某體育中心游泳館空調(diào)通風(fēng)設(shè)計(jì)

高 峰， 房艷兵

(安徽省建筑設(shè)計(jì)研究總院股份有限公司,安徽 合肥 230601)

1 工程概況

本體育中心游泳館項(xiàng)目地址位于安徽省合肥市。體育中心地上4層，地下1層，建筑面積為28 023 m2，設(shè)計(jì)有各類體育場館。其中游泳館位于一、二層，泳池水處理機(jī)房及設(shè)備房位于地下負(fù)1層，擁有1個(gè)標(biāo)準(zhǔn)泳池和1個(gè)兒童戲水池，池面表面積1 370 m2，泳池區(qū)域面積為3 500 m2(不含更衣、淋浴等輔助用房)，設(shè)有休息區(qū)但無觀眾看臺(tái)。

2 熱濕負(fù)荷計(jì)算

2.1 空調(diào)室內(nèi)設(shè)計(jì)參數(shù)

(1)室內(nèi)溫度及風(fēng)速。泳池水設(shè)計(jì)溫度為25～28 ℃，室內(nèi)設(shè)計(jì)計(jì)算溫度取 26～28 ℃[1]。基于舒適性因素，泳池室內(nèi)溫度和池水溫度不能有太大溫差，并應(yīng)考慮冬夏季差別。綜合上述因素，冬季池水設(shè)計(jì)溫度取28 ℃，室內(nèi)設(shè)計(jì)溫度取26 ℃；夏季池水設(shè)計(jì)溫度取26 ℃，室內(nèi)設(shè)計(jì)溫度取28 ℃。由于人體在濕潤的情況下對風(fēng)速格外敏感，應(yīng)盡量減小室內(nèi)風(fēng)速，設(shè)計(jì)風(fēng)速取0.15 m/s，減少吹風(fēng)感[2]。

(2)室內(nèi)相對濕度。泳池區(qū)的相對濕度較高時(shí)冬季室內(nèi)易發(fā)生結(jié)露、滋生霉菌；反之， 相對濕度較低時(shí)出水人員體表蒸發(fā)速度快，“寒冷”感明顯。池區(qū)空氣的相對濕度一般為50%～70%，不允許超過 75%[3]?？紤]到游泳館無觀眾區(qū)，泳池散濕量大，相對濕度按65%計(jì)算。

2.2 新風(fēng)量及過渡季通風(fēng)量取值

由于泳池人員相對較少，按人員新風(fēng)量取值不能滿足空氣除濕和降低空氣中氯氣濃度(空氣中氯氣含量不超過1×10-6)的設(shè)計(jì)要求[4]，參考ASHRAE 62.1-2016通風(fēng)標(biāo)準(zhǔn)，按每平方米泳池及其岸邊濕地面積8.78 m3/h計(jì)算，其中公共性泳池，岸邊濕地面積按泳池外擴(kuò)2m計(jì)算[5]。本泳池濕地面積為1 628 m2，新風(fēng)量為14 294 m3/h。

泳池過渡季不同于一般意義上的過渡季節(jié)，應(yīng)是在室外溫度24～26 ℃，室外相對濕度低于65%時(shí)，可利用室外自然風(fēng)去除室內(nèi)含氯氣體，降低室內(nèi)空氣濕度，改善室內(nèi)環(huán)境，并在滿足去除含氯氣體通風(fēng)量的基礎(chǔ)上，適當(dāng)加大通風(fēng)量，設(shè)計(jì)取換氣次數(shù)2次/h，通風(fēng)量為42 000 m3/h。

2.3 濕負(fù)荷計(jì)算

泳池濕負(fù)荷除新風(fēng)濕負(fù)荷外，主要由泳池及濕地面的散濕負(fù)荷和人員濕負(fù)荷構(gòu)成[6]。

(1)人員濕負(fù)荷按下式計(jì)算:

W1=ωnφ

(1)

式中：W1為人員散濕量，kg/h；ω為單位人員散濕量，kg/(h·人)；n為人數(shù)；φ為群集系數(shù)，本次取0.9。

(2)泳池濕潤地面散濕量計(jì)算:

W2=0.017 1(tn-ts)F1

(2)

式中：W2為濕地面散濕量，kg/h；tn為室內(nèi)空氣干球溫度，℃；ts為室內(nèi)空氣濕球溫度，℃；F1為池邊濕潤地面面積，m2；n為潤濕系數(shù)，取0.3。

(3)游泳池水面散濕量計(jì)算:

W3=0.007 5(0.015 2v+0.017 8)(Pw-Pa)F2

(3)

式中：W3為游泳池水面散濕量，kg/h；F2為泳池水表面積，m2；v為室內(nèi)風(fēng)速，m/s ；Pw為水表面溫度下飽和水蒸氣的分壓力，Pa；Pa為空氣中水蒸氣的分壓力，Pa。

2.4 空調(diào)負(fù)荷計(jì)算

由于夏季室內(nèi)設(shè)計(jì)溫度高于泳池水溫度2℃，冬季室內(nèi)設(shè)計(jì)溫度低于泳池水溫度2℃，泳池散熱僅考慮潛熱負(fù)荷不考慮顯熱負(fù)荷，顯熱負(fù)荷作為負(fù)荷附加值，不列入計(jì)算負(fù)荷。由于考慮外玻璃面的防結(jié)露，應(yīng)增加向外墻玻璃面送熱風(fēng)的負(fù)荷?？照{(diào)負(fù)荷的計(jì)算結(jié)果見表1。

