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游泳馆空调汇总精选.docx
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游泳馆空调汇总精选
序言
第一章概括
第一节游泳馆的简单介绍
第二节暖通空调设计在游泳馆设计中的重要性
第三节室内设计参数
第二章游泳馆的建筑热工
第一节建筑热工的重要性
第二节防结露的主要举措
第三节校核计算
第三章空调通风的有关计算
第一节空调冷负荷的计算
第二节空调湿负荷的计算
第三节通风量确实定
第四章气流组织
第一节无看台的游泳馆的气流组织
第二节有看台的游泳馆的气流组织
第五章采暖在游泳馆中的应用
第一节全面采暖
第二节局部采暖
第六章节能举措
1
第七章深圳游泳馆的空调设计与现场检测结果
第一节深圳游泳馆的空调设计
第二节深圳游泳馆的现场检测结果
2
序言
跟着公民经济的蓬勃发展,人民生活水平不停提升,游泳已成为受广大人民民众所喜欢的健身方式。
近些年来,在全国各地兴建了大批的或用于竞赛或用于民众娱乐的游泳场馆。
2008年的奥运会将在北京举行的信息,无疑对中国的体育事业是一个强力的推进,同时关于体育场馆的建设亦提出了更高的要求。
游泳馆在众多体育建筑中就暖通专业而言是有必定难度的设计项目。
笔者将联合深圳游泳馆的设计和测试,参照国内外的论文、资料和工程检查状况,力求全面系统地剖析游泳馆的暖通设计,为广大设计人员供给参照。
3
第一章概括
第一节游泳馆的简单介绍
一.游泳馆的主要特色
1.游泳馆室内一直处于高温高湿的环境下。
一般舒坦性空调的室内空气含湿量在
11g/kg左右,而游泳馆室内空气含湿量则处在16g/kg以上。
同时,水池和池边有大批的水蒸汽蒸发到室内空气中,带入了大批的余热余湿,以致清除余热余湿的空肚量比一般的舒坦性空调大,能耗高。
为了防备结露现象的产生,关于围护结构提出了更高的要求。
2.游泳池水办理不论采纳何种方式,都含有氯的成分。
氯气随水蒸汽的蒸发发散到室内,当含量超出1PPM时,将危害人体。
氯气与水蒸汽联合形成的酸性气体,将对
馆内的金属构件产生严重的腐化。
所以,要经过通风来控制其浓度,并作好防腐办理。
3.不论是娱乐性仍是竞赛性场馆,对气流组织的要求都是很有讲究的。
中心思想是
把余热余湿及有害气体控制在必定的范围内,减少其对四周环境的侵袭。
就竞赛性场馆还有两点特别状况。
一是看台和池区要力求作出大温差,提升观众的舒坦感。
因为要上冷下热,违犯上热下冷的自然规律,难度是可想而知的。
二是此类场馆常常为高大空间,并采纳钢结构作为屋顶围护结构,对气流组织、防结露和防腐的要求都提升了。
4.从节俭照明用电量的角度考虑,同时为了知足人们日新月异的对人与自然订交融
的需要,愈来愈多的游泳馆采纳了大面积的玻璃窗。
可是这样做对通风量的多少将有特别大的影响,对防结露也不利,应当适量。
二.游泳馆的分类
按使用功能来区分,游泳馆分为娱乐性、训练性、竞赛性和治疗性游泳馆。
按规模来区分,游泳馆分为大型和中小型游泳馆。
一般以为,拥有一个标准竞赛池或
标准跳水池,水池大厅面积当有随意一个标准池时大于2000㎡,两者共存在3000㎡以上,大厅顶棚高度在15m以上的游泳馆为大型游泳馆。
其余为中小型游泳馆。
一般来讲,大型游泳馆均集游泳、跳水、训练于一身,平常对民众开放,设计时要充分
4
考虑平常使用。
三.国内外现状及存在问题
