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自然通風(fēng)與自然冷源在坑道人防工程中的應(yīng)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(huì)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(shí)踐表明：人防工程機(jī)械通風(fēng)降濕系統(tǒng)運(yùn)轉(zhuǎn)能耗大，成本費(fèi)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(shí)踐中我們嘗試?yán)米匀煌L(fēng)和利用自然冷源替代冷凍機(jī)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(shí)保護(hù)國家和人民群眾生命財(cái)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(jiān)持，重點(diǎn)建設(shè)，平戰(zhàn)結(jié)合[1]。近十多年來，工程平戰(zhàn)結(jié)合取得了較好的社會(huì)效益，為建設(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(shí)踐表明：工程機(jī)械通風(fēng)降濕系統(tǒng)運(yùn)轉(zhuǎn)能耗大，成本費(fèi)用高的問題，是阻礙工程平戰(zhàn)結(jié)合發(fā)展的重要問題之一，而實(shí)踐中我們嘗試?yán)米匀煌L(fēng)和利用自然冷源[2]替代冷凍機(jī)制作的冷源來完成坑道式工事部分降濕任務(wù)，取得了較好的效果。
山體坑道式工事冬曖夏涼，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(jìn)入補(bǔ)充，同時(shí)又被工事曖壁面加熱變輕上升，從高口流出。如此不斷地補(bǔ)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(fēng)，即：低口進(jìn)、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(jìn)入補(bǔ)充，同時(shí)又被工事的圍護(hù)結(jié)構(gòu)冷卻變重下降從低口流出。如此不斷地補(bǔ)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(fēng)[3]，即：氣流方向是高口進(jìn)、低口出。利用山體坑道式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(fēng)的方式，很容易滿足規(guī)范要求的送風(fēng)量和換氣次數(shù)。但在室內(nèi)外溫差不大的季節(jié)，要加強(qiáng)局部機(jī)械排風(fēng)。自然通風(fēng)適用于工事的平時(shí)通風(fēng)和戰(zhàn)時(shí)清潔式通風(fēng)，不能用于戰(zhàn)時(shí)過濾式和隔絕式通風(fēng)，而戰(zhàn)時(shí)過濾式通風(fēng)和隔絕式通風(fēng)還需要通過局部排風(fēng)系統(tǒng)的平戰(zhàn)轉(zhuǎn)換措施來實(shí)現(xiàn)。
在春夏高溫潮濕季節(jié)，工事自然通風(fēng)不可能滿足溫度≤28℃、相對濕度≤70%的要求[4]。必須對室外新風(fēng)進(jìn)行降濕處理。夏季山體巖石溫度一般保持在18～20℃，充分運(yùn)用這一自然冷源，將自然通風(fēng)進(jìn)風(fēng)坑道作為專用道，讓室外新風(fēng)在此段風(fēng)道內(nèi)冷卻，當(dāng)室外新風(fēng)相對濕度為80%時(shí)，每溫降1℃，降濕量約1.5g/kg干空氣，可減輕機(jī)械降濕負(fù)荷，但是設(shè)置輔助降濕機(jī)是不可或缺的，因?yàn)樽匀焕鋮s降濕量有限，而且自然冷卻后的新風(fēng)相對濕度較大，不能直接送入使用房間。
2 工程實(shí)例
2.1 工程概況
某山體有一、二兩層坑道式工程（見圖1），高差38米，由一條豎井（未被復(fù)毛洞）連接，二層工事（200米長未被復(fù)毛洞）平時(shí)閑置，一層平時(shí)使用，總使用面積約6000平方米。該工事原分別設(shè)有三套機(jī)械通風(fēng)降濕系統(tǒng)，共有LCT——25調(diào)溫降濕機(jī)8臺(tái)、GS——20降濕機(jī)4臺(tái)，配用電機(jī)總功率148KW，除去送排風(fēng)機(jī)和照明設(shè)備等用電量不計(jì)，僅降濕機(jī)用電（按每天運(yùn)行8小時(shí)計(jì)算），日耗電量就達(dá)1184度，月運(yùn)行費(fèi)用約17000元（年平均電價(jià)0.48元／度），用戶難以承受，常常甚至營業(yè)時(shí)都不開通風(fēng)降濕設(shè)備，致使工程內(nèi)電器、金屬管道、風(fēng)機(jī)和降濕機(jī)等設(shè)備銹蝕嚴(yán)重，甚至影響到專用防護(hù)密閉門、防爆波閥門等防護(hù)設(shè)備的正常啟閉，削弱了工程的防護(hù)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(fēng)從二層高口順二層坑道 、豎井直達(dá)一層工事，一路溫降減濕，使整條二層坑道與豎井形成一臺(tái)大型天然降濕機(jī)，在一層工事進(jìn)風(fēng)口設(shè)置輔助降濕機(jī)室，同時(shí)調(diào)整一層工事多處通道 隔墻及設(shè)置適當(dāng)隔斷門，組織氣流沿送風(fēng)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(fēng)，再將工程原三套通風(fēng)降濕系統(tǒng)改造成一套系統(tǒng)，原有的送風(fēng)降濕機(jī)拆除后，原送風(fēng)系統(tǒng)都分別改為排風(fēng)系統(tǒng)，四季均可使用。當(dāng)過渡季節(jié)洞內(nèi)外溫差不大時(shí)，可利用各單元排風(fēng)系統(tǒng)加強(qiáng)局部排風(fēng)，也可采用輔助降濕機(jī)室的風(fēng)機(jī)調(diào)整方向進(jìn)行全坑道排風(fēng)。
經(jīng)實(shí)測：夏季室外干球溫度33℃，相對濕度為80%時(shí)，一層工事進(jìn)風(fēng)口干球溫度為23℃，相對濕度為95%，此時(shí)空氣溫降達(dá)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(jìn)風(fēng)孔口平均風(fēng)速為1.4米/秒（實(shí)測值為波動(dòng)值），進(jìn)風(fēng)量約為55000立方米/小時(shí)，此時(shí)總降濕量約為590公斤，相當(dāng)于LCT——25調(diào)溫降濕機(jī)22臺(tái)的降濕量，但此時(shí)的風(fēng)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(jì)算需再設(shè)置3臺(tái)LCT——25調(diào)溫降濕對一層工事進(jìn)風(fēng)進(jìn)行處理。每臺(tái)降濕機(jī)
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