浅析地下人防工程中自然能源的高效利用

【摘 要】本文主要介绍了地下人防工程中的一些地道特点，而且对于地道冬暖夏凉的空气特性，从理论和实际基础上进行分析和研究，并且针对地下人防工程中的空气温度、湿度和风速变化等了讨论，得出的结果说明，地下人防工程在冬天，可以为热泵热源提高有效的空气源，而且降低了热泵的消耗能力，而且提高了热泵的有效性能系数。

【关键词】人防工程；能源；空气源热泵

一、人防工程中的自然资源

我国是一个土地资源非常丰富的地区，而且因为土地资源辽阔，所以地下资源更是丰富，所以在1960年到1970年之内，中国设置了很多地道，这些地道许多都是那个时期所建设的防空洞、地下河流和隧道之类的地道，这也仅仅是那个期间所开发的，而且这些隧道在地下约10米，大多是浅层地下结构。

早在上世纪七十年代和八十年代，中国就已经开始利用地下的自然能源，人防工程使用的地下风冷却已经迅速发展成为一项新的技术，因为系统有着简单和低成本的优点，所以目前一直处于重点关注的对象。随着技术的不断推广，以及在应用的过程中、实践中，人们逐渐发现系统存在的种种弊端，所以地下风式散热技术已经经历了快速发展时期，但也慢慢被搁置了。

我国在21世纪开始就已经强调能源节约和资源的可持续发展，而且人们已经开始针对传统的地下自然资源利用的基础上，对新技术进行创新、开发和研究，从而解决以往传统地下自然资源的利用技术问题，从而得到了很好的改进，使得新技术能够非常有效的适用于我国的国情和环境，充分利用地下人防工程中的自然资源。

二、人防工程中自然资源的有效利用

1. 人防工程自然能源的传统利用

20世纪70年代初，中国的地下风式散热技术发展迅速，这是首次使用正宗的地下自然资源的历史。其传统的利用原理就是在冬夏季节交替适用地道的冷空气，用通风系统将空气传送到地表之上，从而使得地表上的空气温度降低，这种传统利用方式多数利用在人群比较集中的地方，比如公共场所、电影院、学校等这种大型场所，后来经过不断的发展，可以利用到家庭住宅和工厂之中，并且其降温效果是非常不错的。

但因为大部分的地下存在着污染的情况，使隧道内的空气存在一定刺鼻气味或者是霉味，空气冷却进了房间后，使得房间里的空气质量严重恶化。同时，人们也通过实践发现，底下的空气中还含有对人体有害的气体，那就是气体氛，而且这种气体的浓度是非常的大。氛气是一种无色、无臭、无味的有毒气体。人们如果长期待在高氛环境下的话，会对大支气管上皮细胞造成严重的损害，严重的甚至诱发癌症。此外，还会导致白血病等呼吸系统疾病，对人体是有害的。

尽管人们认识到氛气对人体的危害，并且已采取若干措施，以减少真正的地下氛气浓度和室内空气中的浓度，如在通风模式上的变化，强制在通风排气通风地道上施工防氛气密封材料和防水涂料；房间里强制使用风扇进行空气循环，增加窗口的数量；空气供给系统中安装排气旁通阀。然而，由于地下岩石、土壤以及和岩石、土壤有关的地下建筑材料是氛气的一个主要来源，甚至采取保护措施，也是难以降低氛浓度到安全范围之内的，因为氛气的扩散能力是非常强的，不可避免地会进入了房间，留在室内空气中，给人们的身体和精神健康造成很大的威胁。

同时，在使用该系统的过程中，因为不善于对地道水的内部管理使用，使得污垢不能被排除，导致各种微生物、细菌的生长，从而使隧道内的空气中，除了外在氛气的有害气体，还含有其它有害物质，使得室内空气环境的严重恶化。

2. 人防工程自然能源的新利用

由于直接利用空气隧道将严重危害人体健康，因此，如何安全、有效、健康的发展我们现有的地下自然资源，充分利用丰富的地下暖通空调系统，已经成为近年来人们一直在思考的问题。

在一应俱全的真实情况，建立专门为农产品出口水果的专用空气冷却隧道，因为地下的结构不被视为用于其他目的的情况下，所以可以做的很简单，而且可以根据热交换器的要求来确定地道的大小、几何形状和埋设深度。其成本比施工隧道或其他用途地道低得多。总体而言，该项目总投资接近人工制冷系统的成本，但节省的电费和维修成本的优势，以及对周围环境的污染，却是其他方式所无法比拟的。目前的空气热源泵仍存在很多问题，要想解决空气热源泵的问题，人们仍在不断的探索，现在已经有了一定的进步，不断的完善地下风的使用中的一些弊端。目前已经研究出了如何利用自然资源的一种新型模式，就是目前的地下风风源热泵模式。地下空气具有冬暖夏凉的特点，新型的地下空气热源泵就是有效的利用了这一特点，热泵空调系统的冷热源就以此为能源。原本的地下人防工程中，空气质量并不好，气味怪、空气质量差、影响工作人员的身体健康，而新型的空气热源泵等就能有效的解决这一问题，夏季制冷问题也得到了有效的解决。这样地下人防工程的工作过程中，给工作人员提供了一个良好的工作环境。

除了解决的夏季空气质量差等问题，还地下风空气热源泵系统还能够提高冬季的工作性能系数，减少了热泵的除霜系统。

除了基于地下风空气源热泵系统之外，地道通风降温技术，也完全符合我国的基本国情，是在传统的地下风式散热系统的基础上发展起来的。地道通风降温技术，需要确定建筑物逐时动态负荷地道的几何形状，使得地下通风能够在供冷季节为建设提供所需的冷却能力，从而保持了良好的室内热环境。在夏季，系统使用期间为5月21日 - 7月10日，共51天。通风时间，是每天晚上9：00〜17：00。根据建筑冷负荷和所需的新鲜空气要求，利用三档转速风扇的变化来控制地道内的通风，实现了分阶段控制程序。据气象参数和地道的室外出口空气温度来确定风机的运行条件。地道降温系统选择的风机是为三档变转数风机，能满足90%以上房间的温度控制在29℃或以下。与常规空调系统相比，该系统可以在很大程度上减少新风负荷，不仅具有投资少、运行成本低、维护方便等特点，还可以创造比常规空调系统更容易被接受的环境。

参考文献：

[1]牟灵泉.地道风降温计算与应用[M].北京： 中国建筑工业出版社，1982；

[2]杨志宽.利用地道风要考虑氡及其子体对室内空气环境的影响[J].山东建筑工程学院学报.1994，9（2）：48～51.

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