浅谈室内游泳池暖通设计的几点体会

浅谈室内游泳池暖通设计的几点体会无锡市建筑设计研究院鲍梁摘要：本文分析了室内游泳馆池厅的空气状态参数的确定和通风量的计算方法，介绍了防止围护结构结露的措施，并对池区与观众区空调系统划分、气流组织以及提高人员热舒适感等问题进行了探讨。关键词：空气状态、通风量、防结露措施、气流组织随着人民生活水平的提高，一些星级宾馆、一些小区或体育健身中心，往往配建室内游泳池。为此，小型室内游泳池空调设计，也就越来越普遍。室内游泳池由于其高湿，因此需重点解决其结露和闷热的问题，本文就本人所做的某学校室内游泳馆工程，谈对游泳池设计的几点体会。一：工程概况该游泳馆总建筑面积为4000㎡,它包括一个50×25m的标准游泳池及一座600人的看台及一些辅助用房。它主要是为满足校内学生教学训练的要求，同时又能举办小型的体育比赛。二：室内空气参数的确定为保证人员在出水后和入水前的舒适性，按国际游泳池设计标准规定，池厅空气温度应高于池水温度1～2℃，相对湿度一般为50～70%，但不超过75%，风速控制在0.2m/s左右。同时，为防止冬季围护结构结露，国际游泳池设计标准规定池厅内空气含湿量不大于14g/kg。本工程池水温度设定为26℃，因此室内空气温度取27℃。由于空气湿度对人们的舒适感也有密切的关系。相对湿度低，空气干燥同时空气中水蒸汽分压力低，会使刚出水面的润湿皮肤表面水份蒸发加速，从人体带走蒸发潜热，容易使人产生寒冷的感觉。同时水份蒸发多，室内空气含湿量增加，使消除室内余湿所需的通风量增加，则相应增加冬季加热送入室内新风的负荷。若相对湿度过高，则室内空气含湿量过大，会使空气露点提高，使围护结构内表面产生结露现象，综合以上利弊分析，本工程采用60%，此时室内空气的含湿量为13.3g/kg，露点温度为18℃。由于观众区同池区同处一个大空间，在确定空气参数时，在满足运动员舒适感的前提下，也要兼顾观众的舒适感，若冬季观众区温度取27℃的话，则明显太热了，因此观众区温度根据舒适性空调要求取22℃。三：通风量的计算室内游泳池中，由于水池表面不断蒸发水份，防止潮湿问题便显得非常重要，同时大多数游泳池池水采用氯消毒方法，因此必须采取有效的通风措施，把室内的蒸发水份排走。室内通风量的计算方法如下：1：首先计算室内散湿量，室内散湿量包括敞露水面散湿量和人体散湿量两部分。敞露水面散湿量计算公式为式中F--蒸发面积，M2Pq.b--相应于水表面温度下的水蒸汽分压力，PaPb--室内空气的水蒸汽分压力，PaB--标准大气压力，101325PaB'--当地大气压力，Paβ--蒸发系数，Kg/㎡.h.Paβ=(α+0.00013v)α--不同水温下的扩散系Kg/㎡.h.Pav--蒸发表面空气流速，m/s人体散湿量计算公式为G=ngφ式中n--人数，个g--单个成年男子在不同状态下的散湿量，g/hφ--不同性质场所的集群系数根据计算，游泳馆池面蒸发量为370Kg/h，人体散湿量为78.2Kg，总计散湿量为448.2Kg/h。2：接下来计算通风量。通风量的计算公式为L=G*1000/(dn-dw)，即将室内散湿量除以室内外空气含湿量差。经计算，本工程排风量为48800m3/h，同时为保证游泳池厅为负压，取排风量要大于送入室内新风量。四：池厅内的通风空调系统设计由于观众区和池厅采用不同的空气温湿度参数，因此池厅区和观众区采用两套空调通风系统。1：观众区设立两套组合式空调机组，每台机组送风量为15000m3/h，气流方式为观众区上部用旋流风口送风，座位底下回风，同时观众区设立独立的排风系统，以排除观众区的污浊空气。因观众区采用空调，而池厅区夏季仅设机械通风，为防止观众区空气自然下降到池区，在气流组织计算时，应力求时气流的射程只达到第一排观众席。2：池厅内空调设计原则是夏季以机械通风为主，辅以对送入室内的新风进行降温、去湿处理。冬季采用热风采暖和池厅四周设立式暗装风机盘管相结合的空调方式。池厅顶上的网架内设置四台离心排风风机箱排风，同时设置四台新风机组对送入室内的新风作处理，新风经过旋流送风口送至人员活动区域。在池厅四周设置32台立式暗装风机盘管来承担游泳池围护结构负荷及人员负荷。经计算，该游泳馆冬季空调热负荷863Kw，热源采用学校内锅炉房的蒸气，通过游泳馆内的热交换机房交换成为60～50℃的热水。同时为了提高室内运动员冬季足部的舒适感，在池厅四周的地面上设置地板采暖系统，即在地板内埋设PPR管材，冬季时通循环热水以提高地面温度。此部分后来由于建设单位资金原因没有采用。五：池厅围护结构防结露措施由于游泳馆池厅内温度高，相对湿度大，水蒸汽分压力高，露点温度高，所以室内很容易发生表面结露。表面结露会造成使用者的不舒适及室内环境污染，同时可能导致围护结构的腐蚀，导致墙体保温层的破坏，影响保温效果。因此游泳馆的建筑热工处理是游泳馆建筑设计的重中之重。暖通设计人员要和建筑设计人员密切配合，详细计算，选定合适的建筑围护结构材料。为了防止围护结构内表面结露，要求围护结构内表面温度不低于室内空气露点温度（一般希望高1～2℃），则围护结构所允许的最大传热系数，可按下面公式计算式中U--围护结构所允许的最大传热系数，w/㎡.℃tn--池厅内空气温度，℃tw--室外空气温度，℃τn--围护结构内表面温度，℃αn--围护结构内表面传热系数，w/㎡.℃根据以上公式把相应数据代入得，本工程外围护结构的最大传热系数为2.52w/㎡.℃，而本工程围护结构构造如下：屋顶--彩钢板内夹6cm离心玻璃棉保温层K=0.90w/㎡.℃外墙--20mm厚空气砖墙加保温层K=1.19w/㎡.℃内墙--200mm厚空心砖墙K=1.97w/㎡.℃幕墙--双层8mm中空玻璃K=2.87w/㎡.℃双层金属窗K=3.00w/㎡.℃由此可见，玻璃幕墙及玻璃窗的传热系数不能满足最大传热系数的要求，而该建筑为保证立面效果，在东西两个立面均采用高达8m的落地玻璃幕墙，为防止玻璃窗内表面结露，本工程沿围护结构四周设一排立式明装风机盘管沿玻璃向上送热风，以提高玻璃窗内表面温度。同时，该建筑屋顶采用钢网架结构，为防止吊顶内网架上结露，本工程在吊顶内设置2台热风机组向吊顶内送热风，以提高吊顶内的温度。以上只是对室内游泳池暖通设计的几点理论上的体会，实际效果有待工程完工后实际使用情况的验证。参考文献1贺绮华邹月琴，体育建筑空调设计2陆耀庆，实用供热空调设计手册