室内游泳馆通风空调设计.docx

1、室内游泳馆通风空调设计室内游泳馆通风空调设计游泳馆室内设计参数对于新建室内游泳池设计参数取值的建议：以往，国内酒店的室内游泳池的设计水温（即泳池水表面温度）大多采用27，冬季室内干球温度通常定为29。我们在调研过程中发现，即使在水温为29，空气温度为29，相对湿度为78%的休闲型的室内游泳馆中，在馆内游泳的四位年青人出水后都有冷感；而在一个室内干球温度31、相对湿度60%的SPA的浴池大厅内调研时，受访者无论长幼均无不适的冷感或闷热感。如今，已经有一些有经验的酒店管理公司提出，酒店中的休闲型的室内游泳池的水温宜提高到3032，其室温应为3133；此前，上海金茂大厦凯悦酒店的室内游泳馆在其设计和

2、运行中，均已将游泳馆池厅的室温提高到31。因此，在具体的工程设计中室内游泳馆池厅的温度以及池水温度究竟如何取值，应事先与建设方或管理公司充分沟通后确定。相关的检测资料表明，当环境的相对湿度在40%60%的范围内时，空气中可检出的细菌、病毒和微生物数量极少，有的几乎为零；但过低的相对湿度会加速水分的蒸发，造成从泳池中出来的人会因体表水迅速蒸发出现不适的冷感，故笔者建议室内游泳馆池厅内的设计相对湿度宜控制在50%60%的范围以内。围护结构的传热系数冬季，为防止室内游泳馆围护结构内表面结露，应在设计工况下保持围护结构内表面温度比室内空气的露点温度高2.8。于是，根据已经确定的室内、外计算温湿度可按下

3、式初算出防止围护结构内表面结露所需传热系数Kf： （85）式中 Kf围护结构防止内表面结露的最大传热系数，W/（m2）； 围护结构内表面换热系数，计算时可取8.7W/（m2） tn室内干球温度，； tw冬季室外空气调节计算干球温度，； tnb冬季围护结构内表面温度，即等于室内空气的露点温度加2.8。 在围护结构传热系数的防表面结露的校核计算时，有一点应引起注意，室内设计参数表所列出的池厅冬季的温、湿度，通常是根据一般规定或标准作出的选用值，并非设计工况下的确切计算值。设计时应根据（813）计算确定池厅室内的相对湿度，并在焓湿图上找出该工况下游泳池室内空气的露点温度，重新按式（85）复核围护结构

4、的传热系数。如有需要更正之处，应重新向建筑专业提资。室内游泳馆热湿负荷计算1. 室内游泳馆池厅的散湿量的计算与池厅空调系统的换气次数的确定（1）池厅散湿量的计算公式。室内游泳馆池厅的散湿量与泳池的类型、泳池的面积、湿地面的面积、同时游泳的人数、人的运动强度、池水温度、空气的温湿度、水面风速等诸多因素有关。而游泳的人数和人的运动强度等活动因子又与游泳馆的类型密切相关。因此，在预测室内游泳馆设计散湿量时，宜采用按活动因子计算散湿量的方法，即 （86）式中 wp为游泳池水面及周边湿地水面的总蒸发量，g/s； A游泳池面积，m2； Fa活动因数；游泳池水面风速，m/s； pw游泳池水表面温度下的饱和空

5、气的水蒸汽分压力，kPa； pa设计状态下室内空气的水蒸汽分压力，kPa； 池水表面温度下水的汽化潜热可按（814）式计算，kJ/kg。 【注】本式源自ASHRAE. 2003 ASHRAE Application Handbooks M. Atlanta；ASHRAE Inc，2003 典型的游泳池活动因数 表8-10泳池类型典型活动因数Fa家用泳池0.50治疗性泳池0.65宾馆泳池0.80公共泳池、学校泳池1.00造波泳池1.50表注：在调研中发现，不同类型的酒店，游泳馆的人数有明显的差异：会议娱乐性的酒店游泳馆（有的还对外开放）人数最多，其人员密度可达4m2/p；旅游渡假性酒店的游泳人数