表1 游泳館的空調(diào)負(fù)荷計(jì)算結(jié)果

3 末端系統(tǒng)設(shè)計(jì)

3.1 泳池除濕熱泵設(shè)計(jì)

泳池除濕熱泵不僅具有除濕、空調(diào)制冷功能，還能加熱室內(nèi)空氣、處理新風(fēng)、泳池水輔助加熱等，因此被廣泛利用。除濕熱泵可以將池水蒸發(fā)的熱損失進(jìn)行回收利用，加熱池水或者空氣．暖濕空氣流經(jīng)蒸發(fā)器，溫度下降，水蒸氣凝結(jié)，實(shí)現(xiàn)對池廳內(nèi)空氣的除濕作用；冷媒將空氣冷卻、水汽凝結(jié)及冷卻過程中釋放的熱能吸收，經(jīng)熱交換器對池水進(jìn)行加熱，實(shí)現(xiàn)泳池池水的加熱作用；或者經(jīng)過再熱器，對冷卻的室內(nèi)空氣進(jìn)行加熱，實(shí)現(xiàn)空氣的加熱作用[7]，如圖1所示。根據(jù)除濕熱泵的特點(diǎn)并結(jié)合計(jì)算得出的濕負(fù)荷、通風(fēng)量以及冷熱負(fù)荷，本項(xiàng)目選用兩臺(tái)總冷量188 kW、總熱量228 kW、標(biāo)配風(fēng)量38 400 m3/h泳池除濕熱泵機(jī)組。除濕熱泵主要用于泳池空調(diào)系統(tǒng)的除濕，并承擔(dān)泳池的部分空調(diào)負(fù)荷。

圖1 泳池除濕熱泵系統(tǒng)流程圖

3.2 空調(diào)系統(tǒng)設(shè)計(jì)

游泳館為大空間場所，另在休息區(qū)域設(shè)計(jì)有1臺(tái)30 000 m3/h組合式空調(diào)器，為休息區(qū)送風(fēng)，并可實(shí)現(xiàn)在過渡季節(jié)全新風(fēng)運(yùn)行，節(jié)省空調(diào)能耗，采用上送下回的氣流組織方式。休息還設(shè)有地板供暖系統(tǒng)，提高冬季舒適度，冬季采用地板采暖和組合式空調(diào)器聯(lián)合供暖方式，既可以滿足人體舒適要求，也可以通過吹向外玻璃面的熱風(fēng)避免外窗結(jié)露的同時(shí)減少玻璃面的冷輻射。

3.3 風(fēng)口設(shè)計(jì)

為了保證游泳館內(nèi)的空氣品質(zhì)， 就必須設(shè)計(jì)合理的氣流組織和風(fēng)量分配。 通過抽走池區(qū)的潮濕空氣，經(jīng)過除濕后并混入新鮮空氣后再送入人員活動(dòng)區(qū)域，送風(fēng)須分布到易結(jié)露的地方(如外墻、外窗、鋼架等)并保證泳池區(qū)域的新風(fēng)要求。

設(shè)計(jì)中回風(fēng)分布與泳池周邊，最大限度排除潮濕空氣，送風(fēng)布置于外窗周邊、休息區(qū)域，滿足重點(diǎn)區(qū)域的空氣質(zhì)量要求。防結(jié)露傳感器安裝在室內(nèi)防結(jié)露最不利點(diǎn)上， 當(dāng)其感應(yīng)該點(diǎn)溫度低于室內(nèi)空氣露點(diǎn)溫度 2.8 ℃時(shí)除濕熱泵會(huì)自動(dòng)調(diào)低濕度控制，使該點(diǎn)溫度始終高于室內(nèi)空氣露點(diǎn)溫度，以防止結(jié)露。

4 冷熱源選擇

本項(xiàng)目采用風(fēng)冷熱泵機(jī)組作為空調(diào)的冷熱源，夏季空調(diào)供回水溫度7 ℃/12 ℃，冬季空調(diào)供回水溫度為45 ℃/40 ℃。泳池?zé)崴訜?、地板采暖及泳池除濕熱泵采用燃?xì)鉄崴仩t供熱，保證泳池?zé)崴肮┡姆€(wěn)定性。設(shè)計(jì)采用2臺(tái)930 kW的真空熱水鍋爐，內(nèi)置2個(gè)換熱器，提供85℃/60℃及60℃/50℃熱水供淋浴、泳池?zé)崴⒌匕宀膳坝境責(zé)岜檬褂?。淋浴、泳池供回水溫度?5℃/60℃，地板采暖及泳池?zé)岜霉┗厮疁囟葹?0℃/50℃。其中泳池?zé)岜霉崃繛?60 kW，地板采暖供熱量為100 kW。

5 結(jié)束語

泳池通風(fēng)空調(diào)系統(tǒng)應(yīng)注重泳池?zé)釢褙?fù)荷的計(jì)算和新風(fēng)量的選??；氣流組織形式也是影響到最終通風(fēng)效果的關(guān)鍵因素；泳池除濕熱泵在除濕的同時(shí)回收大量熱量，具有很好的節(jié)能性和經(jīng)濟(jì)效益。