福建省游泳馆采暖空调设计

2008年08月15 00:00:00 来源:中国制冷空调技术网

摘要:福建省游泳馆位于福州市省体育馆中心西北角。该建筑地下一层,地上二层,整个馆平面由二个对称直径为76米的半圆和中间16米宽连接带组成,其空间是球面直径不等的两个半圆壳体和中间16米宽单曲圆体过渡段构成的。二个半圆壳体形成了不同的使用空间。底层设一个标准跳水池(20×25米)和一个十游道游泳池(20×25米),两个池平面布局采取“品”字形布置。游泳池看台底下设有一个热身池(10×25米),热身池旁有健身设施,底层还设有与训练比赛配套使用的附属用房,如更衣室、淋浴室、厕所、医务室、裁判休息以及电视传播等技术用房;二层为看台、休息厅、记分牌等技术用房。水处理用房、锅炉房、冷冻机房、空调机房等设在地下。本馆标准按现行国际比赛要求设计,规模可作为省、市级比赛馆,可以满足游泳、跳水、水球、花样游泳、蹼泳等各项比赛要求。

福建省游泳馆位于福州市省体育馆中心西北角。该建筑地下一层,地上二层,整个馆平面由二个对称直径为76米的半圆和中间16米宽连接带组成,其空间是球面直径不等的两个半圆壳体和中间16米宽单曲圆体过渡段构成的。二个半圆壳体形成了不同的使用空间。底层设一个标准跳水池(20×25米)和一个十游道游泳池(20×25米),两个池平面布局采取“品”字形布置。游泳池看台底下设有一个热身池(10×25米),热身池旁有健身设施,底层还设有与训练比赛配套使用的附属用房,如更衣室、淋浴室、厕所、医务室、裁判休息以及电视传播等技术用房;二层为看台、休息厅、记分牌等技术用房。水处理用房、锅炉房、冷冻机房、空调机房等设在地下。本馆标准按现行国际比赛要求设计,规模可作为省、市级比赛馆,可以满足游泳、跳水、水球、花样游泳、蹼泳等各项比赛要求。

一、设计参数选择确定

本馆辅助用房采暖空调设计方式上以暗装风机盘管+新风系统为主,设计参数基本按暖通设计规范进行设计计算,所在本文不作过多阐述。

而池厅和观众席是设计中考虑重点区域,其采暖空调设计首要考虑是游泳跳水运动员全年舒适要求,这包括运动员在水中舒适性,以及入水前和出水后在陆上的舒适性,同时又要兼顾看台上观众的舒适感。运动员舒适感满足很大程度上取决于池水温度和池厅空气参数,水温确定与人体在水中停留时间长短及运动量密切相关。本馆作为专业训练比赛馆,池水温度控制在26℃左右,池厅空气温度按国际游泳池设计标准应高出水温2℃左右。而空气湿度太大,室内露点太高,室内表面容易结露;湿度太低,陆上运动员容易产生寒冷感,池厅湿度控制在50%~70%以内,气流到达人体上的末端风速度也加以限制,一般尽量控制在0.25m/s左右。

这样的室内空气设计参数在冬季对看台上观众是很不舒适的。若采用创造两个不同参数的空调环境,需要实现观众区和游泳区的分区。这需要增加较大的投资,由于投资上的限制,本馆不作具体“分区”设计,而是通过提高看台上观众席可感气速度,来改善观众冬季舒适感,因人体对流换热与气流速度的0.3次方成正比,并一场比赛大约只有3~4小时,另外福州属于南部地区,冬天室内温度较高,观众衣着较北方要单薄,采用上述空气设计参数可以补接受,而且设有与看台相联系的休息厅,可为观众提供比赛间隙较舒适的休息场所。

二、冷热源选择

整个体育中心内,冬季需要用热的建筑只有本建筑,这包括冬季空调采暖用热,池水加热和淋浴用热。本馆冷、热源设置有多种方式,其中主要有三种,第一种方式为锅炉+冷水机组,第二种方式为空调热泵机组+锅炉,第三种方式为直燃型溴化锂冷热机组。通过设备初投资、运行费用、管理费用等经济因素综合比较,得到第一种组合方式最具经济性、合理性。在锅炉选型上考虑整个体育中心无论是使用功能上看,还是将发展趋势将是福建省体育文化活动中心,锅炉燃烧烟气排放来污染效应应该是极轻微的,所以选用燃轻油常压间接式热水机组。这不但减少锅炉爆炸的危险性,并在水系统管路上省却中间换热设备和热交换循环泵,简化系统流程,节省机房面积,提高系统热效率。而且以间接式热水锅炉为空调热源的水系统是闭式系统,克服

一般常压锅炉循环能耗高的缺点。

本馆夏季总冷负荷为1900KW左右,选择二台290冷吨螺杆式冷水机组为空调冷源,产生7℃的空调冷水。冬季设计空调热负荷为1600KW左右,游泳馆池厅空间大,又是间歇使用的场所,为了冬季能快速提高池厅内空气温度,空调热源容量选取1.2倍设计热负荷作为启动热负荷。对于间接式热水锅炉,一定限量选用更大容量,对于初投资和运行费用影响较小。所以选择一台2000KW间接式常压热水锅炉作为冬季空调热源,产生60℃的空调热水。冬、夏季空调共用一套水管输送系统,冷热泵为合用,夏季送冷水为二用一备,冬季供热水为一用二备。另外选择一台120KW小容量间接式热水锅炉,作为采暖热源,产生95℃的热水,供给末端散热设备---散热器。