6、居中，人员密度约在9 m2/p左右；商务型酒店的游泳馆人数相对较少，最大人员密度可按14 m2/p计算（上述人员密度，均采用游泳池的池水面积进行计算）。对应活动因数的取值也宜有所区别，建议：会议娱乐性酒店取1.00；旅游渡假酒店取0.80；商务酒店宜取0.65。由于泳池水表面温度通常要求控制在2729之间，因此，水的汽化潜热基本不变；当把游泳池水面空气流速控制在不大于0.125m/s的条件下时，室内游泳馆散湿量的计算式可进一步简化成下面的实用计算式： （87）式中除总蒸发量wp的单位采用kg/h计算以外，其他各项都与（86）式一致。本计算式源自2003ASHRAE HandbookHVAC A

7、pplication（pp.4.6），其使用单位已由英制改为公制。 （2）池厅空调系统的换气次数及散湿量计算公式的选用。综合分析相关文献所载数据，建议：当池厅空调系统只选用热回收专用空调机组时，其设计换气次数约在46次/h之间，室内游泳池的散湿量宜使用（87）式计算；当游泳馆的空调系统采用常规空调箱进行热湿处理或选用常规空调箱加热回收专用空调机组联合处理时，换气次数宜按1012次/h进行设计。室内换气次数的成倍增长，势必使游泳池的水面风速有所提高，故此时建议使用（86）式计算室内游泳池的散湿量，式中泳池的水面风速宜取0.2m/s。图8-7 四季酒店游泳馆图8-8 金茂凯悦酒店游泳馆2. 游泳馆

8、室内热负荷游泳馆室内热负荷应包括冬季围护结构（不包括门窗缝隙渗透）的热负荷、空气向泳池及周边湿地水表面放热的热负荷、池厅负压引起的邻室与室外空气渗入室内形成的渗透热负荷，减去空气从池水蒸发中获得的汽化潜热。（1）泳池岸边湿地面积。岸边湿地面对商务酒店的游泳馆来说，既是客观存在，但其实际面积并不大，存在的时间也不长。其原因是商务酒店游泳的客人相对较少，且高星级商务酒店游泳馆的工作人员须随时清除池厅地面上的水渍（从上面两张酒店泳池的照片就可以感性地了解商务酒店泳池周边“湿地面”的基本状况）。为方便计算，建议商务酒店游泳池把泳池四周外扩0.5m（基本上可把泳池周边的排水沟包含在内）的范围算作湿地面的

9、面积；渡假型游泳池岸边湿地面积宜按池边外扩1.25m计算；会议娱乐型酒店游泳池的活动因数Fa在本文中被建议取1.0，其泳池岸边湿地面积宜按外扩2m（约6.5尺）计算。游泳馆的建筑热负荷应使用经鉴定的电算程序进行计算。（2） 空气向泳池及周边湿地水表面放热的热负荷Qf可按下式计算： （88）式中 Qf空气向泳池及周边湿地水表面放热的热负荷，W； 空气向水面的放热系数，取8.4W/(m2)； A泳池面积，m2； As泳池周边湿地面积，m2； tn池厅室内干球温度，； ts泳池设计水面温度，； ts.q池厅室内空气的湿球温度，。（3）负压渗透热负荷。室内游泳池必须有通往更衣室或直通疏散走道的内门。如

10、有可能，建筑师会设置一个通向室外观景平台或裙房屋顶绿化区的外门，以便在过渡季扩大游泳馆的休息区。池厅的负压使室外空气和邻室的室内空气透过门窗的缝隙渗入池厅，由于内门的漏风量远远大于外门的漏风量，夏季由邻室渗入池厅的风温和比焓都比游泳馆内的空气低，故夏季可作为空调系统的裕量不参与计算。然而在冬季，无论是从内门还是从外门漏入的空气，其温度都低于池厅室内的空气温度，都是游泳馆的热负荷。因此，必须先分别算出从外门（或外窗）和内门渗入池厅的风量。然后再计算池厅冬季的渗透热负荷。1）游泳馆池厅的室内负压。ASHRAE建议室内游泳馆的池厅保持1.33.8mmH2O负压。酒店游泳馆池厅与相邻空调房间的平均设计

