游泳馆空调汇总.docx
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游泳馆空调汇总
、八、-
前言第一章概述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室内设计参数第三节
第二章游泳馆的建筑热工第一节建筑热工的重要性防结露的主要措施第二节
校核计算第三节
第三章空调通风的相关计算第一节空调冷负荷的计算空调湿负荷的计算第二节
通风量的确定第三节
气流组织第四章无看台的游泳馆的气流组织第一节有看台的游泳馆的气流组织第二节采暖在游泳馆中的应用第五章
第一节全面采暖局部采暖第二节节能措施第六章
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
、八、-
前言
随着国民经济的蓬勃发展，人民生活水平不断提高，游泳已成为受广大人民群众所喜爱的健身方式。
近些年来，在全国各地兴建了大量的或用于比赛或用于群众娱乐的游泳场馆。
2008年的奥运会将在北京举行的消息，无疑对中国的体育事业是一个强力的推动，同时对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一定难度的设计项目。
笔者将结合深圳游泳馆的设计和测试，参考国内外的论文、资料和工程调查情况，力求全面系统地分析游泳馆的暖通设计，为广大设计人员提供参考。
3
第一章概述
游泳馆的简单介绍第一节
一．游泳馆的主要特点．游泳馆室内始终处于高温高湿的环境下。
普通舒适性空调的室内空气含湿量在1以上。
同时，水池和池边有大左右，而游泳馆室内空气含湿量则处在16g/kg11g/kg致使排除余热余湿的空气量量的水蒸汽蒸发到室内空气中，带入了大量的余热余湿，对于围护结构提出了更为了防止结露现象的产生，比普通的舒适性空调大，能耗高。
高的要求。
．游泳池水处理无论采用何种方式，都含有氯的成分。
氯气随水蒸汽的蒸发散发到2时，将危害人体。
氯气与水蒸汽结合形成的酸性气体，将对1PPM室内，当含量超过并作好防腐处理。
馆内的金属构件产生严重的腐蚀。
所以，要通过通风来控制其浓度，．无论是娱乐性还是比赛性场馆，对气流组织的要求都是很有讲究的。
中心思想是3就比赛性场把余热余湿及有害气体控制在一定的范围内，减少其对周围环境的侵袭。
由于馆还有两点特殊情况。
一是看台和池区要力求作出大温差，提高观众的舒适感。
二是此类场馆往往为高违反上热下冷的自然规律，难度是可想而知的。
要上冷下热，防结露和防腐的要求都提高并采用钢结构作为屋顶围护结构，对气流组织、大空间，了。
．从节约照明用电量的角度考虑，同时为了满足人们与日俱增的对人与自然相融合4但是这样做对通风量的多少将有越来越多的游泳馆采用了大面积的玻璃窗。
的需要，非常大的影响，对防结露也不利，应该适度。
二．游泳馆的分类按使用功能来划分，游泳馆分为娱乐性、训练性、比赛性和治疗性游泳馆。
按规模来划分，游泳馆分为大型和中小型游泳馆。
一般认为，具有一个标准比赛池或标准跳水池，水池大厅面积当有任意一个标准池时大于2000m2,
二者共存在3000m?
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，平时对群众开放，设计时要充分4考虑平时使用。
三．国内外现状及存在问题
1．国内情况解放前我国没有真正意义上的游泳馆，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。
五十年代我国修建了一批大中型游泳馆，例如国家体委游泳馆、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制约，运行均不甚理想。
在外窗、吊顶和外墙等处结露严重，造成了冬季由于大量凝结水流至地面使周边活动场地无法使用的后果，且门窗严重腐蚀，生长了大量青苔。
七十年代我国兴建了海军游泳馆、成都游泳馆等场馆。
八十年代兴建了广州天河游泳馆。
这些场馆吸取了从前的教训，有的采用了双层充氮玻璃，有的采用外廊式的建筑形式，附以空调通风或采暖措施，比较好的解决了结露问题。
但对观众席的空调重视不够，舒适性普遍不高。
九十年代以后，随着综合国力的不断增强，人民生活水平不断提高，群众对体育健身的要求日趋迫切。
娱乐性游泳馆在大多高档宾馆中大量兴建。
随着对外开放的进一步深入，国内、国际比赛亦层出不穷，为此我国成功地修建了上海浦东游泳馆和深圳游泳馆，二者均是斥巨资建成，具有国际水准，能承担各类比赛。
其中，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比赛的实践检验，获得了较为满意的效果，得到各方好评。
它在气流组织、节能运行等方面均有许多新颖之处。
下面将设专门章节进行介绍。
