某地下泵房壁面结露与相对湿度研究

2016-08-06孙兰

大科技 2016年35期

关键词：湿空气干球温度泵房

孙兰

（河北省第六建筑工程有限公司 050000）

某地下泵房壁面结露与相对湿度研究

孙兰

（河北省第六建筑工程有限公司 050000）

以某地下泵房中的湿空气为研究对象，通过理论研究和现场实测的方法，对湿空气的相对湿度与壁面结露之间的关系以及湿空气的干球温度与壁面温差之间的关系进行理论分析和现场实测验证。

相对湿度；空气与壁面温差；壁面结露；地下建筑

引言

地下建筑与地面建筑工程相比，潮湿结露是其一大特点，尤其是在滨海地区，如水电站、核电站的地下部分、江河湖海岸旁火电厂等工业建筑以及民用建筑的地下部分。部分内陆地区的地下建筑如地下车库[1]、地下泵房等位置也存在潮湿结露的现象，尤其是在南方和雨季。

1 理论分析

1.1 相对湿度与壁面结露之间关系

湿空气干球温度20～30℃，相对湿度分别是70%、75%、80%、85%、95%，干球温度减去对应的露点温度做图如图1。

图1 干球温度与露点温度之差

由图1中数据可知，当相对湿度90%时空气的干球温度减去露点温度约等于2℃，当相对湿度85%时空气的干球温度减去露点温度约等于3℃，当相对湿度80%时空气的干球温度减去露点温度约等于4℃，当相对湿度75%时空气的干球温度减去露点温度约等于5℃，当相对湿度70%时空气的干球温度减去露点温度约等于6℃。

干球温度20～30℃，相对湿度70～90%时相对湿度RH与干球温度t空气和露点温度t湿满足：

若要不结露，则墙体内壁面的温度：

由公式（1）和（2）知：

这与发现当相对湿度大于80%时建筑壁面多结露而当相对湿度小于80%时建筑壁面很少结露的结论比较一致。

1.2 地下建筑壁面与房间平均温度温差

采用来自GB50038-2005中的经验公式，来确定地下建筑壁面与房间平均温度的差值。

1.2.1 土壤温度计算

土壤原始温度所用计算公式为[4]：

式中：tg-土壤年平均温度，℃；Ag-土壤温度波幅，℃；y-土壤深度，m；Z-温度波的波动周期，h；a-地层导温系数，m2/h。由于该建筑位于青岛。土壤表面年平均温度tg=14.2℃，地面温度波幅Ad=13.9℃。临海域土质属中湿土壤土质，其地层导温系数a=0.00318m2/h[5]。图2为计算的距离地面0～10m的土壤温度分布。

图2 土壤温度分布

1.2.2 空气与壁面温差计算

参考《人民防空地下室设计规范》（GB50038-2005）中关于土中围护结构的散热量计算公式：

式中：Q为围护结构的散热量，W；K为围护结构的平均传热系数，W/（m2·℃），宜按下表确定；F 外墙及底板内表面积，m2；t空气为室内设计计算温度，取值与地面建筑相同，℃；t土壤为土壤初始温度，外墙取各层中心标高处的土壤温度，底板取内表面标高处的土壤温度，℃。

表1 围护结构的平均传热系数k值

其中土壤的导热系数为1.16W/（m·℃），取k为0.8；内壁面的换热系数为h=3.6W/（m2·℃）（室内对流换热系数取8W/（m2·℃），其中3.6W/（m2·℃）为对流部分，4.4W/（m2·℃）为辐射部分）。Wong S.P.W.推荐垂直壁面的自然对流的换热系数实测经验公式：

式中：Tsuf为壁面温度，℃；T0为空气温度，℃；H为壁面高度，℃[7]。陶智等人建议墙壁自然对流换热系数取3.0W/（m2·℃）。本论文中自然对流换热系数取3.6W/（m2·℃）。

当室内温度取26℃。由热流密度相等得如下公式：

由公式（3）可得：

图3为计算的距离地面0～10m的墙体壁面附近空气与壁面的温差。

由图3可知空气温度与壁面温度差值最大约为3℃，则相对湿度不应大于85%。取5%的安全系数，相对湿度不应大于80%。

1.2.3 理论分析小结

（1）壁面结露与否本质上取决于壁面温度与空气露点的温度之间的关系。但是由于地下建筑特殊的结构特点，潮湿季节壁面附近空气温度与壁面的温差大多在3～5℃，由公式（3）可知，当相对湿度大于80%时，建筑壁面多结露，当相对湿度小于80%时，建筑壁面很少结露。因此相对湿度对于地下建筑壁面结露与否具有重要意义。