基于多功能體育館空調設計的初探

陳信東

（翰林（福建）勘察設計有限公司福建福州　350001）

基于多功能體育館空調設計的初探

陳信東

（翰林（福建）勘察設計有限公司福建福州350001）

本文介紹了多功能體育館空調設計的特點，介紹了比賽大廳空調設計參數的取位標準，在此基礎上結合實際工程案例，通過合理的空調系統設計來保障多功能體育館的溫度及濕度等滿足工程的使用要求。

多功能體育館；空調系統；設計分析；實際案例

引言

多功能體育館是現代城市的重要公共建筑，它不但能夠用于舉辦體育活動，還可以用于開展群眾集會、文藝演出及各種展覽活動。為了保障多功能體育館的空氣流通，滿足使用者的使用要求，創造良好的活動環境，必須要做好多功能體育館的空調設計工作。本文綜合分析了相關設計方案并結合實際案例加以說明，以供體育館設計者參考。

1　體育館空調設計特點

多功能體育館的空調除了與一般空調工程具有相同點之外，還具有自身的特點，主要表現在以下幾個方面：①多功能體育館屬于高大空間建筑，尤其是比賽大廳，因為人員密度較高，熱濕負荷及送風量大，空調經常間歇使用，因此一般都使用全空氣大風道系統。②多功能體育館比賽場地在開展小球類比賽時，對室內氣流速度的要求較嚴，因此在設計氣流組織時，必須要根據不同球類比賽活動來調節風口及風量，盡量避免穿堂風并降低廳內外熱壓與進排風口之間的自然對流。③多功能體育館的空調屬于舒適性空調，盡管體育館比賽大廳的高度較高且空間較為廣闊，但是一般只需保障人們活動的范圍內溫度舒適即可，因此上部空間通常使用高速噴射送風，下部使用分層空調。④由于多功能體育館的用途較多，而且不同的使用場合對空氣參數的要求也有所差異，因此在設計空調系統的負荷時，需要結合最大負荷來考慮并通過降低風溫差或減少風量來有效調節；在布置空調系統時，需要注意區域場所的不同有所區分。⑤在比賽中場休息的時候，觀眾休息廳容易有煙霧，如果不及時排走，那么將極有可能污染大廳環境，降低體育館內部的可見度，影響運動員及觀眾的視線。⑥多功能體育館通常修建在較為開敞的地方，因此必須要主要屋頂、外墻及外窗等部份的設計工作。尤其是體育館的屋頂，近幾年來體育館通常采用球節點網架結構，屋頂下部不設吊頂，這樣結構設計會導致大廳內部產生較強的熱輻射，如果沒有及時采取措施加以解決，那么將無法有效控制體育館內的溫度及濕度，甚至會造成大量的能源消耗、增加空調的運行費用。

2　空調設計參數的取位標準

空調設計參數主要包括溫度、新風量、相對濕度、氣流速度及噪聲級等，根據《體育建筑設計規范》，夏季室內相對濕度一般為55～65%，溫度一般為26～28℃；冬季室內相對濕度為35～50%，溫度為16～18℃。夏季觀眾區的氣流速度需要控制在0.5m/s以內，冬季控制在0.2m/s以內，室溫盡量控制為26℃。此外，賽場的氣流速度也需要嚴格控制，例如在開展羽毛球、乒乓球比賽時，氣流速度不得超過0.2m/s。隨著國際間體育交流活動的增多，比賽場地的風速也面臨著更高的要求。日本提出：“乒乓球、羽毛球比賽場地（地面以上3m之內）的風速必須限制在0.15m/s以內”，香港則規定羽毛球、乒乓球比賽時的最大氣流速度為0.1m/s，其余活動時最大氣流速度為0.25m/s。在新風量標準方面，新風占總送風量的百分比各地區的體育館也各有不同，江蘇館為25%、上海館為32.2%、浙江館為27%、北京工人館為30%、北京首都館為33%，其他地區的體育館通常介于25～30%之間。新風的取值多少需要遵循以下原則：保障室內環境符合衛生要求，保障設備投資及運行費用的經濟性。新風能夠稀釋空氣中的一氧化碳及臭氣，輸送氧氣以保持室內空氣新鮮，所以可以以二氧化碳的濃度來作為舒適性空調空氣質量的評價指標，國內的體育館大多數為15～20m3/h·人。

