人工室外游泳場季節性利用應變策略研究

李玲玲+鄭賽偉

摘要：指出了室外游泳場深受群眾喜愛，但隨著季節的變化，泳池的使用受到很大影響，冬季必將由室外轉入室內;同時夏季陽光的暴曬同樣會使室外游泳的舒適性降低。在如今低碳經濟發展模式下，室外游泳場相對于室內游泳館來說有著先天的優勢。從應變的角度出發，針對室外游泳場隨季節變化提出了不同季節室外游泳場功能與空間的應變策略，以期達到高效利用。

關鍵詞：室外游泳場;季節性變化;應變策略;高效利用

中圖分類號：R123.1

文獻標識碼：A文章編號：1674-9944（2014）12-0204-05

1引言

本文研究的室外游泳場是指游泳池暴露在室外的游泳設施，是相對于室內泳池而言的。室外游泳場又分為天然游泳場與人工游泳場。天然游泳場指把江河湖海等天然水域作為游泳場所，并設置一些附屬設施，如更衣、淋浴等;人工游泳場是指人工修建的游泳池和附屬用房及設施[1]。由于人工游泳場在設計過程中的可控性較高，因此本文主要研究的是人工室外游泳場。對于室外游泳場，季節性應該是其最顯著的特點。室外游泳場不能像室內游泳池一樣可以有效控制泳池外部溫度，在我國除了熱帶地區以外，冬季的室外泳池的利用率都很低，只有個別的泳池為冬泳愛好者提供部分的設施，但總體而言，季節性是室外游泳場能否高效利用的決定性因素。在對我國南北方的室外游泳池進行調研采訪后發現，熱帶以外的室外泳池在冬季幾乎不開放，甚至出現荒廢閑置的現象，只有小部分把池水抽干變作其他功能。不僅如此，在夏季比較炎熱的季節，陽光的暴曬同樣是影響室外游泳舒適性的一項因素。場地的運營方必定要采取一定的措施來應對季節因素帶來的不利影響。本文針對炎熱季節和寒冷季節分別提出了不同的應變策略。

2炎熱季節應變策略

炎熱的夏季對于室外游泳場的影響主要是陽光的暴曬帶來的游泳者熱舒適性的降低，其次是雨季的到來加之陽光的照射帶來的泳池中藻類植物的產生并且影響場地的利用。本文主要從以下兩個方面采取的措施來應對炎熱對室外游泳場的影響。

2.1場地遮陽措施

2.1.1設置遮陽屋蓋

隨著建筑技術的發展，大跨度結構技術廣泛應用到體育建筑中來，滿足了體育建筑的大空間場地需求。如果在室外泳池上方設置遮光屋蓋，通過不同的屋蓋材料或形式可達到不同的遮陽效果。如2006年1月展現在世人面前的墨爾本水上運動中心（圖1），它主要用作國家專業運動員的訓練和輔助賽場，并且對群眾開放。它采用了膜結構的頂棚，保證了在夏季對于太陽輻射的阻擋，使得游泳者既能感受到室外游泳帶來的自由舒適性，又不會因為夏季的輻射使其舒適度降低，由于膜結構材料的透光性較好，使得場地的光環境也比較舒適。再如舉辦2011年第十三屆世界游泳錦標賽的上海東方體育中心的室外游泳場（圖2），像體育場一樣在觀眾席的上方設置大跨度罩棚保證了觀賽群眾的舒適性。

圖1東方體育中心室外游泳場罩棚圖2墨爾本水上運動中心膜結構頂棚

2.1.2利用可移動結構

一些規模不大的室外游泳場，不能承受開合屋蓋帶來的高額造價。為了夏季的遮陽可以采用可移動結構創造“活動型大空間”。這種大空間可以用可折疊展開的空間結構來實現，如折疊式膜結構屋蓋與折疊式折板屋蓋等，西班牙人F.Escrig與P.Yalcarcel帶領的科研小組就設計的一套空間型的可展結構體系用作游泳館可移動屋蓋結構，圖3表示屋蓋收納和展開之后的不同形態[2]。

圖3處于收納與展開狀態的可展結構

圖4所示是室外泳池的另外一種遮陽方式，用金屬絲作為結構框架，柔性的纖維材料在需要的時候展開可以覆蓋整個室外標準泳池，這種遮陽方式比較簡單易實現，并且造價也較低，不足之處在于穩定性較差，并且不能像其它方式那樣具有美觀性。圖4為日本某酒店的室外泳池采取類似的方式進行遮陽。

圖4日本某酒店室外泳池遮陽措施

2.1.3小跨度遮陽設施

前文提到的遮陽設施的跨度一般都比較大，覆蓋面積較廣，一般能夠覆蓋整個坐席區或場地區。在進行遮陽設計時，一些小跨度的設施同樣能夠起到很好的效果。小型遮陽設施廣泛運用在室外游泳場之中，由于跨度與覆蓋面比較小，它具有設置靈活、造價低、景觀性等優點，它與前兩者遮陽方式不同的是這類遮陽設施只能起到局部小范圍的遮陽效果。筆者根據遮陽材料的不同將遮陽設施分為柔性遮陽設施和剛性遮陽設施。

