福建省游泳馆采暖空调设计
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。
