陳 明

1 概述

隨著生產(chǎn)技術發(fā)展,工廠的潤滑站、泵房、電氣控制室和車庫等設施被大量安置在地下建筑空間中。在長江中下游和沿海高濕熱氣候地區(qū)的梅雨季節(jié),嚴重的結(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,大幅度增加維修費用。結(jié)露還可以造成設備故障率大幅度上升,由于長期累計腐蝕效應,設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法。其中,自然通風法是國內(nèi)外認可的降濕途徑之一,由于缺乏深入理論研究和充分實證,尤其是高濕熱氣候下的不合理自然通風方式可能導致濕度升高和結(jié)露惡化,利用設備通風技術解決除結(jié)露問題仍然是空白。

2 案例分析

2.1 地下車庫概況

寶鋼某辦公大樓地下車庫,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,平時作為地下停車庫,戰(zhàn)時為二等人員掩蔽部,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120輛。車庫投入使用不久發(fā)現(xiàn)地面有嚴重積水、墻面霉變,其后對地面進行自流坪和毛地面改造,墻面進行油性涂料粉刷,并利用已有換氣系統(tǒng)進行24 h不間斷通風,均沒有達到消除和減少結(jié)露的目的。

2.2 表面溫度測試

圖1是通過實測車庫地表面溫度和空氣濕度、溫度和風速后利用CFD模擬反映該車庫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),風速流動快的地方相對地面表溫較高。

2.3 結(jié)露分析

結(jié)露是當物體表面溫度低于露點溫度時空氣中水分在物體表面的積累,當物體表面溫度大于露點溫度時,物體表面呈現(xiàn)相對干燥。物體表面溫度測試是了解結(jié)露嚴重程度的一種方法。一般情況下,露點溫度在一定范圍時,物體表面溫度較低則結(jié)露程度比較嚴重,反之較輕。根據(jù)現(xiàn)場對結(jié)露狀態(tài)調(diào)查結(jié)果,印證地面表溫與實際結(jié)露程度呈現(xiàn)高度相關性,即大部分地面都有結(jié)露現(xiàn)象,在結(jié)露嚴重部位的表面溫度低于結(jié)露溫度,而且表溫越低,結(jié)露越嚴重。同時,在具有良好通風部位,結(jié)露現(xiàn)象相對少見,這可以用通風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,其表明了隨著通風強化,表溫上升,當表面溫度大于露點溫度以后,由結(jié)露變?yōu)椴唤Y(jié)露的轉(zhuǎn)化過程。

2.4 提高表面溫度,降低結(jié)露

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

實驗證明,當溫度大于32℃,相對濕度小于60%時,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溫度2℃～4℃;當溫度小于32℃,相對濕度大于60%時,提高表面溫度有限且不能阻止結(jié)露的產(chǎn)生。

3 對策措施

3.1 誘導射流風機法

誘導射流風機法是指在現(xiàn)有自然和機械通風系統(tǒng)排風運行模式下,通過在建筑內(nèi)部各處裝設射流風機,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?使射流氣流與對象表面的對流換熱程度和次數(shù)增加,提高其表面溫度,促使對象表面水分蒸發(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),在相應的出入口增設空氣幕,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,設備直接安裝在進出口上方;上送下回,設置系統(tǒng)回風管道,將地面處回風由空氣幕內(nèi)風機抽回空氣幕。

3.3 低溫空氣幕法

低溫空氣幕法是指在空氣幕內(nèi)設置表面冷卻器,對進出口滲入空氣進行預降溫去濕,使可能進入的少量空氣的溫度、濕度較低,與內(nèi)部表面接觸時不發(fā)生表面結(jié)露。

3.4 強力風機法

強力風機法是指將大鼓風渦輪風機直接放置在表面結(jié)露嚴重區(qū)域,利用速度調(diào)節(jié)開關,風量控制在一定范圍,直接對結(jié)露表面進行強力吹掃,確保實現(xiàn)短時間內(nèi)對象表面結(jié)露水分加速揮發(fā),并經(jīng)機械通風系統(tǒng),適時將近飽和濕空氣排出室外。

3.5 組合通風法

圖3提供了根據(jù)結(jié)露形成特點采用誘導射流風機、空氣幕和機械通風系統(tǒng)組合形成的針對性防結(jié)露通風實施方案。從10:00～17:00是一天中空氣溫度較高,相對濕度較低的時間段,采取射流風機強化并運行機械通風系統(tǒng)進行室內(nèi)外空氣交換,可以達到趨利避害,提高表溫減少結(jié)露的目的。

采用組合通風后,車庫地面表溫緩慢升高,其分布情況如圖4所示,從圖中可以看到,除個別點低于露點以外,其余表溫均高于露點溫度,即無結(jié)露現(xiàn)象出現(xiàn)。

4 結(jié)語

組合通風可以提高結(jié)構(gòu)層表面溫度2.0℃以上,可保證室內(nèi)90%以上區(qū)域無結(jié)露。結(jié)合地面吹干機技術,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)測算,空氣幕隔斷技術(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(雙排上送下回空氣幕),將經(jīng)過空氣幕后吹出的露點溫度大致降低5℃,含濕量大致降低5 g/kg,可完全解決結(jié)露問題。與單純采用空調(diào)設備或除濕設備進行室內(nèi)除結(jié)露方案比較,使用上述技術方法可節(jié)約運行費用(電費)30%以上,具有一定經(jīng)濟性。

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