CN114991218B - 一种地下空间流体循环加热防结露墙体 - Google Patents
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Abstract
本发明公开一种地下空间流体循环加热防结露墙体，墙体构造自外向内依次由外保温层、防水层，地下空间混凝土层、绝热层、找平层、内墙面面层构成；流体循环加热管设置在找平层内；流体在循环加热管内流动换热，提高地下空间内墙面壁面温度Tm；当室内空气温度、室内空气相对湿度一定时，即可确定室内空气露点温度TL，通过控制流体循环加热管内流体的供水、回水温度使内墙面壁面温度Tm＞TL+1，实现墙壁壁面防结露的功能；本发明的优点是：采用了新型墙体结构防止了结露发生，建立了室内空气露点温度与循环加热流体的供水温度、回水温度的计算关系。亦可作为地下空间室内辅助供暖方式提供热量，维持室内适宜温度。
Description
技术领域
本发明涉及建筑领域，具体是一种应用于地下空间外墙的流体循环加热防结露墙体构造。
背景技术
随着城市更新及城市立体化再开发的进程不断加快，地下空间开发成为提高城市土地利用率、改善城市生态的有效途径。地下空间墙壁产生结露主要在于墙壁内壁面温度、地下空间空气湿度两个因素，当壁面温度低于室内露点温度时，就会产生结露现象。
地下空间墙体与土壤毗邻，墙壁内壁面温度主要受土壤温度影响，并接近土壤温度，相较于地上空间墙壁温度较低为易结露的条件之一。地下空间空气湿度大也是墙体表面结露的另一条件，主要因为：
1)地下土壤渗漏：水通过地下空间的结构层进入地下空间内部，并通过蒸发进入空气中，造成湿度增高；2)高湿度空气渗透、侵入：当室外空气湿度较大，特别是夏季或南方霉雨季节，地下空间的出入口或机械通风换气，导致外部高湿度空气进入地下空间，造成湿度增高；3)地下空间内湿源：地下空间内部自身的散湿，如室内人员、开敞水体等产湿源。
基于以上成因，地下空间墙体结露问题极易发生，防结露是目前工程中的技术难题。
目前工程中防结露手段主要从以下方面：
1)降低空气湿度：工程中采用通风、空调方式，该种方式通过通风、除湿、换气等主动手段，耗费一定的电能，去除空气中的含湿量以降低结露风险，但受到通风效率、通风均匀度影响，在室内气流流通不畅位置，外墙壁依然存在结露现象发生。同时该种方式，以耗费电能为代价，经济性较差。
2)墙体保温：工程中采用一定厚度的保温贴附在地下室外墙一侧，增加土壤与墙体之间的热阻，降低内墙表面温度受土壤温度影响程度，一定程度可提高内墙面壁面温度降低结露风险。
3)内墙面面层材料：内墙面面层采用多孔吸湿新型材料，在室内湿度较大时具有多孔吸湿特性，表面不凝结明显水滴，在室内空气干燥时，将水分扩散到室内。该种方式只是在观感上解决墙面结露问题，本质上无法避免结露发生，应用场景受限。
发明内容
为解决上述技术问题，本发明的解决方案包括：
(1)提出一种应用于地下空间墙体的利用流体循环加热防结露墙体构造，以及通过一定温度的循环流体加热使地下空间墙体内墙面壁面温度始终高于室内空气露点温度，实现墙体防结露，亦可作为冬季等结露风险较低季节或时段提高室内温度的辅助加热手段。
(2)本发明根据室内空气露点温度TL，提供了该构造下内墙面壁面温度Tm计算方法，通过流体循环加热管供水温度T1、回水温度T2调节，使内墙面壁面Tm始终高于室内空气露点温度TL。
具体技术方案如下：
一种地下空间流体循环加热防结露墙体，墙体构造自外向内依次由外保温层、防水层，地下空间混凝土层、绝热层、找平层、内墙面面层构成；流体循环加热管设置在找平层内；流体在循环加热管内流动换热，经找平层、内墙面面层进行热量传递，向室内侧热传导，提高地下空间内墙面壁面温度Tm；当室内空气温度、室内空气相对湿度一定时，即可确定室内空气露点温度TL，通过控制流体循环加热管内流体的供水、回水温度使内墙面壁面温度Tm＞TL+1，实现墙壁壁面防结露的功能；
内墙面壁面温度Tm计算方法如下：
1)流体循环加热管供水温度T1，由外来热源提供；
2)流体循环加热管回水温度T2，由外来热源提供；
3)流体循环加热管单位管长热流q＝GCp(T1-T2)/L，其中，Cp为管内循环流体比热容，G为管内循环流体流量，L为流体循环加热管长度；
4)循环流体平均温度TP＝(T1+T2)/2；
5)循环流体对流换热热阻Rn＝1/hiπDi，其中，hi为流体对流换热系数，Di为流体循环加热管内径；
