地下建筑的防潮除湿研究

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第3卷第6期地下空间与T程学报V01．3：坚!!!!!!!竺竺竺!竺!兰!!!：型塑竺!==!!塑竺!!些墼：型地下建筑的防潮除湿研究’赵平歌(西安工业大学建筑工程系，西安710032)摘要：通过我国部分城市地下工程湿度环境调查结果。探讨了地下工程潮湿的原因，指出通过合理计算湿负荷并采取一定的防潮除湿措施是改善地下空问内部湿度环境的重要途径。关键词：地下工程；湿负荷；防潮；除温中国分类号：TU965文献标识码：A文章编号：1673-0836(2007)06-0987-3StudyonMoistureProof'mgandDehumidifyingofUndergroundStructureZHAOPing-ge(DepawnentofCivil啪痂g，Xi’∞TechnologicalUnlvers姆．简’∞710032lAbstract：Inthispaper．basedonanalysisdtheresearchtesahsofhumidityeavlronnaentsinsomecities，the∞∞ofmoistenvimnmeat0ftheundergroundstructureWc∞discussedanditispoIntedoutthattocalculatethemdHlmloadandmthemethodsofmoistuxep蹦ingⅫddehumidifyingisanimportantwayforimprovementoftheundergroundstructttreenvironmentKaywords：undewound8lⅢctum：moistureload；moisturepmoting；dehumidifHng1引言近几十年来，随着城市人口快速增长与地域规模的限制，城市地铁，地下停车场，地下商场、地下仓库等地下建筑物成为解决城市资源和环境危机的有效途径。正因为地下工程的不断发展，人们对地下工程内部的环境质量要求也越来越高。但是，由于地下工程受到岩石(或土壤)的包围，空间封闭，通风率低，容易造成潮湿、空气不新鲜、噪音大和照度不足等问题，特别是地下工程的潮湿问题对工程的正常使用影响很大，因此，“防潮除湿”成为地下建筑安全健康环境的一个重要保障技术措施。2地下工程的湿度环境地下工程的潮湿一般指的是相对湿度大于75％的空气环境。在每年的雨季，潮湿的外部空气在建筑物与土壤接触的墙壁上会被冷却，容易造成地下空气的相对湿度过高，使人体散热困难，使人感到闷热，不舒服。另外湿度过大会促使霉菌的生长，从而导致金属锈蚀、木器变形、物品发霉变质腐烂，影响设备的正常使用。表1给出我国各建筑气候带典型城市的部分地下工程湿度环境调查结果Ⅲ。从表中可以看出，无论在哪个气候带，地下工程的相对湿度都较大。尤其是夏季一般均处于潮湿状态。为了改善地下空间的湿度环境通常需要规划设计，结构设计，土建施工，通风空调及维护管理等多方面的综合性技术措施，从防潮和除湿两方面减少潮湿空气的进入，降低工程内部空气的湿度。分析地下潮湿的原因，正确计算除湿设备的湿负荷是保证地下空间一定的温湿度环境的关键。·收稿日期：2007-08—10(修改稿)作者简介：赵平歌(1973一)，女，陕西兴平，硕士，讲师，主要从事建筑设备工程教学及建筑节能研究工作。E-mailxaahpg@yahoo，oorilcn 地下空问与工程学报第3卷3地下工程潮湿的原因及温负荷计算地下工程潮湿的原因主要有工程渗漏，工程散湿、人员散湿、自由水面、结露及外界湿热空气进人等，这些构成了地下工程除湿设备的湿负荷。