蚕室高温高湿环境下结露问题的设计对策

Abstract： With the development of modern sericulture， silkworm rooms require precise control of temperature and humidity to ensure the normal growth of silkworms. Moisture condensation appears easily due to high temperature and humidity， resulting in loss of control over temperature and humidity. This paper examines the causes of condensation through on-site project inspections， analyzing them from various aspects such as design， construction， and management. Anti-condensation strategies applied in silkworm rooms are listed and some advices are provided for anticondensation design of silkworm room.

Keywords： environment with high temperature and humidity; anticondensation; modern sericulture; air distribution

0 引言

随着现代蚕业 [1] 的发展，企业可以通过对养蚕环境的温度和湿度进行调控，来稳定蚕的生长发育，从而确保蚕丝质量。浙江某企业共有 11 个 1/2 龄蚕室，每个蚕室长度 54.83 m、宽度 5.2 m、高度 2.95m。蚕室吊顶采用中空玻镁加岩棉洁净板（外图层为 PE），墙体采用岩棉洁净板（外涂层为 PE）。1/2 龄蚕适宜生长在温度 31±0.5^qC 、湿度 85±5% 的恒温恒湿环境。

在蚕室高温高湿环境下，气流容易遇到温度偏低的物体形成结露、滴露现象 [2]。结露现象使水蒸气凝结并向外释放能量，造成蚕室内温度和湿度控制不均匀，影响蚕的正常生长。同时结露为病菌提供了生存环境，病菌滋生会诱发蚕脓病，并传染造成大量蚕死亡。因此，蚕室高温高湿环境结露问题的研究具有重要意义，同时也对今后蚕室设计和施工有借鉴意义。

1 结露原因分析

1/2 龄蚕在恒温恒湿环境下才能正常生长，因而蚕室中存在大量高温高湿气体。在系统稳定运行下长期跟踪发现，在冬季蚕室龙骨及板缝位置会出现结露现象。同时当风管保温破损未修复时，风管内部也会出现结露现象。

结露现象是水蒸气的相变过程，主要与空气中水蒸气的分压和温度有关。根据饱和蒸气压与温度的 Antoine 方程 [3]，饱和蒸气压会随温度改变出现明显变化。因此高温水蒸气遇到低温物体表面，容易出现结露现象。当水蒸气温度一定，空气湿度增大水蒸气分压高于饱和蒸气压时，也会出现结露现象。基于水蒸气相变的热力学原理，对蚕室围护结构表面原因结露进行分析。

1.1 围护结构及风管材质

蚕室高温高湿环境很容易向外部散发水分和热量，高温高湿气体会与气体传输管道以及蚕室围护结构进行频繁的热交换。围护结构以及风管与高温高湿气体的温度差异，会使局部水蒸气相对湿度增加，导致出现结露现象。

1.2 空调的送风参数

蚕室内的温度和湿度取决于空调的送风参数 [4]。空调的送风量会对蚕室内的空气有明显影响。空调的送风温度温差较大，气流缓慢时，会造成出风口的空气热交换。空气中水蒸气可能会在送风口凝结，出现结露现象。

1.3 空气的气流组织

蚕室恒温恒湿环境的严格控制，需要对室内温度场、湿度场进行综合考虑进行设计 [5]。蚕室送风口的空气入流条件对于空气的气流组织影响很大。合理的气流组织有利于减少大规模的热量和物质交换，从而确保蚕室内部的温度和湿度的均匀分布。

1.4 施工质量及现场维护

施工质量以及现场维护也是结露出现的重要原因之一。施工过程中如果存在墙板板缝未打胶、T 型龙骨及板缝未做防冷桥措施等，也会造成温度场不均匀出现结露现象。同时维修不及时，以及空调箱送风温湿度的控制、地暖的电力和温度控制等现场管理的精度不足，造成了蚕室内部温湿度不均匀出现结露现象。

针对蚕室结露这一问题，相关团队在现场观察以及系统分析蚕室结露的基础上，分析出蚕室结露现象的主要原因是：风管保温效果不足、送回风风管设计不合理、网孔孔径及密度不合理、墙板板缝未打胶、T 型龙骨及板缝防冷桥措施不到位等。

