于停车场结构、且能覆盖实际运行中大多数可能遇到情况的计算方法。正确估算排放因子并进行修正，对于开展能准确反映停车场实际运行模式的影响研究至关重要。此外，停车场污染性气态排放问题不仅源于与使用程度相关的进出车流，还源于停放车辆油箱燃料蒸发产生的静态排放。

2. 研究内容与核心发现

本研究以MB-UPT多功能停车场为案例，该停车场为地上三层结构，总停车位180个，并整合了体育场看台、运动场地及相关体育功能空间。研究旨在提出一种适用于多层停车场的污染性气态排放计算方法。研究考虑了三种高排放运行情景，分别对应学年教学活动期、寒冷季节教学活动期和夏季教学活动期。通过分析，研究人员发现：对于CO、CO₂、NMVOC、NOx和NH₃等所有分析污染物，最大小时排放值均出现在停车场一层，原因是该层车辆为寻找车位行驶的平均距离最长。研究还确定了各污染物的关键影响因素：CO和NOx排放与发动机启动时的热状态直接相关；CO₂排放与行驶车辆数量直接相关；NMVOC排放的关键因素是冷发动机启动和运行，而非夏季油箱燃料蒸发；NH₃排放与发动机启动热状态和车辆行驶直接相关。该研究的重要意义在于提供了一种基于官方和科学文献数据整合的、可定量确定多层停车场污染性气态排放的方法，并能识别高排放时段和区域，为环境影响评估和停车场通风系统设计提供关键输入数据。

3. 主要关键技术方法

研究人员首先构建了功能模块化方案，识别影响排放的定量和定性要素。其次，从欧盟官方文献（如EEA《大气污染物排放清单指南》）和科学文献中收集并整合了排放因子和修正系数，涵盖不同发动机类型、欧洲排放标准、发动机运行模式（冷/热）和车辆行驶模式（水平/坡道）。针对官方文献未覆盖的CO₂和NH₃冷启动系数，研究人员采用科学文献插值数据。研究还考虑了蒂米什县2024年机动车车队的实际结构（按发动机类型、排放标准和车龄划分），以及停车场在不同时期（教学活动期、周末、假期）的小时负荷率和温度变化，最终应用所提出的计算关系式进行排放估算。

4. 研究结果

情景S1（教学活动期）： 在7:00-8:00时段，180辆车以热发动机状态进入停车场寻找车位。结果显示，所有污染物的最大小时排放值均出现在一层，因为该层车辆平均行驶距离最长。CO排放空间分布呈现从入口到坡道入口线性递减的趋势，坡道区域排放相对恒定。CO₂、NOx和NH₃排放演化趋势与CO相似，但NMVOC排放趋势不同，主要受停放车辆油箱蒸发排放影响。

情景S2（寒冷季节教学活动期）： 在15:00-16:00时段，约120辆车以冷发动机状态（0°C）离开停车场，同时另有120辆车以热发动机状态进入。结果显示，所有污染物的最大小时排放值仍出现在一层。CO排放空间分布呈递增趋势，冷发动机启动是排放的主要因素。CO₂、NOx和NH₃排放演化趋势与CO相似，但NMVOC排放主要受冷发动机启动影响。

情景S3（夏季教学活动期）： 在15:00-16:00时段，120辆车以冷发动机状态（35°C）离开，同时120辆车以热发动机状态进入。结果显示，所有污染物的最大小时排放值仍出现在一层。CO排放空间分布呈递增趋势，冷发动机启动仍是主要因素。NMVOC排放受冷发动机启动和停放车辆油箱蒸发排放共同影响。

情景对比分析： 对于CO和NOx，冬季情景S2排放最高，夏季情景S3次之，情景S1最低，表明发动机启动热状态是关键因素。对于CO₂，情景S1排放最高，因车辆数量多33%，表明与行驶车辆数量直接相关。对于NMVOC，情景S2排放最高，表明冷发动机启动和运行是关键因素。对于NH₃，情景S2排放最高，表明与发动机启动热状态直接相关。三个情景中坡道行驶排放均较低，因车辆下坡时使用发动机制动，排放极少。

5. 讨论与结论

讨论总结： 研究指出，进行高精度扩散研究需要尽可能接近停车场实际运行的输入数据，其中最关键的是不同车辆运行条件下产生的排放。文章展示了文献中特定车辆类别的排放因子，但强调需要修正以描述车辆和停车场运行模式。研究人员开发的排放计算方法基于功能模块交互逻辑图，并针对MB-UPT地上停车场进行了案例研究。计算关系式基于包含修正排放因子的算法，并依据蒂米什县可用车队数据预估了停车场使用车辆结构。

研究结论： 本研究源于在拥挤城市区域建设新型紧凑多层停车场的需求，以通过释放街道停车占用的车道来优化道路交通。对于此类建筑，包含污染物扩散研究的环境影响评估日益必要。开展最小误差的扩散研究需要使用尽可能接近停车场实际运行预期的输入数据。文章呈现了文献中特定车辆类别的排放因子，但强调其需要修正以描述车辆和停车场运行模式。研究人员提出的多层停车场排放计算方法基于功能模块交互逻辑图，并以MB-UPT地上停车场为案例研究。计算关系式基于包含修正排放因子的算法。研究根据停车场小时负荷率分析了停车场功能，识别出三个与学年结构相关的情景，并计算了显著小时间隔内的气态排放。结果表明：CO和NOx排放与发动机启动热状态直接相关；CO₂排放与行驶车辆数量直接相关；NMVOC排放的关键因素是冷发动机启动和运行；NH₃排放与发动机启动热状态和车辆行驶直接相关。投资完成后，研究人员旨在通过实验测量在实际运行条件下验证方法和结果，若发现估算与实测/模拟值存在差异，将进行额外分析以降低估算结果的不确定性。