新型綠色節能技術在游泳館改建工程中的應用

李昌武 劉益春 李朗達 馮健輝

大連某體育館中的游泳館已投入使用多年，因長期使用和缺乏系統的養護，導致游泳館在使用過程中出現了外護層結露腐蝕、機電設備老化、室內溫濕度指標超標等一系列問題。之后對該工程進行了設計和改建，在改建過程中，不僅要解決當前所暴露出的有關問題，還要結合運用近幾年出現的一些新技術，使其符合節能環保的要求。

游泳池的設計與普通的民用建筑有很大的不同，在建筑的熱工特性方面，既要滿足節能的需求，又要結合室內高溫高濕的特點，進行防結露和鄰近房間的防潮設計。

游泳館暖通空調系統的主要特征如下：熱工參數的確定有別于普通建筑物；場館內部長期處于高溫高濕環境中，產生的余濕、余熱較多，要耗費大量的能源，極易出現結露問題。游泳池的回用水質量直接關系到使用者的身體健康，對回用水的處理工藝和設備有很高的衛生要求。本文結合上述內容，分析了該工程的設計改建。

1 新型綠色節能技術在圍護結構中的應用分析

在該工程中，冬季采暖的室內外設計氣溫為-9.8 ℃，空氣干球溫度為28 ℃，相對濕度為70%，露點溫度為21.8 ℃，在此基礎上進行了室內試驗研究。根據規范，為了確保室內圍護結構不結露，其內表面設計溫度按照高于露點溫度2 ℃來計算，在大部分保溫墻體中都能夠滿足設計要求。但在外窗方面，主要使用的是Low-E 型中空玻璃，其換熱系數不能滿足外窗防結露的要求，還需要通過其他方法解決外窗防結露問題。

該工程的外墻是幕墻體系，不透明的部分主要使用了石材幕墻和鋁板幕墻，內襯100 mm 厚的保溫巖棉，并增加了防潮隔汽膜，可以滿足節能及防結露的設計要求。外窗為低密度斷橋鋁質中空玻璃，需要暖通專業人員采取適當的方法來提升玻璃的內壁溫度[1]。

2 游泳館暖通空調通風除濕防結露節能技術

2.1 空調除濕防結露

在游泳館這種特殊建筑物中，濕負荷占暖通空調總負荷比例高達70%～90%。常見暖通空調系統大多利用表冷器降溫除濕，此過程難免會出現能源損耗，且成本較高。另外，水分凝結會形成潮濕環境，容易滋生霉菌，影響環境衛生，因此這種防結露技術已經基本被淘汰。

2.2 通風除濕防結露

所謂通風除濕防結露，就是通入新鮮空氣，排出舊空氣，完成室內空氣循環。冬季室外空氣干燥，通風有助于去除室內空氣中多余的水分，但由于室外空氣溫度較低，在通風前要將其加熱到室內設計溫度以上[2]。而夏季室外的空氣濕度較大，通風除濕效果不好，此時需要利用暖通空調對室外空氣進行除濕處理，處理完成后才能引入室內。

本項目采用的是普派克室內泳池除濕機，其工作原理是從室內溫濕的空氣中吸收熱量和水分，回收的熱量不僅可以給池水加溫，還可以使水蒸氣凝結成水，達到除濕的效果，工作原理如圖1 所示。

圖1 室內泳池除濕機的工作原理（來源：網絡）

2.3 變風量通風除濕

變風量通風除濕是指通過改變送風量來調節室內溫度，使送風狀態和送風溫度保持不變的全空氣空調系統。為保證送風口在室內不發生結露現象，夏季空調送風溫度應稍高于室內溫度。室外空氣濕度是全年動態變化的，如果設計通風量大于實際所需通風量，就會造成能源浪費，反之則無法滿足通風除濕要求。在具體實踐中，可以選用單臺三速風機，根據夏季、過渡季節、冬季室外空氣濕度變化來調控通風量；或選用單臺雙速風機，分別根據過渡季節和夏季室外空氣濕度變化來調控通風量。上述方法均比選用單臺單速風機節省能源。

3 游泳館暖通空調排風熱回收節能技術

3.1 排風熱回收節能技術

排風熱回收節能技術是一種利用新風與排風之間的熱量交換來減少新風處理能源消耗的技術。根據熱回收方式的不同進行分類，可將其分為全熱和顯熱2 類：全熱回收裝置能回收排出空氣中的顯熱和潛熱，并轉移濕量；顯熱回收設備只能回收排出空氣中的顯熱。

3.2 全熱回收裝置

3.2.1 轉輪式全熱回收器

轉輪式全熱回收器通過新風與排風交替逆向流過轉輪傳遞熱量，能夠在-20 ～40 ℃的環境中工作，且熱回收效率高達70%～80%[3]。但轉輪式全熱回收器是在2 個不同介質之間進行熱交換，不能完全避免交叉污染，所以通過的氣體必須無害。此外，轉輪式全熱回收器的體積大，消耗的能源較多。

