通風除濕系統改造設計在地下工程的應用

劉雄

摘要： 地下工程作為地面工程建筑功能的延伸，其通風除濕系統要比地面工程重要很多，同時因地下工程特殊的地理環境通風除濕系統也具有一定的復雜性。因此，本文對地下工程的空氣質量現狀和引起工程潮濕的原因詳細分析，并對如何做好地下工程通風設計及除濕防潮設計，結合筆者多年施工經驗提出幾點改進措施。

Abstract： Underground engineering is the extension of the construction function of ground engineering. Its ventilation and dehumidification system is much more important than ground engineering. At the same time， the ventilation and dehumidification system due to the special geographical environment of underground engineering also has some complications. Therefore， this paper analyzes the current status of the air quality in underground engineering and the causes of the dampness of the project. And some measures are put forward to improve the ventilation and dehumidification design of the underground project.

關鍵詞： 通風除濕系統；防潮；地下工程；系統改造設計

Key words： ventilation and dehumidification system；moisture-proof；underground engineering；system reform design

中圖分類號：TU96+2 文獻標識碼：A 文章編號：1006-4311（2018）06-0191-02

0 引言

隨著我國城鎮化建設規模的不斷擴大，城鎮居住環境發生很大的改變，尤其是地下工程開發力度的提高，使地下建筑如雨后春筍般出現。相應的，作為地面建筑的延伸，其通風除濕系統的設計成為整個建筑設計的重點和難點。地下工程通風不暢，會影響到地下空氣質量，其內部濕度過大，會對建筑結構強度造成影響，加快設備設施的老化，埋下安全隱患。因此，研究地下工程通風除濕系統，并積極對原有系統改造升級，對保障地下建筑安全及社會安全具有重要意義。

1 地下工程空氣環境分析

1.1 空氣流動差，污染物過度集中

地下工程因其特殊的空間布局和位置特點，其空氣流動性相比地面工程有一定的差距，并且由于生活、生產中產生的廢氣無法及時、有效的排出，新鮮空氣很難注入，其空氣質量十分低下。當空氣中有害氣體的濃度達到一定標準時，會影響人類的正常呼吸，甚至會造成一定的人身傷害。例如，地下空氣中含有可吸入顆粒物、一氧化碳或二氧化碳等有害物質或氣體[1]。而且我國關于地下空氣質量明確規定二氧化碳含量在0.07%-0.15%范圍內，最高含量不得超過0.2%。而實際上，地下空氣質量已嚴重超標，甚至甲醛等有毒害氣體也存在超標現象。

1.2 空氣中有害氣體來源復雜，無法從根源杜絕

根據相關研究調查顯示，我國地下空氣環境中有害氣體來源非常復雜，不僅含有人類的生活生產中排放的煙塵廢氣，也有因地下環境長期陰暗潮濕滋生的次生氣體。尤其是地下停車場，因大量汽車尾氣的排放，使二氧化硫、有機物、甲醛、氯化合物氣體等嚴重聚積，長時間處于這樣的環境下，會使人眼睛變得酸澀、流淚，呼吸道黏膜受損，嚴重威脅到人體健康。當前所能采用的機械通風和吸附等人工手段，僅僅是降低有害物體濃度，而不是徹底根除。目前，學術界對地下空氣的研究也越來越廣泛，并致力于尋求最科學有效的方法解決地下空氣環境質量問題。

2 地下工程潮濕原因

2.1 相對濕度的差異

地下工程中的空氣濕度主要是受外部環境影響，在空氣濕度與溫度相差較大時尤為明顯，例如雨季時期，大氣中空氣的相對濕度較大，在與地下工程空氣交換過程中，使地下空氣相對濕度增加；而在炎熱季節，冷熱空氣的交換，會使熱空氣迅速達到飽和狀態，致使相對濕度增加。

2.2 建筑含濕量影響

地下建筑應用層中的含濕量明顯高于地下空氣中的含濕量，兩者含濕量的差距導致地下空間內相對含濕量增加，工程濕負荷提高[2]。此種情況下，很容易產生建筑結露或凝結水現象。這也是造成地下工程建筑潮濕的一個影響因素。

