利用組合通風(fēng)改善沿海地區(qū)地下車(chē)庫(kù)結(jié)露狀況

陳 明

1 概述

隨著生產(chǎn)技術(shù)發(fā)展,工廠的潤(rùn)滑站、泵房、電氣控制室和車(chē)庫(kù)等設(shè)施被大量安置在地下建筑空間中。在長(zhǎng)江中下游和沿海高濕熱氣候地區(qū)的梅雨季節(jié),嚴(yán)重的結(jié)露造成地面大范圍積水、墻面霉變、室內(nèi)空氣污濁,直接影響建筑正常使用,大幅度增加維修費(fèi)用。結(jié)露還可以造成設(shè)備故障率大幅度上升,由于長(zhǎng)期累計(jì)腐蝕效應(yīng),設(shè)備使用壽命大大降低。傳統(tǒng)除結(jié)露方法有熱工保溫法、空氣加熱法、防結(jié)露材料法和自然通風(fēng)法。其中,自然通風(fēng)法是國(guó)內(nèi)外認(rèn)可的降濕途徑之一,由于缺乏深入理論研究和充分實(shí)證,尤其是高濕熱氣候下的不合理自然通風(fēng)方式可能導(dǎo)致濕度升高和結(jié)露惡化,利用設(shè)備通風(fēng)技術(shù)解決除結(jié)露問(wèn)題仍然是空白。

2 案例分析

2.1 地下車(chē)庫(kù)概況

寶鋼某辦公大樓地下車(chē)庫(kù),上部為13層框—剪結(jié)構(gòu)辦公大樓、裙房和小區(qū)綠化,屬于附建和單建綜合式地下建筑,平時(shí)作為地下停車(chē)庫(kù),戰(zhàn)時(shí)為二等人員掩蔽部,人防和非人防區(qū)域建筑面積為7 000 m2,可掩蔽人員3 600人或停車(chē)120輛。車(chē)庫(kù)投入使用不久發(fā)現(xiàn)地面有嚴(yán)重積水、墻面霉變,其后對(duì)地面進(jìn)行自流坪和毛地面改造,墻面進(jìn)行油性涂料粉刷,并利用已有換氣系統(tǒng)進(jìn)行24 h不間斷通風(fēng),均沒(méi)有達(dá)到消除和減少結(jié)露的目的。

2.2 表面溫度測(cè)試

圖1是通過(guò)實(shí)測(cè)車(chē)庫(kù)地表面溫度和空氣濕度、溫度和風(fēng)速后利用CFD模擬反映該車(chē)庫(kù)地面表面溫度變化的表溫分布圖。從圖1中可以看出,地面表溫分布很不均勻,在進(jìn)口處和建筑內(nèi)部深處最大溫度相差4.6℃。建筑內(nèi)部大范圍溫度屬于偏低狀態(tài),風(fēng)速流動(dòng)快的地方相對(duì)地面表溫較高。

2.3 結(jié)露分析

結(jié)露是當(dāng)物體表面溫度低于露點(diǎn)溫度時(shí)空氣中水分在物體表面的積累,當(dāng)物體表面溫度大于露點(diǎn)溫度時(shí),物體表面呈現(xiàn)相對(duì)干燥。物體表面溫度測(cè)試是了解結(jié)露嚴(yán)重程度的一種方法。一般情況下,露點(diǎn)溫度在一定范圍時(shí),物體表面溫度較低則結(jié)露程度比較嚴(yán)重,反之較輕。根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)對(duì)結(jié)露狀態(tài)調(diào)查結(jié)果,印證地面表溫與實(shí)際結(jié)露程度呈現(xiàn)高度相關(guān)性,即大部分地面都有結(jié)露現(xiàn)象,在結(jié)露嚴(yán)重部位的表面溫度低于結(jié)露溫度,而且表溫越低,結(jié)露越嚴(yán)重。同時(shí),在具有良好通風(fēng)部位,結(jié)露現(xiàn)象相對(duì)少見(jiàn),這可以用通風(fēng)提高了地面表溫或者蒸發(fā)作用予以解釋。圖2是表面溫度遷移原理示意圖,其表明了隨著通風(fēng)強(qiáng)化,表溫上升,當(dāng)表面溫度大于露點(diǎn)溫度以后,由結(jié)露變?yōu)椴唤Y(jié)露的轉(zhuǎn)化過(guò)程。

2.4 提高表面溫度,降低結(jié)露

白天來(lái)臨時(shí),通?？諝獾臏囟容^高,相對(duì)濕度較低。濕熱的空氣從出入口進(jìn)入車(chē)庫(kù)后,有助于迅速提高地面表面溫度。相反,夜晚的空氣溫度較低,相對(duì)濕度較高,濕熱氣流攜帶高濕度水分進(jìn)入車(chē)庫(kù)后不能有效提高表溫,可以使結(jié)露情況更加嚴(yán)重。

