某地下车库防潮问题分析与探讨
2021-07-28张晓莉孟凡兵
张晓莉 孟凡兵
中国航空规划设计研究总院有限公司
0 引言
无论是南方地区还是北方地区,在夏季或梅雨等潮湿时段,地下车库常常出现潮湿问题,尤其是仅有地下一层的地下车库,潮湿现象尤为明显。地下车库潮湿会带来很大危害,比如由于地面潮湿,车辆行驶时地面打滑发生碰撞事故,尤其是车库出入口弯道处,更容易发生碰撞。因为其地面湿滑造成车辆碰撞损失,而引起业主投诉和索赔的事件时有发生。地下车库潮湿不仅仅带来地面湿滑问题,还有诸多危害,本文以某住宅区地下车库为例进行分析探讨。
本案例地下车库位于河北三河燕郊,自投入使用后连续两年夏季均出现的地下库潮湿问题,由于地下车库地面湿滑,严重时积水,造成多起汽车碰撞事故,引发用户投诉和索赔,物业管理人管高度重视,经现场核查,排除了地下水渗漏和管道漏水问题,并且发现地下车库潮湿的危害和影响远不止车辆行驶安全隐患,地下车库潮湿结露问题亟待解决。
1 地下车库及通风系统概况
该住宅区地下总建筑面积约:17 万m2,其中地下一层面积约12 万m2,地下二层面积约5 万m2,局部有地下三层。地下空间主要功能为汽车库。地上为住宅塔楼,除楼座外,地面均有浮土,浮土厚度约1.8 m 左右,地面局部凸起部分浮土厚度可达2~3 m。地下一层分为南、北两个大区,每个区有多个汽车坡道出入口。北区只有地下一层,没有地下二层,南区有地下一层、地下二层,局部有地下三层。本案例地下一层潮湿结露严重,因此以地下一层为分析对象。地下一层轮廓图如图1 所示。
图1 地下一层轮廓图
地下车库划分若干防火分区,每个防火分区设置机械排风和机械排烟系统。并设用相应的补风系统。普通车库机械通风量按6 次/h 设置[1],机械车库排风量按400 m3/h 辆计算。采用诱导式通风系统。车库每个防火分区的排风机基本为两台并联设置。通风系统满足规范要求。
现场发现由于地下车库潮湿,导致部分通风设备和电气设备损坏。
2 地下车库潮湿结露状况
地下车库在2017 年和2018 年夏季,进入“伏天”室外空气闷热潮湿和连续降雨的情况下,地下车库内墙壁及各种管线出现结露、地面湿滑,严重时出现大量起雾,地面局部积水现象,还造成环氧地坪起皮、损坏,墙面涂层鼓皮或脱落。如图2、3 所示为2018 年夏季的现场照图记录。
图2 环氧地面结露
图3 环氧地面起鼓损坏
通风、电气设备表面结露严重,造成腐蚀、加速老化,部分消防设备无法正常运行等问题。具体如图4、5所示。
图4 通风设备结露
图5 配电设备结露
各类管道、电缆桥架、支吊架表面结露严重,并形成水滴向下低落。对管道、阀部件等带来腐蚀、加速老化的隐患。如图6、7 所示。
图6 水管表面结露
图7 风管表面结露
地下车库的整体结露状况是:
1)北区比南区结露严重,南区有地下二层,北区仅有地下一层,地下一层比地下二层潮湿严重,地下二层只是空气相对潮湿,基本无结露现象。
2)地下一层区域中,凡是与土壤接触的地面、墙壁、顶板结露较为严重,顶板上土壤较厚处比土层较薄处结露严重。
3)车道出入口附近区域结露较为严重,严重时会有积水。车道出入口设有防火门,平时处于开启状态。
4)室外空气湿度较大时,结露严重。开启机械通风系统,对结露现象没有缓解,有些时段甚至会加大结露。
为分析室外空气环境对地下车库结露的影响,在2018 年6、7 月份结露严重的时段,进行了一个月的空气参数和结露状况的记录,每天9:00、11:00、17:00 三次进行记录,截取7 月4 日~7 月14 日10 天的记录数据见表1。数据是由物业人员测得,测量工具并非专业工具,数据可能存在一定误差。根据物业运行人员反映,因停放车辆不足50%,地下车库内通风机每天上班时段定时开启50%的风机。无论是通风机开启还是关闭机,潮湿现象一直存在。通过表中记录可以看出,地下车库潮湿严重时,严重时车库内会起雾,根据记录人员反映,车库不存在雨水倒灌和墙体渗水、地面反水问题。