（1）剛性遮陽設施。剛性遮陽設施是指采用較高強度的材料建成的設施，如混凝土材料或者金屬材料，這類遮陽設施由于透光性較差因此遮陽效果比較好，不足之處在于比較穩定不易拆卸與移動。如上海體院游泳場的遮陽設施，它采用金屬作為主要建造材料，形式設計也可靈活多變。位于澳大利亞的布里斯班女子文理學校的室外游泳場采用了局部的活動屋蓋，材料使用了金屬材料的可移動的遮陽格柵進行泳池場地局部的遮陽，圖5為可變遮陽屋蓋收起和伸展后的效果。

圖5澳大利亞布里斯班女子文理學校的室外游泳場

（2）柔性遮陽設施。柔性遮陽材料主要有遮陽傘、玻璃纖維織物、張拉膜等。玻璃纖維織物來源于歐洲，這種材料可以遮擋太陽80%以上的太陽輻射，其特有的制作工藝使得透射光比較均勻，視覺舒適度被優化的同時能夠將景色滲透，用于室外游泳場中能夠與環境融為一體，但是在目前由于其費用較高、不易操作，用作室外游泳場遮陽的還比較少。遮陽傘太陽傘是不僅在室外游泳場中，而且在其他室外公共活動空間中利用最為廣泛的遮陽設施之一，這種設施比較靈活，可以在需要時打開不需要時收起。這兩類遮陽設施遮陽面積小，美觀度較低（圖6）。

圖6遮陽傘遮陽

張拉膜是在室外游泳場中利用最為廣泛的射陽設施之一，它既能起到較好的遮陽效果，同時能夠與室外游泳場的水與場地融為一體，有較高的景觀價值（圖7）。在藍天與碧水之間設置造型獨特多變的膜結構遮陽設施，對于室外游泳群眾的心理感受也是相當愜意的。它結構輕、造型多、施工短、美觀大方，這種結構被人推崇并受到青睞不是沒有理由的，它適用于車棚、看臺、游泳池等各種室外場所。更重要的是它的強度高、耐久性強，并且能夠防紫外線隔絕溫度，游泳者在室外有更加舒適的環境。endprint

圖7膜結構遮陽

2.2充分利用自然通風

完全暴露在室外的游泳場，在陽光的照射下，場地周圍會具有極高的溫度，使得其舒適性降低，隨之影響室外游泳者的積極性。室外足夠的自然風能夠帶走很大一部分熱量，因此如果能夠采取一定的措施，利用室外自然風降低夏季較高的室外場地溫度，也是一種應對夏季不利條件的有效措施。

如何在設計階段有效利用自然風降低場地溫度，這就需要建筑師充分考慮到當地的氣候條件，根據不同季節的不同主導風向，做出在夏季能夠充分利用自然風的設計布局;抑或是做出針對不同風向和風速的“用風”和“防風”策略。

3寒冷季節應變策略

一年之中溫度的變化導致舒適度的變化是一個過程，在我國大部分地區，室外游泳池在低溫時不能有效利用。在寒冷季節，可以采取措施創造適合室外游泳的環境，也可以通過改變場地功能以提高利用率。

3.1利用可動屋蓋

大跨度活動屋蓋技術發展迅速廣泛地運用于體育場之中，開合屋蓋使得體育場地適應不同的氣候與天氣，保證比賽的正常進行。如日本宮崎海洋世界（圖8）采用平移式開合膜結構活動屋蓋，屋蓋打開后場地完全暴露在室外接觸自然，屋蓋閉合后場地變作室內，躲避外部不利環境影響。在國內也有很多開合屋蓋游泳館的實例，如上海同濟大學游泳館（圖9），可以調節屋蓋的開合狀態，控制游泳場地的微氣候，保證場地的舒適度。此類建筑形式的發展，使得建筑不再只是“凝固的音樂”，而是動態可變的，可以針對不同的環境做出不同的反應。一些規模較小的游泳池，利用可移動屋蓋改變成太陽泳池房在國外已經比較流行（圖10）。

圖8日本宮崎海洋世界圖9同濟大學游泳館

3.2功能置換

在冬季，大部分的室外泳池被迫閑置，場地的游泳功能不能正常運轉，因此就需要“變”的措施來增強其利用率。譬如可以通過一定的措施改造成專門的溜冰場，位于上海的虹口游泳池就是一個功能置換高效利用的實例（圖11），游泳池針對季節的變化是這樣運營的：6月中旬至8月的夏季，適合群眾室外游泳的季節，游泳池對外開放;10月至5月上旬的春、秋、冬季，室外游泳受到限制的時候，場地被改造成溜冰場對外開放。

圖10泳池可拆卸屋蓋

圖11上海虹口游泳池夏季與冬季的功能置換

在室外游泳場功能置換方面，可以借鑒游泳館在應對季節變化進行功能置換的案例。如江蘇張家港市游泳館（圖12），在冬季游泳運營費用較高并且群眾參與性較低的季節，運營方將泳池底部改造成為了羽毛球場地，并且獲得了較高的利用率，也是運營方引以為豪的一項舉措。因此在室外泳池場地里，可以考慮布置一些適合于室外的運動場地，以提高場地的利用率。