實(shí)驗(yàn)證明,當(dāng)溫度大于32℃,相對(duì)濕度小于60%時(shí),一定速度的空氣氣流可以明顯提高表面溫度并使其高于露點(diǎn)溫度2℃～4℃;當(dāng)溫度小于32℃,相對(duì)濕度大于60%時(shí),提高表面溫度有限且不能阻止結(jié)露的產(chǎn)生。

3 對(duì)策措施

3.1 誘導(dǎo)射流風(fēng)機(jī)法

誘導(dǎo)射流風(fēng)機(jī)法是指在現(xiàn)有自然和機(jī)械通風(fēng)系統(tǒng)排風(fēng)運(yùn)行模式下,通過(guò)在建筑內(nèi)部各處裝設(shè)射流風(fēng)機(jī),合理組織氣流通路,并以一定射流角度和速度吹向?qū)ο蟊砻?使射流氣流與對(duì)象表面的對(duì)流換熱程度和次數(shù)增加,提高其表面溫度,促使對(duì)象表面水分蒸發(fā)而不結(jié)露。

3.2 空氣幕隔斷法

空氣幕隔斷法是指為了阻止室外高溫高濕空氣滲入室內(nèi),在相應(yīng)的出入口增設(shè)空氣幕,形成空氣“幕布”,從而限制室外空氣深入結(jié)露易發(fā)的內(nèi)部空間區(qū)域。一般采取上送上回,設(shè)備直接安裝在進(jìn)出口上方;上送下回,設(shè)置系統(tǒng)回風(fēng)管道,將地面處回風(fēng)由空氣幕內(nèi)風(fēng)機(jī)抽回空氣幕。

3.3 低溫空氣幕法

低溫空氣幕法是指在空氣幕內(nèi)設(shè)置表面冷卻器,對(duì)進(jìn)出口滲入空氣進(jìn)行預(yù)降溫去濕,使可能進(jìn)入的少量空氣的溫度、濕度較低,與內(nèi)部表面接觸時(shí)不發(fā)生表面結(jié)露。

3.4 強(qiáng)力風(fēng)機(jī)法

強(qiáng)力風(fēng)機(jī)法是指將大鼓風(fēng)渦輪風(fēng)機(jī)直接放置在表面結(jié)露嚴(yán)重區(qū)域,利用速度調(diào)節(jié)開(kāi)關(guān),風(fēng)量控制在一定范圍,直接對(duì)結(jié)露表面進(jìn)行強(qiáng)力吹掃,確保實(shí)現(xiàn)短時(shí)間內(nèi)對(duì)象表面結(jié)露水分加速揮發(fā),并經(jīng)機(jī)械通風(fēng)系統(tǒng),適時(shí)將近飽和濕空氣排出室外。

3.5 組合通風(fēng)法

圖3提供了根據(jù)結(jié)露形成特點(diǎn)采用誘導(dǎo)射流風(fēng)機(jī)、空氣幕和機(jī)械通風(fēng)系統(tǒng)組合形成的針對(duì)性防結(jié)露通風(fēng)實(shí)施方案。從10:00～17:00是一天中空氣溫度較高,相對(duì)濕度較低的時(shí)間段,采取射流風(fēng)機(jī)強(qiáng)化并運(yùn)行機(jī)械通風(fēng)系統(tǒng)進(jìn)行室內(nèi)外空氣交換,可以達(dá)到趨利避害,提高表溫減少結(jié)露的目的。

采用組合通風(fēng)后,車(chē)庫(kù)地面表溫緩慢升高,其分布情況如圖4所示,從圖中可以看到,除個(gè)別點(diǎn)低于露點(diǎn)以外,其余表溫均高于露點(diǎn)溫度,即無(wú)結(jié)露現(xiàn)象出現(xiàn)。

4 結(jié)語(yǔ)

組合通風(fēng)可以提高結(jié)構(gòu)層表面溫度2.0℃以上,可保證室內(nèi)90%以上區(qū)域無(wú)結(jié)露。結(jié)合地面吹干機(jī)技術(shù),可將結(jié)構(gòu)層表面溫度升高3.5℃左右,可快速將地面剩余結(jié)露較徹底驅(qū)除。

經(jīng)測(cè)算,空氣幕隔斷技術(shù)(雙排上送下回空氣幕),空氣幕隔斷理想效率在60%以上,結(jié)露現(xiàn)象可以得到一定的遏制。附加冷卻去濕的表冷器空氣幕隔斷技術(shù)(雙排上送下回空氣幕),將經(jīng)過(guò)空氣幕后吹出的露點(diǎn)溫度大致降低5℃,含濕量大致降低5 g/kg,可完全解決結(jié)露問(wèn)題。與單純采用空調(diào)設(shè)備或除濕設(shè)備進(jìn)行室內(nèi)除結(jié)露方案比較,使用上述技術(shù)方法可節(jié)約運(yùn)行費(fèi)用(電費(fèi))30%以上,具有一定經(jīng)濟(jì)性。

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