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摘要:為保障車庫行車安全,需要防止使用環(huán)氧防滑地坪的最下層車庫主車道在梅雨季節(jié)結露。本文分析了地下車庫地面產生結露的原因;提出利用地下變電所空調排放的廢熱,經地下車庫地坪下埋設的地暖管道加熱,提高車庫主車道地面溫度,從而避免結露的方法。通過計算校核了夏季、梅雨季和冬季車庫主車道地面溫度及水源熱泵冷卻水供、回水溫度,發(fā)現(xiàn)均可以滿足散熱和防結露要求。
關鍵詞:結露環(huán)氧防滑地坪廢熱行車安全地板采暖
0引言
為保障地下車庫行車安全,應保證車道地坪表面有足夠摩擦力,必需注意地面防滑[1]。環(huán)氧防滑地坪是一種具有防滑、無塵、防油、無接縫、易清潔等功效且附著力強、耐磨性好、表面亮麗的彩色面層[2~3]。目前越來越多的地下車庫采用防滑環(huán)氧地坪漆取代普通耐磨混凝土面層。
實際使用中發(fā)現(xiàn):環(huán)氧防滑地坪在特定條件下會出現(xiàn)潮濕、甚至積水現(xiàn)象。該現(xiàn)象多發(fā)于長江中下游地區(qū)(如上海)的高溫高濕天氣(如梅雨季節(jié)),且僅與土壤接觸的最底層車庫地面出現(xiàn)。原因是:車庫底板下的地表溫度一年四季均保持在15℃左右,故最底層車庫地面溫度較為穩(wěn)定。而車庫補風一般直接取室外空氣,室外高溫、高濕空氣補入時遇低溫表面會產生結露現(xiàn)象。
環(huán)氧防滑地坪還具有不透氣、不吸水、表面光潔等特點。這導致環(huán)氧防滑地坪更易結露、且凝結水(除再蒸發(fā)外)完全累積下來,使結露現(xiàn)象更加明顯。環(huán)氧防滑地坪的防滑性,在表面有水后會大幅降低,并影響車庫行車安全。故環(huán)氧防滑地坪表面結露問題成為保障車庫安全性中必須解決的問題。
1結露出現(xiàn)情況的實例分析
上海市某辦公樓總建筑面積60334m2。地上為兩棟獨立塔樓,其中A樓16層,B樓19層,建筑高度82.9m。地下設兩層汽車庫,每層車庫面積為8974 m2,設機械排風,豎井和車道自然補風,車庫地坪為環(huán)氧防滑地坪。使用中發(fā)現(xiàn):梅雨季節(jié)地下二層車庫地面會出現(xiàn)明顯潮濕和積水現(xiàn)象。加強通風后潮濕現(xiàn)象無緩解。
表1為本項目的一些基礎數(shù)據(jù),圖1為本項目車庫地面構造做法示意圖。下面計算梅雨季節(jié)地下二層車庫的地面溫度和溫升(車庫通風按6次/h,車庫內空氣溫度近似取室外通風計算干球溫度)。計算中主體結構面層及以下歸入土壤側傳熱,建筑面層及以上歸入空氣側傳熱。
以上計算表明,土壤熱阻遠大于地面換熱熱阻,故車庫地面溫度與空氣溫度相差約0.36℃;同時,空氣溫度如升高2℃,車庫地面需要超過1天時間才能完成響應。假定梅雨季車庫內氣溫穩(wěn)定為25℃,則一段時間后車庫地面溫度也會穩(wěn)定到24.64℃,如此除非室外空氣相對濕度接近100%,車庫地面才會結露。但事實上室外空氣溫度中午比早、晚高,即使陰雨天中午溫升一般也會大于2℃,梅雨季每日相對濕度變化不大,甚至溫、濕度同步增大。而車庫地面溫度不能及時同步升高,此時,結露現(xiàn)象就很容易出現(xiàn)。查焓濕圖:27℃、相對濕度90%的空氣含濕量d=20.34g/kg干空氣,而24.6℃、相對濕度100%的空氣含濕量d=19.6g/kg干空氣。故當室外空氣溫升大于2℃,在相對濕度較高時,可能會結露。在室外空氣相對濕度較高的條件下,結露現(xiàn)象不可逆,其形成的凝結水會累積下來,車庫地面水將逐日增多。
2防結露方法的分析比較
防止表面結露方法較多,常見的有:①制冷除濕或吸濕劑吸濕,以降低空氣含濕量;②提高結露表面空氣流速,以加強蒸發(fā);③提高結露表面溫度,使其高于所接觸空氣的露點。
制冷除濕或吸濕劑吸濕用于封閉空間效果較好,但用于持續(xù)通風的車庫效果欠佳、且運行費用較高,對于已結露地面更不能迅速使其干燥。提高結露表面空氣流速也是一種選擇,但要增加地面送風系統(tǒng),需要增加設備和管道,同時會增加運行費用和噪聲。在主車道下面埋設發(fā)熱電纜,提高地面溫度也是個可行的選擇,但運行費用更高。
3利用廢熱的防結露方法
本項目車庫附設有兩個變電所,發(fā)熱量分別為30.6kW和41.5kW??紤]到水管不適合進入變配電間,原設計采用了水源熱泵VRV機組為地下變配電間散熱。由于變配電間均為顯熱負荷,A(B)樓變配電間內設置了5(6)臺10kW的VRV室內機,水冷VRV室外機設于車庫內,冷卻塔設于地上。能否利用變電所常年排放的廢熱加熱車庫地面,達到防結露目的呢?
A樓地下變電所熱負荷Q1=30.6kW,地下二層車庫主車道面積Fd=837m2,折算單位面積熱負荷36.5W/m2;設計改造方案擬在地下二層主車道結構面層上方(建筑面層底部)埋設一組De20交聯(lián)聚乙烯管,并將變電所水源熱泵冷卻水(原冷卻塔散熱)改為地埋管散熱(即地板采暖熱水),原理圖見圖2。下面就A樓地下車
4結論
本文提出利用地下變電站冷卻廢熱達到地下車庫地面防結露、保障行車安全和冬季免費制熱的思想,并進行了實例計算。計算和分析表明:
1)梅雨季節(jié)地板采暖可將車庫地面溫度由24.6℃提高到28.42℃。因為是持續(xù)加熱,地面溫度可以保持,能滿足車庫地面防結露要求。
2)夏季供回水溫度分別為43.6℃、38.6℃,滿足熱泵工作要求,可不設冷卻塔。因此衛(wèi)生條件改善、投資降低、控制簡單、建筑美觀且節(jié)能;
3)由于是常年持續(xù)加熱,冬季可免費供熱、全年也有利于改善車庫潮濕環(huán)境,衛(wèi)生條件更好。
4)地板采暖散熱以空氣側為主(夏季75%)、土壤側為輔(冬季0.2%),土壤溫升較小,全年可持續(xù)運行,地埋管下方無需設保溫隔熱層。
5)采用該節(jié)能環(huán)保、一勞永逸的防結露解決辦法,符合國家現(xiàn)在大力提倡的節(jié)能減排精神。長江中下游地區(qū)類似的辦公樓、酒店等項目較多,在情況相近、驗算滿足的前提下,本方法有一定的借鑒意義。
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同程式。管徑選擇時,各管段的壓力損耗應控制在4mH2O/100m的當量長度以下[1],同時確保管內流動處于紊流過渡區(qū),合理設計各相鄰孔洞之間的間距。
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