水工建筑物內(nèi)部濕度改善與調(diào)節(jié)方法的研究與建議

高 梅，張棟梁

（1.遼陽市太子河區(qū)鐵西街道辦事處，遼寧 遼陽 111000；2.遼寧省水資源管理集團，遼寧 沈陽 110166）

0 引言

大部分水工建筑物，常常處于地下、半地下或外部水源豐富的環(huán)境當中，建筑物內(nèi)相對封閉，通風換氣差，易凝聚陰濕潮氣，當濕度超過臨界閾值時便會出現(xiàn)大量結(jié)露現(xiàn)象。為此，在工程建設(shè)或后期運維期間，需采取有效措施，以盡可能減弱或降低潮濕環(huán)境對工程各組成部件（結(jié)構(gòu)自身、電氣設(shè)備及金屬結(jié)構(gòu)等）造成的損害及負面影響。

1 工程概況

遼寧省重點長距離輸供水工程，以地下管線及隧道為主要輸水載體，其中地下PCCP管道干線總長超300 km。由于跨越距離長、橫穿地域廣、地形起伏大等特點，為了確保工程安全穩(wěn)定運行，沿線共設(shè)有45座地下節(jié)點式檢修井室（包括閥門井室、電氣控制室、液壓站室等），本文以位于鐵嶺清河區(qū)楊木林子鎮(zhèn)境內(nèi)的一口檢修井為研究對象，其井室室內(nèi)結(jié)構(gòu)規(guī)格為28.0 m×10.9 m×12.9 m（長×寬×高），系同槽三排并列管道地下式流量控制檢修井。井內(nèi)干線輸水管道為DN3 600鋼管，安裝有重錘式液壓調(diào)控蝶閥；旁通管為DN500鋼管，根據(jù)壓力流向，分別安裝有電動及手動偏心半球閥。井室結(jié)構(gòu)如下圖1。

圖1 檢修井室側(cè)視圖

2 現(xiàn)狀分析

檢修井毗鄰苔碧河支流漫灘區(qū)域，屬溫帶季風氣候，本地區(qū)降雨大部分集中在6～9月[1]。每年雨季及汛期，地下水位高、土壤含水量大，高濕度的密閉空間與作業(yè)環(huán)境，對檢修井內(nèi)部配電系統(tǒng)、電氣控制系統(tǒng)、監(jiān)控及數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)、閥門設(shè)備與液壓操作系統(tǒng)，及井室建筑結(jié)構(gòu)本身等部件影響很大，其使用性能和安全可靠性正在逐步衰減并退化，給工程運行及日常維護帶來嚴重影響[2]。因此，改善并解決井室內(nèi)部潮濕現(xiàn)狀，勢在必行。

3 處理措施

目前，傳統(tǒng)的建筑內(nèi)部防潮及濕度調(diào)節(jié)方法有：控制溫差法、隔離封堵法、加熱干燥除濕法、通風換氣調(diào)節(jié)法等。鑒于檢修井分布范圍廣、相隔距離遠、外部已回填、無人值守等客觀因素，上述方法目前均無法順利開展與實施。

對于地下建筑物而言，潮濕的原因主要來自于外部水源的內(nèi)滲及內(nèi)漏。結(jié)合工程現(xiàn)場實際情況，針對檢修閥室及液壓站控制室，現(xiàn)采取內(nèi)部結(jié)構(gòu)背水面防水防潮及其表面涂刷吸濕材料相結(jié)合的方法，來綜合改善室內(nèi)環(huán)境濕度。

3.1 室內(nèi)結(jié)構(gòu)背水面防水防潮

針對檢修井室內(nèi)的明漏、慢滲及陰濕等問題，通過灌漿技術(shù)[3]處理無明顯漏水點的同時，利用清華大學研制而成Guardex納米硅酸鹽防水劑及背水面專用滲透結(jié)晶型修繕材料KS-001[4-6]，通過在井室內(nèi)壁混凝土結(jié)構(gòu)層表面施工而達到防水防潮的目的。該方法已有實際應(yīng)用案例，此處不再贅述[7]。

3.2 室內(nèi)結(jié)構(gòu)表面吸濕調(diào)節(jié)