11、负压值宜取25Pa。2）外门、外窗及固定透明玻璃幕墙缝隙的漏风量计算：外门与固定透明玻璃幕墙的漏风量应由幕墙公司提供，并按计算压差P=15Pa（因酒店其它空调房间对外需保持10Pa正压，故池厅与室外的压差应等于15Pa）进行修正。在幕墙公司未介入之前，外门、外窗的漏风量与固定部分透明玻璃幕墙窗在压差10Pa时的漏风量L10，宜分别按3 m3/(mh)和0.1m3/(mh)进行计算（含施工中可能出现的偏差）。算得的门窗缝隙漏风量L10，需要根据实际压差按下式进行修正，即实际计算漏风量等于LW： （m3/h） （89）3）内门漏风量计算：通过内门门缝的漏风量可参照高层民用建筑设计防火规范 GB 5

12、0045 95（2005年版）第8.3.2条推荐的公式进行计算，即 （810）式中 li 第i扇内门的门缝漏风量，m3/s； Ai 第i扇内门的门缝面积，m2； Pi第i扇内门两侧的压差，Pa。计算时需注意的是，内门两侧的压差可能会出现以下几种情况：一种是通向疏散通道的内门与电梯厅或接待大厅等公共空间直接相连，只要设计按照空气平衡的需要，在这些公共空调区域的计算新风量的基础上，再补充送入上述连通空间的、数量等于其计算漏风量的新风量。那么，这扇门两侧的计算压差Pi可取25Pa。第二种情况是，游泳池直接与男女更衣室相连。当进入更衣室的门关闭时，更衣室与门外的公共空间之间的压差宜取5Pa；由更衣室进

13、入游泳池池厅的门关闭时，计算该门缝漏风量的计算压差宜取20Pa。设计应根据空气平衡的计算结果向公共空间与更衣室补风。第三种情况是游泳馆池厅的内门通过一段封闭的走道间接与男女更衣室、健身房或其它功能房间相连。那么，池厅的这个内门在封闭走道与池厅间压差的作用下漏进池厅的风量应等于间接连通的更衣室、健身房等房间通过各自的房门漏进封闭走道的风量。并可通过（811）式求出封闭走道内的空气压力Pf： （811）式中 Ai池厅第i扇内门的门缝面积，m2； Pi池厅第i扇内门两侧的压差，且Pi=PfPc，Pa； Pf封闭走道内空气的压力，Pa； Pc池厅内设计负压，（相对于室外）取15 Pa； Ai.j通过封

14、闭走道与池厅间接连接的第i.j个房门的门缝面积，m2；Pi.j第i.j扇房门两侧的计算压差Pj=PjPf，Pa；Pi.j第i.j个房间的室内正压。只要设计时在这些房间计算新风量的基础上再加上本次空气平衡算得的补充新风量，那么，这些房间室内的计算正压Pj（相对于室外）取+10Pa。将Pi和Pi.j代入（811）式，可得 （811）在计算上述房门的门缝面积时的平均门缝宽，建议：弹簧门取0.005m；普通门取0.003m。4）冬季池厅渗透热负荷：池厅负压渗透热负荷QS.T，可根据渗入池厅的风量按下式计算： （kW） （812）式中 Gw通过外门（或可开窗）和透明幕墙的缝隙渗入池厅的室外空气总量，kg

15、/s； Gn.i通过池厅第i扇内门渗入池厅的室内空气量，kg/s； hn 冬季设计工况下池厅内空气的比焓，kJ/kg； hn.i池厅第i扇内门相邻空间内空气的比焓，kJ/kg。在使用（812）式计算前，必须先按下面的湿平衡方程式（式813）计算出在冬季设计工况下池厅内空气的含湿量，确定池厅在冬季设计工况下运行时室内空气的状态点，进而在焓湿图上确定池厅内空气的比焓hn。 （813）式中 Gx通过空调机组送入池厅的新风量（参见本文8.4.7-2），kg/s； Gw通过外门（或可开窗）和透明幕墙渗入池厅的室外空气的总量，kg/s； Gn.i通过池厅第i扇内门渗入池厅的室内空气量，kg/s； dn 冬

