淺析地下人防工程中自然能源的高效利用

【摘 要】本文主要介紹了地下人防工程中的一些地道特點，而且對于地道冬暖夏涼的空氣特性，從理論和實際基礎上進行分析和研究，并且針對地下人防工程中的空氣溫度、濕度和風速變化等了討論，得出的結果說明，地下人防工程在冬天，可以為熱泵熱源提高有效的空氣源，而且降低了熱泵的消耗能力，而且提高了熱泵的有效性能系數。

【關鍵詞】人防工程；能源；空氣源熱泵

一、人防工程中的自然資源

我國是一個土地資源非常豐富的地區(qū)，而且因為土地資源遼闊，所以地下資源更是豐富，所以在1960年到1970年之內，中國設置了很多地道，這些地道許多都是那個時期所建設的防空洞、地下河流和隧道之類的地道，這也僅僅是那個期間所開發(fā)的，而且這些隧道在地下約10米，大多是淺層地下結構。

早在上世紀七十年代和八十年代，中國就已經開始利用地下的自然能源，人防工程使用的地下風冷卻已經迅速發(fā)展成為一項新的技術，因為系統(tǒng)有著簡單和低成本的優(yōu)點，所以目前一直處于重點關注的對象。隨著技術的不斷推廣，以及在應用的過程中、實踐中，人們逐漸發(fā)現系統(tǒng)存在的種種弊端，所以地下風式散熱技術已經經歷了快速發(fā)展時期，但也慢慢被擱置了。

我國在21世紀開始就已經強調能源節(jié)約和資源的可持續(xù)發(fā)展，而且人們已經開始針對傳統(tǒng)的地下自然資源利用的基礎上，對新技術進行創(chuàng)新、開發(fā)和研究，從而解決以往傳統(tǒng)地下自然資源的利用技術問題，從而得到了很好的改進，使得新技術能夠非常有效的適用于我國的國情和環(huán)境，充分利用地下人防工程中的自然資源。

二、人防工程中自然資源的有效利用

1. 人防工程自然能源的傳統(tǒng)利用

20世紀70年代初，中國的地下風式散熱技術發(fā)展迅速，這是首次使用正宗的地下自然資源的歷史。其傳統(tǒng)的利用原理就是在冬夏季節(jié)交替適用地道的冷空氣，用通風系統(tǒng)將空氣傳送到地表之上，從而使得地表上的空氣溫度降低，這種傳統(tǒng)利用方式多數利用在人群比較集中的地方，比如公共場所、電影院、學校等這種大型場所，后來經過不斷的發(fā)展，可以利用到家庭住宅和工廠之中，并且其降溫效果是非常不錯的。

但因為大部分的地下存在著污染的情況，使隧道內的空氣存在一定刺鼻氣味或者是霉味，空氣冷卻進了房間后，使得房間里的空氣質量嚴重惡化。同時，人們也通過實踐發(fā)現，底下的空氣中還含有對人體有害的氣體，那就是氣體氛，而且這種氣體的濃度是非常的大。氛氣是一種無色、無臭、無味的有毒氣體。人們如果長期待在高氛環(huán)境下的話，會對大支氣管上皮細胞造成嚴重的損害，嚴重的甚至誘發(fā)癌癥。此外，還會導致白血病等呼吸系統(tǒng)疾病，對人體是有害的。

盡管人們認識到氛氣對人體的危害，并且已采取若干措施，以減少真正的地下氛氣濃度和室內空氣中的濃度，如在通風模式上的變化，強制在通風排氣通風地道上施工防氛氣密封材料和防水涂料；房間里強制使用風扇進行空氣循環(huán)，增加窗口的數量；空氣供給系統(tǒng)中安裝排氣旁通閥。然而，由于地下巖石、土壤以及和巖石、土壤有關的地下建筑材料是氛氣的一個主要來源，甚至采取保護措施，也是難以降低氛濃度到安全范圍之內的，因為氛氣的擴散能力是非常強的，不可避免地會進入了房間，留在室內空氣中，給人們的身體和精神健康造成很大的威脅。

同時，在使用該系統(tǒng)的過程中，因為不善于對地道水的內部管理使用，使得污垢不能被排除，導致各種微生物、細菌的生長，從而使隧道內的空氣中，除了外在氛氣的有害氣體，還含有其它有害物質，使得室內空氣環(huán)境的嚴重惡化。

2. 人防工程自然能源的新利用

由于直接利用空氣隧道將嚴重危害人體健康，因此，如何安全、有效、健康的發(fā)展我們現有的地下自然資源，充分利用豐富的地下暖通空調系統(tǒng)，已經成為近年來人們一直在思考的問題。

在一應俱全的真實情況，建立專門為農產品出口水果的專用空氣冷卻隧道，因為地下的結構不被視為用于其他目的的情況下，所以可以做的很簡單，而且可以根據熱交換器的要求來確定地道的大小、幾何形狀和埋設深度。其成本比施工隧道或其他用途地道低得多?？傮w而言，該項目總投資接近人工制冷系統(tǒng)的成本，但節(jié)省的電費和維修成本的優(yōu)勢，以及對周圍環(huán)境的污染，卻是其他方式所無法比擬的。目前的空氣熱源泵仍存在很多問題，要想解決空氣熱源泵的問題，人們仍在不斷的探索，現在已經有了一定的進步，不斷的完善地下風的使用中的一些弊端。目前已經研究出了如何利用自然資源的一種新型模式，就是目前的地下風風源熱泵模式。地下空氣具有冬暖夏涼的特點，新型的地下空氣熱源泵就是有效的利用了這一特點，熱泵空調系統(tǒng)的冷熱源就以此為能源。原本的地下人防工程中，空氣質量并不好，氣味怪、空氣質量差、影響工作人員的身體健康，而新型的空氣熱源泵等就能有效的解決這一問題，夏季制冷問題也得到了有效的解決。這樣地下人防工程的工作過程中，給工作人員提供了一個良好的工作環(huán)境。

除了解決的夏季空氣質量差等問題，還地下風空氣熱源泵系統(tǒng)還能夠提高冬季的工作性能系數，減少了熱泵的除霜系統(tǒng)。

除了基于地下風空氣源熱泵系統(tǒng)之外，地道通風降溫技術，也完全符合我國的基本國情，是在傳統(tǒng)的地下風式散熱系統(tǒng)的基礎上發(fā)展起來的。地道通風降溫技術，需要確定建筑物逐時動態(tài)負荷地道的幾何形狀，使得地下通風能夠在供冷季節(jié)為建設提供所需的冷卻能力，從而保持了良好的室內熱環(huán)境。在夏季，系統(tǒng)使用期間為5月21日 - 7月10日，共51天。通風時間，是每天晚上9：00?17：00。根據建筑冷負荷和所需的新鮮空氣要求，利用三檔轉速風扇的變化來控制地道內的通風，實現了分階段控制程序。據氣象參數和地道的室外出口空氣溫度來確定風機的運行條件。地道降溫系統(tǒng)選擇的風機是為三檔變轉數風機，能滿足90%以上房間的溫度控制在29℃或以下。與常規(guī)空調系統(tǒng)相比，該系統(tǒng)可以在很大程度上減少新風負荷，不僅具有投資少、運行成本低、維護方便等特點，還可以創(chuàng)造比常規(guī)空調系統(tǒng)更容易被接受的環(huán)境。

參考文獻：

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[2]楊志寬.利用地道風要考慮氡及其子體對室內空氣環(huán)境的影響[J].山東建筑工程學院學報.1994，9（2）：48～51.