2．国外情况六十年代，西德已开始大力发展游泳馆技术，在建筑造型、工艺设计、水处理措施等方面均为世界领先。
日本的代代木体育馆、伊拉克的巴格达市游泳馆亦是成功范例。
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高潮。
笔者曾与其设计者交流，他认为成功之处在于把水温恒定在26.5C,就这一点而言，与空调设计密不可分。
此外国外大部分游泳馆设计均采用分区送风的思路，利用隔断措施来提高看台舒适度，也很值得借鉴。
3．存在问题
（1）建筑热工处理不当，造成结露甚至对主体结构形成威胁。
5
）计算方法不当，造成系统的不合理。
这一点包括人员的选取、灯光负荷的确定、（2散湿量的计算等诸多因素。
）气流组织方式不当，造成诸如含氯空气四溢使围护结构遭受侵蚀、看台舒适性（3差、局部结露、池区不满足比赛要求等。
（4）设计或管理不周，使得能源消耗巨大，严重者还满足不了比赛要求。
暖通空调设计在游泳馆设计中的重要性第二节
归纳起来大致有以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识，下几点：
1．确保池区的温湿度，以满足比赛的舒适性要求。
．确保围护结构不结露，对可能结露的地点进行必要的技术处理，使其不影响游泳2馆的使用，为建筑物本身的健康提供有力保证。
．力争在观众席营造一个舒适性的环境，加大人员活动区与池区的温湿度差。
至于3但那种只保证比赛环境要首先服从于比赛的要求，差值的大小受多方面因素的制约，的作法亦应摒弃。
4．确保水温的恒定。
这一点非常重要。
环境参数的变化对散湿量的影响是巨大的，无论从节能角度还是从舒适性角度均至关重要，二者密切相关。
笔者在调研和调试中就发现了一些问题。
比如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，这就象烧开水采暖一样。
因为水在蒸发过程中要吸热，这部分热量主要来源于水加热系统，有关资料显示由空气带入的只有大约13W加。
这
主要是由于在蒸发过程中，在水面处是存在一个层流层的，这一层传热是以传导为主，而并非对流，所以传热量很小。
由这一点可以看出，不保证室温会使蒸发量大大增加，以此弥补周围环境的先天不足，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，这种现象往往出现在华南地区一些高温高湿的室外环境的地区。
第三节室内设计参数的确定
6
一.确定原则上文中已提到的水温游泳馆室内参数的确定是一个很复杂的问题，考虑的因素很多。
是首要因素，此外还要考虑池水蒸发、建筑耗能、防结露、人员舒适性等因素。
1.水温人体在水中它与游泳馆的用途、游泳馆的类型及在水中停留时间和运动量等均有关。
倍以上。
根据的热损耗比在空气中大得多，同样相对速度下前者是后者的24C,〜33.4C.Boutetier对人体对水温的热中和特性的研究，热中和区的范围为33.1C是最高限度，只适用于长时间浸泡和放松，如果进行活动，人体33也就是说水温耗热量增加，会引起体温上升。
如果水温过低，只能短时间逗留，否则人体耗热量过大，会引起体温下降。
由此可见，娱乐池水温可高一些，比赛池低一些，训练池介于二者之间，其它特殊功能池视
具体情况确定。
.空气与水的温差2耗热量和排除余水面蒸发加剧，在室内相对湿度一定的情况下，空气温度低于水温，但是，故空气温度必须高于水温。
湿的风量就越多，人员出水面后寒冷的感觉就越强，同时高人员进入水中则会觉得水冷，一味地提高空气温度，会使建筑耗能明显增加，温高湿的环境也会使池边人员闷热难当。
由此可见，温差应处于一个较小的范围内，以1〜3C为宜。
3.相对湿度
在干球温度一定的情况下，随着相对湿度的降低，池边人员的舒适感会提高，围护结构的结露可能性也相应降低。
但是，这时池水的蒸发却急剧增加，使得除湿风量和水池加热量大幅增加，能耗巨大。
例如，当水温为25C,室温为27C时，室内相对湿度60%寸的蒸发量是室内相对湿度70%寸的1.52倍,是室内相对湿度80%寸的3.27倍。
对游泳者而言，出水面后相对湿度越低蒸发越快，寒冷感越强。
反之，如果相对湿度过高，结露的可能性就大大增加，为此保温隔汽均需加强，一次投资增加。
而且，人员的潮湿感和闷热感增强，舒适性下降。
再者，当温度在25〜32C之间，相对湿度85%以上的空气环境中，麯霉素等霉菌的生长明显增强，甚至在带有指痕的玻璃上也会发霉。
由此可见，必须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，当室温和水温一定时，二者是成正比关系的。
而且，游泳者上岸后风速过高会有吹风感，使游泳者觉得冷。
如空气流速过小，会使气流组织较困难。
假使有看台，由于整体室温偏高，适当加大风速对减少闷热感是有益的。
由此可见，空气流速要按不同场所视情况而定。
一.国外室内设计条件：
见表1
表1.