6)流体循环加热管管壁热阻其中，λt为流体循环加热管导热系数，Di为流体循环加热管内径，D0为流体循环加热管外径；
7)找平层热阻其中，λp为找平层导热系数，xp为找平层厚度；
8)内墙面面层热阻Rc＝xc/λc，其中，λc为内墙面面层导热系数，xc内墙面面层厚度；
9)流体循环加热管内壁至内墙面面层综合热阻Ru＝MRt+Rp+Rc，其中，M为流体循环加热管管间距，为使内墙面壁面温度分布均匀一致，M取≤500mm；
10)由以上各式计算得到内墙面壁面温度
11)室内空气露点温度TL，根据测量室内空气温度T，室内空气相对湿度计算确定，
TL＝-35.957-1.8726ln(pq)+1.1689[ln(pq)]2
c1＝-5800.2206，c2＝1.3914993，c3＝-0.04860239，c4＝0.41764768×10-4，c5＝-0.14452093×10-7，c6＝6.5459673。
其中，Pq，b为室内空气温度下的水蒸气饱和压力，pq为室内空气温度下水蒸气分压力，c1～c6为系数常量；
12)通过对室内空气露点TL进行测量，取内墙面壁面温度Tm＞TL+1作为工程防结露控制条件，作为本发明防结露墙体的内墙面壁面温度的计算判定条件；当计算所得Tm＞TL+1时，流体循环加热管供水温度、回水温度满足条件；当计算所得Tm≤TL+1时，需重新设定流体循环加热管供水温度、回水温度直至满足该条件；Tm、TL、T1、T2、T均为摄氏温度。
所述流体循环加热管回转型设置。
所述流体循环加热管直列型设置。
本发明的优点是：采用了新型墙体结构以提高地下空间内墙面壁面温度为手段，从结露原理上防止了结露发生，降低地下空间墙体的结露风险，建立了室内空气露点温度与循环加热流体的供水温度、回水温度的计算关系。本发明可根据室内空气温度、室内空气湿度情况调节流体循环加热管内的循环流体温度；流体循环加热管在冬季结露风险小、湿度低的时间段，亦可作为地下空间室内辅助供暖方式提供热量，维持室内适宜温度。
附图说明
图1为本发明应用部位的建筑剖面图；
图2为图1地下空间流体循环加热防结露墙体剖视图；
图3为回转型流体加热管埋管示意图；
图4为直列型流体加热管埋管示意图；
图5为流体循环加热管计算简图；
图6为计算流程框图。
具体实施方式
下面结合附图具体说明本发明，流体循环地下空间防结露墙体设置位置如图1所示，设置于地下空间外墙，一侧贴临土壤，一侧贴临室内。墙体构造如图2所示，墙体构造由外向内依次为保温层1、防水层2，地下空间混凝土层3、绝热层4、找平层6、内墙面面层7构成。绝热层4贴附在地下空间混凝土层3的室内侧，流体循环加热管5埋设在找平层6内，流体循环加热管5由固定在绝热层4的管卡8固定，防止热量向土壤侧扩散。内墙面面层与室内空气接触。
流体循环加热管管内由热源提供供水温度T1，经流体在管内循环得到回水温度T2，流体循环动力由外部热源提供；热流体在循环加热管内流动换热，经找平层、内墙面面层进行热量传递，向室内侧热传导，提高了地下空间内墙面壁面温度Tm；当室内空气温度T、室内空气相对湿度一定时，即可确定室内空气露点温度TL，通过控制流体循环加热管供水、回水温度使Tm＞TL+1，即可实现墙壁壁面防结露的功能。
该应用于地下空间防结露墙体构造的内墙面壁面温度Tm计算方法如下：
1)流体循环加热管供水温度T1，由外来热源提供。
2)流体循环加热管回水温度T2，由外来热源提供。
3)流体循环加热管单位管长热流q＝GCp(T1-T2)/L，其中，Cp为管内循环流体比热容，G为管内循环流体流量，L为流体循环加热管长度。
4)循环流体平均温度TP＝(T1+T2)/2。
5)循环流体对流换热热阻Rn＝1/hiπDi，其中，hi为流体对流换热系数，Di为流体循环加热管内径。
6)流体循环加热管管壁热阻其中，λt为流体循环加热管导热系数，Di为流体循环加热管内径，D0为流体循环加热管外径。
7)找平层热阻其中，λp为找平层导热系数，xp为找平层厚度。
8)内墙面面层热阻Rc＝xc/λc，其中，λc为内墙面面层导热系数，xc内墙面面层厚度。
9)流体循环加热管内壁至内墙面面层综合热阻Ru＝MRt+Rp+Rc，其中，M为流体循环加热管管间距，为使内墙面壁面温度分布均匀一致，M取≤500mm。
10)由以上各式计算得到内墙面壁面温度
11)室内空气露点温度TL，根据测量室内空气温度T，室内空气相对湿度计算确定，