16、季设计工况下池厅室内空气的含湿量，计算时须用式代入； dW冬季室外空气计算含湿量，g/kg； dn.i池厅第i扇内门相邻空间内空气的含湿量（参见本文8.4.7-2），g/kg； 湿平衡方程式等号右式的第一项中各字符的定义详见（86）的注解。当池水的散湿量是按照（87）式计算时，须用（87）式替换（813）式等式右面的散湿量计算式。（4）池水温度ts下水蒸汽的汽化潜热可按下式8计算： （kJ/kg） （814）3. 游泳馆室内冷负荷计算夏季室内游泳馆池厅的室内冷负荷应包括设计工况下通过围护结构进入室内的热量、灯光散热形成的显热冷负荷、人体的热湿负荷（在水中游泳的人体散发的热湿负荷，隐含在游泳馆散

17、湿量的潜热负荷中，不另计算；只计算在池旁躺椅上休息的客人与工作人员的热湿负荷）以及池水与地面水蒸发进入室内的潜热冷负荷的和，减去空气向泳池及周边湿地水表面放热的热负荷Qa。调研表明，白天游泳馆照明用电量约占其设计照明总电量的20%左右。设计时，白天宜按照明总用电量的20%进行计算；19:00以后再按设计照明的总用电量计算。池厅设计最小新风量1. ASHRAE 62.12004通风标准：该标准要求按每平方尺泳池及其岸边湿地面积计算的户外空气量不小于0.48CFM，相当于8.78CMH/m2。2. 酒店管理公司建议的新风标准之间存在较大的差异，其中最高的一个新风标准达9CMH/m2。实践表明，根据

18、池厅面积按9CMH/m2新风标准设计的室内游泳池空调系统，无论在其周边房间内，还是在其池厅里都闻不到氯的气味，但新风能耗偏高；在长三角及以北地区还会导致池厅冬季室内相对湿度低于50%方面的问题。3. 池厅设计最小新风量的取值：池厅设计最小新风量应根据ASHRAE 62.12004的通风标准，按每m2泳池及其岸边湿地面积8.78m3/h计算。湿地面积参见8.3.3节，第2.（1）条的规定计量。由于通过外门、外窗及内门缝隙渗入池厅的空气都有除湿和稀释池厅空气中结合氯浓度的作用，为节省游泳池空调系统的能耗，本文建议把上述计算漏风量统一计入池厅户外空气的范围内，仅当设计最小新风量与漏风量的差小于人均新

19、风量30CMH/p时，池厅空调系统的最小新风量（即通过空气处理机送入室内的新风量）应按30CMH/p计算，且夏季不宜小于送风量的5%；但冬季游泳馆池厅空调系统的最小新风量，应使设计工况下池厅室内相对湿度不小于50%。此时，进入池厅的户外空气量等于池厅空调系统的最小新风量与内、外门窗缝漏风总量的和。池厅气流组织1. 送风口和回风口的布置须认真考虑，应防止送、回风口之间发生短路。短路会产生气流滞留区，使游泳馆内局部空间的水蒸汽积聚、空气的相对湿度上升。2. 上送风口的叶片或导流装置应向外倾斜1520、对着外墙、外窗。当池厅内设置天窗时，紧贴天窗下沿的侧送风口内的叶片或导流装置应向上倾斜1520。设

20、在池厅内区吊顶天花上的送风风口应采用贴附性能好的散流器。3. 送风口不得直接对着可能使气流改变流动方向的表面吹风，以防止反射折转的气流吹到从水中出来并沿池边行走的游泳者身上。4. 侧送风口不得直接对着游泳池表面吹风，这种送风方式将大大提高泳池水表面的风速使得在水中游泳的人感到不适；同时过大的风速会加速池水蒸发，增加池水的热损失。5. 在游泳馆外墙（或外窗）的下部设置下送风口时，风口的叶片应向外倾斜1520、对着外墙、外窗送风，切忌反装。下送风口宜高出地面300500mm。6. 为保持池区处于负压，空调系统的回（排）风风口宜设置在正对泳池的天花上，或是离泳池最近的墙面下部，送风口不会直接吹到的地

21、方。室内游泳馆池厅送风口的布置形式可参见图8-9。 （a）下送风风口布置图 （b）上送风风口布置图 图8-9 游泳池空调送风风口的布置图游泳馆的空气处理及设备配置1. 游泳馆空气的热湿处理（1） 系统采用以冷、热盘管为核心处理部件的四管制组合式空气处理机时，其空气处理过程如下：1） 夏季，当室外空气的比焓hw室内设定比焓hn时，回风与设计最小新风量混合后进入水冷表面式冷却器（下简称“冷盘管”）降温去湿，保持室内空气的含湿量等于设定值；再经热盘管加热使室内空气温度维持设定值。2） 当室外空气的比焓hw室内设定比焓hn时，系统进入全新风工况。新风经冷盘管降温去湿，以保持室内空气的含湿量等于设定值；