1.国内状况
解放前我国没有真切意义上的游泳馆,只在上海、天津有几个供“洋人”娱乐的室内游泳池,里面既无通风又无空调。
五十年月我国修筑了一批大中型游泳馆,比如国家体委游泳馆、北京体育学院游泳馆、北京工人体育馆游泳馆等,但受经济条件和技术水平的限制,运转均不甚理想。
在外窗、吊顶和外墙等处结露严重,造成了冬天因为大批凝固水流至地面使周边活动场所没法使用的结果,且门窗严重腐化,生长了大批青苔。
七十年月我国兴建了海军游泳馆、成都游泳馆等场馆。
八十年月兴建了广州天河游泳馆。
这些场馆汲取了以前的教训,有的采纳了双层充氮玻璃,有的采纳外廊式的建筑形式,附以空调通风或采暖举措,比较好的解决了却露问题。
但对观众席的空调重视不够,舒坦性广泛不高。
九十年月此后,跟着综合国力的不停增强,人民生活水平不停提升,民众对体育健身的要求日益急迫。
娱乐性游泳馆在大多高档旅馆中大批兴建。
跟着对外开放的进一步深入,国内、国际竞赛亦层见迭出,为此我国成功地修筑了上海浦东游泳馆和深圳游泳馆,两者均是斥巨资建成,拥有国际水平,能肩负各种竞赛。
此中,笔者主持设计
了深圳游泳馆的空调设计,经过广东省运动会长达五个月几十场竞赛的实践查验,获取了较为满意的成效,获取各方好评。
它在气流组织、节能运转等方面均有很多新奇之处。
下边将设特意章节进行介绍。
2.外国状况
六十年月,西德已开始鼎力发展游泳馆技术,在建筑造型、工艺设计、水办理举措等
方面均为世界当先。
日本的代代木体育馆、伊拉克的巴格达市游泳馆亦是成功典范。
至悉尼奥运会时,悉尼游泳馆因在其内产生多项世界记录,一时间声名鼓噪,把游泳
馆设计推向了一个新的热潮。
笔者曾与其设计者沟通,他以为成功之处在于把水温恒
定在26.5℃,就这一点而言,与空调设计密不行分。
别的外国大多半游泳馆设计均
采纳分区送风的思路,利用间隔举措来提升看台舒坦度,也很值得借鉴。
3.存在问题
(1)建筑热工办理不妥,造成结露甚至对主体结构形成威迫。
5
(2)计算方法不妥,造成系统的不合理。
这一点包含人员的选用、灯光负荷确实定、
散湿量的计算等诸多要素。
(3)气流组织方式不妥,造成诸如含氯空气四溢使围护结构遭到侵害、看台舒坦性
差、局部结露、池区不知足竞赛要求等。
(4)设计或管理不周,使得能源耗费巨大,严重者还知足不了竞赛要求。
第二节暖通空调设计在游泳馆设计中的重要性
暖通空调设计在游泳馆设计中的重要性在业内早已有了共鸣,概括起来大概有以
下几点:
1.保证池区的温湿度,以知足竞赛的舒坦性要求。
2.保证围护结构不结露,对可能结露的地址进行必需的技术办理,使其不影响游泳
馆的使用,为建筑物自己的健康供给有力保证。
3.力求在观众席创造一个舒坦性的环境,加大人员活动区与池区的温湿度差。
至于
差值的大小受多方面要素的限制,要第一听从于竞赛的要求,但那种只保证竞赛环境的作法亦应摒弃。
4.保证水温的恒定。
这一点特别重要。
环境参数的变化对散湿量的影响是巨大的,
不论从节能角度仍是从舒坦性角度均至关重要,两者亲密有关。
笔者在调研和调试中就发现了一些问题。
比方有的场馆在给池水加热时不保证室温与水温之差,有一种现象是环境温度偏低,这就象烧开水采暖相同。
因为水在蒸发过程中要吸热,这部分热
量主要根源于水加热系统,有关资料显示由空气带入的只有大概13W/㎡。
这主假如因为在蒸发过程中,在水面处是存在一个层流层的,这一层传热是以传导为主,而并不是对流,所以传热量很小。