2.3 建筑滲漏

地下工程并非是密不透風的，各建筑結構間必然會存在縫隙。若外層建筑長期雨淋或意外滲水，就會通過縫隙滲漏或水蒸汽蒸發到地下空間。使本通風不暢的地下空間在一定時間段內濕度明顯升高，造成地下工程建筑潮濕現象。

3 地下工程通風采光系統改造設計

地下工程封閉性較強、空氣質量差、相對濕度大的特點，決定了身處在其環境下人體舒適度不強，改善的途徑應該是既要降低有害氣體濃度，又要克服潮濕引起的霉變等次生危害，因此做好地下工程通風采光設計非常必要，做到既有效又經濟實用。

3.1 采光設計

采光設計除了滿足基本的照度要求外，還可以參照太陽光線對空氣凈化原理，將其融入到設計理念中去，通過光譜中的紫外線對微生物的殺滅作用來消除或降低潮濕引發的霉變等次生危害。

目前，除LED光源外的所有光源均可發出紫外線，光源中紫外線對微生物（細菌、病毒、芽孢等病原體）的輻射損傷和破壞核酸的功能使微生物致死，可以達到消除潮濕等次生危害的目的。同時紫外線可以產生臭氧來分解各種有機物，消除臭味、異味、煙味、空氣中的各種有毒氣體。endprint

地下工程最常用的也就是人工照明采光。雖然與自然采光存在一定的差距，但隨著人工照明技術不斷進步，已經由傳統的高耗低效向高效低耗方向轉變，新產品新技術不斷的推廣應用，光源特性向接近自然光的方向發展，其經濟性和實用性將會進一步提高。比如某新型微波等離子硫燈，光譜與太陽光譜近似度達90%，其產生的仿真太陽光線，可以模擬太陽光照效果，營造舒適的人居環境。

3.2 通風設計

眾所周知，地上建筑多采用自然通風，自然通風就是利用空間中的風壓和熱壓的作用促使空氣產生流動，而流動的空氣當遇到建筑的縫隙或打開的窗戶時會滲入到另一個空間，進而推動另一個空間的空氣再次流動[3]。地下工程通風設計雖然與地上建筑通風設計存在一定的差異性，利用自然通風時也很容易受地上建筑方位、建筑結構滲透性等因素的影響，但可根據地上建筑通風的設計原理，人為的對地下工程設計出經濟適用、可操作性良好的通風系統。因此，應特別注意天井及排風管等通風設施的設計，必要時可以與地面建筑整體構造，加高加長天井及排風管有效長度和落差，充分利用“煙囪”效應進行自然通風。

3.3 重要意義

地下工程為人們的生活生產開拓新的活動場所，而地下工程的通風采光設計一直是建筑工程設計時面臨的難點。通過與現代科學技術的結合，對地下工程通風采光系統不斷的進行技術改進和優化，將會使地下工程空氣質量得到很大的改善。尤其是對于人口密集的地下工程，通過改進和優化設計，不僅可以有效提高活動人員的舒適感，也能促進我國地下工程的發展，促進我國經濟活動場所的擴大。例如，人口較為集中的地下商場，良好的通風采光系統和良好的空氣質量是吸引顧客的前提，才可以有效提高地下商場的經濟來源，提高經濟效益。

4 地下工程除濕防潮系統改造設計

4.1 除濕露點原理設計

露點原理基于露點濕度，即在水汽壓恒定的狀態下，當溫度下降至某一特定度數時，空氣中的濕氣產生的水汽壓在該溫度下形成飽和水汽壓，再凝結出現凝結露水。當露點溫度在氣壓穩定時，空氣中水汽含量就是直接影響溫度升降的主要因素[4]。例如，空氣中水汽含量過高時，露點溫度升高，反之亦然。對于地下工程建設防潮設計可以空氣中的露點原則為依據，即通過冷卻的方式將地下空氣溫度降至露點以下，被迫使地下空氣中的水汽達到飽和或過飽和的狀態。

