定制论文·联系客服·网站地图·收藏本页·设为首页
建筑当前位置:中国论文库 > 工学论文 > 建筑> 正文

游泳馆建筑空调节能设计思路探讨

时间:2012-09-16作者:来源:中国论文库
字号:T|T

  引言最近几年,包括比赛池、训练池、休闲健身娱乐池、温泉及水疗(SPA) 等的游泳馆相继涌现,其数量明显增加,作为大空间体育建筑重要的一类,与其他类型的体育建筑相比,虽具有一定的共性,

标签:

  引言最近几年,包括比赛池、训练池、休闲健身娱乐池、温泉及水疗(SPA) 等的游泳馆相继涌现,其数量明显增加,作为大空间体育建筑重要的一类,与其他类型的体育建筑相比,虽具有一定的共性,但仍具有一定的特殊性, 游泳馆空间体积庞大且存在大量水蒸气,存在的设备也繁多复杂;特别是泳池冬季加热耗能高,用水循环量大以及由于空气湿度大,都使得空调负荷增加,从而增加空调能耗。与此同时,现有泳馆室内凝露现象普遍存在,不仅影响人体舒适感,而且对建筑围护结构的破坏也很严重,这些都已成了经营者的沉重负担[1]。通过对目前全国游泳馆类建筑的调查和分析发现,中国游泳馆的能耗比发达国家高 40%左右[2],其空调系统方式的选取对节能至关重要,必须通过技术经济比较后合理确定,因此,游泳馆的空调设计成了很多设计部门的新课题。

  1 空调风系统的节能设计

  1.1 空调风系统的选择目前,一次回风定风量系统在游泳馆空调系统中比较常见,这一空调通风量的确定与 h-d 图的分析密不可分。同时,又受到建筑物空间形状、空调系统形式、冷热负荷变化、气流组织、送风温度、换气次数等诸多因素的影响。当 ε 线与机器露点不相交时,还应增设再热量。再热需要消耗一定量的能量,因此,利用排风回收热量或通过回收的冷凝热量用作池区送风再热,既保证送风温度满足要求,又减少了冷凝热量的排放,同时,还能降低对室外热环境的影响。

  在泳池的空调通风设计时,一般不推荐采用二次回风,该回风方式不仅会提高系统总送风量,使管道布置困难,而且由于泳馆的回风的含湿量较舒适性空调系统高,会把部分湿量再次带入空气处理系统中去,使得表冷器的负担增加,导致机器露点下降,常规的供冷系统不易满足要求。特别是在南方气候湿度较大的天气里,表现尤其明显。

  在泳馆设计中,一般推荐采用变风量全空气空调系统,变风量空调系统具有控制灵活、节能等优点,能根据不同季节及室外新风状态的情况,特别是能根据池水散湿量的变化情况,自动改变送风量,使风机的输送能耗相应减少。风机的变风量途径的方法很多,其中变速调节通风机的节能效果最好,而变频调节方式更为节能。

  对于在过渡季节及夏季对温湿度要求不高的公共游泳场馆、休闲游泳场馆来说,在室外气象条件较好的情况下,采用自然通风或全新风模式,减少冷水机组开机时间,降低运行能耗。因此,在设计时就应该充分考虑全新风模式运行的可能性。

  冬季为保持馆内温度,采用连续运行的采暖系统负担外围护结构的耗热量,由通风系统负担排风所引起的热损失。此采暖通风设计方案简单易行且有利于节能和降低投资。冬季及过渡季利用室外较干燥的空气加热后送入室内,排出室内高湿空气,保持室内必要温、湿度。

  1.2 空调风系统送风量的确定

  根据《公共建筑节能设计标准》的要求[3],游泳馆属于面积较大、人员较多的场所,宜采用单风道送风全空气空调系统。为消除余热、余湿以及室内污染物,游泳馆空调无论采用何种系统均需要保证一定的通风量,一般常规空调系统是根据冬、夏季设计工况确定通风量,而泳馆空调设计则有其特点,需以过渡季工况计算通风量,这是由于在该季节室内外空气含湿量大体相同,且围护结构也存在着结露的隐患,因此,在设计中必须要以过渡季工况计算来校核保证最小除湿通风量,这点在泳馆设计中是至关重要的。

  为此,空调风系统送风量应按以下 4 个方面计算,并取大值。

  (1)根据冬、夏季设计工况计算确定通风量;

  (2)过渡季工况下的除湿风量;

  (3)保证人员健康的最小新风量;

  (4) 控制室内污染物浓度指标的最小换气次数。

  值得注意的是,由于游泳馆的高湿环境,不能直接用送入的低温室外风来消除余热,为防止室内产生雾化现象,控制的送风温度不能低于22 ℃,夏季还应根据这一要求来计算送风量。

  1.3 新风量的确定

  新风比对空调采暖系统能耗的影响至关重要,为了改善室内环境,娱乐性游泳馆大多采用直流式送排风方式,能源浪费严重,合理地利用回风是减少能耗最有效的措施。根据上海某泳馆的测试资料表明,当新风比为0.31 时,冬夏季总耗电量减少了 6.8%。总耗气量减少了约 50%;若过渡季采用全新风,空调供暖季节采用部分新风,则系统年总耗电量相对于全新风可降低15.6%,总耗气量可减少 54.7%。