圖12張家港游泳館泳池功能轉換

3.3躲避自然風

冬季的自然風舒適性是很低的，因此，冬季對于自然風是以防風為主，讓其不會影響到場地的舒適性。冬季的風，一方面會使得場地的寒冷環境更加惡劣，群眾也不愿意在這種惡劣的環境里停留;同夏季應對自然風的方法一樣，在冬季進行防風，可根據當地的年主導風向在設計階段建筑設施布局上進行分析模擬之外，可以運用一些構筑物可變的措施來達到“防風”的目的。

需要指出的是，本文所提到的有些應對措施是比較理想狀態下能夠減小季節性原因帶來的影響，真正實現起來有可能受到造價等因素的制約，也許會違背本文低碳前提下應變的初衷，這就需要投資者與運營方的合理利用。

3.4泳池節能加溫

對于室外泳池來言，泳池加溫措施是一種能夠延長全年使用時間的措施，如果加溫足夠，寒冷冬季在室外游泳都會成為現實，東北的冬季溫泉就是很好的實例。目前對泳池加溫的措施主要有運用地下水恒溫泳池、太陽能加溫、電加溫、燃氣加溫、地源熱泵加溫等等。而本文的初衷是在低碳的基礎上達到不同季節泳池的高效利用，因此本文主要研究偏重于用清潔能源來進行對泳池的加溫，主要的加溫措施有以下三點。

3.4.1運用地下水恒溫泳池

所謂地下水恒溫泳池就是說，用較高溫度的水來補充泳池內水的熱量散失，如果地下水溫度高于泳池需要達到的溫度，就可以進行熱量交換，來保證泳池內水溫的恒定。這樣，較高溫度的地下水經過一定的處理達到泳池需要的水質標準，就可以流入泳池維持泳池所需要的恒溫。需要指出，雖然地下水加溫并沒有耗費化石能源，保證其運轉的費用也是不容小覷的。

3.4.2太陽能加熱

太陽能是清潔能源中利用最為廣泛的，具有取之不盡用之不竭的特點，由于我國的地理位置比較優越，太陽能輻射非常充足。而室外游泳場直接接受陽光照射，利用太陽能直接對泳池加熱可行性比較高。

太陽能給泳池加熱，可形成一套獨立的系統，比較簡單的是泳池里的水經過太陽能吸收器加熱后回流到泳池中以保持泳池的溫度。這種措施可大大減少運營經費。但是，給泳池進行加熱的太陽能集熱器與家用太陽能集熱器是不同的，因為泳池并不需要家用熱水器那么高的溫度，另外泳池里的水的腐蝕性要比家用自來水的腐蝕性高[3]。圖13為太陽能加溫泳池系統示意圖。

圖13太陽能泳池加熱示意

3.4.3地熱能加熱

地熱能也是一種環保的清潔能源，在建筑中的利用主要是地源熱泵，地源熱泵又包括土壤源熱泵、地下水源熱泵和地表水源熱泵，目前熱泵技術在建筑中廣泛應用。 地源熱泵技術提取土壤以及水中的熱量。地表土壤和水體每年接收的太陽能數百倍于人類每年利用的能源，這些能源的一部分通過土壤傳遞給地下水體;同時，水體通過太陽能輻射直接或間接地得到補充，這相當于間接地利用近乎無限的太陽能。因此，地源熱泵利用的是清潔的可再生能源。

泳池利用地熱能加溫泳池簡單地說就是利用熱泵設備里的吸熱工質從地下吸收熱能并傳入泳池進行泳池的加熱，因此這種泳池加溫方式既節能，又環保。地源熱泵是利用地下巖土層中熱量進行閉路循環的熱泵系統，熱泵的換熱器埋于地下，與大地進行冷熱交換。它通過循環液（水或以水為主要成分的防凍液）在密閉地下埋管中的流動，實現系統與泳池之間的傳熱[4]。

4結語

以上針對不同季節的應變措施，有的在實際工程中得到較好的應用，對于室外游泳場的低碳高效利用做出了一定的貢獻。但是，有些措施和技術因為各種原因限制如技術、經費等因素使得前文所提到的措施不能得到有效的利用，因此需要建造者與運營方權衡利弊，在低碳建造與運營理念的基礎上，做出最經濟合理的室外游泳場季節應變措施。

參考文獻：

[1]韓秀春.游泳建筑[J].建筑學報，1983（8）.

[2]李玲玲.大空間公共建筑發展模式研究[J].城市建筑，2009（4）.

[3]付向東，周云超，鄧繼輝.游泳池太陽能加熱系統的設計[J].太陽能，2006（2）.

[4]仉安娜，唐遠明.環保節能地源熱泵技術應用研究[J].環境保護與循環經濟，2008（12）.

[5]羅迎賓，蔣綠林，徐麗.地源熱泵在溫水游泳池系統中的應用研究[J].節能，2002（12）.endprint