22、再通过热盘管加热到送风参数后送入室内，以保持稳定的室内温度。3） 当室外空气的含湿量dw夏季设计送风参数的含湿量ds时，系统进入变新风工况区。系统将通过改变吸入的新风量（即改变新、回风比）来保持室内空气的含湿量接近设定值；此时，游泳馆室内的余湿量完全依靠干燥的新风来消除，空气处理机中的冷盘管已经不必承担去湿的功能。因此，其供冷量只须受室内温度传感器的控制。随着室外温度下降，当冷盘管的供冷量下降到零时，系统进入采暖工况。4） 系统进入采暖工况后，继续处于变新、回风比的控制状态，使室内空气的相对湿度保持在50%60%的范围内，直到系统吸入的新风量达到冬季设计最小新风量，系统将自动停止新、回风比的控

23、制。系统加热盘管的供热量受控于室内温度传感器的偏差信号。夏热冬冷及以北地区在冬季设计工况下，空调系统过大的新风量会导致池厅相对湿度低于设定下限值。为保持游泳馆池厅内空气的相对湿度不小于50%，设计时应根据其室内设计温度，由（815）式求出室内空气在相对湿度=50%时的水蒸汽分压力pa： ；即或 （815）式中 pa.b游泳馆室内设计温度对应的湿空气的饱和水蒸汽分压力，即设计室内温度与100%饱和线的交点所对应的水蒸汽分压力，kPa。 然后，用湿平衡方程（813）式求出池厅空调系统冬季由空调箱吸入的最小室外新风量GX。具体计算方法请参见以下的商务型酒店室内游泳馆空气处理的计算实例。（2） 当设计

24、采用四管制冷热水盘管的组合式空调箱对室内游泳馆的空气进行热湿处理时，应注意以下几个问题：1） 常规四管制空调系统，夏季由冷盘管除湿，冬季则只能依靠新风来消除室内的余湿。因此，在夏热冬暖且冬季室外空气含湿量较高的地区，当游泳馆采用常规空调机对室内空气进行热湿处理时，其冬季设计工况下的最小新风量还应满足游泳馆的除湿要求。2） 夏季游泳馆池厅空气处理机再热用热源须独立设置。在设计高星级酒店或国宾馆一类建筑的室内游泳馆的空调系统时，必须对酒店四管制空调系统的运行情况有一个深入的了解：即使是按四管制设计的五星级酒店，为了节省运行费用，其空调系统在夏季供冷时绝不会同时供应热水。这种情况在国际五星级酒店中也

25、不例外。酒店不会仅为游泳馆空调系统区区数千瓦到数十千瓦的再热量，去运行容量数兆瓦的空调供热系统。因此，当高星级酒店的游泳馆的空调设计，必须采用常规四管制的全空气空调系统时，宜在其机房内增设一套小型汽水热交换热水机组。3）池水蒸发量是影响池厅空调系统运行的主要因素，（86）式引入活动因素Fa用以估算设计工况下的池水蒸发量。然而来酒店游泳池游泳的人数变化很大，Fa必将随之变化：有时达到设计值，但多数情况下空无一人。泳池里人少了，池水蒸发量自然随Fa下降而减少，氯的挥发量也将成比例减少。在设计自动控制系统时，应能使池厅空调系统根据室内相对湿度的变化，适时减少系统的新风量与池厅排风量，在保持卫生状况达

26、标的前提下最大限度地减少系统新风能耗。（3）当设计采用游泳馆专用的双风机热回收系统时，无论是夏季还是冬季，空调系统均采用机组配置的直接蒸发式表冷器对回风进行降温去湿处理，并将蒸发器所吸收的热量全部回收，或用于冬季空调系统加热，夏季的再热，多余的部分再用于池水加热。详细运行控制请见“8.3.7 SWHP普尔帕克双风机成套游泳池空间环境控制和热回收系统简介”专篇。2. 某商务型酒店室内游泳馆采用常规四管制空调箱作空气处理的计算实例【计算条件】夏季室外空调计算干球温度34.6，湿球温度28.2；冬季室外空调计算干球温度1.2、相对湿度74%（含湿量dw=2.389 g/kg）；夏季大气压100570

