铁路旅客站房候车厅应用地板辐射供冷系统防结露措施探讨

铁路旅客站房候车厅应用地板辐射供冷系统防结露措施探讨

胡燚

中铁工程设计咨询集团有限公司

摘要  本文归纳了国内外对于地板辐射供冷系统防结露问题的研究成果，结合该类系统在国内铁路旅客站房、机场候机楼等交通建筑的工程经验，提出设计、施工、运营各环节的防结露措施

关键词  旅客站房  辐射供冷  防结露

0  引言

随着国民经济的进步，铁路旅客站房体量日益庞大，候车厅一般采用球形喷口自候车厅两端向中央送风，但球形喷口的有效射程仅为20m~30m，对于动辄70m以上大开间的候车厅难以实现空调送风全覆盖，而候车厅又是对内部装修和使用要求极高的重点部位，在中部设置空调机组或送风单元往往会对内部装修及乘客的使用体验产生不利影响。严寒和寒冷地区铁路旅客站房候车厅普遍设有地板辐射供暖系统，夏季可将高温冷水接入该系统进行地板辐射供冷，利用敷设在地面垫层内的辐射供冷管道，能够实现均匀供冷，保证室内温度各区域温度需求，并且有利于站房内部装修，是一项经济适用的技术手段。工程中应用地板辐射供冷系统时，稳妥的防结露措施是关键。

1  地板辐射供冷系统防结露技术研究

目前，国内外地板辐射供冷系统防结露相关技术主要集中于：通过调控冷板进水参数控制冷板表面温度；优化系统运行方案减少系统启动及关闭时冷板结露的可能性；优化送风系统气流组织抑制结露问题的产生；改善冷板结构，从源头着手防结露；将调湿建材用于建筑围护结构，以降低室内空气湿度。

2  设计防结露措施

刘学来等经过对地板换热模型进行数值分析和采用有限元发对得出的数学模型进行求解[1]，得出以下几点结论，可作为设计防结露措施。

1）任何地板构造的地板辐射供冷系统中，地板表面温度随着离管中心的水平距离的增大而升高，温度变化幅度相对较小。

2）地板辐射供冷系统在填充层、管径和管间距一定的情况下，降低夏季工况的供水温度可以得到较低的地板表面温度。且在以上前提下，保持供水温度一定时，随着室内设计温度的升高，地板表面温度也随着升高。

3）在其他影响因素一定时，地面层厚度，特别时导热系数，时影响地板表面温度的重要因素；表面层的导热系数越大，地板表面温度越低，增加地面层厚度则得到相反的结果。填充层厚度一定的情况下，常见地面层构造的地板表面温度由低到高排序为：大理石地面＜瓷砖地面＜木质地板＜塑料地板＜化纤低碳

4）在供水温度一定时，减少管间距，则可以得到较低的地板温度，比较容易满足舒适性要求。过分增加管间距，抑或填充层过厚，可能导致夏季工况由于供水温度的限制无法达到室内所要求的供冷能力；在管间距一定的情况下，采用较大管径的盘管供冷，可以得到较低的地板表面温度。

5）地面层为木质地板，填充层60mm时，当管间距在100~250mm之间，供回水平均温度在7~10℃左右，可以满足供冷房间所要求的面积冷指标，并且地板表面温度都在18℃以上，可以达到防结露的目的。

6）为了达到所要求的面积冷指标，可以适当减少管间距，一般可取s=100~250mm左右，管径d≥20mm；如果考虑地板辐射冬季供暖夏季供冷的两联供系统，满足夏季冷负荷要求的设计标准，在冬季采暖时很可能高于所要求的采暖热符合。因此地板辐射供冷系统采用管间距200mm，管径20mm，地面层材料的导热系数数量级在10-1左右，夏季采用8℃~10℃左右的冷冻水供冷，同时在地板表面附近每隔一段距离设置通风装置，避免结露，维持良好的室内热湿环境。

3  施工防结露措施

为防止辐射供冷系统向下产生辐射换热，造成下层顶板产生结露现象，施工过程中，需选取合适的绝热层材料，根据某机场的案例，选取50mm厚聚苯颗粒发泡水泥绝热层作为地板辐射供冷系统的绝热层材料。

1）绝热层材料配比。聚苯颗粒发泡水泥层既起隔热作用，减少冷热量向楼板传递，又起到地面的承重作用，考虑到施工及运维阶段地面可能承载材料机械运输，增加墙体结构等，采用容重400配比，上强度时间快，抗压能力较强（达到将近1MPa左右）。施工过程中，严格监督作业人员的水泥、聚苯颗粒、发泡剂、稳定剂的混合配比控制，直至取样检验合格。

2）绝热层施工。由于发泡水泥施工，需要现场搅拌，泵送浇筑，人工抹平，原材料堆放现场，不利于反复搬运，因此在现场划分施工段，规划设置固定几处搅拌点，就近搅拌，就近施工。聚苯颗粒发泡水泥为半流体物料，施工前应清洁结构面，堵好预留孔洞，每次施工 面积不少于200平米，施工时用激光水平仪严格控制完成面标高。

3）绝热层的防护。发泡水泥施工完毕24h后，可上人，48h小时后可以进行盘 管的施工，72小时后可以堆放物料。为防止冻结，需确保在5℃以上气温条件下施工。因此，在施工完毕24小时内，应严格看管，禁止任何人进入施工区，72小时内禁止载重车辆直接在发泡水泥上行走，必要时铺设防护通道。

4  运营防结露措施

1）系统启动阶段防结露措施

每次空调系统启动之初，首先开启干燥新风系统不小于0.5h，通过楼控系统检测室内空气湿度是否低于地面工作温度的露点温度，若是，缓慢开启混水泵，缓慢向盘管系统输送空调水，注意此时的混水温度控制，应从20℃逐渐向14℃靠拢，期间随时注意地面温度变化，严控露点温度。为更快使室内空气温度降低到设计温度，在启动盘管系统的同时，应开启调节负荷的全空气末端设备，直到辐射系统达到设计工作温度。

2）系统停止阶段防结露措施

由于地面辐射系统的热惰性，在混水泵停止向地面辐射系统送空调水一段时间内，地面仍能维持相对较低温度，继续维持冷辐射，继续起空调作用，因此可以在正常运营结束前1小时停止辐射系统，期间也可以启动全空气末端系统调节部分负荷。

5  结语

本文归纳了国内外对于地板辐射供冷系统防结露问题的研究成果，结合该类系统在国内铁路旅客站房、机场候机楼等交通建筑的工程经验，提出设计、施工、运营各环节的防结露措施，以期在新建铁路旅客站房工程中合理应用。

参考文献

[1]刘学来,李永安,马玉奇. 地板辐射供冷地面结露问题研究[C]. //2006全国暖通空调制冷学术年会. 2006:797

[2]袁玉洁,隋学敏,侯博. 辐射供冷空调防结露机理及相关技术分析[J]. 建筑热能通风空调,2016,35(4);51-55.

[3]孙慎林,曾捷,吴柳平. 青岛新机场地板辐射供冷系统防结露问题的研究[J]. 中国房地产业,2018(35):6

[4]邹志胜,李国富,朱建章. 天津站新型节能空调系统的设计与应用[C]. //2009中国铁路客站技术国际交流会论文集. 2009:408-412.