由这一点能够看出,不保证室温会使蒸发量大大增添,以
此填补四周环境的天生不足,能耗可想而知。
还有一种现象是环境温度偏高,为了保证水温且不开启空调系统,向池水投放冰块,造成水质污染,这种现象常常出此刻华南地域一些高温高湿的室外环境的地域。
第三节室内设计参数确实定
6
一.确立原则
游泳馆室内参数确实定是一个很复杂的问题,考虑的要素好多。
上文中已提到的水温
是首要要素,别的还要考虑池水蒸发、建筑耗能、防结露、人员舒坦性等要素。
1.水温
它与游泳馆的用途、游泳馆的种类及在水中逗留时间和运动量等均有关。
人体在水中
的热消耗比在空气中大得多,相同相对速度下前者是后者的24倍以上。
依据
C.Boutetier对人体对水温的热衷和特征的研究,热衷和区的范围为33.1~33.4℃,
也就是说水温33℃是最高限度,只合用于长时间浸泡和放松,假如进行活动,人体
耗热量增添,会惹起体温上涨。
假如水温过低,只好短时间逗留,不然人体耗热量过
大,会惹起体温降落。
因而可知,娱乐池水温可高一些,竞赛池低一些,训练池介于
两者之间,其余特别功能池视详细状况确立。
2.空气与水的温差
在室内相对湿度必定的状况下,空气温度低于水温,水面蒸发加剧,耗热量和清除余湿的风量就越多,人员出水面后严寒的感觉就越强,故空气温度一定高于水温。
可是,一味地提升空气温度,会使建筑耗能显然增添,人员进入水中则会感觉水冷,同时高温高湿的环境也会使池边人员闷热难当。
因而可知,温差应处于一个较小的范围内,以1~3℃为宜。
3.相对湿度
在干球温度必定的状况下,跟着相对湿度的降低,池边人员的舒坦感会提升,围护结构的结露可能性也相应降低。
可是,这时池水的蒸发却急剧增添,使得除湿风量和水池加热量大幅增添,能耗巨大。
比如,当水温为25℃,室温为27℃时,室内相对湿度60%时的蒸发量是室内相对湿度70%时的1.52倍,是室内相对湿度80%时的3.27倍。
对游泳者而言,出水面后相对湿度越低蒸发越快,严寒感越强。
反之,假如相对
湿度过高,结露的可能性就大大增添,为此保温隔汽均需增强,一次投资增添。
并且,
人员的湿润感和闷热感增强,舒坦性降落。
再者,当温度在25~32℃之间,相对湿度85%以上的空气环境中,麯霉素等霉菌的生长显然增强,甚至在带有指痕的玻璃上也会发霉。
因而可知,一定把相对湿度控制在一个合理的范围。
4.空气流速
7
池面的空气流速直接影响池水的蒸发量,当室平易水温一准时,两者是成正比关系的。
并且,游泳者登岸后风速过高会有吹风感,使游泳者感觉冷。
如空气流速过小,会使
气流组织较困难。
倘若有看台,因为整体室温偏高,适合加狂风速对减少闷热感是有利的。
因而可知,空气流速要按不同场所视状况而定。
一.外国室内设计条件:
见表1
表1
国家名称
德国
法国
日本
竞赛池
24
26
25~27
水温(℃)
训练池
26
27
其余池
28~30
28~30
室温(℃)
泳池大厅
水温+3~4
27
25~32
观众席
26
20左右
相对湿度%
75
70
60~70
空气流速(m/s)
池区
<
0.09~
0.2~
观众席
0.4~
换气次数
泳池大
2~3次/小时
1~4次/小时
厅
观众席新风量(m3/h人)
二.建议设计参数:
功能名称
池边温度(℃)
池边湿度(%)
观众席温度(℃)
观众席湿度(%)
池边风速(m/s)
观众席风速(m/s)
换气次数(次/小时)
观众席30~7518~3020~40
见表2
表2