3　多功能體育館空調設計應用案例

3.1工程概況

本工程位于將樂縣，屬多層民用建筑，建筑面積約16518.7m2，高度為17.055m，場館容納人數為3417人。大樓地下一層，地上三層，地下一層為車庫及設備用房，地上一層為比賽場地及比賽附屬用房，二層為休息大廳，三層為設備管道夾層。本工程的具體設計內容包括比賽場館中央空調系統設計、比賽附屬用房等商用空調系統設計、通風系統設計及防排煙系統的設計。

3.2空調設計參數

根據當地的實際情況，體育館的空調設計參數具體如下：室內設計參數如表1所示，室外設計計算為（夏季空調計算干球溫度35.7℃、夏季空調計算濕球溫度26.7℃、夏季空調日平均溫度29.8℃、夏季通風溫度31℃）。

表1　室內設計參數

3.3具體設計說明

本工程比賽場館設一集中空調系統，夏季空調供冷。中央空調裝機總冷負荷為1160kW，選擇3臺一體化空調冷水機組（型號Y-400/M），名義制冷量400kW，空調供回水溫度為7～12℃，冷水機組設在一層室外地坪，含冷卻塔、冷卻水泵、冷凍水泵、水過濾器等輔助設備，空調水系統的膨脹水箱設定在回水管上大于500mm標高位置。末端側空調水系統采用閉式兩管制，主機出水管采用同程系統，其余水系統采用異程。賽后控制中心、會議室等比賽附屬用房單獨設置多聯式商用中央空調系統。空調室外機均放于室外綠化帶處，室外新風通過新風換氣機與室內排風進行熱回收后送入室內。

比賽大廳的氣流組織需要在溫度及速度方面給人以舒適感，還需要避免觀眾區產生吹向人們后背的“腦后風”，同時還要滿足比賽場地所對氣流速度的要求，根據本體育館的建筑體形，在綜合考慮多項因素之后，本工程控制氣流組織設計具體如下所示：觀眾席采用遠程投射噴口，回送冷風集中設于二層觀眾席看臺側壁位置，氣流組織采用側送側回方式；中央運動區域采用旋流風口下送冷風，與右側二層觀眾席看臺側壁位置共用回風口。地下室水泵房設置一套機械排氣系統。地下室發電機房采用自帶風機進行排熱，設進風井和百葉風口補風排氣。地下一層車庫采用機械排風（排風量按3m層高計算），自然補風。比賽場館內設機械排風系統，熱氣及污濁氣體通過網架內的排風管由設在設備夾層內的排氣風機排出室外。夏季開2臺排風機，過渡季節開啟臺數根據比賽場館使用情況確定。其他無外窗房間也均設有機械排氣系統。

本工程的防排煙設計方案如下：比賽場館內設機械排煙系統，風機采用單速風機，排煙系統與平時通風系統合用，機械排煙量按比賽場館的體積計算。地下一層車庫設1個防火分區，采用機械排煙自然補風，排煙風機均設在排煙機房內。體育館各層內走道及附屬用房等分別設置機械排煙系統，一旦發生火災，消防值班室會開啟排煙閥及排煙風機，當煙氣溫超過280℃時，排煙防火閥會自動關閉且風機停止運行。此外，重要機房的風管及穿越防火分區的風管均設有防火閥或防火閥，一旦穩定超過70℃或280℃時會自動溶斷且與風機或機組聯鎖。比賽大庁等一律采用自然排煙的方式，可開啟外窗大于地面面積的2%，而且均在可開啟外窗30m保護距離之內。

4　結束語

綜上所述，多功能體育館與其他建筑物相比具有特殊性，這就要求在空調設計過程中加以注意。本文簡要介紹了多功能體育館空調設計特點，分析了空調設計參數的取位標準，在此基礎上結合實際案例，從多個細節角度就體育館的空調設計工作展開詳細探討。設計人員在體育館空調設計工作過程中，可以以此為參考依據，從而提高空調設計的科學合理性。

[1]孫敏生，王威，萬水娥.國家大劇院觀眾廳空調系統和氣流組織方式的設計和分析[J].暖通空調，2003（3）：1～8.

[2]劉方，翁廟成，蒲清平，等.CFD在某候機廳空調氣流組織設計中的應用[J].暖通空調，2007（5）：77～79.

[3]張歡，楊尚一，由世俊，等.體育館空調氣流組織的CFD模擬研究[J].暖通空調，2008（3）：87～90.

[4]陳祖銘，王釗，鐘朝安，等.北京工業大學體育館空調系統設計[J].暖通空調，2008（10）：115～120.

TU831.6

A

1673-0038（2015）15-0032-02

2015-3-22

陳信東（1981-），男，工程師，本科，主要從事暖通設計工作。