TL＝-35.957-1.8726ln(pq)+1.1689[ln(pq)]2
c1＝-5800.2206，c2＝1.3914993，c3＝-0.04860239，c4＝0.41764768×10-4，c5＝-0.14452093×10-7，c6＝6.5459673。
其中，Pq，b为室内空气温度下的水蒸气饱和压力，pq为室内空气温度下水蒸气分压力，c1～c6为系数常量。
12)通过对室内空气露点TL进行测量，取内墙面壁面温度Tm＞TL+1作为工程防结露控制条件，作为本发明防结露墙体的内墙面壁面温度的计算判定条件；当计算所得Tm＞TL+1时，流体循环加热管供水温度、回水温度满足条件；当计算所得Tm≤TL+1时，需重新设定流体循环加热管供水温度、回水温度直至满足该条件。
Tm、TL、T1、T2、T均为摄氏温度。
本发明采用了新型墙体结构以提高地下空间内墙面壁面温度为手段，从结露原理上防止了结露发生，降低地下空间墙体的结露风险，建立了室内空气露点温度与循环加热流体的供水温度、回水温度的计算关系。本发明可根据室内空气温度、室内空气湿度情况调节流体循环加热管内的循环流体温度；流体循环加热管在冬季结露风险小、湿度低的时间段，亦可作为地下空间室内辅助供暖方式提供热量，维持室内适宜温度。
Claims (3)
1.一种地下空间流体循环加热防结露墙体，其特征在于：墙体构造自外向内依次由外保温层、防水层，地下空间混凝土层、绝热层、找平层、内墙面面层构成；流体循环加热管设置在找平层内；流体在循环加热管内流动换热，经找平层、内墙面面层进行热量传递，向室内侧热传导，提高地下空间内墙面壁面温度Tm；当室内空气温度、室内空气相对湿度一定时，即可确定室内空气露点温度TL，通过控制流体循环加热管内流体的供水、回水温度使内墙面壁面温度Tm＞TL+1，实现墙壁壁面防结露的功能；
内墙面壁面温度Tm计算方法如下：
1)流体循环加热管供水温度T1，由外来热源提供；
2)流体循环加热管回水温度T2，由外来热源提供；
3)流体循环加热管单位管长热流q＝GCp(T1-T2)/L,其中，Cp为管内循环流体比热容，G为管内循环流体流量，L为流体循环加热管长度；
4)循环流体平均温度TP＝(T1+T2)/2；
5)循环流体对流换热热阻Rn＝1/hiπDi，其中，hi为流体对流换热系数，Di为流体循环加热管内径；
6)流体循环加热管管壁热阻其中，λt为流体循环加热管导热系数，Di为流体循环加热管内径，D0为流体循环加热管外径；
7)找平层热阻其中，λp为找平层导热系数，xp为找平层厚度；
8)内墙面面层热阻Rc＝xc/λc，其中，λc为内墙面面层导热系数，xc内墙面面层厚度；
9)流体循环加热管内壁至内墙面面层综合热阻Ru＝MRt+Rp+Rc，其中，M为流体循环加热管管间距，为使内墙面壁面温度分布均匀一致，M取≤500mm；
10)由以上各式计算得到内墙面壁面温度
11)室内空气露点温度TL，根据测量室内空气温度T，室内空气相对湿度计算确定，
TL＝-35.957-1.8726ln(pq)+1.1689[ln(pq)]2
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12)通过对室内空气露点TL进行测量，取内墙面壁面温度Tm＞TL+1作为工程防结露控制条件，作为所述防结露墙体的内墙面壁面温度的计算判定条件；当计算所得Tm＞TL+1时，流体循环加热管供水温度、回水温度满足条件；当计算所得Tm≤TL+1时，需重新设定流体循环加热管供水温度、回水温度直至满足该条件；Tm、TL、T1、T2、T均为摄氏温度。
2.根据权利要求1所述地下空间流体循环加热防结露墙体，其特征在于：所述流体循环加热管回转型设置。
3.根据权利要求1所述地下空间流体循环加热防结露墙体，其特征在于：所述流体循环加热管直列型设置。
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| 湿热地区地下室外墙热阻和墙面风速对墙面结露的影响;丁惠明;;建筑与文化;20141215(第12期);全文 * |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| CN114991218A (zh) | 2022-09-02 |
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