国家名称德国法国日本
25比赛池〜27
2624
27水温26训练池C）
（302828〜30〜其它池
32〜+3水温〜4
室温「C）
泳池大厅2527
26左右观众席2070706075〜相对湿度％0.30.20.0（m/s）
空气流池0.290.0.60.观众0.5换气次泳池小小厅.3/h观众席新风量（m40观众席30〜1875
〜2030
〜）
人2
二•建议设计参数：
见表2
表训练性比赛性娱乐性治疗性功能名称〜2628C29〜26）（池边温度C28〜+1比最高水温277575〜（%）池边湿度65<7565〜75〜（%）观众席湿度70600.30.30.3〜（m/s）池边风速0.20.3
（m/s）观众席风速0.5<
8
6
4
〜）小时/（换气次数次13448
〜〜8..33010〜2015〜/h（m众席新风量观）
人注：
•表中换气次数如建筑内有吊顶时，应按吊顶下的空间计算。
1C时，室温按33C选
取。
2•治疗性游泳馆的水温如超过3330%选取。
•观众席的新回风比不宜超过330%当按人员
数量得岀的新风量起过30%时，按选取。
•池区新回风比不应小于10%,当按人员数量得岀的新
风量不足时，按10%4
第二章游泳馆的建筑热工
第一节建筑热工的重要性
游泳馆无论冬夏均处于高温高湿的环境之中，而我国大部分地区冬季均比较寒冷。
很容易产生结露甚至冰冻问题。
这不但会影响围护结构的保温性能，而且会影响主体结构的力学性能。
另外，在高温高湿的环境中，围护结构的内表面易滋生霉菌，严重影响室内卫生条件和美观。
这种教训屡见不鲜。
大连某游泳馆因为隔汽层位置不合理，造成墙体多次冻坏。
青岛有一高温高湿的实验室，由于保温作得不好，致使屋面板因冰冻膨胀遭到破坏。
可见其重要性。
但是，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。
这一点首先要引起广大建筑师的关注。
另外，建筑热工处理好后，在空调通风与采暖系统间歇运行或停止运行时，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行提供了良好的条件。
第二节防结露的主要措施
一．基本原则
1．保温层应有足够的厚度游泳馆不同于其他建筑，室内空气的水蒸汽分压力较高，为防止冬季或过渡季围护结构不结露，必须使内表面温度高于室内空气露点温度1〜2C。
这一范围还
需视建设地点的材料情况和施工水平适当调整。
因此，游泳馆围护结构的传热系数远小于普通建筑物的传热系数。
在理想情况下，北京KV0.58W/m2.C,上海K
V0.83W/m.°C,福州KV2.3W/m.°C。
2．保温层应布置在合理的位置
10
如将保温层布置在靠近室内位置不合理亦会形成结露区。
在满足厚度要求的前提下，造成此处水蒸汽分压力高于此处的饱和表面温度低，侧，由于室外侧的保温效果差，水蒸汽分压力值，产生结露现象甚至冰冻。
因此，应把保温层布置于靠近室外侧。
3．保温材料要选择恰当
保温材料一定要选用水蒸汽渗透阻小、不吸水或憎水性强的材料，同时要避免毛细现象的产生。
这样的材料有利于水蒸汽的渗透，减小凝结水积存的可能性。
应优先采用聚苯板或玻璃棉板材。
散装的岩棉、玻璃棉不应采用，这类材料除对排除凝结水不利，还会因其压缩比较大，在施工水平较差的情况下，很难保证其真实的厚度，从而影响保温效果。
4．隔汽层的材质和布置位置应恰当隔汽材料要求水蒸汽渗透阻越大越好。
在这方面，玻璃、塑料和金属板具有无与伦比的优势。
但是，这些材料无论从自身的特性、造价、施工等方面都存在致命的缺陷，不宜广泛采用。
目前，在工程中广泛应用的是聚氨脂防水涂料，一般在1〜1.5伽厚，刷两道。
在有些工程中，也采用铝箔作隔汽材料，笔者建议要作两层，中间用塑料钉固定，以防止中间接缝不严产生的渗透作用。
最重要的是，隔汽层一定要布置在室内侧，这一点要切记。
因为设置隔汽层的目的就是为了防止蒸汽自室内向外的渗透，避免在围护结构内产生结露区。
如果布置位置不当，就会把凝结水封存在围护结构中，有百害而无一利。
5．主体材料应布置在恰当位置主体材料包括混凝土墙、填充墙等。
这类材料容量大，密实性好，水蒸汽渗透阻大。
因此，应布置于室内侧，这样有利于减少水蒸汽的渗透。
