論西安奧體中心體育場賽后利用對空調系統的要求

文/周武成 悉地國際設計顧問有限公司 北京 100013

和其它重大賽事場館，如奧運場館、往屆的全國運動會場館一樣，西安奧體中心體育場同樣需考慮賽后場館的充分、有效的利用，使比賽與練習，專業與業余，體育與文娛緊密結合，將“運動-公園-休閑-旅游-商業-辦公”融為一體 [1]。而為場館服務的空調采暖系統，需要同時考慮賽時和賽后應場館房間功能不同導致的采暖空調的需求不一致。這就要求我們從前期規劃階段到后期的施工及運行，對于采暖空調系統，既要考慮到賽時房間空調的需要，又要滿足賽后場館利用的空調需求。

1、西安奧體中心主體育場項目介紹

1.1 西安奧體中心主體育場項目概況

西安奧體中心體育場作為2021年第14 屆全國運會會主會場，為甲級大型體育建筑，建筑面積132916m2，建筑高度58.3 米（鋼結構上弦中心線）體育場鋼結構罩棚外輪廓呈橢圓形；混凝土主體結構屋面高度：23.98 米。建筑層數：地上五層，坐席數60033 座。

1.2 賽后改造介紹

西安奧體主體育場賽后的場館利用主要為改造成出租型的商業和辦公。

對于西安奧體中心主體育場，經和承建方溝通確認，賽后改造為商業主要為一層外圈輔助房間，賽后改造為辦公的區域主要為四層包間層，具體詳見圖1所示。

圖中，粗實線所圈區域為賽后進行商業改造區域。

對于一層商業，西安奧體主體育場根據體育場內外環形通道的原型，因勢利導，改造為內外環形的通道，形成具有商業氛圍商業街，這樣即保留了體育賽時的體育文化因素，又形成了賽后商業的整潔，便于賽后商業操作。

對于四層辦公，整個包間層考慮賽后改造為辦公，進行辦公出租。

1.3 空調系統介紹

整個體育場空調賽時冷負荷為8369KW，熱負荷為6350KW，采暖負荷為480KW；賽后一層商業和四層辦公總冷負荷為4650KW，熱負荷為3580KW，采暖負荷為250KW。即賽后空調、采暖的冷熱負荷值約占賽時的一半左右。

本項目設置常規電制冷機組夏季供冷，機組容量及配置數量考慮設備運行的靈活性，不同時段以及賽時和賽后利用的末端需求，大小機組搭配，選取3 臺700RT 離心式冷水機組+1 臺350RT 螺桿式冷水機組。冷卻塔及相應的循環水泵與冷水機組均一對一匹配設置。制冷機組制冷供回水溫度為7/12℃。

考慮到整個體育場空調半徑較大，空調環路較長，冷凍水系統為二次泵循環系統，一次泵為定流量，二次泵為變流量，根據系統的供回水壓差控制二級泵轉速和運行臺數，控制調節循環水量適應空調負荷的變化[2]。

2、賽后利用對空調系統的要求

以下為筆者總結的西安奧體中心的體育場賽后利用對空調系統的要求表現在以下幾個方面：

2.1 賽后商業對末端空調形式選取的需求。

國內體育場賽后改造大多存在空調室外機多而散亂的情況，且空調冷凝水大多為無組織排放，這樣不但降低了賽后商業的整體美觀，同時無形中降低體育場賽后的商業文化品值。導致室外機組偏多的因素主要有兩個：因素一、對于暖通專業同行來說，均明白，賽后出租型的商業均適合使用分體空調系統，這樣做系統簡單，又便于賽后的個體商鋪的改造，使用方便；因素二、為滿足賽時功能，賽時的弱電機房如：消防控制室、數據處理機房、計時計分處理機房、通訊機房、安保監控機房、UPS 機房均為24 小時運行機房，它們在體育場中布置分散，一般均設置為變冷媒流量的分體空調，需要考慮室外機位。

西安奧體主體育場賽后的場館利用主要為改造成出租型的商業和辦公。鑒于以往體育場賽后商業改造的多而散亂的情況，西安奧體中心承建方要求杜絕這種散亂而多的室外機現象，保持體育場的賽時和賽后的整體美觀，提高賽后利用的文化品值。最終西安奧體中心的商業和辦公賽后改造區域要求仍使用集中的風機盤管+新風的空調系統，便于賽后的運營管理和提高賽后利用的文化品值。