3.2.1 產(chǎn)品選用

改善密閉井室內(nèi)潮濕和冷凝結(jié)露現(xiàn)象，本次選用由清華大學科研成果轉(zhuǎn)換而成的新型水柔性防結(jié)露涂料立方盾AC-21，其性能技術(shù)指標達到日本防結(jié)露涂料JIC A6917和HG/T 4560-2013《涂料的防結(jié)露性能測試方法》中的技術(shù)要求，能有效解決物體表面水汽凝聚結(jié)露問題，調(diào)節(jié)可應(yīng)用于地上、地下及半地下建（構(gòu)）筑物內(nèi)部墻面的結(jié)露現(xiàn)象，凈化其工作環(huán)境，有利人員身體健康及設(shè)備運行安全。

3.2.2 產(chǎn)品試驗特性

（1）調(diào)濕性：硬化的涂膜保護層，可防止建筑物內(nèi)部潮氣結(jié)露，濕度高時吸收濕氣，濕度低時釋放濕氣，有效改善并調(diào)節(jié)室內(nèi)濕度，使其保持相對穩(wěn)定的狀態(tài)。

（2）耐候性：涂膜無裂縫、不膨脹、不剝落、附著力強、粘結(jié)度大，有一定的延伸率和彈性，能適應(yīng)氣候引起的結(jié)構(gòu)形變，粘結(jié)強度大，耐候性強。

（3）吸水性：可高效吸收空氣中的水分與潮氣，1 mm厚的涂膜，最大約吸收400 g/m2的結(jié)露水，見圖2。超過最大吸水量后將無法再吸濕，因此施工時要結(jié)合現(xiàn)場實際情況，適當調(diào)整涂膜膜厚，或者配合現(xiàn)場定期通風排氣換氣，防潮效果更佳。

圖2 AC-21吸濕性能示意圖

（4）防霉性：室內(nèi)空氣濕度降至AC-21保濕性下限閾值后，涂層可釋放濕氣，使其無法停留在裝飾層表面，難以產(chǎn)生霉菌，抗菌防霉性能好。

產(chǎn)品試驗性能參數(shù)如表1。

表1 AC-21防霉性能試驗數(shù)據(jù)統(tǒng)計

3.2.3 實例試驗測算

選取沈陽市九洲御府住宅地下室某區(qū)域為應(yīng)用和試驗測算[8]對象，其底板投影面積34 258 m2、剪力墻面積9 813 m2、高4.2 m，地下室體積143 883.6 m3。實測不同溫度時地下室內(nèi)空氣的含水量，如表2所示。

假設(shè)檢修井室濕度90%，由表2可知：單位立方米含水量約為0.02 kg（取大值）。可得出井室總體積含水量為2 877.66 kg（體積×0.02）。日本防結(jié)露涂料標準規(guī)范JIC A6917要求防結(jié)露涂料單位面積吸濕量大于0.25，如表3可知側(cè)墻墻面可吸收水分為2 453.25 kg（面積×0.25）。由此表明：墻面含水量小于地下室體積含水量。

表2 空氣相對濕度及含水量統(tǒng)計表

表3 JIC A6917防結(jié)露涂料規(guī)范要求

實測AC-21水柔性防結(jié)露涂料吸濕量為0.4，可知側(cè)墻墻面可吸收水分含量為面積×0.4，即：9 813×0.4=3 925.2 kg＞2 877.66 kg。由此可得結(jié)論：涂刷AC-21后該地下室達不到濕度飽和狀態(tài)，不會出現(xiàn)潮濕結(jié)露現(xiàn)象。

另外，以反證法測算：該地下室剪力墻面積9 813 m2，地下室體積含水量為2 877.6 kg。可得防結(jié)露的吸濕能力為：2 877.6/9 813=0.293，所以要求其防結(jié)露性大于0.293，此時JIC A6917標準要求的0.25無法達到防結(jié)露要求，而AC-21吸濕量為0.4，能達到要求。綜上，該產(chǎn)品在地下室防潮防結(jié)露試驗測試中，性能合格，方法可行，能夠滿足要求。

4 結(jié)束語

對于水利工程，尤其是長距離地下輸供水工程，日常運維及管理過程中，必須做好防水防潮及濕度調(diào)節(jié)工作，才能從根本上降低或避免故障發(fā)生。文中闡述的“一防外來水源、二控室內(nèi)水分”的綜合治理方式，以及新型水柔性防結(jié)露涂料在地下井室的實際檢測數(shù)據(jù)和應(yīng)用效果，表明該思路和處理方法可行，能夠?qū)︻愃频叵滤こ谭莱薄⒎澜Y(jié)露及濕度調(diào)節(jié)起到良好的指導與改善，可平行推廣及應(yīng)用于地下、半地下類水利工程建構(gòu)筑物內(nèi)部的防潮防結(jié)露保護維護。