三、池厅采暖空调设计

福州虽属非采暖地区,在冬春季节,还比较冷运动员在出水后和入水前,沾在身上的水变成水蒸汽须吸收身上热量,再加上周围物体表面的辐射,所以运动员会有不舒适的冷感,须为创造较舒适室内小气候。本馆采用送热风和局部散热器采暖相结合的供暖空调方式。冬季利用送回风系统,通过热风循环来维持室内空气温度。同时在池边运动员活动区域布置一些以辐射型为主的散热器,散热器采用明装方式。增强辐射采暖效果,提高运动员冬季热舒适性。

池厅(包括观众席)总送风量为215267m3/h,选取60000m3/h组合式空调机组四台,设在地下室内空调机房内。空调机组各功能包括送风机段(带垂直出风口)、表冷段、中间段、过滤段、新排风段、回风机段、回风段,送风借助四个对称的建筑竖风道,送到地上二层。建筑送风道内贴保温材料,并安装迷宫式消声器,总回风道利用看台下的建筑回风道,总回风道上接有阻抗式消声器。

为了满足跳水比赛要求,跳水池厅空间大,屋顶球型壳体最高点离地面25米跳水池厅送风干管吊装在网架的下弦线,离地面标高大约16.0米。游泳池厅内送风干管穿行在网架内。离地面标高15.0~16.0米。池厅送风方式为垂直下送风,风口采用收缩型喷口,收缩角为5.6℃,出口直径360mm,喷口出口风速为6.2m/s。喷口布置在运动员活动我域上空,喷口射程为13.5m左右(距地面2.4m处),冬季送热风末端计算速度约为0.32m/s。风速稍大于理想速度0.25m/s,基本上能满足要求。而池厅的回风口设在观众看台下侧壁,尽理靠近地面,以便及时把池区潮湿空气带走。

观众席的送风方式采用圆型直片式散流器下送风,以及一部分双层百叶风口侧送,而回风口均匀布置在观众看台座位的侧壁,利用可感气流来改善观众冬季舒适感。

四、馆内湿度控制

防结露

馆内相对湿度大,温度高,冬天室外温度偏低时,外窗玻璃、屋面底板和外墙内表面,均容易出现结露。本馆防结露主要考虑在供暖空调运行时段,还尽量要考虑采暖空调非运行时段。后一种情况要求更高,这与造价经济性形成一定矛盾。而其外窗防结露这方面表现较突出。

本馆外窗玻璃采用双层镀膜玻璃窗,单层玻璃厚6mm,并加强玻璃窗的气密性。内层窗为推拉式,外层窗为向外对开式,并在窗缝间安装橡胶密封条,两层窗之间空隙控制在10公分之内。并在窗沿下设凝结水排水沟。经计算传热系数在3.05w/m2•℃左右。福州冬季室外计算温度为4℃,游泳馆在供暖空调运行时段,围护结构传热系数允许值为2.8w/m2•℃。所以外窗尽管采用双层窗,在室外温度降低到较低时,内侧玻璃还可能出现结露的现象。本馆在设计中采用二种方式来防止结露;(1)热风防结露,在二层的外窗及玻璃门上沿设置热风送风口,直接提高玻璃内壁的温度;(2)热身池区窗沿下布置散热器利用上升热气提高玻璃内壁温度。

湿空气流向的控制

在池厅网架内设置四台低速排风机,每台风量为18000~20000m3/h,可以把高湿气体排至室外,特别是夏季晚间空调不开启时,可以把积聚在池厅高湿气体及时排走,这样利用晚间通风的作用,减少室内蓄热量,同时可以造成池厅内负压,使湿度大的气体不进入低湿度的房间和走道。并在池厅通向走道的出口处设置具有防潮而且气密性良好的帘布,以减少湿气逸入走道和房间。

在一层辅助用房设置五套新风机组,总新风量为24000m3/h,新风经处理后送往淋浴室、更衣室、走道和房间内,并在淋浴室、更衣室、厕所设立排风系统。要馆正压度控制为厕所<淋浴室<更衣室<走道<低湿房间;池厅<走道<低湿房间。

五、其它

&nbs p; 灯光

控制室、记分牌室发热量较大,即使是冬季也需要送冷气,所以设立单独的分体式空调器。

游泳馆是跨度大的建筑物,故要求屋面重理轻、隔热好。本馆采用澳大利亚BHP彩色镀铝锌钢板为屋面板系统,屋面板设计为双层做法,面板海兰色XRW涂覆系统(高耐力涂层)高强度镀铝锌钢板(0.47mm厚),保温层50mm厚离心玻璃棉(带铝箔)(导热系数0.041),底板为灰白色XRW涂覆系统高强度镀铝锌钢板(0.35mm厚)。

本馆锅炉烟囱设计,采暖空调热源两台间接式热水锅炉烟囱,共用一根DN800的排烟总道,而淋浴池水加热的热源两台间接式热水锅炉烟囱共用一根DN800的排烟总道。烟道采有取4.55厚普通钢板焊接,外侧用50mm硅酸铝棉作为隔热材料,外层防水材料选用不锈钢板。烟囱绝对高度为18.5m。为了影响该建筑的建筑立面,两根烟囱并排立在运动员入口两侧,并设立广告牌作装饰。

锅炉贮油量为一个星期用油量,选用二个20m3的贮油罐。贮油罐为埋地式,通过输油泵、输油管道把油送到地下日用油箱。供油采用自动供油和自动回油。输油泵启停由日用油箱高低油位自动控制,贮油罐内还设油位显位传感器,把油位数据传给地下室值班室。


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