表1部分城市地下工程相对湿度Table1Relativehumtdityel"tmdergretmdprojectsinsomecitiesofChtna、、、＼担对湿度(％)地下舞厅o(地下娱乐地区季节＼场。，地下影院o)地下旅馆地下商场地下医院地下餐厅冬季66．3±6．1∞79±3067．0±2．2753±2．7辽宁夏季792±2扣87．3±41854±2681．4±4．5冬季'712±1．30690±3．1683±3．0北京夏季86．9±5．1079，9±7．1822±9．0751±9．5冬季62±一61±244±865±6四川夏季77±4089±778±778±5冬季85±3084±982±384±3安徽夏季87±3∞92±570±684±5冬季42±20凹±139±352±6甘肃夏季89±3。62±570±272±43．1地下建筑围护结构壁面的散湿通过围护结构壁面的散湿包括施工水分，衬砌渗漏水和衬砌层外湿空气的渗透散湿等。影响围护结构壁面散湿的主要原因有：衬砌层的结构形式，建筑材料，工程内部空气的温湿度，气流速度，施工过程等。地下建筑在不考虑施工余水和漏水情况下，壁面散湿量w。为：矾=Fogg／h(1)式中：F一衬砌层内表面积，m2；g一单位内表面积散湿量，∥m2·h；对于一般混凝土贴壁衬砌，取g=I～2∥m2·h，衬套、离壁衬砌，取g=0．55／o·h。3．2人员散湿人员散湿包括人体散湿和人为散湿。人体散湿是指人员在地下工程内通过呼吸、排汗向空气中的散湿。人体散湿量与室内温度，人体所处的状态，空气流动速度等有关。人体散湿量碍‘为：耽=nx"g／h(2)式中：-r-工程内人数；w一每人每小时散湿量，g／(h人)。W取值可参见相关文献”1。人为散湿是指由于地下建筑物内人员在日常生活中引起的水分蒸发，如洗漱、饮水等带来的水分。人为散湿量w，为：职=(30～40)xng／h(3)式中：n～工程内人数3．3结露殛外界湿热空气带入的水分夏季，潮湿的外部空气进入地下建筑物内，由于其空气含湿量高于工程内部空气含湿量，进人工程的新风会增加工程的相对湿度，甚至会因为内外温差大，在壁面上结露，形成凝结水。通过外部空气带入的水分W|：W4=L。px(d。一也)g／h(4)式中：L—进入工程内的新风量，∥h；dT一外部空气含湿量，∥kg干空气；dL--T程内部空气含湿量，∥kg干空气；3．4设备散湿在地下建筑物内部，存在着水箱、水池、卫生设备等自由液面，不断的向空气中散湿，其散湿量w，可用下式计算：职=，x(Ⅱ+0．0052)×(P2一Pt)×(760／B)培／^(5)式中：F一水分蒸发的总表面积，m2；a一不同水温下的扩散系数，参见相关文献”1；P1一相应于水表面温度下饱和水蒸汽分压力，mmHg；P：——空气的水蒸汽分压力，mmHg；B一工程内实际大气压，mmHgo地下建筑的防潮除湿应以防为主，以除为辅。当防潮措施失效或内部相对湿度上升至一定值时，可采用一定的除湿措旋，使室内达到设计要求。此时将上述五项湿负荷相加．即为工程所需的散湿 2007年第6期赵平歌：地下建筑的防潮除湿研究量，可作为选用除湿系统的依据。4地下工程的防潮除湿措施地下工程的防潮除湿主要是指从建筑结构和维护管理方面制止工程外部潮湿空气的进入，控制内部湿源的水分散发，并通过通风空调方法设法降低内部空气的湿度。4．1防潮措施、(1)由工程结构向地下建筑内部渗透和墙体表面的散湿，可以由土建专业做好内外防排水加以解决，如采用防水混凝土自防水结构，设置附加防水层，对施工缝，裂缝，伸缩沉降缝等特殊部位采用加强措施，并在工程内设置排水沟、截水沟等引水系统等。(2)而在生产过程中产生及通风带人的散湿问题，可以通过加强用水管理，严格控制工程内部水分散发，通过地下工程的密闭来实现。如密闭不供人员出人的坑口，进、排风和排烟口的密闭，人员出入口设置防潮密闭门或空气幕，封闭敞开水面，同时对工程内部根据工作区与非工作区，高温区与低温区，潮湿区与干燥区等实施分区密闭等。