淮北市体育馆空调系统设计分析

    李文冬

    摘 要：以高大空间体育馆建筑为研究对象，阐述体育馆空调系统的负荷特性、室内空气参数范围及气流组织形式。另以淮北市体育馆为例，对采用的空调形式进行了系统分析。

    关键词：体育馆;高大空间;空调系统;设计

    文章编号：2095-4085（2020）10-0043-02

    1 体育馆建筑发展简介

    在现代建筑多功能发展的趋势下，大空间建筑得到广泛建设，尤其体现在体育场馆的建设。如60年代日本建筑师丹下健三设计的东京代代木体育馆;70年代德国建造的慕尼黑奥运会体育中心。随着我国2008年奥运会的举办成功，用于增进人民身心健康的体育事业也得到了迅猛的发展，由此国内体育场馆设施如雨后春笋般涌现。对于一座现代化的体育馆，不仅要求建筑的外形美观大方，各种体育设施完善，而且还要求舒适的环境条件，即合适的室内空气温度、风速、湿度、风速、新风和噪音标准等。

    2 体育馆空调系统特点

    体育馆建筑除了具有普通舒适性空调的共性外，还具有以下特点：（1）体育场馆属于高大空间建筑，室内产生的热量向上转移，在屋盖下形成上升的热气流，大概有10～20%系统风量排至室外。因此，空调系统送风量较大，宜采用全空气系统。

    （2）目前在体育馆类高大空间中应用的空调技术有很多，如座椅送风、低温送风、置换通风、分层空调和喷口送风等。所谓的分层空调，即利用合理的气流组织形式，对场所的下部区域进行空调，使工作区具有良好的舒适度，而对场所上部非人员区不予空调，仅仅设置通风除热，该措施可以大大降低空调系统负荷，减少系统建设投资和运行成本。据调查，分层空调的能量节约率可达30%～50%。体育馆下部为比赛区和观众区，上部为非人员区，因此分层空调得到了较为广泛的应用。

    （3）空调系统的冷负荷主要以照明和人员散热为主。如比赛大厅的照明负荷，中小型体育馆为50～70W/m?，大型体育馆可达100～200W/m?。场内人员密度大，人员散热量大。

    （4）体育馆具有观众人数较多的特点，在满足新风量的条件下，应尽量降低人均新风量标准。比赛大厅位于场馆中央，内区常年都有余热量，除了在冬季预热时送热风外，人员多时还可能需要送等温风或冷风。因此，系统设计要考虑100%利用室外新风的工况。

    （5）观众区和比赛区的空调要求不同，观众区只需要保证舒适性，而比赛区则要满足不同体育项目对湿度、温度和风速的要求，如羽毛球和乒乓球比赛时对风速的控制。

    （6）体育馆的空调属于民用舒适性空调，目前对不同类型体育馆的空调室内设计参数缺少统一的标准，只能按照比赛项目和卫生标准的要求，借鉴已建造完成体育馆的经验，由暖通工程师具体加以确定。现对国内已建成体育馆采用的设计参数加以分析，建议设计时考虑如下参数：室内设计温度范围为26℃～28℃（夏季空调），湿度范围为55%～65%（夏季空调），小球比赛时风速≯0.2m/s，平时风速≯0.5m/s;室内设计温度范围为16℃～18℃（冬季空调），湿度范围为35%～50%（冬季空调），风速≯0.2m/s。

    3 淮北市体育馆空调系统设计

    3.1 工程概况

    工程建筑面积约为20800m?，建筑高度约37.60m，场馆外围直径约为107m，建筑上部构造为放射型全浇钢筋砼框架形式，屋面采用曲面轻钢网架，整体外观与周围环境融合后形成“鼎”状，该体育馆又被命名为“莲花宝鼎”。内部比赛场地和观众区构成的比赛大厅贯穿于空间上下，此空间为高度28m，半径36m的圆柱体。比赛场区的面积约为1750m?，观众区的面积约为2850m?。

    3.2 主要设计参数

    夏季：室外计算干球温度35.8℃;室外计算湿球温度28.1℃;比赛大厅室内设计温度28℃;比赛大厅设计相对湿度55%。冬季：室外计算干球温度-7℃;比赛大厅室内设计温度16℃;比赛大厅设计相对湿度55%。

    3.3? 冷热源

    本工程冷热源位于室外的附属机房，通过地下管网敷设引入场馆，制冷机选用溴化锂机组一台，冷冻水供回水设计温度为7℃～12℃，冬季空调用热水供回水设计温度为60℃～50℃，熱源由锅炉房换热系统提供。

    3.4 空调机组

    比赛大厅设计选用GH50组合式空调机组4台，每台机组风量为50000m?/h，每台机组的冷量为400kW，全压为1380Pa，附属用房空调形式均采用风机盘管加独立新风系统。

    3.5 气流组织形式

    比赛大厅采用普通集中式全空气系统，空调机组设置在大厅的四角处，送风方式为双排喷口侧送，于大厅侧面24m高度处设置高速喷口，型号为DN500，共12个，每个喷口风量为每小时5000m?，送风气流速度为9.4m/s，向大厅中心送风。于大厅侧面22.2m高度处设置低速喷口，型号为DN400，共50个，每个喷口风量为每小时2400m?，送风气流速度为5.3m/s，向观众区送风。在顶部轻钢网架侧壁设计8个750mm，500mm的排风口，兼起过渡季节自然通风和防火排烟的作用。观众区的最前高度排距地面2.0m，在比赛场地的东西方向和南北方向分别设置座位8排和19排，台阶之间高度均为400mm。在观众区座椅下方共设置305个700mm×150mm的回风口，回风首先经过比赛场地四周和观众区的回风口，再流经大厅外围护结构构架的下部空间返回空调机房，并与室外引入的新风相混合后进入空调处理机组。

    4 结 语

    本文通过调查体育馆建筑的特点，针对性提出了空调系统的设计要点并应用到实际工程。从淮北市体育馆空调系统的后期使用来看，取得了良好的效果。

    参考文献：

    [1]范存养.国外大空间建筑的空调设计[J].暖通空调，1996，（04）：39-49.

    [2]许登科.高大空间分层空调气流组织的数值模拟研究[D].淮南：安徽理工大学，2006.