二．其它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洁净，当水洒在墙上时能迅速流至地面。
从热工角度来看，瓷砖的水蒸汽渗透阻大，有利于防止水蒸汽向外渗透。
但是，由于瓷砖之间存在砖缝，不利于防止水蒸汽向外渗透。
故可把其视为安全因素，在计算中不予考虑。
2．砂浆找平层该层为瓷砖的粘贴提供了平整的墙面。
砂浆本身容重大，有利于隔汽，计算中应予以11
考虑。
3．外表面层
该层的主要作用是保护保温层和建筑装饰。
其材料应用透气性好的材料，使室内渗透出的水蒸汽能顺利发散至室外。
喷涂是一种较好的办法。
外挂石材，干挂是没有问题的。
当湿挂时，由于存在砂浆灌注层，对湿渗透不太有利，需通过计算认真校核。
如采用金属外挂板，中间接缝用防水胶密闭，必须严格计算其结露与否，以避免水蒸汽在保温层中积存，必要时调整保温材料的材质和厚度，加强室内隔汽。
屋面作为外表面层的重要组成部分，应引起充分重视。
首先，力争作到无人为防护的情况下不结露。
如有危险因素，则应设置人为防护，如采暖、通风等技术手段。
另外，如存在斜屋面，应校核其坡度是否有利于凝结水的排除，在最低处设置排水措施。
4．吊顶
吊顶的材质多种多样。
采用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，采用金属穿孔板内贴吸声材料的作法，吸声材料与保温材料类似，厚度甚至超过保温层。
无论采用哪种方式，吊顶均不应计入围护结构的防结露范畴。
有的工程错误地单纯提高吊顶下表面温度，认为这样可以有效地防止结露。
正相反，这样会加剧水蒸汽进入吊顶，促使其渗入保温层。
5.外窗
外窗是采光的必需部件，除采用套廊式建筑布局外，难以避免。
而且，即使尽力降低其传热系数，其表面温度与室外温度的差距也仅有15C左右，无法避免结
露。
所以，在外窗部分应加以防护，同时设置必要的排水设施，帮助垂直面的凝结水顺利排走，以免影响使用。
另外，尽量避免屋面中出现顶窗。
这不仅会产生弦光影响跳水比赛，而且由于水平辐射热很大，使室内热湿比线迅速变陡，空调风量显著增强，能耗巨大。
冬季顶窗极易结露，必须人为防护，进一步加大能耗，且排水一定要顺畅，以防冷水滴入池区。
仅仅为了群众开放时采光效果好，就开启大面积屋顶采光带的作法，笔者是坚决反对的。
悉尼游泳馆少量的采光顶窗在比赛时亦用蓝色布带遮挡，足见其必要性不大。
第三节校核计算
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一.校核步骤
1.计算各层内表面温度
n1RiRn1iti=tn—（tn—tw）
（1）Roti由
内向外数第i层的内表面温度C。
tn――室内空调计算干球温度C。
Tw――室外空调计算干球温度。
Ro——围护结构总热阻（主要指外墙体和屋面，含内外表面对流换热阻）mC
/W
n1Ri/W
――从内表面传至第i层的传热阻之和卅C.
1iRn――内表面对流换热阻川C/W
en——室内空气的水蒸汽分压力mmHg
niHihmmHg/g
以内表面传至第i层湿阻之和卅
iiHo围护结构总湿阻（含内外表面的水蒸汽转移阻）卅hmmHg/g
Hn内表面的水蒸汽转移阻卅hmmHg/g
5•如Ei>ei，表明二者曲线不相交，不结露。
否则，在第几层出现Eivei,
者曲线在此相交，就会结露，如此处温度低于0C,则产生冰冻现象。
13
1•利用公式
（1），计算各层内表面温度
详见表3
。
表中Si为厚度，
为im，入单位
°C。
导热系数，单位W/m
C2•内表面温度大于室内露点温度22+「C，是安全的。
值相对应的饱和水图查出ti3•参照i-d蒸汽分压力值。
•根据蒸汽渗透系数计算出水蒸汽渗透4）计算各层水蒸汽分利用公式（2阻，Ui。
本工程m.h.mmHg/g压力值，其单位为26C。
水温为•可以看出，这种围护结构在保温层中5结露，并在外层砂浆层处有冰冻可能。
1图究其原因，主要是内表面
隔汽不好，而层改为三毡四油，只需把第4外表面隔汽太好，使水蒸汽渗入后不能有效排除造成的。
层改为一毡二油即可满足热工要求。
第83表
作法Si1
20.07
艺RiRi入i0.115
0.1151.628
0.0430.158
tiEi
23.224.49
Ui0.004
艺HiHi0.1
0.117.617.5
ei
14.