2 结露治理措施

针对蚕室结露的具体原因，技术团队进行技术研究与论证，进行多次技术改进与优化，实现了1/2 龄蚕室 100% 不出现结露现象。

2.1 保温处理

蚕室出现风管保温厚度不足，风管所处的环境在吊顶上与室外环境相通，冬季低温等不利天气会造成风管内部高温高湿空气产生结露在风管壁上，进而影响送回风的温湿度。技术团队从设计、施工、运维等方面共同讨论设备选型尺寸、风量、风压、风机、过滤器、冷热盘管、加湿器等参数，确定设备选型满足设计要求。

2.2 气流组织改善

蚕室出现送回风风管以及网孔孔径及密度不合理现象，导致蚕室内局部温度、湿度超标，出现蚕室问题。技术团队根据风量和初步设计要求，建立了 BIM 模型，通过 CFD 气流模拟论证了 BIM 模型风管设计。根据设计定制了网孔板，现场安装后并进行风平衡调试检测，保证每个送风网孔隔断压差不超过2Pa，保证了送风的均匀性。

2.3 加强现场维护

通过加强现场管理，减少墙板板缝漏风，增加 T 型龙骨及板缝的防冷桥措施，能够有效缓解结露现象。采用 25mm 橡塑对 T 型龙骨及板缝进行保温处理，有效缓解了龙骨及板缝的结露现象。

3 防结露设计

结露现象造成蚕室温湿度不均匀、滋生细菌，给蚕的生长带来巨大危害。为了预防蚕室结露，需要从原理出发，严格按照规范设计，提高施工质量，从根本上杜绝冷凝水出现。蚕室高温高湿环境防结露设计需要从以下方面重点考虑：

3.1 优化围护结构的热工设计

围护结构表面与蚕室内空气的热湿传递是出现结露现象的主要原因。在设计蚕室时，必须对墙体、屋顶以及门窗等的进行保温处理，通过采用导热系数低或增大保温层厚度来降低围护结构结露的风险。

3.2 优化气流组织

不均匀的气流组织会造成温湿度局部累积，引起对流造成热量的损失和结露现象。在设计时，要注重送回风风管走向，以及送风口的网孔孔径和密度。可以利用计算流体动力学（CFD），对蚕室的速度场、温湿度场空间分布进行模拟，为气流组织设计和优化提供参考。

3.3 做好隔汽层

做好蚕室内湿热空气与外部空气的隔离，实现防结露隔汽层的连续、完整无缝。注意T 型龙骨以及板缝等重点区域的防冷桥措施。

3.4 环境数据更新与管理设计

蚕室的恒温恒湿环境需要进行严格的温湿度检测和实施数据反馈设计。对辅助地暖的温度精确控制，以及送风口的温湿度检测对于蚕室恒温恒湿控制至关重要。同时还要对冷热水供给、蒸汽加湿以及系统风量进行检测，避免仪器波动等造成的结露隐患。

4 结论

建筑防结露设计是一个涉及建筑工程、材料科学、机械工程、环境科学的系统工程，也需要综合考虑设计、施工和维护等方面。新材料、新技术、新的设计手段的出现也给防结露设计带来新的灵感。同时也需要项目参与方群策群力、共同合作。针对具体环境进行防结露组合设计，才能更有效消除室内结露现象。

参考文献

[1] 刘昊，邓克轶，陈圆媛，等 . 柳城 ： 养蚕不用桑叶 ， 还可全程自动化 [J]. 农家之友 ， 2020， （08）： 15-16.

[2] 熊盎然， 彭宁， 陈亚争. 湿热环境建筑围护结构防结露设计[J].暖通空调 ， 2022， 52（S1）： 458-461.

[3] 刘晖 ， 张洪涛 ， 肖红 . 水饱和蒸汽压的 Antoine 方程常数的比较 [J]. 内蒙古石油化工 ， 2009， 35（13）： 32-34.

[4] 王瑾 ， 牛臻 ， 柳建华 ， 等 . 高温高湿环境室内围护结构表面结露的分析 [J]. 制冷学报 ， 2016， 37（01）： 95-100+113.

[5] 龚光彩 ， 焦俊军 ， 谢赛男 ， 等 . 高温高湿造纸厂房围护结构冬季防结露研究 [J]. 湖南大学学报 （ 自然科学版 ）， 2010， 37（04）： 17-21.