  随着水处理技术的提高,国内游泳馆池水越来越多地采用臭氧消毒技术,它对水的自然性质没有影响,也基本上可以消除酸性气体对金属制品的腐蚀,这就为通过加大系统中回风的使用量来取得节能的效果带来了可能性。根据国内外设计经验,在池水采用臭氧消毒技术游泳馆中,尽可能采用可调新风比运行的方式送风,池区的新回风比不应小于 0.10;观众席的新回风比不宜小于0.30,当按人员数量得出的新风量超过 30%时,则按 30%选取。而对于池水采用氯气消毒的游泳馆,如需采用全新风运行,建议也应设置热交换装置用以回收热量。

  1.4 空调风管的节能设计

  由于泳池在其他的设计方面同普通体育建筑有着共性,因此,在空气调节系统绝热材料的最小热阻、经济厚度、送风温差、空气调节风系统的作用半径等方面应按《公共建筑节能设计标准》之要求执行[5]。

  需要指出的是泳池内部风管除绝热层外,应设置隔汽层和保护层。由于泳池内部空气潮湿,保冷管道的绝热层外的隔汽层是为了有效地防止绝热层内凝露,以保证绝热效果,同时还应设置保护层来保护隔汽层。

  2 空调气流组织的节能设计

  2.1 无看台的游泳馆空调方式无看台的游泳馆主要是服务于娱乐性场馆或群众非正式比赛时使用。

  它们的共同特点是池边面积不

  大,要求不高,主要以满足其冬季热舒适性要求为主。

  此类游泳馆在过渡季节及夏季宜采用直流通风的方式进行除湿,这样可以节约夏季空调冷耗,冬季除湿效果又好,对防结露有利。

  2.2 有固定看台的游泳馆空调方式对于绝大部分存在高大空间的比赛用场馆内,冬季空调时要使游泳区保持 20~28 ℃,观众区保持18~22 ℃,这属于两种不同的空气要求,为了尽量提高看台的舒适度,同时满足比赛时池区温湿度,应采用分区空调的方式[6]。一般来讲,单面看台宜采用垂直空气幕分隔,双面看台宜采用水平风幕分隔。在泳馆内采用一定的方式使池边和看台温湿度场分开。分区已成为在同一高大空间营造两种小气候环境且上冷下热的必要条件。只有这样,才能最大限度地减弱由于热压引起的自然对流,节能运行。

  在现实工程中,两区间如无某种隔断是难以达到分区空调要求的。目前分区方法有两种:①采用玻璃隔开。空调效果最佳,但会对观赏的气氛有较大影响,同时还有构造和造价等问题;

  ②垂直风幕隔断,

  为了保证效果,所需风量颇大,给工程中布置管道带来很大困难,且能耗也高。

  对于实际工程来讲,单面

  看台可以考虑垂直风幕,双面看台可以采用水平风幕,但使用水平风幕不可能作出上下温差很大的两个区,还应考虑一定的温差,实验证明这是一种可行的办法。

  2.3 竞赛性游泳馆内送风方式

  2.3.1 置换式或诱导式坐椅下送风随着暖通空调技术的发展,在体育建筑中置换式或诱导式坐椅下送风成为一种流行趋势[7]。在条件允许的情况下是可行的。根据以往的设计经验来看,坐椅下送风的末端送风设备的送风温度不宜低于 19℃,末端送风设备的送风速度不宜高于0.5 m/s,以保证人体舒适性的要求,同时通过置换式或诱导式的气流方式也达到了节能的要求。

  2.3.2 分层式送风

  目前国内游泳馆比赛大厅空调系统主要采取分层式送风方式。游泳馆池厅的空调系统属舒适性空调。

  虽然池厅容积大、净空高,但为降低空调负荷,充分节能,避免将屋顶和灯光负荷带入观众席,因此,只需要在人们活动的下部空间范围内和观众席对空气质量进行控制即可。同时,也能充分降低系统初投资,有利于污染物的消除。缺点是温湿度不均匀,上部空气潮湿,如局部外围护结构保温薄弱则易结露,建议采用天窗送热风或提高围护结构的保温性能等措施来避免结露现象,以保证空调效果。

  2.3.3 笼罩式送风

  该气流组织方式是指将空调处理过的空气以送风流场的要求用条缝风口或喷口向上送入泳池上部区域,再经过下部区域回风的空调方式,有学者形象地称之为笼罩式气流组织,在目前国外竞赛性游泳场馆得到了大量的运用,其优点是温湿度均匀,气流场稳定,上部空气干燥。由此得知,对于竞赛性场馆,在屋顶受条件所限无法布置排风机或大量采用玻璃等建筑材料时,这种空调气流组织方式可以有效地降低屋顶外围护结构较薄弱处结露的可能。但相对来说,所消耗的能量较大,有关资料表明[8],在屋顶开窗比为50%时,空调系统采用笼罩式气流组织方式的风量要比分层式的大 19.5%,而盘管的冷量则要大 5.8%。因此,在设计中应结合实际情况合理的选择该送风方式,并经过技术分析比较最终确定。转贴于中国论文库 http://www.lwkoo.com

相关阅读

推荐论文

热门

最新

推荐