78
14.
3
10.
72
10.
22
8.2
8
7.8
1.2
3
0.02
340.002
0.0220.180.93
0.1910.1750.011
24
22.422.1
23.76
0.012
0.00016
19.271.67
12.331.51
0.0860.27750.5820.05
21.8419.7
0.029
1.7233.29
1.42960.140.20.02
70.93
0.022
1.706
1.728
4.42.092
-10.4
0.030.012
6.6739.96
41.631.67
0.0290.17580.005
9
0.043
1.757
1.8
-11.041.8
0.00022
64.2322.6
64.330.1
14
i注:
Hi=ui
第三章空调通风的相关计算
第一节空调冷负荷的计算
同普通舒适性空调一样，游泳馆的空调冷负荷包括围护结构、人员、灯光、设备和其它一些因素组成。
但是，它又有一些独特之处。
首先，由于水蒸汽的蒸发带入空气中的热量是不容忽视的因素。
它可能占到总冷
负荷的40%-50%它来源于池水的加热、空气对水的热传递和灯光对池水的辐射。
其中，空气对水的热传递在上文中已有表述，是很少的。
灯光对池水的辐射却是一个主要影响因素。
但它又很复杂。
理论上说，灯光辐射热大部分被池水或池边的水份吸收，用作蒸发热的补偿。
不过，到底有多少辐射热传给了水面难以确定。
最好的办法是根据不同的工程不同的灯具由灯具厂家提供相关技术数据，在实际工程中不易作到。
笔者认为可以从几个方面分析解决这一问题：
1•根据不同的气流组织方式区别对待。
凡是下送下回或上排的气流组织方式，
由于辐射热部分已被水吸收，对流热部分如有充足的排风，可以被带走，灯光辐射热可不计入冷负荷。
如采用上送或上回的气流组织方式，对流热部分应计入冷负荷。
按一般情况考虑，对流和辐射各占50%
2.要正确选取灯光的安装功率。
娱乐性游泳馆的照度只有300Lux。
比赛性游泳
馆,对群众开放时照度与娱乐性游泳馆没什么差别，但在一般性比赛时为900Lux，国际比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，必须与电专业和灯具厂家密切配合，选取合理的安装功率。
其次，人员数量的选取要恰当。
它由池边人员和看台人员组成。
就池边人员而言，可以参见表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，由于水中项目在中国不够普及，即使在免票的情况下，千人以上的比赛馆也只有不到50%勺上座率，所以笔者建议在一些地区经充分调研后，可取用一定的上座率，节约装机容量，节省能源。
2
另外，大型比赛场馆中灯光和广播控制设备的散热量应计入冷负荷。
它们往
往集中在一个房间，局部发热量很大，应根据工艺提供的资料，准确计算。
否则房间过热无法正常工作。
表4,
泳池用途比赛池跳水池水球公共娱乐和练习池儿童池
242
25〜人员密度（川/人）〜10
3〜4.5
5
2
注：
1.人员密度中的面积值是指游泳池面的面积。
2.对群众开放时参照此表，考
虑三分之一的人员在池边休息，三分之二的人员在池水中。
3.比赛时应根据体育工艺人员
提岀的资料进行计算。
如游泳馆建设地点有较为完善的统计资料，可以适当修正表中指标。
4.
第二节空调湿负荷的计算
空调湿负荷主要由池水和池边的散湿量组成。
人员的散湿量很少，与普通舒适性空调的计算方法相一致，下文重点探讨池水和池边的散湿量计算。
一.池水的散湿量计算
1.计算公式
W=C（P2-P1）F760/B
W——散湿量，kg/h
C蒸发系数，kg/mmHg.itf.h
P2――水表面的饱和水蒸汽分压力，mmHg
P1——水表面空气的水蒸汽分压力，mmHg
F――水表面积，卅
760标准大气压，mmHg
B当地的大气压，mmHg
2.C值的选取
C值是公式（3）中的关键因子。
当室内参数确定后，如水温一定，在同一地点池水蒸发量只与C值有关。
C值的实验测定一般是在较小的圆盘中进行的，盘中水温为60〜3
250r，通过上边
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