自然通風與自然冷源在坑道人防工程中的應用

自然通風與自然冷源在坑道人防工程中的應用

摘要：近十多年來，人防工程平戰(zhàn)結(jié)合取得了較好的社會效益，為人防建設(shè)奠定了可持續(xù)發(fā)展的基礎(chǔ)。平戰(zhàn)結(jié)合的長期實踐表明：人防工程機械通風降濕系統(tǒng)運轉(zhuǎn)能耗大，成本費用高的問題，是阻礙人防工程平戰(zhàn)結(jié)合發(fā)展的重要問題之一，而實踐中我們嘗試利用自然通風和利用自然冷源替代冷凍機制作的冷源來完成坑道式人防工事部分降濕任務(wù)，取得了較好的效果。

關(guān)鍵詞：人防工程 自然冷源 坑道式

0 引 言

人民防空工程是戰(zhàn)時保護國家和人民群眾生命財產(chǎn)安全、保存城市戰(zhàn)爭潛力的基礎(chǔ)，是贏得反空襲斗爭勝利的可靠保障。我國人民防空建設(shè)的方針是：長期堅持，重點建設(shè)，平戰(zhàn)結(jié)合[1]。近十多年來，人防工程平戰(zhàn)結(jié)合取得了較好的社會效益，為人防建設(shè)奠定了可持續(xù)發(fā)展的基礎(chǔ)。平戰(zhàn)結(jié)合的長期實踐表明：人防工程機械通風降濕系統(tǒng)運轉(zhuǎn)能耗大，成本費用高的問題，是阻礙人防工程平戰(zhàn)結(jié)合發(fā)展的重要問題之一，而實踐中我們嘗試利用自然通風和利用自然冷源[2]替代冷凍機制作的冷源來完成坑道式人防工事部分降濕任務(wù)，取得了較好的效果。

山體坑道式人防工事冬曖夏涼，冬季工事外氣溫低、空氣容重大，工事內(nèi)氣溫高、空氣容重小，容重小的熱空氣上升，從工事的高口部流出，容重大的冷空氣從工事低口部進入補充，同時又被工事曖壁面加熱變輕上升，從高口流出。如此不斷地補充、加熱、上升、排出，循環(huán)不止，就形成了冬季由熱壓造成的自然通風，即：低口進、高口出。夏季工事外氣溫高、空氣容重小，工事內(nèi)氣溫低、空氣容重大，容重大的空氣從工事低口流出，容重小的空氣從高口進入補充，同時又被工事的圍護結(jié)構(gòu)冷卻變重下降從低口流出。如此不斷地補充、冷卻、下降流出，循環(huán)不止，就形成了夏季由熱壓造成的自然通風[3]，即：氣流方向是高口進、低口出。利用山體坑道式人防工事高低口部和沿通道局部呈大廳式的使用現(xiàn)狀，采用大斷面全坑道自然通風的方式，很容易滿足規(guī)范要求的送風量和換氣次數(shù)。但在室內(nèi)外溫差不大的季節(jié)，要加強局部機械排風。自然通風適用于人防工事的平時通風和戰(zhàn)時清潔式通風，不能用于戰(zhàn)時過濾式和隔絕式通風，而戰(zhàn)時過濾式通風和隔絕式通風還需要通過局部排風系統(tǒng)的平戰(zhàn)轉(zhuǎn)換措施來實現(xiàn)。

在春夏高溫潮濕季節(jié)，人防工事自然通風不可能滿足溫度≤28℃、相對濕度≤70%的要求[4]。必須對室外新風進行降濕處理。夏季山體巖石溫度一般保持在18～20℃，充分運用這一自然冷源，將自然通風進風坑道作為專用道，讓室外新風在此段風道內(nèi)冷卻，當室外新風相對濕度為80%時，每溫降1℃，降濕量約1.5g/kg干空氣，可減輕機械降濕負荷，但是設(shè)置輔助降濕機是不可或缺的，因為自然冷卻降濕量有限，而且自然冷卻后的新風相對濕度較大，不能直接送入使用房間。

2 工程實例

2.1 工程概況

某山體有一、二兩層坑道式人防工程（見圖1），高差38米，由一條豎井（未被復毛洞）連接，二層工事（200米長未被復毛洞）平時閑置，一層平時使用，總使用面積約6000平方米。該工事原分別設(shè)有三套機械通風降濕系統(tǒng)，共有LCT——25調(diào)溫降濕機8臺、GS——20降濕機4臺，配用電機總功率148KW，除去送排風機和照明設(shè)備等用電量不計，僅降濕機用電（按每天運行8小時計算），日耗電量就達1184度，月運行費用約17000元（年平均電價0.48元／度），用戶難以承受，常常甚至營業(yè)時都不開通風降濕設(shè)備，致使工程內(nèi)電器、金屬管道、風機和降濕機等設(shè)備銹蝕嚴重，甚至影響到人防專用防護密閉門、防爆波閥門等防護設(shè)備的正常啟閉，削弱了人防工程的防護功能，平戰(zhàn)結(jié)合效益不佳。

2.2 系統(tǒng)改造及效果

將原分割豎井與一層工事的隔墻打開，夏季室外新風從二層高口順二層坑道 、豎井直達一層工事，一路溫降減濕，使整條二層坑道與豎井形成一臺大型天然降濕機，在一層工事進風口設(shè)置輔助降濕機室，同時調(diào)整一層工事多處通道 隔墻及設(shè)置適當隔斷門，組織氣流沿送風房間流向低口；秋冬季節(jié)氣流則自低口流向高口，形成自然通風，再將工程原三套通風降濕系統(tǒng)改造成一套系統(tǒng)，原有的送風降濕機拆除后，原送風系統(tǒng)都分別改為排風系統(tǒng)，四季均可使用。當過渡季節(jié)洞內(nèi)外溫差不大時，可利用各單元排風系統(tǒng)加強局部排風，也可采用輔助降濕機室的風機調(diào)整方向進行全坑道排風。

經(jīng)實測：夏季室外干球溫度33℃，相對濕度為80%時，一層工事進風口干球溫度為23℃，相對濕度為95%，此時空氣溫降達到10℃，空氣降濕量為9克／千克干空氣（見圖2）； 一層工事自然進風孔口平均風速為1.4米/秒（實測值為波動值），進風量約為55000立方米/小時，此時總降濕量約為590公斤，相當于LCT——25調(diào)溫降濕機22臺的降濕量，但此時的風溫接近洞內(nèi)巖石溫度，相對濕度過大，不能直接送入室內(nèi)，經(jīng)計算需再設(shè)置3臺LCT——25調(diào)溫降濕對一層工事進風進行處理。每臺降濕機

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