竞赛性
训练性
娱乐性
治疗性
26~28
26~28
27~29
比最高水温+1℃
65~75
65~75
≤75
≤75
24~27
60~70
0.2~
≤
1~4
3~6
4~8
4~8
8
观众席新风量(m3/h
15~30
10~20
人)
注:
1.表中换气次数如建筑内有吊顶时,应按吊顶下的空间计算。
2.治疗性游泳馆的水温如超出33℃时,室温按33℃选用。
3.观众席的新回风比不宜超出30%,当按人员数目得出的新风量起过30%时,按30%选用。
4.池区新回风比不该小于10%,当按人员数目得出的新风量不足时,按10%选用。
9
第二章游泳馆的建筑热工
第一节建筑热工的重要性
游泳馆不论冬夏均处于高温高湿的环境之中,而我国大多半地域冬天均比较严寒。
很
简单产生结露甚至冰冻问题。
这不只会影响围护结构的保温性能,并且会影响主体结
构的力学性能。
此外,在高温高湿的环境中,围护结构的内表面易滋长霉菌,严重影
响室内卫生条件和雅观。
这种教训层见迭出。
大连某游泳馆因为隔汽层地点不合理,
造成墙体多次冻坏。
青岛有一高温高湿的实验室,因为保温作得不好,以致屋面板因
冰冻膨胀遇到破坏。
可见其重要性。
可是,建筑热工毕竟是以建筑专业为主,暖通专业为辅的一项重要工作。
这一点第一
要惹起广大建筑师的关注。
此外,建筑热工办理好后,在空调通风与采暖系统间歇运转或停止运转时,保证了室
内主体结构和主围护结构不结露,为整个建筑的节能运转供给了优秀的条件。
第二节防结露的主要举措
一.基根源则
1.保温层应有足够的厚度
游泳馆不同于其余建筑,室内空气的水蒸汽分压力较高,为防备冬天或过渡季围护结
构不结露,一定使内表面温度高于室内空气露点温度1~2℃。
这一范围还需视建设
地址的资料状况和施工水平适合调整。
所以,游泳馆围护结构的传热系数远小于一般
建筑物的传热系数。
在理想状况下,北京K<㎡.℃,上海K<0.83W/㎡.℃,
福州K<2.3W/㎡.℃。
2.保温层应部署在合理的地点
10
在知足厚度要求的前提下,地点不合理亦会形成结露区。
如将保温层部署在凑近室内
侧,因为室外侧的保温成效差,表面温度低,造成此处水蒸汽分压力高于此处的饱和
水蒸汽分压力值,产生结露现象甚至冰冻。
所以,应把保温层部署于凑近室外侧。
3.保温资料要选择适合
保温资料必定要采纳水蒸汽浸透阻小、不吸水或憎水性强的资料,同时要防止毛细现象的产生。
这样的资料有利于水蒸汽的浸透,减小凝固水积蓄的可能性。
应优先采纳聚苯板或玻璃棉板材。
散装的岩棉、玻璃棉不该采纳,这种资料除对清除凝固水不利,还会因其压缩比较大,在施工水平较差的状况下,很难保证其真切的厚度,进而影响保温成效。
4.隔汽层的材质和部署地点应适合
隔汽资料要求水蒸汽浸透阻越大越好。
在这方面,玻璃、塑料和金属板拥有无与伦比
的优势。
可是,这些资料不论从自己的特征、造价、施工等方面都存在致命的缺点,
不宜宽泛采纳。
当前,在工程中宽泛应用的是聚氨脂防水涂料,一般在1~㎜厚,
刷两道。
在有些工程中,也采纳铝箔作隔汽资料,笔者建议要作两层,中间用塑料钉
固定,以防备中间接缝不严产生的浸透作用。
最重要的是,隔汽层必定要部署在室内侧,这一点要牢记。
因为设置隔汽层的目的就
是为了防备蒸汽自室内向外的浸透,防止在围护结构内产生结露区。
假如部署地点不
当,就会把凝固水封存在围护结构中,有百害而无一利。
5.主体资料应部署在适合地点
主体资料包含混凝土墙、填补墙等。
