移動建筑在超高溫環境下遮陽降溫措施的設計優化探討

陳戊榮 陳均響 李雯琪

深圳華大基因股份有限公司 廣東深圳 518000

現有的移動臨建設施的外殼多是金屬材質，具有較強導熱功能。在其內部各艙室內使用的是獨立單體空調，每個艙內設有單獨的進出風系統構成新風系統[1]。由于在超高溫環境下外殼整體吸熱、進風口帶有熱量，以及設備自身發熱等眾多因素導致實驗室各艙內溫度過高。針對上述問題，以沙特某項目為例進行遮陽降溫方案設計，在不改變方艙實驗室整體結構的情況下，使室內溫度達到20～25℃的正常實驗溫度[2]。

沙特天氣炎熱持續高溫，翼艙工作條件受限，長期放置于室外。太陽紫外線直接照射在翼艙艙體形成高溫導熱，艙內現有空調制冷量無法滿足實驗室溫度要求。又因為艙內要求為負壓，而啟用新風機后源源不斷的熱風被吸入艙內，導致艙內氣溫下降緩慢。為此，提出遮陽降溫措施來改善室內溫度[2]。

1 頂部隔熱棉+ 帆布

用隔熱棉鋪設至整個移動建筑的頂部，中間保留50cm 的高度，用以通風換熱；中間支撐部分采用輕鋼網架結構來通風換熱，達到頂部換熱降溫的效果；最頂部采用防水油布覆蓋厚隔熱棉+ 防雨帆布，厚度為20mm，并將其延伸至翼艙兩端，以達到遮陽的效果[3]；隔熱材料使用輕質泡沫棉。詳見圖1 和圖2。

圖1 20mm 厚隔熱棉+ 防雨帆布降溫

圖2 艙體頂部設置支架自然通風降溫

在外界氣溫為41～43℃時，進行降溫措施前后對比試驗，發現降溫措施實施前艙內溫度為28℃，實施后艙內自然溫度大幅下降為22℃，詳見表1。

表1 遮陽降溫試驗參數統計 ℃

2 大跨度雨棚遮陽

大跨度雨棚遮陽實物見圖3 所示，選用輕鋼型網架結構；頂部采用防水布遮陽；中部采用透明及通透結構；可折疊，以便于拆裝及運輸；材質選用鍍鋅鋼管材質，且底部設有萬向輪，有制動裝置；整體尺寸13m（長）×6m（寬）×4.5m（高）；整體打包重量300kg，采用木箱打包，方便運輸。

圖3 大跨度雨棚遮陽實物圖

3 艙體頂部+ 側邊百葉智能收縮

艙體頂部通過側邊百葉智能收縮，使用80×80×2方管制作兩側的延長邊梁。原車頂縱梁對應位置攻絲套扣固定80mm×80mm×6 角鋁，用M14 螺栓連接角鋁與固定梁,如圖4 所示。

圖4 用M14 螺栓連接角鋁與固定梁

使用25×50×2 的鋁矩管制作頂棚支撐框架，內部嵌套40 寸滑道一副，可拉出小平臺1m 左右。通過中間的連接合頁可形成收納狀態。圖5 為頂部框架打開時的狀態。

圖5 頂部框架打開收起狀態

框架固定在側邊梁后的狀態，對應的M14 螺栓位置固定。防曬布鋪設后的效果見圖6 和圖7。

圖6 頂棚支撐框架

圖7 鋪上防曬布后效果圖

4 送風口加裝降溫裝置

（1）采用外部集中供冷，將進風預冷，使各艙室進風溫度形成低溫進風；

（2）單獨購買3P 空調（尺寸為1770mm×518mm×347mm），為各艙室進風口集中供風；

（3）采用DN110 鋁箔保溫軟管連接空調至各艙室進風口（試劑準備區除外）；

（4）鋁箔保溫軟管敷設路徑上采用接地管卡固定，長度為40m；

（5）空調固定在半掛車外板上，且空調用封板箱保溫封閉；

（6）引出管線后分別引至各艙室進風口位置；

（7）冷風管與進風口連接采用套管抱箍連接。

5 室內增加空調一體機

在艙內增加一臺1P 小型空調一體機，用以增強制冷。在墻壁開孔后，將空調的排風管與艙室內排風管相連（圖8），形成統一進排風；最后將開孔部位進行防火封堵及密封[4]。

圖8 空調一體機

6 試驗驗證

在外界氣溫為41～43℃時，對以上5 種遮陽降溫措施進行試驗驗證，對比數據見表2。

表2 遮陽降溫試驗驗證數據 ℃

7 結語

經過對比，從搭建時效、經濟成本、運輸便捷性和安全上進行比較，一致認為，室內增加空調一體機的方案比較合理，性價比最好[5]。

沙特移動艙體實驗室遮陽降溫采用室內增加空調一體機的方案，降溫8～10℃，整個安裝過程比較順利，無論從安全性還是經濟性方面都取得了預期的效果。