4.2 除濕吸附原理設計

吸附原理主要是利用吸附效果較好的干燥劑將水汽從空中分離，來達到干燥空氣的目的。目前，常用的吸附型干燥劑有物理吸附和化學吸附兩類。其中物理吸附就是干燥劑中含有無氯化鈣和活性硅膠等吸附介質，將空氣中的水汽吸附后，干燥劑并不是引發任何化學反應。而化學吸附卻與物理吸附完全相反，干燥劑在吸附完水汽后會出現部分化學反應，形成新的物質。例如生石灰水化后形成氫氧化鈣等。

4.3 構建無縫防水防潮系統

目前，工程建設領域防潮措施最重要的一項技術就是構建無縫防水防潮系統。當今建筑市場防水防潮材料主要分為有縫防水和無縫防水兩大類型，有縫防水主要以排為核心，無縫防水則以防為主。就實際施工而言，無縫防水不受施工外界環境和人文環境等影響，更具有易施工的特點。

關于滲漏水的治理，一般采取加強建筑排水設施和注漿止漏兩種方式。首先，加強排水設施，重點在于建筑的“排”，施工時保障物質間的孔隙在合理范圍內。即孔隙間距以20nm為界，間隙等于或大于此數值時易出現滲漏現象，也極易引起建筑墻體防水層被破壞，使建筑滲漏現象加重。其次，注漿止漏，是當建筑剛性或柔性的防水層喪失防水作用時，對于滲漏嚴重的建筑局部采取注漿方式恢復防水層的防水功能，進而恢復建筑防水系統。

4.4 系統優化方案

關于地下工程除濕防潮系統優化可以從以下幾個方面入手：第一，優化除濕計算方案，針對吸收式固體除濕、熱管除濕和冷凍除濕等特點，運用相應的送風系統，將吸入系統的濕空氣進行蒸發，進而冷凍到露點濕度以下，達到防潮效果。第二，熱管除濕機的應用，根據熱管除濕機的降溫、高溫和升溫等模式針對不同的地下工程工共場合調節不同的除濕模式。同時，配合除濕劑的應用，滿足地下工程局部除濕工作，以及工程整體內除濕。市場上最常見的除濕劑一般都含有活性鈣和硅膠等吸附介質，因此，在選用除濕劑時需特別注意其是否存在再生性，這樣既可以做到循環使用，也可以保障除濕劑在地下建筑里持續不斷的發揮除濕功能。第三，合理利用轉輪除濕機，主要是利用轉輪中的活性硅膠吸附空氣中的濕氣，并將干燥的空氣轉送到相應的空間內。同時再將飽和的水蒸汽進入到轉輪再生區域，繼續進行吸附除濕工作。轉輪除濕機不間斷的運轉能保持地下空間空氣的流通，同時轉輪除濕機具有大面積的硅膠轉輪，也大大提升了除濕機的吸附能力和除濕能力。

5 結語

綜上所述，與地面建筑相比，地下工程通風防潮工作仍存在很大的改進空間，需消除的安全隱患類型也較多。因此，針對影響空氣質量和造成潮濕的原因，積極探索新材料新方法在地下工程中的應用，不斷進行改進和優化，在滿足實用性和經濟性的基礎上，綜合運用多種手段，實現地下工程通風除濕防潮的目的。

參考文獻：

[1]朱東海，辛蓉，李亞奇，張海丁.地下工程用冷凍除濕機運行風量的模擬仿真研究[J].建筑熱能通風空調，2017，36（03）：17-20.

[2]黃觀陽，吳軍.地下建筑自然采光通風設計探究[J].住宅與房地產，2017（27）：74.

[3]賈佳，白蘭.新建地下汽車庫如何除濕[J].建設科技，2016（18）：104-105.

[4]續昊，狄育慧，王智鵬，趙陽，沈亞蘭.西安市地下建筑夏季除濕方式分析[J].低溫建筑技術，2016，38（01）：22-25.endprint