武漢地下人行通道結(jié)露現(xiàn)象內(nèi)環(huán)境測試與分析

李雄威，王勇，陳建斌，何亮

(1.常州工學(xué)院土木建筑工程學(xué)院,江蘇 常州 213032; 2.中國科學(xué)院武漢巖土力學(xué)研究所巖土力學(xué)與工程國家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室,湖北 武漢 430071; 3.武漢市政工程設(shè)計(jì)研究院有限責(zé)任公司，湖北 武漢 430023)

城市地下人行過街通道是實(shí)現(xiàn)立體交通的重要方式之一，被廣泛用于緩解城市交通壓力。與過街天橋相比，地下人行通道具有節(jié)約用地、提升城市景觀質(zhì)量、減小氣候環(huán)境對交通出行的影響等優(yōu)勢，符合未來城市發(fā)展的大趨勢[1-2]。地下人行通道屬地下空間的一個(gè)特殊結(jié)構(gòu)形式，多修建于城市人群密集、交通易擁堵的地帶，一定程度上解決了人流密集區(qū)的交通問題，保障了行人過街的交通安全。但是，其內(nèi)部人流量大，人員停留時(shí)間長短不一，通道內(nèi)的熱濕環(huán)境質(zhì)量狀況對內(nèi)部人員的影響未引起足夠關(guān)注。我國南方地區(qū)濕熱多雨，在夏季往往易出現(xiàn)不同程度的潮濕結(jié)露，通道長時(shí)間處于“濕漉漉”的狀態(tài)，嚴(yán)重時(shí)在通道內(nèi)形成雨簾，給過往行人帶來諸多不便。若地下人行通道內(nèi)壁結(jié)露，會(huì)加速內(nèi)壁材料的腐蝕破壞，影響使用功能。露水也會(huì)使通道內(nèi)空氣變得渾濁、霉?jié)?，?yán)重影響內(nèi)環(huán)境，甚至危害過往行人的健康[3-4]。

本文對武漢已建成在用的8個(gè)地下人行通道的內(nèi)環(huán)境進(jìn)行測試，旨在分析武漢地下人行通道的內(nèi)部環(huán)境狀況。測試地點(diǎn)包括武昌的魯巷廣場珞喻路(西道口)地下人行通道工程、徐東大街麥德龍地下人行通道、紅廟立交人行通道工程、蔡家嘴地下人行通道、翠柳街地下人行通道；漢口的常青路長港路口地下人行通道、火車站南廣場人行通道、黃鸝路地下人行通道。

通過分析室外氣象條件、出入口的設(shè)置型式、內(nèi)部空氣質(zhì)量、通風(fēng)效果等因素的相互關(guān)系，揭示通道內(nèi)部熱濕環(huán)境、空氣質(zhì)量、自然通風(fēng)等參數(shù)的變化規(guī)律和影響因素，為武漢地下人行通道內(nèi)環(huán)境質(zhì)量指標(biāo)提供建議值，為創(chuàng)造健康、便利、安全的地下人行通道設(shè)計(jì)與管理提供依據(jù)。

1 測試時(shí)間及參數(shù)

數(shù)據(jù)采集之前，根據(jù)中國建筑熱環(huán)境分析專用氣象數(shù)據(jù)集，對武漢氣象參數(shù)進(jìn)行了整理和分析，如表1。

可見，武漢全年的相對濕度較高，月平均相對濕度基本在70%以上。7月、8月的月平均空氣含濕量最高，約19.5 g/kg干空氣。

通過在7月、8月各選取的一個(gè)晴好天氣來看，7月22日最高露點(diǎn)溫度發(fā)生于23:00，8月22日最高露點(diǎn)溫度發(fā)生于0:00?？梢?，凌晨更容易結(jié)露。因此，本次數(shù)據(jù)采集的時(shí)間點(diǎn)介于晚上10點(diǎn)至次日8點(diǎn)，以便觀測在最有可能結(jié)露情況下，各通道內(nèi)的熱環(huán)境參數(shù)。

結(jié)合與內(nèi)環(huán)境相關(guān)各標(biāo)準(zhǔn)對地下空間設(shè)計(jì)的要求及本次調(diào)研的目的，最終確定需要采集的數(shù)據(jù)有：空氣溫度、空氣濕度、壁面溫度、照度、風(fēng)速、壁面導(dǎo)熱系數(shù)、人流量等。為保證檢測數(shù)據(jù)的全面準(zhǔn)確，每個(gè)通道測3 d。