这种资料容量大,密实性好,水蒸汽浸透阻大。
所以,应部署于室内侧,这样有利于减少水蒸汽的浸透。
二.其余围护结构应注意的几个问题
1.瓷砖层
该层是建筑设计的要求,主要起装饰作用,同时也可使游泳馆显得干净,当水洒在墙
上时能快速流至地面。
从热工角度来看,瓷砖的水蒸汽浸透阻大,有利于防备水蒸汽
向外浸透。
可是,因为瓷砖之间存在砖缝,不利于防备水蒸汽向外浸透。
故可把其视
为安全要素,在计算中不予考虑。
2.沙浆找平层
该层为瓷砖的粘贴供给了平坦的墙面。
沙浆自己容重要,有利于隔汽,计算中应予以
11
考虑。
3.表面面层
该层的主要作用是保护保温层和建筑装饰。
其资料应用透气性好的资料,使室内浸显出的水蒸汽能顺利发散至室外。
喷涂是一种较好的方法。
外挂石材,干挂是没有问题的。
当湿挂时,因为存在沙浆灌输层,对湿浸透不太有利,需经过计算仔细校核。
如
采纳金属外挂板,中间接缝用防水胶密闭,一定严格计算其结露与否,以防止水蒸汽在保温层中积蓄,必需时调整保温资料的材质和厚度,增强室内隔汽。
屋面作为表面面层的重要构成部分,应惹起充分重视。
第一,力求作到无人为防备的状况下不结露。
若有危险要素,则应设置人为防备,如采暖、通风等技术手段。
此外,如存在斜屋面,应校核其坡度能否有利于凝固水的清除,在最低处设置排水举措。
4.吊顶
吊顶的材质多种多样。
采纳现浇混凝土的吊顶对隔汽是很有利的,但这仅限于中小型游泳馆。
有些游泳馆因声学或装饰需要,采纳金属穿孔板内贴吸声资料的作法,吸声资料与保温资料近似,厚度甚至超出保温层。
不论采纳哪一种方式,吊顶均不该计入围护结构的防结露范围。
有的工程错误地纯真提升吊顶下表面温度,以为这样能够有效地防备结露。
正相反,这样会加剧水蒸汽进入吊顶,促进其浸透保温层。
5.外窗
外窗是采光的必需零件,除采纳套廊式建筑布局外,难以防止。
并且,即便全力降低
其传热系数,其表面温度与室外温度的差距也仅有15℃左右,没法防止结露。
所以,
在外窗部分应加以防备,同时设置必需的排水设备,帮助垂直面的凝固水顺利排走,
免得影响使用。
此外,尽量防止屋面中出现顶窗。
这不单会产生弦光影响跳水竞赛,
并且因为水平辐射热很大,使室内热湿比线快速变陡,空调风量明显增强,能耗巨大。
冬天顶窗极易结露,一定人为防备,进一步加大能耗,且排水必定要顺畅,以防冷水
滴入池区。
不过为了民众开放时采光成效好,就开启大面积屋顶采光带的作法,笔者
是果断反对的。
悉尼游泳馆少许的采光顶窗在竞赛时亦用蓝色布带遮挡,足见其必需
性不大。
第三节校核计算
12
一.校核步
1.算各内表面温度
n1
Rn
Ri
τi=tn-
i1
(tn-tw)⋯⋯⋯⋯
(1)
Ro
τi——由内向外数第i的内表面温度℃。
tn——室内空算干球温度℃。
Tw——室外空算干球温度。
Ro——构阻(主要指外体和屋面,含内表面面流阻)㎡℃
/W
n1
Ri——从内表面至第i的阻之和㎡℃/W
i1
Rn——内表面流阻㎡℃/W
2.校核内表面τi能否大于室内空气露点温度1℃以上,如不足整保温厚度。
3.每一个τi,从i-d中出相温度下和水蒸汽分力Ei,位mmHg。
4.算各水蒸汽分力:
n1
Hn
Hi
ei=en-
i1
(en-ew)⋯⋯⋯⋯
(2)
Ho
ei——由内向外数第i的内表面水蒸汽分力mmHgen——室内空气的水蒸汽分力mmHg
n1
Hi——之内表面至第i湿阻之和㎡hmmHg/g
i1