表1 室外空气和地下车库空气参数记录表
3 地下车库潮湿的危害
地下车库潮湿结露会给用户、车辆、建筑本体、建筑设备等带来许多危害,存在安全隐患,严重时造成事故,归纳如下:
1)对于用户和来访人员的车辆进入地下车库,地面湿滑容易造成车辆剐蹭和碰撞,尤其是车库进出口处,往往存在坡道、转弯,更易发生事故,造成损失引来用户的投诉,存在安全隐患。
2)车辆长期停在潮湿的环境,发动机、底盘、线路等受潮生锈,加速腐蚀,产生故障,亦会招来用户投诉。
3)长时间停放在地下车库,车内比较容易受潮、霉变,影响车内人员的健康。
4)地下车库的潮湿环境会造成其四壁涂层脱落、发霉,影响环境,增加维护费用,缩短钢筋混凝土结构寿命。
5)地下车库内的所有建筑设备、管线、防火阀等,在潮湿环境下容易锈蚀、老化、故障,车库排烟风机和消防水泵往往位于地下车库设备间,一旦消防设备由于潮湿受损不能正常启动,不仅会带来经济损失,而且会带来消防安全隐患。
6)潮湿环境下的电气元件易老化、短路,容易造成故障。
地下车库潮湿直接影响整个项目的质量,并会引起业主的不满,加重开发商或物业与业主之间的矛盾。有许多地下车库夏季潮湿成为地下车库的顽疾。
4 潮湿的原因分析
地下车库潮湿结露除受季节性室外空气条件影响外,尚有多种因素影响,本案例对各种可能的影响因素进行了分析排查,具体如下:
1)构造性渗漏
构造性渗漏比较容易发现,这与混凝土振捣密实度、外墙防水、地面防水、结构抗震缝密封、墙体砌筑缝隙、穿墙管道洞口封堵等相关。尤其是新建建筑土壤潮湿,经过冬季及春季施工,土壤水分未蒸发完全,水分由于水蒸汽压力差从室外土壤通过建筑构造渗透到室内造成室内潮湿。另有些地区,地下水位随季节变化,土壤中的水分在夏季明显增多导致夏季潮湿情况加剧。
经现场勘验,本案例没有发生结构性渗漏,排除了此类因素的影响。
2)建筑构造所含水分蒸发
主要是新建建筑中存在的情况,在建造时,混凝土、砖及涂料等都含有一定的水分,建成以后没有完全蒸发掉水分,在环境空气温度上升的同时蒸发到地下车库内,使得室内潮湿。
建筑构造中含有的水分,对地下车库潮湿起到一定作用,但在逐年减少,该地下车库已投入使用两年多,因此不是主要影响因素。
3)管道漏水
地下车库内通常布置有给水、排水、雨水、中水、消防给水、空调冷热水等各类管道,这些输水管道往往存在漏水隐患。
经仔细排查,没有发现有管道漏水现象,排除了此因素的影响。
4)雨水倒灌
在车库的出入口处,如果防雨和排雨水措施不当,会造成雨水沿车道了流入地下车库,从而引起车库积水和潮湿。
经对逐个核查每个出入口,口部防雨措施得当,车道设有排水沟,没有雨水倒灌现象。下雨时虽然车道入口处较湿,主要是车辆轮胎湿潮造成,排除了此因素的影响。
5)地下车库内温度低,低于空气露点温度
通过表1 中连续10 天的记录数据可以看出,车库内空气温度温度始终在17~19 ℃,相对稳定,湿度均在75%以上,有时接近饱和状态,阴冷潮湿。
由于受地下土壤温度场的影响,与土壤接触的壁面包括地面、侧壁和顶板其温度稳定在16 ℃左右,温度较低,其他未与土壤接触的建筑构造体和建筑设备温度与车库内空气温度基本一致,在17~19 ℃左右。
正是因为受土壤温度场的影响,北区仅有地下一层,地面与土壤接触传热,温度低结露严重。南区有地下二层,其地下一层地面温度相对较高,结露相对较轻。对于地下二层,自然渗入的室外空气少,因此基本无结露现象。
记录时段数据显示,室外空气温度在23~37 ℃之间,相对的湿度[2]在38%~63%之间,计算露点温度有80%以上的时间在16 ℃以上,当室外空气进入车库内,遇到温度约16 ℃的车库壁面时,很快会结露。
当室外空气较潮湿时露点温度高于20 ℃时,此时段若空气进入车库,不仅与土壤接触的壁面会严重结露,其他未与土壤接触的建筑构造体和建筑设备,其温度在17~19 ℃左右,其表面亦会结露。
室外空气的进入包括车道出入口部自然进风和机械进风,以及由于地下房间排风而已引起的自然渗深入空气。
