内容简介
《深埋地下洞室通风与环境控制研究及设计》结合实际工程案例，详细论述了中国科学院江门中微子深埋地下超大空间实验室的通风与恒温洁净环境控制的理论研究与工程设计。主要内容包括项目概况与研究内容，研究成果与创新，深埋地下空间热、湿负荷，深埋大型河群热压通风与环境温度，深埋地下空间封闭氢浓度与通风，超高静压空调水系统竖向分区与低温供水，深埋超大空间±1℃精度温度场气流组织，中心探测器有机玻璃球拼接过程恒温洁净环境控制，光电倍增管测试阶段恒温洁净环境控制，深埋地下超大空间恒温洁净环境设计，通风空调控制系统，施工安装说明。
目录
第1章 项目概况与研究内容
1.1 项目概况
1.2 技术特点和难点
1.3 研究内容
第2章 研究成果与创新
2.1 研究技术路线
2.2 主要研究成果
2.3 主要科技创新
第3章 深埋地下空间热、湿负荷
3.1 概述
3.2 启动冷负荷与降温时间关系的理论分析
3.3 空调负荷
3.4 小结
第4章 深埋大型洞群热压通风与环境温度
4.1 热压通风研究简述
4.2 3DE仿真研究
4.3 结果分析
4.4 小结
第5章 深埋地下空间封闭氡浓度与通风
5.1 概述
5.2 工程实地测试目的及内容
5.3 测量方法及仪器
5.4 测试结果及分析
5.5 实测所得初始值
5.6 防氡涂料对比分析
5.7 小结
第6章 超高静压空调水系统竖向分区与低温供水
6.1 概述
6.2 竖向分区方案比选
6.3 冷水机组选型及参数优化
6.4 水泵选型及参数优化
6.5 中间换热器选型及性能优化
6.6 小结
第7章 深埋超大空间±1℃精度温度场气流组织
7.1 概述
7.2 （21±1）℃恒温精度送风温差
7.3 超大空间10万级洁净度气流组织分析
7.4 实验厅风口空间布局及参数
7.5 数值模拟方法
7.6 CFD模拟结果与分析
7.7 小结
第8章 中心探测器有机玻璃球拼接过程恒温洁净环境控制
8.1 有机玻璃球拼接过程概述
8.2 拼接环境控制通风方案
8.3 CFD模拟
8.4 有机玻璃球拼接过程环境控制通风系统参数
8.5 小结
第9章 光电倍增管测试阶段恒温洁净环境控制
9.1 设计原始资料
9.2 测试阶段环境控制通风量计算
9.3 测试阶段环境控制通风方案
9.4 CFD模拟
9.5 小结
第10章 深埋地下超大空间恒温洁净环境设计
10.1 设计依据
10.2 设计标准
10.3 热源统计
10.4 空调冷源及水系统
10.5 通风空调系统
10.6 防排烟系统
10.7 环保、减振与节能
第11章 通风空调控制系统
11.1 概述
11.2 控制系统目标
11.3 受控设备清单
11.4 控制系统基本功能
11.5 实验站通风空调控制系统
11.6 控制系统控制策略及基本逻辑
第12章 施工安装说明
12.1 设备施工安装要求
12.2 空调水系统安装要求
12.3 风管系统安装要求
12.4 施工注意事项
12.5 其他需要说明的问题
第13章 某抽水蓄能电站深埋地下厂房通风与环境控制研究及设计
13.1 设计依据
13.2 厂内散热、散湿分析
13.3 新风经过交通洞的传热计算
13.4 设计总体方案
13.5 通风空调系统设计及设备布置
参考文献
前言/序言
近年来。随着社会的发展，国家大力发展地下空间项目，很多地下空间仅仅依靠通风已很难解决其所需要的温度、湿度、洁净度等要求。特别是地下科学实验室、地下厂房等经常有人活动的区域、高级的精密仪器、科研设备等，往往对空气的温度、湿度、洁净度、舒适度以及氡浓度有比较高的要求，这就要求工程技术人员在这方面进行更多的探索和研究。
地下建筑按埋设深度可分为深埋和浅埋。这里所指的深埋和浅埋界限是从传热角度来划分的。严格地说，应将达到等温层的部位作为划分深埋和浅埋的界限，但一般工程初步估算可定位6-7m。本书中所叙述的地下空间主要指的是深埋地下空间。