4．2除湿措施地下工程中采用的除湿技术，主要有采暖通风除湿，吸湿剂除湿，压缩除湿和冷却除湿等方法。根据特定的工程，可以采用不同的除湿方式达到降低湿度的目的。(1)采暖通风除湿法：对室内空气加热升温，空气的相对湿度会随着空气温度升高而降低，同时采用自然通风或机械通风将室外相对湿度较低的空气送人室内，将室内相对湿度较高的空气置换出去，即采暖通风除湿。当然，如果掌握好气候条件，地下工程选用自然通风除湿可以起到节约能源的效果。(2)冷却除湿法：被处理空气通过冷却除湿设备(如表面式空气冷却器、淋水式空气冷却器等)，使其温度下降到露点温度以下，它所含有的一部分水分就凝结在冷却器表面而排走。这样从冷却器出来的空气比较干燥，送到地下工程内即可吸收湿气，如此循环．就达到了除湿的目的。这种除湿方法效果较好、湿度下降快、运行费用较低，是目前在地下工程中较普遍使用的一种除湿方法。(3)固体和液体吸湿剂除湿法：固体吸湿剂是一种多孔材料，其内部含有很多直径微小的毛细孔，水蒸汽分子很容易被捕集吸附在毛细管壁上。这种除湿系统工作效果的好坏，主要取决于吸附剂质量的优劣和能否再生。目前采用的固体吸附剂有硅胶、活性钙等。固体吸湿剂除湿系统一般用于小型工程。液体吸湿剂为浓缩的盐溶液，如三甘醇、氯化锂、溴化锂等水溶液。其主要优点是能连续处理较大量的空气，监视幅度大，处理空气露点温度低，可以用单一的减湿过程将被处理的空气冷却到露点温度后加热调温，这样可避免冷量与热量相互抵消而造成的能量浪费。与冷冻除湿相比运行费用低，故障少、维修方便，但需要相应的吸湿剂再生设备。(4)压缩除湿：压缩除湿的原理是对潮湿空气进行压缩，冷却，分离其水分，达到减少空气含湿量的目的。由于空气被压缩引起了空气温度上升，所以压缩除湿常和冷却除湿并用。常规空调机去湿适用于既需要降温又需要去湿(即湿热比较大)的场合，而专用除湿机适用于需要除湿但对温度元特殊要求(即余热量小)的地方，调温除湿机则适用于对温湿度都有要求的场合，如地下工程中的地下商场、舞厅、影剧院等。压缩除湿与冷却除湿方法相比，耗动力大，不经济。只有在有压缩工程而又不便于用冷却除湿时方可利用此法获得干燥空气。当有空气涡轮机工作时，可利用动力回收办法，将压缩空气用来除湿。5结语地下工程潮湿是一个普遍存在问题。其防潮降湿应以预防为主，针对产生潮湿的原因按专业技术要求相应处理，并根据工程特点及气候特点采用适宜的除湿方法消除工程内的余热余湿，保证地下空间一定的温湿度要求，创造一个健康、舒适、节能、安全的地下空间内部环境。参考文献[1]耿世彬，程宝义，等．地下工程空气环境质量调查，全国暖通空调制冷20G0年学术文集，中国建筑工业出版社．(GENGShibin，CHENGBa研et以．Investigationona打衄“加m呻r脚删咀H‘ydmd哪掣oundpmjec协．PI仉呻din肇ofChinaHVACandRefigeration2000。Chi-吐A坤KteI加弛ⅢdB删dilLgP脚．(inChinese))[2]耿世彬，郭海林地下建筑湿负荷计算，暖通空调[J】．2002，32(6)；70—71．(GENGShibln，GUOHalUn．Cal-euldonofmoistureload缸unde,辩ndsti“lctu．1'e．HVAC[J]．20∞，32(6)：70—71．(inChinese)(下转第1004页) 1004地下空问与工程学报第3卷接。地下停车设施是“park—and—fide”社区出行模式的基础，与传统的社区出行不同，该模式设计通过在公共交通站点附近提供免费的停车场，以鼓励人们乘车到达公交站点以后换乘公共交通系统，从而减少城市范围内的通勤，有效地支撑TOD理论。除了公交站点附近换乘性质的停车设施，在居住区、办公区等内部也应该注意考虑地下停车，满足汽车与自行车停车．