27、Pa，冬季大气压102650Pa。室内设计干球温度全年31，夏季室内相对湿度60%；冬季室内相对湿度50%。泳池设计水温29。泳池面积131.4m2，游泳馆池厅的体积1600m3；夏季室内显热冷负荷29.65kW，冬季建筑围护结构热负荷33.49kW。池厅对于室内相邻房间保持25Pa负压。池厅有一个宽1.8m、高2.1m的外门和两个同样尺寸的内门，透明玻璃幕墙的缝隙总长183m，无可开启外窗。其中一个内门通向疏散走道，该走道直接与健身中心接待厅及电梯厅相连；另一个内门通过一段封闭走道分别与男女更衣室和健身房间接连接：男女更衣室用的都是宽1.0m、高2.1m的房门，健身房的门宽1.8m、高2.1

28、m。所有内门均为弹簧门，缝宽按5mm计算。冬季接待厅与电梯厅的设计室内温度为20、相对湿度40%（含湿量dn1=5.785 g/kg）；健身房的设计室内温度为22、相对湿度40%（含湿量dn2.1=6.551 g/kg）；更衣室的设计室内温度为25、相对湿度50%（含湿量dn2.2=9.865g/kg）。试根据室内设计参数分别计算系统送风量、负压渗透漏风量、系统最小新风量、冬夏设计工况下池厅空调系统的送风状态及设计工况下空调系统的供冷与供热量。【解】（1） 池厅内、外门与幕墙的计算漏风量1）外门与幕墙漏风量 已知外门的尺寸等于1.8m2.1m，幕墙的缝隙总长183m。（A）外门缝隙的总长Am.

29、f=2.13+1.82=9.9m 将Am.f及计算压差P=15Pa代入（89）式，可得外门漏风量Lw.m：Lw.m=1.3Am.flm10=1.39.93=38.6m3/h；（B）将幕墙玻璃与窗框间的缝隙长度代入（89）式，可得透明玻璃幕墙的漏风量Lw.q：Lw.q=1.3Aq.flq10=1.31830.1=23.8m3/h；（C）外门与幕墙的总漏风量Lw=Lw.m+Lw.q=38.6+23.862 m3/h。或G w=0.0207 kg/s2）内门计算漏风量（A）连接接待厅内门的漏风量按已知条件可得门缝的计算面积An1=（2.13+1.82）0.005=0.0495m2将An1及计算压差P

30、=25Pa代入（810）式，可得此内门的漏风量Ln1：Ln1=1.030.0495250.5=0.255m3/s=918m3/h或G n1=1.2Ln1=0.306kg/s（B）连接更衣室、健身房与池厅的每个内门漏风量a）与封闭走道连接的每个内门的门缝面积 池厅门：An2=0.0495m2更衣室：A2.1=A2.2=(2.1+1.0)20.005=0.031 m2健身房：A2.3=0.0495m2b）封闭走道的计算压力将门缝面积An2、A2.1、A2.2、A2.3代入（811）式，有0.0495(Pf+15)0.5=( 0.031+0.031+0.0495) (10Pf) 0.5 整理后可得封

31、闭走道的计算压力Pf=5.88Pac）内门漏风量 将An2、A2.1、A2.2、A2.3及计算压力Pf=5.88Pa代入（810）式，可得每个内门的漏风量 池厅门：Ln2=1.030.0495(5.88+15)0.5=0.233 m3/s=839m3/h 更衣室：L2.1=L2.2=1.030.031(105.88)0.5=0.065 m3/s=233m3/h或G 2.1=0.078kg/s 健身房：L2.3=1.030.0495(105.88)0.5=0.1035 m3/s=373m3/h或G 2.3=0.124kg/s 3）池厅门、窗缝隙的总漏风量 将外门与幕墙的漏风量Lw及池厅两个内门的漏风量Ln1、Ln2累计求和，可得池厅保持25Pa负压的总漏风量LC.L=62+918+839=1819 m3/h或GC.L =0.6063 kg/s（2） 夏季送风状态和系