本书结合实际工程案例。详细论述了中国科学院江门中微子实验站配套基建工程深埋地下超大空间实验室（简称江门中微子实验室）的通风与恒温洁净环境控制的理论研究与工程设计。江门中微子实验是在大亚湾中微子实验的基础上，以液体闪烁探测器技术和反应堆中微子物理为主线，测量中微子的质量顺序。这是高能物理发展的重大部署，是目前国际竞争的最前沿。具有重大的科学意义。将为实现科技强国战略作出重要贡献。
江门中微子实验室为深埋大型地下空间.其最大埋深约700m。可以通过斜井或竖井从室外地面到达实验厅。实验厅地面一430.50m高程以上净尺寸为56.25m×49m×27m（长×宽×高），其中实验厅的跨度超过了国内已建地下洞室，为目前国内最大跨度拱顶结构。从实验厅地面向下开挖的中心探测器水池内径43.5m、最大深度44.0m。围绕实验厅的附属洞室包括水净化室、液闪存储与处理间、液闪灌装间、电子学间、地下动力中心、避难室、空调机室、干式厕所等。
中微子实验要求环境维持在（21±1）℃、相对湿度小于70％，洁净度达到10万级；而实验厅周围花岗岩石温度约为33℃，附近地下水丰富，周围温泉较多，岩壁的散湿量较大。闷热潮湿环境与中微子实验要求的严苛环境形成了鲜明对比，室内空气与周围岩壁之间存在着复杂的热、湿交换。
按照施工顺序。项目研究团队分别建立了土建施工期、设备安装期和实验运行期动态负荷特征的数学模型。对实验厅内（21±1）℃空气与周围约33℃花岗岩壁之间复杂的热、湿交换进行了深入分析与研究。通过建模及数值求解方法，得出在不同空气初始温度及空调制冷量作用下。大厅内空气温度及岩体表面温度的变化情况。提出将室外供冷量看作室内空气“负的内热源”这一概念，将室内温度的变化过程看作零维过程，采用集总参数法对空气温变过程进行求解。采用有限元软件COMSOL Muhiphysics建模并进行数值求解。根据深层地下大科学装置的安装要求和动态负荷预测方法，确定了合理的制冷系统设备容量。
为确保深埋地下超大空间实验厅内（21±1）℃的精度温度场、10万级洁净度要求，对实验厅多种空调气流组织形式进行了CFD模拟研究，以找到最佳的气流组织形式。通过比选，创新采用了“精准送风、湿氡分除”的非单向流、分层空调气流组织形式。
由温差驱动的自然通风在地下建筑中广泛存在。深埋实验厅及附属洞室土建施工期间，通风空调系统尚未安装投入使用，施工环境存在作业面闷热潮湿、空气质量较差的问题，严重影响施工人员的身心健康。项目研究团队对深埋大型复杂洞群热压通风进行了分析研究；对一维通风网络模型LOOPVENT进行了完善，提出通过多段“线性温度分布模型”来描述长直隧道中温度沿长度方向的分布规律，利用LOOPVENT计算了多区域地下建筑的热压分布的多态性。采用3DEFMK仿真软件对深埋大型复杂洞群施工期环境温度与热压通风的关系进行了仿真计算，提出了施工期地下交通廊道、实验厅等场所辅助通风方案，确定了施工期地下交通廊道、实验厅的气流组织形式，改善了施工人员闷热潮湿的施工环境。
制冷机房位于斜井地面出口附近，与深埋地下实验厅距离长约1500m。相对高差约500m，空调水系统静水压力太大。考虑到空调系统末端设备的承压能力有限。必须对空调水系统进行降压处理。通过对水系统竖向分区和设置减压阀这两种减压方式的对比分析，采用了“竖向分区、一次换热、温差控制”将空调冷水送入深埋地下洞室新方法。在世界建筑楼宇暖通空调行业中，首次应用全球设计压力／承压最高的半焊型水一水板式换热器，其设计工作压力为4.1MPa，成功解决了500m级高差的地下工程冷源输送和系统承压难题。
面对复杂热湿条件下深埋地下超大空间的高标准环境要求，本书对上述内容进行了较为详细的分析介绍，在研究设计中采用了很多新技术、新方法，并在实际工程中得到了很好的应用。研究成果满足了中微子实验这一世界最新创新研究平台对环境温湿度、洁净度的严苛要求，为中微子实验在国际竞争中抢得先机创造了条件。将产生巨大的综合经济效益和社会效益，对今后类似的深埋地下大空间工程恒温洁净环境控制具有较高的参考价值。
本书由毛艳民、景来红、谢遵党、杨顺群、王龙阁共同撰写，毛艳民负责全书统稿工作。具体分工为：第1章、第3章、