2.2 賽后利用對空調水系統變流量調節的需求。

對于出租型的商業，各商業體的各業態的不同，如餐飲、商鋪，對負荷的需求的時間和大小均不相同，這樣會導致整個空調水系統在賽后一直處于變負荷的運行狀態，所以，應賽后空調負荷多變性的要求，將空調水系統設置為變流量調節，以適應賽后不同負荷狀況的需求,達到節能控制，節省運行費用的目的[2]。

2.3 賽后空調小負荷需求時，對設置小型冷水機組和小型循環水泵的需求。

變流量空調水系統存在當水泵低頻運行時（一般水泵頻率低于30HZ），水泵的轉速和流量、楊程的性能曲線會失調。為了解決這種問題，通常做法是在供回水管上設置旁通管，旁通掉部分流量達到提供末端用戶小負荷運行時的需求。這樣做的弊病就是存在水泵的大馬拉小車運行狀態，嚴重浪費能源，加大了小負荷運行時的運行費用。

本項目考慮到空調小負荷運行時可能出現的幾種情況：1.考慮到賽后出租的情況有可能不是很理想，同時使用的商鋪數量或者辦公的面積較小；2.或者考慮到賽后辦公的加班情況。這兩種小負荷運行的情況，均需要空調系統設置旁通管，旁通掉部分流量達到提供末端用戶小負荷運行時的需求。

為解決這種賽后長期的小負荷運行時的弊病，根據賽后能出現的小負荷運行情況，設置小型冷水機組和小型的冷凍水循環水泵。本項目小型的350RT 的螺桿機組可根據末端負荷需求進行無極調節，滿足末端小負荷的需要，只需增設小型的二級冷凍水的循環泵；在系統低于設定的負荷值時，大流量的變頻水泵停止運行，小流量備用水泵開啟，這樣既節能，又節省了運行費用。

2.4 預留賽后新風機房的增容電量和增容面積的需求。

考慮到賽時的辦公用房賽后改成商業，應規范要求，辦公和商業的人員新風量的不同，辦公的新風需求比商業的新風需求要小，故需要考慮賽后改為商業時，因新風量的加大，需要預留賽后改造新風的電量以及新風機房賽后改造對機房面積需求增大的預留的要求；

2.5 賽后分戶計量的需求。

考慮到賽后的商業運營和出租的辦公的使用，空調系統需進行計量。空調末端的水系統在施工圖設計階段必須考慮賽后的計量的問題，需考慮設置計量的表箱位置或者設置計量間。

2.6 考慮賽后冬季防凍的需求。

對于空調水系統的，因賽后不常用區域，在北方地區的體育場需考慮防凍的問題，建議賽后不常用區域進行和賽后常用區域水系統分別設置，這樣賽后需防凍的不常用區域可以考慮將空調水系統的水進行放空。當然，對于嚴寒地區的冬季防凍，主要是消防的水系統的防凍，可以考慮進行電伴熱，或者散熱器采暖進行防凍；對于氣候相對溫和的寒冷地區和夏熱冬冷地區，可以考慮風機盤管的防凍，即對風盤的面板設定好的運行溫度，當溫度低于設定值時，風盤啟動，進行防凍供暖[3]。

2.7 賽后餐飲的新風的預冷、預熱處理的需求。

對于賽后需改造為餐飲的區域，需考慮廚房的通風排油煙的系統外，還需考慮到廚房的補風的新風的夏季預冷和冬季預熱處理，這個負荷和賽后餐飲的規模相關，規模越大，則負荷越大。則對于冷水機組的選取和板換以及鍋爐的選型，或者市政熱源的需求有很大的不同。

2.8 賽后新風熱回收的需求。

對于賽后長期運行的商業或者辦公區域，考慮到規范的要求和經濟效益的分析需求，需對新風進行全熱回收，熱回收效率滿足規范要求[4]；

2.9 賽后草皮加熱系統的需求。

西安奧體中心主體育場需考慮冬季舉辦足球比賽的需求，必須考慮到足球比賽在冬季時草皮的常綠問題，這就需要對冬季的草皮進行加熱。目前，西安奧體中心項目考慮使用低溫熱水進行草皮加熱，熱源為鍋爐供熱，再經過板換機組換熱成低溫水之后，再對草皮進行加熱。從前期項目的立項到施工圖階段需考慮預留草皮加熱的所有的熱源及土建條件，后期由專業的草皮加熱廠家進行深化設計。

結論：

西安奧體中心主體育場的空調系統設計，從系統形式、變流量調節、新風處理、計量、草皮加熱等各方面充分結合賽時和賽后的需求，達到賽后及節能環保，又經濟的空調運行要求。