3.2.2 板翅式全熱回收器

當進氣、排氣之間存在溫度差和蒸汽壓差時，在板翅式全熱回收器內部會發生熱濕交換，從而實現全熱回收，但其熱回收效率比轉輪式全熱回收器低。與常規板翅式換熱器不同，板翅式全熱回收器的隔板和翅片都是由一種特別加工過的紙或薄膜制成的，具有良好的導熱和透濕性能，缺點是不透氣。

3.2.3 熱泵式全熱回收器

熱泵式全熱回收器是以高溫排風為冷熱源來回收多余熱能，熱回收效率極高，但需要配備一系列設備，包括壓縮機、蒸發器、冷凝器等。熱泵式全熱回收器具有體積大、布局分散、占用空間多、造價成本高等缺點，因此應用并不廣泛。

3.3 顯熱回收裝置

3.3.1 熱管式顯熱回收器

熱管式顯熱回收器的熱管殼一般由銅或不銹鋼制成，借助氨、丙酮、甲醇等的相變來實現熱傳遞，能夠在-40 ～430 ℃的環境中工作。這種顯熱回收裝置不需要消耗動力，且中間隔片能夠將新、舊排風完全分開，使二者不發生混流，適用于存在排風污染的場所。因為配備有轉換裝置，熱管式顯熱回收器四季都能用，在過渡季節，只需將轉換裝置旋轉5 ～7°即可。

3.3.2 中間熱媒式顯熱回收器

中間熱媒式顯熱回收器的熱回收過程不會產生交叉污染，供熱端與得熱端由管道相連，管道長度可調整，安裝方便，但必須輔以循環水泵。缺點是動力消耗量大、傳熱損失大且效率不高。

3.3.3 板式顯熱回收器

板式顯熱回收器具有運行穩定、組成簡單、不消耗動力、不損失傳熱、設備費用低等優點，但是裝置整體占地面積大、接管位置固定、靈活性差、傳熱效率低，在實踐中的應用較少。

4 新型綠色節能技術在泳池循環水系統中的應用分析

改造前的污水循環水處理系統為逆流式過濾模式，所有的循環水都是通過設置在水槽中的水口流入平衡槽，再通過水池中的水進行一系列的凈化并加熱，然后通過池底供水口返回到池子中繼續利用。目前，我國城市污水處理廠面臨的最大問題是砂罐腐蝕嚴重，導致污水渾濁程度增大，感官指標降低。消毒系統只使用次氯酸進行消毒，因為氯消毒具有長效性，所以會對人的皮膚和呼吸系統產生一定的影響。水溶液中的電解質濃度升高，同樣會導致水的質量超標。

因此，本文提出以下改進措施。因水池面積和機艙面積的限制，水池的過濾形式將繼續使用逆流循環法，布水系統和溢流系統將保持相同。濾芯采用全新的濾芯，并加入臭氧—活性碳處理，以進一步除去雜質。臭氧殺菌技術具有殺菌效果好、無二次污染等優點，能夠有效地減少水中的氯氣用量，減少對游泳者的危害。改造后的泳池水循環處理過程如圖2所示。

圖2 改造后的泳池水循環處理過程（來源：網絡）

5 新型綠色節能技術在游泳館施工中的注意事項

5.1 根據游泳館項目的實際情況選擇合適的節能施工材料

在節能減排與綠色環保的大背景下，建筑企業應充分認識到新型綠色節能技術的重要性與價值，對游泳館工程進行前期的實地調研，并針對游泳館項目的特點與要求，結合游泳館工程的實際情況，選用適宜的節能建筑材料與綠色節能技術[4]。

5.2 加大綠色施工材料質量控制力度

施工人員在選擇綠色施工材料時，應確保綠色施工材料的質量，保證所用的綠色施工材料達到質量要求，并嚴格進行質量檢測。另外，施工人員還要關注環保材料在運輸和存放過程中存在的問題，并要嚴格遵守對材料運輸和存放的要求，全面保障環保建材的質量，使環保建材安全進入工地，發揮其作用。對未達到質量標準的材料，應及時退回，防止未達到標準的材料流入工地，以免對游泳館項目整體工程質量造成影響。

5.3 積極應用新型綠色節能環保材料

隨著游泳館項目的質量標準不斷提高，國家不斷出臺相關的政策，對建筑市場的發展進行規范[5]。目前，很多建筑企業已經認識到新型綠色節能環保材料的價值，并積極應用新型綠色節能環保材料。泳池行業迎來了蓬勃的發展期，新材料、新技術以及新工藝的不斷涌現使整個產業出現全新的變革。例如，位于北京奧林匹克公園的水立方，采用的ETFE 膜是一種輕質新型材料，這種材料具有良好的熱學性能和透光性，不僅可以調節室內環境，還能避免建筑結構受到游泳中心內部環境的侵蝕。如果ETFE膜有一個破洞，不必更換，只需打上一塊補丁，過一段時間就會恢復原貌。

6 結語

傳統的建筑施工工藝已經不能滿足人們對于建筑工程施工的需求，新型、綠色、環保、安全的節能技術逐漸成為人們的追求。本文根據游泳館項目工程的特點，分析了新型綠色節能技術在游泳館中的應用，希望能夠為相關研究提供借鑒。