防护工程内部热环境保障的研究进展

防护工程内部热环境保障的研究进展

石瑞斌杨斯奇陈祎飞郭云超徐福浩

东南大学土木工程学院江苏省南京市210089

摘要：目前，我国的专家学者对于防护工程内部热环境保障的研究主要包括三方面内容，分别是围护结构传热性能的研究、工程冷却塔以及柴油电站热量相关的处理研究。本文是结合前人对于防护工程内部热环境保障研究的基础上进行分析，针对上述三点研究情况所存在的缺陷提出下一步的研究策略。

关键词：防护工程；内部热环境；保障

伴随着信息化时代的到来以及互联网的大热，我国的国防安全面临着新型的挑战和难题。防护工程属于我国国防军事建设的一部分，对于防护工程各方面的研究，有利于解决防护工程存在的缺陷。为了确保我国的防护工程在未来的信息化社会所面临的新型挑战中发挥作用，需要保证防护工程的稳定性。而防护工程的安全稳定需要依赖其良好的内部热环境。区别于地面建筑，防护工程的位置要深入地下。而且，根据防护工程本身的特性，即其作用为防护，所以防护工程在设计时需要保证其防护作用。因此，防护工程在热传导和运行两方面具有独特性。另外，防护工程内部热环境的稳定运行有利于保证防护工程充分发挥防护作用及其他功能，目前国内外专家对于保障其内部热环境的研究相当多且深入，防护工程内部热环境包括围护结构，冷凝热处理和柴油电站热处理，下文针对这三方面的特性进行补充分析和研究。

1关于内部热环境——围护结构的研究

防护工程主要位于地下，其围护结构环绕工程，其本身传热性能和蓄热性能都较为良好。当防护工程外部环境处于夏天，防护工程围护结构的热能通过岩壁作为媒介传递给外部的岩土，但是本身岩土的传热性能和散热性能较弱，所以防护工程周边各层的热度变化速度较慢，客观上保证岩土较长时间储存一定的热能。当防护结构外部环境处于冬天，围护结构外部的温度较低，通过岩土将热能传递给温度低的空气。根据实践调查防护工程显示，其围护结构主要采用多孔介质构造。外部的温度变化、湿度变化、地下水位等因素之间的相互影响，最终造成围护结构的热能传递。围护结构是连接防护工程和外部环境的媒介，二者之间温度的差异是围护结构热能传递的重要影响因素。目前，国内外对于围护结构的研究所采取的案例多为地下室防护工程，对于大型的地下防护工程案例研究较少。

2关于内部热环境——冷凝热处理的研究

防护工程位于地下，本身具有密闭性。由于防护工程本身内部设施较多，且还有工作人员，所以防护工程需要采用冷却塔来处理防护工程内部产生的热量和湿气。另外，根据冷却塔的散热散湿的特性，需要将其设置在防护工程的外部，甚至是在地面。由于防护工程是我国国防军事工程项目，其保密性是需要严格控制的。但是，冷却塔的设置增加了防护工程被发现的几率，而且一旦被发现，对防护工程的安全性会造成巨大的威胁。目前，国内外许多学者针对冷却塔设置方法进行了大量的研究，得出来两种结论，分别是：冷却塔入地以及采用其他设备替换冷却塔来散热散湿。我国关于冷却塔入地的实践包括两种种方式：第一种是蓄冷型的冷却塔，主要工作原理为通过水库的蒸发以及柴油电站的进风口及排风口二者之间的作用力来排散防护工程内部的热能。第二种是地下隧道型冷却塔，工作原理是使用特定模型的冷却塔，即横流鼓风型的冷却塔，将其进出风口和隧道的进出风口同方向进行连接，发挥其散热散湿的功能。

针对替代冷却塔的方法来实现散热散湿功能的设备，目前主要是采用多种具有不同功能的设备组合发挥散热的功效，第一种替换的方式是通过储水箱储存工程地下水，然后将空气源热泵和水环热泵组合使用，来实现和冷却塔同样的效果。第二种方式是在防护工程内部设置除湿空调系统，这种方式不仅可以有效的解决防护工程内部余热余湿的问题，而且一定程度上提升了防护工程的防护能力。

3关于内部热环境——柴油电站热处理的研究

防护工程柴油电站的功能主要是为其提供源源不断的能源，但是由于其本身工作负荷重，工作运转过程中所产生的温度非常高，分析多次数据取平均值可达400℃，加大了防护工程内部热环境的负荷，而且柴油电站运转过程中产生的烟气和热度，增添了防护工程暴露的风险。而且，防护工程外部温度不同，内部和外部之间的温度差异变化幅度大也会增添工程暴露的风险。目前国内针对此种情况加大了研究力度，并研制了专门应对柴油电站不良反应的方案，即于防护工程内部设置消烟降温机组，快速的降低柴油电机排烟所造成的高温，加快排烟速度，减少工程暴露的几率。

另外，柴油电站热处理是保证防护工程内部热环境稳定必须要解决的内容。虽然目前所使用的相变蓄热方式能够有效的解决排烟高温的难题，但是其本身仍然存在一定的缺陷，如使用过程中蓄热时间过长，蓄热体积过大，二者严重影响了排烟散热的效率。因此，针对上述几点问题，目前国内外对于柴油电站热处理的研究方向转变为更为合理的方向。

4结束语

综上所述，目前国内外对于防护工程内部热环境的研究主要集中在围护结构、冷凝热处理以及柴油电站热处理。这三者是防护工程内部热环境的主要构成因素，基于此种情况，国内外学者在对稳定内部热环境进行研究时，需要针对上述三点各自的特性，仔细分析其所存在的问题和难点，并对其提出有效的解决方法和策略，是目前针对防护工程内部热环境的主要研究方向。

参考文献：

[1]茅靳丰,李永,耿世彬,韩旭,张华,李伟华,王利军,姜建中,陈军.防护工程内部热环境保障的研究进展[J].暖通空调,2012,(09):6-12.

[2]焦斌.指挥防护工程综合防护效能评估与决策优化分析[D].西安建筑科技大学,2010.

[3]吕文博.防护工程内水循环利用技术研究[D].兰州交通大学,2010.

[4]汪新红,魏登仿,王明洋,吕绪良,钱七虎.信息化战争条件下防护工程的发展与对策[J].解放军理工大学学报(自然科学版),2004,(06):37-40.