2 地下人行通道概況及測試

2.1 地下人行通道概況

地下人行通道的工程概況見表2，地質(zhì)概況見表3。人行通道平面圖及測試剖面見圖1。

武昌魯巷廣場珞喻路(西道口)地下人行通道的測試時(shí)間為7月22日、7月29日和8月7日。

武昌徐東大街麥德龍地下人行通道的測試時(shí)間為7月21日、7月31日和8月11日。

武昌紅廟立交人行通道的測試時(shí)間為7月21日、7月29日和8月7日。

武昌蔡家嘴地下人行通道的測試時(shí)間為7月22日、7月31日和8月11日。

武昌翠柳街地下人行通道的測試時(shí)間為7月15日、7月28日和8月6日。

漢口常青路長港路口地下人行通道的測試時(shí)間為7月25日、8月1日和8月12日。

漢口火車站南廣場地下人行通道的測試時(shí)間為7月25日、8月1日和8月12日。

漢口黃鸝路地下人行通道的測試時(shí)間為7月16日、7月28日和8月6日。

表3 人行通道地質(zhì)概況

圖1 人行通道平面及測試斷面

2.2 人行通道內(nèi)環(huán)境測試及地下通道結(jié)露情況

各人行通道測試斷面空氣相對濕度整理見表4—11。在測試期內(nèi)任取一天測試數(shù)據(jù)，將通道截面照度數(shù)據(jù)與結(jié)露關(guān)系整理如表12。各通道的長度、深度、人流量與結(jié)露情況的聯(lián)系見表13。

現(xiàn)場實(shí)測發(fā)現(xiàn)，測試期內(nèi)武昌蔡家嘴地下人行通道、武昌翠柳街地下人行通道、武昌紅廟立交人行通道和武昌徐東大街麥德龍地下人行通道是結(jié)露較重的區(qū)域；漢口常青路長港路口地下人行通道、漢口火車站南廣場人行通道、武昌黃鸝路地下人行通道和武昌魯巷廣場珞喻路(西道口)地下人行通道無明顯結(jié)露現(xiàn)象。

表4 常青路長港路口地下人行通道(不結(jié)露)

表5 漢口火車站南廣場地下人行通道(不結(jié)露)

表6 蔡家嘴地下人行通道(有結(jié)露現(xiàn)象)

表7 翠柳街地下人行通道(有結(jié)露現(xiàn)象)

表8 紅廟立交地下人行通道(有結(jié)露現(xiàn)象)

表9 黃鸝路地下人行通道(不結(jié)露)

表10 魯巷廣場珞喻路(西道口)地下人行通道(不結(jié)露)

表11 徐東大街麥德龍地下人行通道(有結(jié)露現(xiàn)象)

表12 各地下通道照度情況

表13 各地下通道結(jié)露情況

3 測試結(jié)果分析

地下空間潮濕結(jié)露的原因有很多種，主要有以下幾方面：①雨水或融雪滲入土壤，經(jīng)過地基墻裂縫、墻體等進(jìn)入地下空間。這種原因最普遍，多為季節(jié)性發(fā)生。②地下水位較高時(shí)，地下水能透過混凝土地板和墻體的裂縫進(jìn)入室內(nèi)，也多為季節(jié)性發(fā)生。③人員和設(shè)備散濕。人員散濕包括人體通過呼吸、排汗等方式的散濕和日常生活引起的人為散濕。設(shè)備散濕則多為存水設(shè)備、容器等的水分散發(fā)。④地下空間外熱濕空氣帶入的水分。當(dāng)潮濕的外部空氣進(jìn)入地下建筑物內(nèi)，由于其空氣含濕量高于工程內(nèi)部空氣含濕量，進(jìn)入工程的新風(fēng)會(huì)增加工程的相對濕度，甚至?xí)驗(yàn)閮?nèi)外溫差大，在壁面上結(jié)露，形成凝結(jié)水。通過對武漢市已建成在用的8個(gè)地下人行通道內(nèi)環(huán)境進(jìn)行測試，結(jié)果分析如下：

1)對比人行通道各斷面截面中部人行高度空氣相對濕度數(shù)據(jù)可見，有結(jié)露現(xiàn)象的地下通道，測試期內(nèi)大部分空氣相對濕度長期超過80%。而無明顯結(jié)露現(xiàn)象的地下通道，測試期內(nèi)大部分空氣相對濕度在60%～80%。建議武漢地下人行通道內(nèi)環(huán)境質(zhì)量指標(biāo)建議值中空氣濕度的上限取為80%，基本符合武漢地區(qū)地下通道內(nèi)環(huán)境特點(diǎn)。由于武漢全年的相對濕度都較高，月平均相對濕度基本在70%以上，因此，結(jié)合相關(guān)規(guī)范[5-8]，武漢地區(qū)地下通道內(nèi)環(huán)境建議30%～80%，符合武漢地區(qū)的氣候狀態(tài)。