以地下通道实现与公交站点的快捷联系，由此居民完全可以不出地面即可实现邻里TOD内部各功能区以及与区外的通达，避免人车混杂，节约地表空阅资源。在社区内部还可以考虑将商业服务设施(诊所、邮局、银行、零售商店等)、市政设施(配电房、水泵房、垃圾收集点等)、人防设施等结合地形、周边环境、功能要求以及投资效益等因素，以全地下式、半地下式、靠坡式、下沉式等方式，成组群或分散地进行规划布置，尽最大可能保护和扩大社区开敞性空问，促进社区空间品质的提升。参考文献：[1]奚江琳，钱七虎．中国大都市地下空间后发优势探析[J]．地下空间与工程学报，2005，1(3)：329—337．()(IJia|lg一]in，QIANQi—hu．Study∞Advat恤ge0fLate『rD∞d"m0fUrbanUndeⅫqmdSpaceinChi一旭[J]．ChineseJourn丑10fUnde神undSpacesadEn-gineering，2005，l(3)：329-337．(inChinese))[2]冯渡，徐康明哥本哈根TOD模式研究[J】．城市交通，2006。4(2)：41—46．(FENGJun，XUKallg—ming．AStudy∞Copenhag衄’●Transit—OrientedDevelop-mentCJ]．Urbantransp珊0fChina，2006，4(2)：41—46．(inChinese))【3]柬昱地下空间资源的开发与利用[M]．同济大学出版社，2002．(SHUYu．TheDevelopmentandUfi]izationofUnder口oundSpace[M]．T0晒iUniversityMs，2002．(inChinese))[4]王保勇。柬昱．影响城市地下空间环境的因素分析[J]．同济大学学报，2000，28(6)：656—660．(wANGBao—yong．SHUYu．Analysis0fFactorsAffe“ngUr-banUndergroundsm∞．EJ]．JourrmlTongjlUniversi-ty，2000，28(6)：656—660(ilIChinese))qP，4、口、口、d、d}d}d}_口、口、口、口、d“d}qp、p、p、dhoh4“口廿d^d^dh口、口、4h4^4、口h口、口、dhdhdh4hd’{P、口、口、4、口、口、矿l上接第989页)[3]叶四桥，陈洪凯地下空间开发利用中的几个环境问题[J】．地下空间，2002，22(2)：168—171．(YEsjq汹，cHENHon出i．Env／ranm衄Mfm埘emsj|Ide-ve|opmentandutilization0fundergrotmdspace[J]．Un-lIe肾"lIdspace，2002，22(2)：168—171．(inChi—I蝴e))[4]余晓平，付样钊夏热冬冷地区民用建筑除湿方式的适用性分析[J]．建筑热能通风空调，2006，25．(2)：65—69(YUXiaoping，FUXiangzhao．Suinbil畸sna]ysis‘《dehumidifyingmannersdcivilbuildingjnhot8ummerandcoldwinterr吲㈣[J]HVACforBui】ding，2006，25(2)：65—69．(抽Cfiinese))[5]郝瑞珍，籍存德夏热冬暖地区居住建筑的通风除湿设计探讨[J]．建筑技术，2006，37(7)：550—552．(HAOR]l温len，ⅡCunde．sIudy011De5i舭0fVentilationanddehumldi6catlon0fresidentialhuiklings[J]．Con-s咄-tionTeehnalogy。2006，37(7)：550—552．(inChi-nese))