记录时段数据显示,室外空气含湿量有80%以上时段高于地下车库内含湿量,此况如果开启机械通风,不仅不会较少地下车库内的含湿量,反而会增加含湿量。
鉴于上述分析,地下车库内温度低,室外空气露点温、含湿量高,通风管控不当是造成潮湿、结露、凝水、起雾主要原因。
1)车道出入口门长期开启
平时车道出入口处于常开状态,没有根据室外空气潮湿闷热程度进行管控,室外湿空气大量进入地下车库,造成结露。
2)通风系统运行策略不当
通风机的开启仅根据班制定时开启,没有根据室外空气潮湿闷热程度进行管控调节。当室外空气露点温度高,含湿量高时,仍进行大量通风,造成结露。室外空气含湿量低时未能有效通风。
3)未采取辅助除湿设施。如设置除湿机等。
4)地下车库余热少,不能缓解地库低温。
车库余热主要来自车辆,车库内车辆流量相对较少,没有足够的余热使地下车库升温,车库长期处于低温状态,相对湿度较高,低于室外空气露点温度,对结露也存在一定程度助长因素。
5 防潮和防结露措施
根据上述结露的原因分析,并结合项目具体实际情况,采取了以下技术措施:
1)地下车库出入口设置自动快速提升门
自动快速提升门可有效控制室外是空气的侵入,且不影响车辆通行。地下车库面积较大时,出入口较多,为节省投资,可仅在主要出入口设置自动快速提升门,其他次要出入口可通过现有防火门,在夏季潮湿时临时关闭。
自动快速提升门在夏季潮湿时段起到防止潮湿空气侵入作用,在北方地区冬季可防止冷空气进入,减少对首层用户供暖的影响,起到节能作用。
运行时,过渡季和夏季在室外空气干燥时处于开启状态,室外空气潮湿时及时关闭。北方地区冬季保持常闭。
2)设置升温型除湿机
升温型除湿机[3]不仅可以有效除湿,还可以利用余热为地下车库升温,从而降低相对湿度。安装和使用简单方便。
由于地下车库面积普遍较大,需要除湿量也很大,因此采用工业除湿机较为合适。除湿机可设置在每个防火分区内的集水坑或便于排除凝水处。凝水用管道引致集水坑或地漏,不应散排避免再次蒸发。
除湿机可采用移动式,根据不同区域需求灵活使用。为节约投资,选取除湿机时需根据空气参数和使用面积进行计算确定,结合机械通风运行调控,不建议在每个区域满布除湿机。布置时不应该影响车辆的通行。
3)排除通风等机电设备故障
长期处于潮湿环境的通风等机电设备,容易受损并发生故障,应对现有机电设备进行排查,保证其完好性。在通风、集水坑排水等有运转需要时能够及时发挥作用。
对消防用的排烟风机、水泵、电气等设施亦应消除安全隐患。
4)调节优化通风末端装置
末端采用风管通风的系统,当风口风量缺少有效调控时,末端采用诱导风机,其台数、风量、布置位置不当时,均会造成地下车库部分区域通风不畅,湿空气长时间集聚,造成揭露。
因此应结合实际的情况进行调节优化通风末端装置。
本案例在局部空气流通不畅区域增设了风量较大的诱导风机。
5)优化运行管控措施
夏季进入“伏天”且及连续降雨的情况下,关闭各个车道出入口门和四壁其他通往室外的出入口,启用快速提升门,防止式空气侵入。根据地库一氧化碳浓度排放需求,有组织分时段进行机械通风,在保证安全情况下,尽量减少通风。
根据地库内温度和湿度,运行除湿机,有效除湿,防止结露。
采用诱导通风的在地下车库,夏季高湿天气时,有限控制对外通风的排风和补风机。地库内的诱导风机和除湿机联合使运行,使诱导风机对地下车库内空气起到扰动作用。
春、秋季和夏季室外空气干燥室,及时运行地库通风系统,是地下车库得意干燥。
6 结论
经过采取上述技术措施,在2019 年夏季,该地下车库潮湿、结露、起雾问题得到彻底解决,收到较好的效果,消除了安全隐患。
通过上述分析得知,地下车库内温度低、车库入口湿空气侵入和通风的运行管控不当是主要影响因素,结合地库实际使用条件需求,可适当设置升温型除湿机,改善潮湿环境。
根据室外气候和地库内空气参数变化,优化通风系统运行策略非常重要。
为提高地下车库的与土壤接触的壁面温度,建议在今后建筑中对地下车库壁面进行防结露计算,加强外墙和地面保温措施。