2)對各通道的長度、深度、人流量進(jìn)行統(tǒng)計(jì)，分析其與結(jié)露情況的聯(lián)系?？梢钥闯觯Y(jié)露的蔡家嘴地下人行通道、翠柳街地下人行通道、紅廟立交人行通道和徐東大街麥德龍地下人行通道人流量比較低，通道長度在60 m以上，深度在8 m以上，說明埋深較深和長度較長的通道較容易結(jié)露。測試的通道基本沒有開啟機(jī)械通風(fēng)，結(jié)露現(xiàn)象與通道內(nèi)部自然通風(fēng)情況有關(guān)。魯巷廣場珞喻路(西道口)人行通道深度8.5 m，長度82 m，但沒有結(jié)露，其通道人流量最大，較大的人流量一方面會(huì)增加人員散濕，另一方面也能促進(jìn)內(nèi)部空間的空氣流通，有利于緩解結(jié)露現(xiàn)象。

3)由于照度測試時(shí)間為22:00至次日7:00，夜晚期間通道中部相同斷面各時(shí)間段照度比較接近，數(shù)據(jù)整理中剔除通道出入口處照度值和測試奇異值?？梢姡Y(jié)露的人行通道內(nèi)部光線照度普遍較小，說明長期結(jié)露潮濕的環(huán)境會(huì)嚴(yán)重影響室內(nèi)照明效果。而沒有結(jié)露現(xiàn)象的地下通道除黃鸝路外，普遍都大于等于50 lx，說明照度下限取50 lx基本可以滿足武漢地區(qū)地下通道的使用要求。人行通道內(nèi)環(huán)境照度指標(biāo)建議值下限取50 lx，基本可以滿足武漢地區(qū)地下通道的使用要求。

城市人行地下通道多為敞開的無空調(diào)區(qū)域，由于通道處于地下，人流情況復(fù)雜，對確定地下人行通道內(nèi)環(huán)境質(zhì)量的標(biāo)準(zhǔn)有一定難度。根據(jù)國內(nèi)外相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)的調(diào)研，有一些內(nèi)容可以作為地下人行通道內(nèi)環(huán)境質(zhì)量的控制標(biāo)準(zhǔn)的參照。對各指標(biāo)的定量問題，鑒于地下通道的要求比一些功能空間的要求低，建議選擇參考標(biāo)準(zhǔn)中的下限值作為地下通道的控制值。結(jié)合相關(guān)規(guī)范[5-8]和現(xiàn)場調(diào)查數(shù)據(jù)，武漢地下人行通道內(nèi)環(huán)境質(zhì)量相對濕度和照度指標(biāo)建議值如表14所示。

表14 地下人行通道內(nèi)環(huán)境質(zhì)量指標(biāo)建議值

4 結(jié)論

1)武漢全年的相對濕度較高，月平均相對濕度基本在70%以上。7月和8月的月平均空氣含濕量最高，約19.5 g/kg干空氣。武漢地區(qū)地下通道嚴(yán)重結(jié)露現(xiàn)象主要發(fā)生在7月和8月，這說明武漢地區(qū)地下通道結(jié)露主要是因?yàn)榈叵驴臻g外熱濕空氣帶入的水分。另外，由于7月和8月武漢地下水位較高，地下通道結(jié)露也需考慮季節(jié)性地下水滲透的影響。

2)對各通道的長度、深度、人流量進(jìn)行統(tǒng)計(jì)，可以看出埋深較深和長度較長的通道較容易結(jié)露，較大的人流量一方面會(huì)增加人員散濕，另一方面也能促進(jìn)內(nèi)部空間的空氣流通，有利于緩解結(jié)露現(xiàn)象。

3)有結(jié)露現(xiàn)象的地下通道，大部分測試期內(nèi)空氣相對濕度長期超過80%。結(jié)合相關(guān)規(guī)范，地下通道內(nèi)環(huán)境建議相對濕度為30%～80%符合武漢地區(qū)的氣候狀態(tài)。對人行通道內(nèi)環(huán)境照度指標(biāo)建議值下限取50 lx。