Ho——构湿阻(含内表面面的水蒸汽移阻)㎡hmmHg/g
Hn——内表面的水蒸汽移阻㎡hmmHg/g
5.如Ei>ei,表示两者曲不订交,不露。
否,在第几出Ei<ei,两者曲
在此订交,就会露,这样温度低于0℃,生冰象。
13
某北京地域游泳馆,屋面结构形式详见图1。
室内设计值为28℃,70%,计算步骤和
公式拜见上文,单位相同。
1.利用公式
(1),计算各层内表面温度。
详见表3。
表中δi为厚度,单位m,λi为
导热系数,单位W/m℃。
2.内表面温度大于室内露点温度22℃
+1℃,是安全的。
3.参照i-d图查出τi值相对应的饱和水
蒸汽分压力值。
4.依据蒸汽浸透系数计算出水蒸汽浸透
阻,Ui利用公式
(2)计算各层水蒸汽分
压力值,其单位为。
本工程
水温为26℃。
5.能够看出,这种围护结构在保温层中
结露,并在外层沙浆层处有冰冻可能。
究其原由,主假如内表面隔汽不好,而图1
表面面隔汽太好,使水蒸汽浸透后不可以有效清除造成的。
只需把第4层改为三毡四油,第8层改为一毡二油即可知足热工要求。
表3
作法
δi
λi
Ri
ΣRi
τi
Ei
Ui
Hi
ΣHi
ei
1
2
3
24
4
5
6
7
2
8
9
14
i
注:
Hi=
ui
第三章空调通风的有关计算
第一节空调冷负荷的计算
同一般舒坦性空调相同,游泳馆的空调冷负荷包含围护结构、人员、灯光、设备和其余一些要素构成。
可是,它又有一些独到之处。
第一,因为水蒸汽的蒸发带入空气中的热量是不容忽略的要素。
它可能占到总冷负荷
的40%~50%。
它根源于池水的加热、空气对水的热传达和灯光对池水的辐射。
此中,空气对水的热传达在上文中已有表述,是极少的。
灯光对池水的辐射倒是一个主要影响要素。
但它又很复杂。
理论上说,灯光辐射热大多半被池水或池边的水份汲取,用
作蒸发热的赔偿。
可是,究竟有多少辐射热传给了水面难以确立。
最好的方法是依据不同的工程不同的灯具由灯具厂家供给有关技术数据,在实质工程中不易作到。
笔者以为能够从几个方面剖析解决这一问题:
1.依据不同的气流组织方式差异对待。
凡是下送下回或上排的气流组织方式,因为
辐射热部分已被水汲取,对流热部分若有充分的排风,能够被带走,灯光辐射热可不计入冷负荷。
如采纳上送或上回的气流组织方式,对流热部分应计入冷负荷。
按一般状况考虑,对流和辐射各占50%。
2.要正确选用灯光的安装功率。
娱乐性游泳馆的照度只有300Lux。
竞赛性游泳馆,
对民众开放时照度与娱乐性游泳馆没什么差异,但在一般性竞赛时为900Lux,国际
竞赛时考虑转播等需要甚至可达到1500~2000Lux之高。
照度与建筑物的高度和空
间形态有关,一定与电专业和灯具厂家亲密配合,选用合理的安装功率。
其次,人员数目的选用要适合。
它由池边人员和看台人员构成。
就池边人员而言,
能够拜见表4。
看台人员理论上应按座位数计算。
但笔者在调研时和亲历的结果显示,
因为水中项目在中国不够普及,即便在免票的状况下,千人以上的竞赛馆也只有不到
50%的上座率,所以笔者建议在一些地域经充分调研后,可取用必定的上座率,节俭
装机容量,节俭能源。
2
此外,大型比中灯光和广播控制的散量入冷荷。
它常常集中在一个房,局部量很大,依据工供给的料,正确算。
否房没法正常工作。
表4
泳池用途
比池
跳水池
水球
公共和池
小孩池
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